氮素是超级明星(共40页)

1、氮素是超级(choj)明星迈克尔乔丹是篮球(lnqi)界的超级明星,罗伯特雷德福是电影(dinyng)界的超级明星。这类人是他人所不能比拟出类拔萃的所以被称为超级明星,是完全不同的存在。氮素也是如此。氮素是植物干、茎、藤的生长所需元素。种植人体营养所需的谷物、水果、坚果、蔬菜是也需要氮素。氮素对于植物动物的生命活动的一切是必要的。没有可以代替它的东西。在食物的种植领域氮素毫无疑问是超级明星。作物需要大量的氮素 种植人类直接食用的作物或者作为生产牛肉、猪肉、鸡肉所需要的饲料作物时需要大量的氮素。为了生产维持我们享受生活所需要的食物，农业生产上需要的氮素量如同下面举例中一样庞大。美国生产的玉米每年

2、从土壤当中吸收260万吨的氮素。这个量相当于包括儿童在内全世界人口每人10kg。给家畜喂食的牧草每年从草地中提手340万吨的氮素。光紫花苜蓿草就吸收了220万吨。小麦是人类食用的最普遍的谷物，制成面包、麦面等食用。这种作物每年从土壤吸收110万吨的氮素。水果和蔬菜也会大量的消费氮素。甜玉米、豆子、葡萄、青椒每1ha需要100kg以上。番茄、洋葱、豌豆、菠萝需要150kg以上。土豆需要吸收250kg以上的氮素。氮素是人体健康所不可或缺的 氮素会变成所有植物和动物的蛋白质的一部分。它意味着氮素是人类饮食所不可或缺的。另外氮素还是RNA和DNA的组成成分。DNA是将遗传特性传递给下一代设计图。因此对

3、于人类的生存而言氮素在自然界的大量存在是必须的。氮素对作物的健康、食品品质和我们的环境的影响 农作物是优秀的食品制造者，但是运行这座制造工厂需要合适的营养状态。如果不是的话就会造成产量降低、食品品质差、营养价值低的问题。氮素起着运行食品制造连锁的重要一环的作用。 作物(zuw)中缺乏氮素时最初(zuch)的征兆(zhngzho)为叶子颜色变成淡黄绿色。 这个症状是因为叶绿素的生产出现了迟缓。氮素是叶绿素的成分之一，其生产中不可缺的部分。但是为什么叶绿素的生成如此的重要的？这是因为绿色植物的生产中基础工程部分的光合作用中叶绿素的存在是必须的。因此没有氮素的话就不能维持生命。因此氮素作为植物养分是

4、非常重要的。 氮素在我们宝贵的水资源保护和食物增产中也起着作用。正确施用了氮素的健康植物可以提高雨水和土壤中获得的水分的利用度。正确施用了氮素的植物相比氮素不足的植物而言，同样用水量的情况下其收获量会高出数倍。另外健康、生长快的植物会很好的覆盖地表，减小雨水的冲击、减慢表土的流失。因此浸入土地中的雨水量增加、减少了侵蚀，作物收获量的增产潜力变高，在保护水质上发挥了作用。 植物离开了氮素就生存不了。没有的话森林会枯萎，田地会荒芜，文明会灭绝。土壤中氮素的作为土壤成分中能给植物提供氮素的只有有机物。不管是什么土壤矿物中都是不含氮素的。有机物会慢慢的释放氮素。这个释放速度是根据土壤温度、土壤水分、还

5、有粘土含量等因素所决定的。一般情况下土壤每年会释放其有机物含量1% 2030kg/ha的氮素。被释放出的氮素不一定会全部被植物所利用。因为这个释放速度和植物的吸收所需量不一定会一致。土壤对植物生长的贡献程度是依据土壤中有机物的含量来的。因此氮素养分的管理系统每个地方都不同，是因地而异的。针对氮素所需量实行普遍化的施肥指导的话会造成氮素的利用效率降低，或者提升造成地下水污染的危险性。有机物被土壤中微生物分解（无机化）后复杂化合物中的氮素转化为简单的无机物氨和硝酸。氨和硝酸很容易溶于土壤水中，植物也容易吸收。氨氮会被土壤颗粒吸附并保持住，不会因为下雨或灌溉水移动到土壤下方。相对的硝态氮不被土壤所吸

6、附，会被土壤水带到下方。这个过程成为【脱溶】，会造成地下水硝酸累积。土壤里氮素中的氨氮不管是来自肥料、厩肥、作物残渣还是土壤中有机物生成的，在春天日光照射土壤变暖后会变成硝酸。这个过程被叫做【硝酸化】，是因为特定的土壤微生物所造成的。硝化的速度会随着春天生长旺盛期而增加，植物所不能吸收的氨大部分转化为硝酸。这个硝化的速度是可以一定程度抑制的，因此起着将氮素保持为植物所能吸收的氨氮减少脱溶的作用。氮素中只有(zhyu)氨氮和硝态氮是能被植物所利用(lyng)的形态(xngti)。氮素的供给源不管是家畜的粪尿、豆科植物、作物残渣、有机物或者化学肥料中的任何一种，都必须将所含的氮素转化为植物所能利用

7、的形态。生物固定动植物废弃物脱溶损失硝酸氨大气中的氮工业固定化肥氨豆科植物吸收蛋白质气体挥发大气固定自然界中氮素循环植物是如何获得氮素的地球大气大气中80%是氮素。地表每1ha有84000kg的氮素。这个量虽然很多但是需要转化为植物所能利用的形态。这个变化在土壤中也存在。 紫花苜蓿、大豆、豌豆、落花生等豆科植物能将大气中的氮素转化为其能利用的形态。这个过程被叫做氮素固定。这个过程是通过特定的土壤微生物来实现的，在豆科植物根部发达的根瘤中进行。这种固定对于作物和微生物双方都有益，占到了添加到土壤中可利用氮素的很大一部分。非豆科植物的玉米和小麦同豆科植物组合起来轮种的话，能够借用一部分之前种的豆科

8、植物所固定的氮素。 豆科植物能从大气(dq)氮素中转化(zhunhu)出每1ha数kg到数百kg的植物所能利用(lyng)的氮素。某种滋养细菌也能产出植物所能利用的氮素，但是其量非常有限。 另外有雷雨的时候也会有一定的氮素被固定。闪电可以生成无机态氮素伴随着降雨供给土壤。土壤美国的玉米带的肥沃土壤中含有3000kg/ha以上的氮素。但是土壤中氮素大部分都和有机物结合在一起，要想被植物所利用首先要分解有机物。 寒冷地带的有机物分解速度慢，特定的生长期间能被植物所利用的氮素很少。温暖湿润地带土壤中有机物的水平很低。因为分解速度很快导致有机物的水平升不高。像这种土地的氮素供给能力都很低。家畜粪尿家畜

9、粪尿是另一个氮素供给源。大量的家畜在封闭环境饲养的时候，例如养鸡场、乳牛牛肉饲养场，这些地方时常会累计大量的粪尿。粪尿中的氮含量浮动很大，但是正确的施用的话也可以成为植物养分的供给源。还能改良土壤的物理性状。化肥也许看起来自然中植物所需要的氮素能够很容易的得到供给。如果所有的氮素都是能被植物所吸收利用的形态的话是最理想的，但是实际并非如此。将豆科植物和玉米等混合起来进行轮种很多时候是不经济的，也是不实际的。畜牧业大多和农作物生产地是分离的。粪尿的运输就算是短距离在实行时也会造成太高的成本上升。化学肥料在食品生产过程当中不可或缺的原因就在于此。肥料能做到自然所做不到的有效率经济性的氮素供给。 以

10、化学肥料作为氮素使用是从美国第二次世界大战后开始的（日本是从昭和初期开始）。氮肥工业在1950年代到60年代快速发展，成为了今日食品生产链锁中不可或缺的一部分。氮肥基础在于无水氨的制造。它是将大气中的氮素同天然气等其他源头得来的氢气相结合做成的。利用氨其他的氮肥经过各种工序被制造出来。 最近(zujn)的美国对与环境(hunjng)的关注(gunzh)焦点集中在了工业生产的氮素使用上面。存在高生产性的农业上氮肥的施用急剧的增长过多，提高了地下水污染的危险性之类的误解（是有一部分人造成的）。但是现实氮素的施用量在1970年中后期以后可以说是到了一个极限。基本保持在年均8085kg/ha的水准。

11、美国法律规定市场销售肥料的氮素含量是需要销售单位做出保证的(日本也一样)。这是为了保护务农人员和环境。务农人员知晓买的肥料是什么，通过合适的价格买入来保证有竞争力。另外正确把握施用的肥料中每ha中所含成分的量，能够在种植作物的时候调整所需的氮素量。 化学肥料中的氮素是氨氮或者硝态氮的形态，或者是施肥后在土壤中能够快速转换为氨氮的形态的氮素。家畜粪尿、作物残渣、绿肥、或者是豆科植物中的氮素是上述其中的一种，或者是在作物利用前能转换为其中一种的形态。由于这些有机态氮素的无机化速度受到土壤和气候条件的影响，预测比较困难。 还存在其他含氮素的肥料，但是在作物生产上这些肥料的经济重要性比较小。 正确的氮

12、素起源是根据数个因素来选择的。即为到手可能性、价格、施肥的作物、施用时间、施用方法、耕作系统等有关系。但是只要针对氮素供给源做出正确的管理的话，从养分利用效率的观点和潜在的地下水问题来看不管起源是哪里1kg的氮素就是1kg的氮素，都是同等的。 土壤(trng)中氮素的损失(snsh)和对环境的影响 土壤(trng)中的氮会被植物所吸收利用、或者被分解中的植物残渣（有机物）吸收、被某种土壤中的粘土固定、又或者在各种过程当中流失。 莫大的量的氮素会被收获的作物带走。每年也会有大量的氮因为土壤侵蚀而流失。土壤中的氮大部分存在于表层的有机物质中，这一部分会在受到水和风的侵蚀时最先流失掉。 土壤中的氮流

13、失是一个自然的过程，是受到土壤中的粘土含量（土壤质地）、降雨或者灌溉的水量、施用到土壤中的作物残渣种类和量、或者土壤的温度等条件所决定的。不管当初添加到土壤当中的氮是什么形态，最后都会被微生物转化为氨氮或者是硝态氮。 如果硝酸脱溶到土壤下方，植物的根不能吸收的话最终硝酸会到达地下水。硝酸虽然在自然条件下的地下水中也存在，但是高浓度是因为作物生产所需肥料的氮素流失所造成的。存在危害人体健康的可能性。 另一种土壤氮素流失发生在硝酸转化为非活性的元素氮或者其他形态气体的过程当中。脱氮作用是由土壤微生物造成的，土壤中的孔隙因为水而饱和的时候会发生。土壤微生物分解植物残渣时需要氧气。过多的水会造成土壤中

14、的氧被挤出造成氧气量不足的情况，这时某种微生物会从硝酸中利用氧然后将氮排放到大气中。这个是温暖潮湿的土壤中氮流失的机理。不管原来的氮是什么形态都会发生。从土壤转移到大气由于氨挥发会造成大量的氮流失。特别在家畜粪尿散布到土壤表面后没能混入到土壤的时候流失更大。从氮素肥料中氨的流失是很小的。假如存在发生流失的可能性时，改变氮素的施用形态或者适当的和土壤混合后会有好转。如何减少从土壤中流失 根据栽培方法能够减少农田中氮素流失的大部分。这在经济和环境上都是所期望的。减少氮素的流失意味着作物能力用的养分增加，还能降低地下水河流中硝酸含量。 选择(xunz)对作物(zuw)适量(shling)施用意味着减

15、少了不被利用的硝酸脱溶到水源当中的危险性。过多的施加氮素对于农民而言会增高费用减少利益，而且会对环境造成潜在危险性。另一方面氮素的施用量过少的话会造成产量不够，生产系统整体的利益得不到上升。这也会造成对环境的危害。因为成产系统遭到破坏，肥料和土壤中的氮素不被利用存在残余部分脱溶的可能性。磷（P）、钾（K）、硫（S）以及其他植物养分的适当供给对于让氮素达到最高利用率也是必要的。氮素以及其他养分的适当使用量是因地而异的，根据收获量水平、土壤中可供给态养分的存量知识（土壤诊断结果）、或者其他的最合适管理技术（Best Management Practices. BMPs）的变化也会不同。这些技术的选

16、择需要农民自身和改良普及专员等专家一起探讨来决定，不能通过一般化的法律来规定限制。 氮肥根据作物实际要利用它的时期来施用的话可以减少磷酸脱溶的可能性。氮素的分期施用不仅长期以来植物科学家和肥料供应商都是这么推荐的，跟多的农民也是实践了的。但是降雨很少或者不存在脱溶可能性的条件下时分期施用不是必需的。 氮肥里添加某种化合物（硝酸化抑制剂）后能降低土壤中氨转化为硝酸的速度。这种抑制剂能减少硝酸脱溶的可能性。但是这些化合物终会被微生物所分解，硝酸化将继续。 针对土壤的农耕地最合适管理技术（BMPs）和水质保全的BMPs（梯田栽培、草生栽培、带状栽培等）都是提高氮素利用效率的。同事这些技术减少了硝酸的

17、脱溶可能性，也是保护环境的技术。、总结 氮素是所有作物、人类、家畜的成长生殖所必需的东西。这是在科学上已经确立了的事实。将氮素作为肥料养分进行利用对于人类的生存而言是不可或缺的。 在生产性农业中氮素的利用方法上必须反映出对经济性和环境的关注。农民必须意识到需要赢取正当收益，通过经营带给家人一般水准的生活水平。农民还要意识到自己的生产系统和选择的管理方法对环境的影响。 农民(nngmn)必须(bx)做出的选择之一是针对(zhndu)自己的作物如何管理施加氮肥。家畜粪尿是否能够经济的利用起来，其成分分析值如何，使用多少并且如何保持土壤平衡。结合自身的栽培条件是否能够通过轮种豆科植物来给谷物的生产补

18、充一部分的氮素。是否对作物残渣或者土壤有机物的氮素做出了正确的评价。是否需要使用硝酸化抑制剂。是否需要在耕地中加入保护作物以防止耕地的侵蚀，谷物收货后是否需要将土壤中过剩的残留硝酸进行吸收。化学肥料的种类，施用时期，施用量是否符合自身的栽培方法。 要将这些问题都回答清楚需要科学的信息。通过这些信息可以引导农民在选择种植方法的时候选择环保安全具有经济性的能够健全利用氮素的方法。这些信息可以通过大学的研究、改良普及中心的普及人员和出版物、或者肥料厂家和其他的农业指导人员那里获取。不需要农民自己胡乱臆测。 磷是活力剂健康和环境的植物营养素由于能源问题世界发生过战争，也是政治上的议论对象。科学家对于如

19、何从自然中获取能源而持续进行着研究。基本上农业可以定义为作物通过利用太阳的能量生产粮食、纤维和其他工艺原料。磷（化学元素记号P）是这个能量利用中不可或缺的成分。P存在于不管是动物还是植物、所有的活体细胞之中。假如拥有【包裹住能量】结构的包含磷在内的化合物不存在的话，通过光合作用捕捉到的光能是不能在植物机能中发挥其应有的作用的。磷着实是让植物生产活性化的因素。磷对于作物的必要性植物从土壤当中吸收各种形态大量的磷。在美国比较普遍的一年里，玉米、小麦、苜蓿草会从土壤当中吸收将近700万吨的磷。吸收量比P还多的必需元素只有氮素（N）和钾（K）。 土壤(trng)当中能够(nnggu)被植物吸收的磷是很

20、有限(yuxin)的，考虑到植物本身寻找磷的能力，对于如此大量的磷被吸收是让人印象非常深刻的。磷首先必须要溶解到土壤颗粒或者植物根里面。溶解后土壤和植物的联系建立起来，养分能够被植物所吸收利用。磷是比较难溶于水的，耕地土壤里的水分当中P只有0.1kg/ha的样子。以玉米这样的作物来打比方，整个生长周期平均下来土壤水中的磷需要每天更换6次。 植物的根部只占到土壤体积的1%甚至更少。因此大部分的土壤P都远离植物根部在一个种植期间里不能被吸收。所以根部附近的土壤溶液中的P需要能够每天更换6次或者更多。为了达到这个目的土壤必须是作物正常生长周期所需量的正确供给源。 作物根系仅和土壤的1%左右有接触。为

21、了作物的生长最优化需要根部附近的磷肥沃度要高。这也是因为磷在土壤中的移动很少。磷对于作物健康、品质、以及我们的健康的重要性 对于缺磷作物会通过【病怏怏】【僵硬】【瘦长】【柔弱】等形容词来表现。这样的形容是为了强调磷对于作物健康的重要性。有的作物会表现出明显的缺乏症状，但是有的作物从外表上不表现出缺乏症状产量却会减少。 对于(duy)植物而言绝对需要(xyo)的功能之中有很多功能(gngnng)受到磷的影响，磷的缺乏就算不能明显的肉眼判别也会发生产量的减少。这类减产称为【潜在缺乏】。这类潜在缺乏的植物会在水的有效利用效率降低，对于造成产量和品质降低的疾病更容易被传染。这类植物的容易变得成熟所需时

22、间较长，更易受到低温危害，营养价值低。 在生长中植物的体内光合作用是基本的食物生产工序，用大气中的二氧化碳和从土壤中吸收的水来生成单纯的糖类这一光合作用工序中，为了完成能量传递磷化合物是必须的。生成了糖类之后，在植物利用这部分糖类的时候也是需要磷的。 在所有的植物营养素从根部被吸收的时候，经常需要依靠磷的适当供给。不必为植物的磷营养状态时常影响到氮素等其他营养素的利用而感到惊讶。豆科植物从空气中固定氮素的时候也要依靠磷。氮素的固定也发生在土壤当中，跟微生物（通常是栖息在豆科植物根瘤中的菌）有关。这些被固定的氮素被豆科植物或者之后种植的作物所利用，但是作物是不能直接利用的。 磷是遗传基因、染色体

23、的组成物质。在植物的生长成熟的所有部分磷都会准备【蓝图】，还密切的关系着种子发芽过程中将这个【蓝图】传递给下一代。 正如农业离不开太阳，同样(tngyng)也不能缺少磷。如果(rgu)没有(mi yu)磷，太阳丰富的能量不可能变为面包和多汁的橙子。磷是提高利益并且对于环保健全的农业所不可或缺的要因。 施用磷肥后除了产量增加，时常还能确认到增大了初期的生长。初期生长快的话植物的天盖会快速闭合，可以作为防止土壤被侵蚀的雨伞起到作用。另外，适当施用磷的话生长周期完成后未被利用的氮素残留量普遍会减少。未被利用的氮素不仅会加大造成农民经济损失的可能性，还会增加脱溶或侵蚀所造成的水污染的可能性。植物从何获

24、得磷 植物从土壤溶液中吸取磷。由于土壤溶液中的磷很少，所以需要土壤颗粒连续不断的进行补给。基本上所有土壤的磷天壤供给量很少，没有施肥的话满足不了的近代高产量作物的磷需求量。土壤颗粒中含有磷和其他元素结合之后的矿物质。这类矿物质溶解之后，如同食盐溶于水之后钠移动到水里一样，磷也移动到水里。但是磷矿物质难溶于水，溶解的速度也很慢。 某种土壤颗粒其表面结合着磷。磷脱离土壤颗粒之后移动到土壤溶液当中，补给被植物吸收的磷。 对于植物而言土壤有机物是另一个磷供给源。磷被土壤微生物所分解变为单纯营养素的形态后才能被植物所吸收。分解的速度是受土壤温度、水分、氧气供给和其他因素所影响。 上述各种形态的土壤磷不能

25、正确供给给植物所用时需要从外部施用磷。这时普遍有两种方法就是家畜粪堆肥和施加肥料。都可植物虽然可以补给氮素，但是不能向土壤供给磷。仅靠家畜粪便是不能增加农田里磷的绝对量的。如果想要增加的话需要将含粪的农田移动到其他的农田，或者购买大量其他农田生产的饲料喂养给家畜，之后产生粪便的情况。（注： 日本的畜牧业从美国进口大量的饲料进行喂养，所以这部分的磷有所增加）家畜粪便的利用是将从土壤中转移到饲料用谷物或饲料用作物的磷进行再利用（土壤家畜粪土壤）的优秀的方法。 北美作物生产(shngchn)中能够有意识的纯粹(chncu)增加(zngji)磷的投入量的只有从化学肥料由来的磷。磷酸肥料由产自弗罗里达、

26、北卡罗来纳、爱达荷、怀俄明、其他州的天然矿物资源（磷矿石）和进口磷酸材料生产而来的。这些矿物里所含的水溶性磷酸的量非常低，如果不进行加工做成磷酸肥料的话作为植物的磷供给源是不良的。 磷肥被添加土壤中使其磷量达到作物所需的磷酸水平。除了以谷物、茎叶、肉、牛奶、纤维等形式所流失的磷酸以外，由于侵蚀所流失的磷酸如果不进行补给的话会造成土壤肥沃度、生产力的下降。养分的收支平衡不能维持（养分亏损）所造成的农业结果就是生产力降低。由于肥沃的土壤颗粒作为磷的储藏库发挥作用，也许数年内生产力不会降低。但是最终植物的生长会放缓，生产力降低，应对降雨的保护作用降低土壤的侵蚀会增加。 通常磷酸肥料施用到土壤中之后很

27、大一部分溶解到水之中。但是之后在土壤中发生反应，磷迅速转化为作物只能缓慢吸收的形态。作物所需的磷量如何进行测定土壤(trng)诊断被用于测定(cdng)农田(nngtin)磷供给量是否合适，或者判断磷的营养收支是否平衡。如果被吸收的磷量高于给土壤补给的量的话，土壤诊断的值会依次降低。相反的如果补给的量高于被吸收的量的话，土壤诊断的值会依次升高。根据美国农业部（USDA）的统计，1980年以后美国所生产的作物磷的吸收量高于施用量。这也许意味着美国的平均土壤肥沃度在下降，是让人烦恼的统计数据。这类变化也许今后会造成生产力的降低也不得而知。对于后代而言还会导致他们承受别的负担。为了恢复所失去的生产力

28、而被强加上了还债的负担。这类问题可以通过包含有计划的施加磷酸肥在内的正确管理手段来防止其发生。 通过土壤样品分析，提供分析养分是否在能够提高耕作农田利益的水平上的重要方法。有机磷酸的起源将采掘的磷矿石制成有效的磷酸肥料有几种方法。根据工序可以生产拥有各自特征的原料肥料。最终制品为固体的李壮肥料或者是液体肥料。最重要的磷酸肥料如下。重过磷酸钙含有4453%P2O5的高浓度磷酸肥料（P2O5是在堆肥和化学肥料等肥料中表现磷酸浓度的术语）。此类肥料和其他的肥料不同由于不含氮素，它是专用于豆科作物的。（豆科植物自身有固定氮素的功能，通常情况下不需要氮肥。）磷酸铵是在北美最常用(chn yn)的磷酸肥料

29、。这个(zh ge)肥料P2O5的含量(hnling)为4853%，同事还含有1121%的氮素。（注：在日本被区分为化学肥料，但是作为最重要的磷酸供给源这一点是相同的）此肥料拥有能够同时供给氮素和磷这两种重要的植物营养素的好处。此肥料中的铵态氮也许使得植物根增大磷的吸收。聚磷酸铵此肥料含有氨态氮和复杂的磷酸分子（聚磷酸盐）。液体肥料的大部分都多少含有聚磷酸。聚磷酸盐是优秀的磷供给源，还能提高添加到液体肥料中的锌（Zn）和铁（Fe）等成分的浓度。磷矿石采掘后被修复用在各个方面磷施用到土壤后会如何 水溶性磷酸肥料同土壤接触之后会发生一连串的复杂化学反应。施加磷肥之后基本上瞬间磷会转化成土壤中最稳定

30、的形态。这个稳定的形态由于不会很容易溶解到土壤溶液中，所以对于植物而言它的可供给性有所降低。另外此磷化合物还同土壤成分进行反应成为土壤固体成分的一部分。极端的说磷肥料变成了土壤磷。这个【磷肥】变化为【土壤磷】的过程我们称为固定。 某些土壤中这个固定反应发生的极为快速，土壤磷的最终产物基本上不被植物所吸收。但是其他的大多数土壤中这个反应要慢得多，最终产物对于植物的可供给性也相对较高。虽然肥料中的磷在施肥后当时的可供给性最高，但是很多土壤经过长远年代还能确认到残余效果。 家畜(jich)粪便中的磷也发生(fshng)着基本相同的反应(fnyng)。但是家畜粪便起源的磷大部分是有机形态的，要被植物所

31、吸收首先需要通过土壤中的微生物对其进行分解。一旦被分解，家畜粪便中的磷跟肥料中的磷同样会和土壤发生化学反应。从这一点来说土壤有机物或者家畜粪便由来的磷和化学肥料由来的磷是完全没有差异的。 由于磷有在土壤中迅速发生反应的倾向，其在土壤中的移动性也是十分有限的。很少会从施用的位置发生移动，因此不存在从根附近脱溶造成损失的情况。磷只会因为被作物吸收和土壤侵蚀而流失。 有关磷的最合适管理技术（BMPs）会因为对象土壤的性质而产生变化。由于磷酸肥料在土壤中基本不会发生移动，因此必须施用在能和根部接触的地方。此图的刻度表示了土壤断面很狭窄的一部分。在施用磷17日后向下移动十分少。如何增加植物的磷吸收量 作

32、物生产中最基本的管理战略是提高土壤诊断指的水平,让土壤能够提供植物所需要的量。达到这个水平之后为了维持水平所需量是作物收获部分带离的量，只需要补充这一部分即可。 很多时候维持水平所用的磷多少一部分需要在播种时在种子附近进行高浓度的施用，这部分被称为【启动肥料】，在生长初期施用充足的量。大部分一年生作物根系的发达程度有限，生育初期对于磷酸的要求较高。满足这个初期较高要求量的技术在多数情况只是在幼植物附近将化学肥料按带状施用。 通常(tngchng)影响作物从土壤(trng)或者施用(shyng)的肥料当中吸收磷的量最大的要因是根系的大小。因此人为能支配的要因需做到最合适化对于作物管理而言是不可或

33、缺的。目的必须为培育根系发达能够有效率的吸收养分的茂盛健康植物，通过收获量提高利益的同时还要维持环境品质。总结 磷是在将太阳能转换为食物和纤维的生产中能利用形态的过程中不可或缺的组成部分。对于北美农业维持现今生产能力或者是提高，以及在地球经济中保持竞争力上磷肥是不可或缺的。土壤诊断是作为判断养分收支是否平衡、或者使作物生产效率最适合、判断环境保护是否需要改善的重要手段。 适当补给了磷的作物效率高、利润高。旺盛健全的生长能够减少土壤侵蚀、提高单飞的利用效率。农业上获得成功需要保护环境的同时获取利润最高的收获量，因此需要基于高级的最适合管理技术（BMPs）的肥料使用计划、健全的施用磷。钾是调节剂

34、假设美国宇航员、职业橄榄球的四分卫、邻居之间有共通的东西的话，你觉得会是什么呢？某有名的科学家对于这个共同点是这么写的。【是比金银更贵重的东西。比石油和电脑更有必要的东西。那就是钾。】它是所有植物、动物、还有人类所必需的营养素。 钾（化学元素记号是K）在任何的细胞里都能发现。钾是我们身体里第三多的矿物质，比它多的只有钙（Ca）和磷（P）。身体中85%以上的钾存在于肌肉、皮肤、血液、消化器官、肝脏等主要组织和器官中。对人类(rnli)而言的必须(bx)性 钾影响(yngxing)着所有生物的生命和生活方式。比如美国宇航员围绕地球轨道行驶时食物中的钾不足会导致心率不齐。运动员为了补充随体液流失的钾

35、会饮用特别强化的饮品。每天数百万心脏病和有血压问题的患者为了避免因药品产生的危险性而食用含钾多的食物。实际上发高烧或者过多流失体液的时候、严重压力和受惊的时候、经历了如噩梦般的事情的时候不管是谁都会变得缺钾。钾营养会因植物而异吗 钾在植物生长中所担当的角色和在人体中相似。大的不同点在于植物就算肚子饿了或者营养不足造成生长受制约的时候不会告诉人们。采取植物的一部分进行化学分析是早期发现营养紧张或者【潜在缺乏】的技术之一。 如果欠缺严重的时候会时常能看得出缺乏症状。一般情况下老爷子边缘会变成褐色、收获量和品质降低。有时候症状会比较特异，比如橙子树落果、草莓甜度不够、玉米的茎折断后穗子掉地、番茄果实

36、小、白色组织增多。 所有(suyu)的植物都是各自(gz)的食品(shpn)生产工厂。不管是窗边生长的非洲紫罗兰还是500公顷田地里种植的一根根玉米都是相同的。所有的植物在最有效率的水平进行活动需要基础原料，而钾就是手握钥匙的原料之一。下表表示了树种作物的钾含有量。 作物名收获量（每公顷）钾吸收量（每公顷）玉米500蒲式耳250kg大豆150蒲式耳130kg小麦200蒲式耳150kg苜蓿草18吨450kg番茄67吨310kg 大豆的钾缺乏症钾是天然的植物营养 钾肥(jifi)常被写为【加里】。加里是美国(mi u)早期定居者的造词(zo c)。他们为了做肥皂将树木灰浸泡出的液体进行蒸发制造碳酸

37、钾。大号铁质锅里残余的灰状蒸馏残留物被称为【锅灰】。这个工序作为合众国专利第一号进行了注册。 合众国的钾肥工业生产是从和德国进入战争状态进口停止之后开始的。新墨西哥州的卡尔斯巴德成为美国的生产中心。另外利用碱水的生产在犹他州和加利福利亚州发展起来。1960年代前半开始产自加拿大的大量高品质资源钾开始被利用。其结果是美国作物生产中使用的钾3/4来自加拿大。（日本50%氯化钾来自加拿大） 现在被人所知世界的钾资源大部分是海水蒸发后钾盐结晶形成钾矿床后进行采掘的。矿床是氯化钾和氯化钠的混合物。将这个混合物中的氯化钠分离之后制造高成分的天然钾肥。其他的制造方法中有从碱水将硫酸钾和氯化钠结晶化的。美国犹

38、他州的大盐湖是这么进行的。（注：中东的死海也是这么制造的） 生产的这些钾有将近95%使用到农业上。剩下的5%用于工业和家庭产品。 美国初期定居者制作【锅灰】植物中钾的角色 几乎植物生长的所有环节都需要适量的钾供给。钾和氮素（N）磷（P）一起构成肥料三要素，植物需要大量的钾。钾作为参与者在植物的耐病性、耐水性、耐寒性、抗虫性、氮素和其他营养素的有效利用、收获量、品质的改善方面起着作用。通过研究发现其起着以下8种重要作用。酵素(jio s)的活性化细胞(xbo)内的钾同调节植物(zhw)内主要反应速度的60以上的酵素有这关系。水的高效利用叶子内被称为气孔的洞的开关是通过这个气孔周边细胞的钾浓度来调

39、节的。缺钾的话会造成这个气孔部分打开，关闭速度变慢。发生此现象后受到气候障碍危害增大，水分的利用降低。光合作用植物的叶绿素通过太阳能、二氧化碳、水来制作糖类时钾会调整高能化合物的生产，其产物会被植物内其他反应所利用。糖类的移动适量钾的存在能帮助糖类从叶子移动出去，以最快速度将光合作用的产物转移到其他的组织。水和其他营养素的移动钾会使酵素变得活性化，促进植物内水和营养素的移动。合成蛋白质植物蛋白质的主要合成阶段的各个部分都需要钾的存在。淀粉的生成钾会使参与合成淀粉的酵素活性化、淀粉会加快储藏部位的再分配速度。作物的品质佳能改善作物的物理性状、耐病性、收获的容易度、谷物的营养价值、市场性（推介度）

40、、价值。钾是如何增加产量的帮助作物病害的抑制保持刚性、防止水分流失不易萎焉增加植物的蛋白质含量果实淀粉量多帮助糖类淀粉向植物体内移动援助光合作用和食物的生成降低呼吸减少能量损失协助多数的酵素作用帮助纤维素的生成、因为弱茎而倾倒的 程度增大根的生长、改善耐干性此插图表现了玉米中钾的活动钾在环境保护(hunjng boh)上的作用 钾在很容易(rngy)被利用的时候植物的氮素利用效率也会达到最好。为什么呢，因为钾能调节(tioji)氮素的吸收、帮助植物生成蛋白质。植物如果变得缺钾会造成蛋白质含量减少，作为人类或者家畜的植物饲料的价值会降低。 钾能帮助作物达到最合适的生产性。高收获性的谷类作物能够将

41、更多地收获残渣留在土地里。这个残渣能够覆盖住土壤，降低寝室力度保护土壤。这些残渣还能在降雨的时候减慢水浸入土壤的速度，对下次种植或者地下水的再补给起到作用。 鹿、铜长尾雉、兔子灯野生动物能够从经过良好管理的农场里的收获残渣获得食物，能够收到更好的保护。关于良好的资源管理的长期价值农民是深知的。也关注野生动物的保护和土地生产性。这样的习惯是好的土地管理人的特征。钾能提高其他养分的利用效率 钾和几乎所有其他的必须养分之间相互影响是众所周知的。钾协助磷提高谷物收获量、改善种子的品质。根据时期仅靠市场价值的提升就能赚回钾的施用费用。因为钾而得到的收获量增加是附带的奖励。 钾在提高作物(zuw)的水利用

42、效率(xio l)上起着作用(zuyng)。其发生是有数个理由的。初期生长加速初期生长变快，土壤会快速被作物的叶子所覆盖减少水分的蒸发。根的生长加速根在土壤中伸展的更深，能够利用下层土的水分。根系变大健康的植物会产生大量的根来维持土壤有机物（腐殖质）。有机物能改良土壤构造，改善水向土壤浸透。改善作物的品质时钾是必要的 对于作物高品质指的是好的外观、好的味道、高营养价值、容易收获、或者是能够长期保存。拿番茄来打比方的话钾在下面各种方面做出了贡献。即为增加产量、提高出货品率、改善氮肥的效率。这意味着什么呢？对农民而言意味着提高利益的可能性，为了达到保护地下水的目的在材料的投入时使用最合适的使用方法

43、，还能稳定市场上番茄的价格。 比如家庭或者高尔夫球场的草地这些特殊的作物对钾善以利用的话能够获得利益。其要素是获得耐寒性、抗水性、让植物的再生力变的旺盛。钾能改善抗病性、抵抗使用草地时造成的损伤。还能帮助氮素做出健全草地标志的深绿色。 玫瑰等花朵也会对钾产生反应。通过研究发现大多数的花茎变得更长，再生力得到加强。 棉布跟钾相关的地方也很多。棉织物生产又长又强的纤维需要钾的存在。高品质的棉纤维是天然舒适棉布所需的第一阶段。总结(zngji) 钾常被称为(chn wi)作物(zuw)生产的调节剂。是因为钾影响着蛋白质和淀粉的生成，调节跟作物品质有关的60以上的酵素，和氮素、磷、其他作物生产所必需的

44、投加要素相互产生好的作用。 钾和其他植物必须营养素对北美农业做出了很大的贡献，被世界各国所羡慕。就算如此但是大多数人都不能理解离开了肥料食粮、饲料、纤维会减产1/3或者更多，也不知道正确的肥料使用能保护环境和地下水的品质、美国和加拿大的农民以让人难以置信的高生产性使得超市里充满了低价高品质的食品。得益于农民创新的性格和通过长期确立起来的研究系统、普及所和提供所需材料的农业业务使得研究成果能够传递下去，所以我们能达到现在的生活水平。这类人形成一个团队通过少数的农民为了人们生产如此大量的农产物。二次元素是合成者健康(jinkng)和环境(hunjng)的植物营养素如岩石(ynsh)般坚硬！如光一样

45、迅速！生命、生长、健康所必须！ 这种表述是赞美钙（Ca）、镁（Mg）、硫（S）的功效时所用的词汇。 这些在作物生产中被称为【二次元素】，但是正确的来说这个动态三重奏应该被称为【合成者】。这三种元素在所有的植物、动物、以及人类的成长和健康上发挥着大量所需的关键作用。 植物、动物需要相对大量的这些营养素。植物吸收的镁和硫的量和三要素之一的磷基本相同。然后钙需要的量更多。 我们再来详细的看看这个三重奏。钙（Ca） 钙对于大多数的生物而言发挥着不可或缺的作用。它是贝壳、骨头、牙齿之类硬结构的主要成分。人体重量的2%是钙。身体里钙的99%在骨头和牙齿里，剩下的存在于体液和细胞之中。对于心肌功能、血液凝固

46、、神经信号的传递而言钙是必须的。 人体组织内甲状腺对维持钙的平衡有着联系。人体细胞如果缺钙的话可能导致生长变慢、牙齿发育不好、佝偻病、骨质酥松、肌肉的功能障碍。牛奶、乳制品、贝类、还有绿叶菜是良好的钙供给源。 植物中钙的作用是强化细胞壁防止细胞的破碎、促进细胞分裂和植物生长、蛋白质的合成、碳水化合物的移动、以及调节细胞酸性。植物中的钙全部是从土壤中吸收。 镁（Mg） 植物动物的生命和繁殖都必须要镁。一般成人含有约25g的Mg。身体中Mg的作用还有很多未被充分的澄清，但是现知的是它能让很多酵素正确工作、也是中枢神经系统所必须。镁和它的化合物能对破伤风和抑制分娩时的痉挛起作用。 食品(shpn)中

47、的镁供给(gngj)源是肉类(ru li)、贝类、蔬菜、牛奶等，一半成人需要每天摄取300mg的镁。缺镁的话会造成虚弱、头晕、痉挛。 对植物而言镁是生产叶绿素所必需的。叶绿素对于将太阳光转化为植物生产物（碳水化合物的合成）的光合反应而言是必须的。每一个叶绿素分子大约含有7%的Mg。植物细胞中不间断的发生的多数能量反应里也是需要镁的存在。叶绿素 镁原子隐藏在其分子的中心部硫（S） 硫是自然界中超级营养素的一种。此元素在生成同时存在于植物、动物的3种氨基酸时是必须的。这些氨基酸是蛋白质合成的构成部分。离开了蛋白质不管是植物还是动物都不能生存。硫被用于制造蛋白质的氨基酸中，所以它是创造所有生命的元素

48、。 硫元素是自然界中无毒的重要元素。此元素被用于很多的健康药品上，比如磺胺类药品和皮肤病的外用药都有使用。常被使用的硫化合物是硫酸镁，被用作消炎药。蛋白质 硫是维生素类的组成成分 还是氨基酸的成分以形成蛋白质 人为了(wi le)生存(shngcn)在食品(shpn)中必须含有蛋白质。蛋白质的需求量根据年纪而有不同，幼儿一天需要23g，成人男性需要56g。钙 不知听说过【硬水】没有。由水里面的钙和镁的量来区分其硬度。这两种元素量大的水被称为硬水。硬水中钙和镁会和肥皂及清洁剂发生反应，在浴缸和淋浴房的墙上附着一层膜。 在自然界最常见的钙是石灰石。石灰石由碳酸钙或者碳酸钙镁组成。珍珠贝在环抱沙子制

49、作珍珠的时候的原料就是碳酸钙镁。钙和镁还存在与珊瑚、粉笔、缟玛瑙、大理石等我们所常见的物质当中。 以碳酸钙（石灰石）为原料的其他化合物的工业生产较简单。水泥、腻子、农用石灰都是由石灰石制作而来。很多抗酸药品的大部分都是由碳酸钙组成。硫酸钙指的是石膏，是天然钙的一种形态。石膏被用于墙板和建材等产品上。 另一种日常生活中常用的Ca化合物是氯化钙。它被用作为雪和冰的溶解剂、或者作为干燥剂使用。 钙同钠（Na）和硅(Si)一同存在于玻璃之中。镁 海水中大约(dyu)含有0.13%的镁。世界(shji)中生产的镁有80%来自(li z)海水。 由于镁很轻所以被用在很多的合金里，管道、导弹、道具类、小船、

50、旅行箱等都有使用。硫 硫是人类自古所认知的元素之一。古希腊的医学书上都有记载。在古代采掘硫是通过将人放在篮子里然后降到活火山口下面，从喷汽孔的孔壁上将堆积物削下来。今天现代的技术是提炼天然地下堆积物、天然气或石油、某种金属矿石的时候，或者燃烧煤炭的时候从气体中获取硫。 硫对于我们每天的生活是有很多用途的。现代社会对于硫的依赖很多，被使用在二氧化硫、硫酸、硫化氢、二硫化碳、硫酸铵等各种化合物上。 硫还通过其他的形态被我们日常所使用。被用于皮肤病外用药的材料、石油精制、制造肥料和纸张、果实和蔬菜的保存剂、汽车的蓄电池等 。硫再利用土壤(trng)中的二次元素(yun s) 不管(bgun)哪种二次

51、元素在地壳和植物生长的土壤中都有很高的含量。二次元素地壳中含量（%）钙3.20镁2.50硫0.10 镁是地壳中第5多的元素、镁是第8位、硫是第13位。 这些营养素虽然天然存在于土壤之中，但是通常是以植物不能吸收的矿物或有机物的形态存在。制作食品和纤维的植物生长时常会因为这些营养的不足导致受抑制。在土壤中需要施加适当的量使得植物的营养最合适。影响二次元素的可供给性的要因 钙镁硫对植物的可供给度收到很多因素影响。推断这些营养素的可供给度的最好的方法就是土壤诊断，或者将土壤诊断和作物营养诊断结合起来。但是作为诊断手法对农田的观察和缺乏症状也是很重要的。土性土性（粒径分布）指的是砂、细砂、粘土的相对含

52、量（%）。砂质土壤是最容易变得二次元素缺乏的土壤。粘土和有机物较多的土壤因其养分的保持力能减少因风化（脱溶）而造成的流失，随着土壤矿物的分解或者随着有机物被微生物无机化大量的二次元素能够得到供给。有机物作为植物的硫供给源格外的重要。土壤温度如果土壤温度较低的话会产生植物吸收二次元素受抑制的倾向。有机物的硫释放会因为低温而降低。由于这个现象，因此对在凉爽湿润的条件下种植的作物补给硫能够产生利益。土壤pH风化(fnghu)了的酸性土壤一般可供给(gngj)态的钙和镁脱溶后，其存量相对较少。土壤的酸度影响(yngxing)着多数养分的可供给度。养分间的互相作用二次元素的吸收受到土壤中大量存在的其他营

53、养素的量的影响。镁的吸收特别会因为大量的可供给态的钾（K）而受到抑制。钙的吸收也会阻碍镁的利用度。由于牧草的原因而导致镁的吸收受抑制时，放牧的牛摄取了这种饲料后会造成血浆中的Mg浓度下降罹患青草搐搦。最近的数据发现磷的可供给度高的话镁的吸收会随之增加。还发现硫的吸收会因为大量的可供给性氮素的存在而受到抑制。植物从何处获得二次元素 作物会从下列之一或者复数的起源中获取钙、镁、硫。土壤粘土、土壤有机物、土壤矿物化学肥料、农用石灰灌溉水、降雨降雪、烧结炉灰土壤中的硫是以各种有机物和无机物的形态存在。硫变得对植物具有可供给性这一环节上土壤细菌霉类起着重要的作用。 缺乏症状 钙、镁、硫的缺乏症状各自不同

54、。但是异常条件下所有的时候都会造成产量和品质的降低。在防止缺乏症状，改善产量、品质、收益性上化学肥料起着重要的作用。 施用石灰等钙镁的供给源后可以大幅增加土壤粘土和有机物保有的要素量。将含有二次元素其中一种或者多种的石膏施用到土壤后不仅能矫正养分的缺乏有时还能改良其他的土壤条件。苹果钙缺乏症状之一果肉变色。这个现象通常被称做【苦痘】桃子镁缺乏症状表现的叶脉白化同很多的果实和蔬菜是共通的这里显示的小麦叶变黄是缺硫的共同点，但是偶尔会被误诊为缺氮。镁缺乏症如此玉米所示。首先叶子下端出现黄色、褐色、红色，但是叶脉还留有绿色在土壤里使用(shyng)石灰有很多效果(xiogu)石灰(shhu)的使用可

55、以提高氮素、磷、钾的植物营养的利用效率。降低强酸性土壤中对作物生长有害的铝锰等元素的可供给性。提高将有机物分解，释放更多植物养分的土壤微生物的活性。提供植物生长所需的钙和镁。提高和豆科植物固定氮素有关的微生物的活性。改善土壤物理性状。施用石灰土壤(trng)酸性在世界(shji)各地都面临(minlng)着严峻的问题。酸性会妨害作物的正常生长，还会降低有用土壤微生物的生长和活性，例如附生在豆科作物上的氮素固定菌等。强酸性条件下植物会缺乏要素，或者因为铝和锰的可供给度变高造成危害作用。土壤的酸性通过土壤pH来提现，表示出酸性还是碱性。土壤pH范围为014，7以下是酸性7以上是碱性。对于大多数作物

56、其理想的pH在6.27.0之间。 造成土壤酸性化的原因有很多，比如通常的土壤风化、有机物的分解、豆科作物家畜粪尿化学肥料里氮素被微生物转换（硝酸化）、由于作物吸收钙镁钾导致的酸性化。 矫正土壤酸性需要施用含有碳酸钙和镁的石灰石（石灰）。随着石灰石的溶解土壤酸性会和石灰石的碳酸成分其反应被中和。通过土壤分析可以判断矫正土壤酸性所需的石灰量。盐类障碍的矫正有些土壤其生产力会因为过剩存在的可溶性盐类而受到制约。这类土壤的土壤pH时常会比较高。有种硫和钙的化合物被用于解决土壤问题回复其原本的土壤生产力。元素硫和硫酸钙同时使用并作出合适的土壤管理的话应该能改善这类问题。盐类溢出的地域会使作物农田的生产力

57、降低。通过使用含有石膏和其他硫和钙的材料并作出适当的土壤管理能够解决这类问题。总结 二次元素钙镁硫是所有植物和动物健康成长所必需的。为了维持食品的生产和健康，理解植物营养和家畜/人的营养关系是很重要的。这类的相互关系在一个长期的过程中有很多都被阐明，但是还有很多是需要将来研究的地方。 针对(zhndu)二次元素(yun s)的适当(shdng)作物营养和理解其他植物营养素同样重要。对于可持续农业生产和其环境保护的重要性是跟所有的营养素是否满足了植物所需是密切相关的。微量元素是活性化剂健康和环境的植物营养素 你知道微量元素对于人体的身体健康是不可或缺的吗？事实上你在药店买或者医生开的处方药里的维

58、生素片和矿物质补充片里都含着一种或两种微量元素。 微量元素是你体内荷尔蒙和蛋白质的一部分。成长缓慢、骨头和皮肤的异常、性发育的迟缓、生殖不孕有时是因为人的食品中锌不足所导致的。铜在红血球里的蛋白质色素形成上起着重要的作用。最近发现硼在抑制骨质疏松上有关联。 你身体中的微量元素总重量除开氯不到30g，卖出价格不到500日元。但是如果没有这些微量元素你是生存不下去的。 植物所必须的微量元素入以下。 硼B 铜Cu 氯Cl 铁Fe 锰Mn 钼Mo 锌Zn（注：最近必须的微量元素增加了一个镍Ni。） 氮磷钾被称为(chn wi)肥料三要素，是主要(zhyo)的植物(zhw)营养素。硫镁钙被称为二次元素。

59、日常生活中的微量元素 微量元素在用途广泛的化学品、工业和家庭里每天都做出着贡献。下面的例子只是跟我们的利益相关的一小部分。 硼洗眼剂、烤箱托盘、洗洁剂、肥皂、火箭燃料 铜电线、黄铜的材料 氯食盐、水净化 铁我们还生活在公元前1000年开始的铁器时代的延长线上 锰电池、让钢复有柔性 钼皮革燃料、陶瓷釉料、印刷墨水、X光、灯泡 锌钢铁的镀锌膜、黄铜原料、油漆、耐火材料、皮肤炎外用药、心理创伤障碍的治疗 微量元素师作物所必需的玉米棉 微量元素在各自食物生产中担当着重要的角色。没有微量元素的话植物不能生存也不能正常发挥作用。它的需求量非常少所以被称为微量元素，但是对于植物生长的重要性而言却不小。下图显

60、示的是玉米和棉两种作物中的微量元素量。注：每公顷(n qn)收获玉米230蒲式耳的话(dehu)吸收(xshu)锰大约0.09kg，收获棉1100kg的话吸收0.3kg。氯的吸收量没有测定。 土壤中缺乏微量元素时，添加后会有明显地产量和农民收益效果。下面对于研究成果进行举例。内布拉斯加大学施用3kg/ha的锌后玉米产量增加120蒲式耳/ha佐治亚大学施用锰肥后红薯产量增加150kg/ha田纳西大学施用铜后西瓜产量增加50t/ha堪萨斯州立大学施用含氯肥料后小麦产量增加20kg/ha微量元素的效果并非总是这么显著，有时会很小有时会效果更好。微量元素不仅能增加产量还能改善品质，例如施用硼素可以防止