九2植物营养与施肥原则课件

第三节影响植物吸收养分的环境条件

形态特征生理生化特性生育特点内因

外因（环境因素）光照温度水分通气条件（Eh）酸碱度离子浓度离子间的相互作用光照是植物养分吸收与同化的原动力。蒸腾作用能量酶的诱导和代谢途径养分含量（相对%）照度指数NH4+H2PO4-K+Ca2+Mg2+Mn2+SiO2100100100100100100100100585876781071038555640334164684665517151349402235光照对水稻吸收养分的影响一般6~38ºC的范围内，根系对养分的吸收随温度升高而增加。温度过高（超过40ºC）时，高温使体内酶钝化，从而减少了可结合养分离子载体的数量，同时高温使细胞膜透性增大，增加了矿质养分的被动溢泌。低温往往使植物的代谢活性降低，从而减少养分的吸收量。二、温度三、土壤水分作用：1.影响植物根系的生长发育

2.影响土壤养分的浓度、有效性和迁移

3.影响土壤通气性、土壤微生物活性、 土壤温度等，从而影响养分形态、 转化及有效性适宜的土壤含水量：五、土壤通气性

良好有氧呼吸ATP吸收田间持水量的60~80%水分状况是化肥溶解和有机肥料矿化的决定条件。水分状况对植物生长，特别是对根系的生长有很大影响，从而间接影响到养分的吸收。养分的释放、迁移和植物吸收养分与水有关。水分土壤通气状况主要从三个方面影响植物对养分的吸收：一是根系的呼吸作用；二是有毒物质的产生；三是土壤养分的形态和有效性。四、通气状况土壤的氧化还原状况影响养分的形态和有效性

如Eh低，养分呈还原态，除NH4+、Fe2+、Mn2+外，许多养分的还原态对植物吸收是无效，甚至是有害的五、土壤的酸碱性（介质反应）介质酸碱性对植物吸收养分的影响：1.影响根细胞表面的电荷状况 酸性反应时，根细胞的蛋白质分子带正电荷为主，能多吸收外界溶液中的阴离子 碱性反应时，根细胞的蛋白质分子带负电荷为主，能多吸收外界溶液中的阳离子

偏酸性：吸收阴离子>阳离子 偏碱性：吸收阳离子>阴离子2.影响养分形态和有效性蛋白质的解离状况可由下式表达PO43-pH>7

则钙离子多，Ca-PpH5~7有效性最高pH<5

则活性铁铝多，Fe-P

Al-P微量元素的有效性土壤pH5678Zn、Fa、B、Mn、CuMo微量元素的有效性和土壤pH的关系最适pH范围

6.5~7.03.影响土壤微生物的种类和活性，从而影响有机养分的转化及氮、硫的氧化还原过程适宜pH范围：5.5~7.5六、介质中的养分浓度

要求土壤溶液中的养分浓度维持在适宜植物生长的水平 过低：吸收困难；过高：造成盐害养分浓度

植物吸收养分的速度随浓度的改变而发生变化。开始随浓度的提高而迅速增加，然后缓慢增加，以后稳定在一定的速率。如果继续提高养分浓度，养分吸收的速率会出现迅速增加—缓慢增加—趋于稳定的现象，即植物吸收养分的二重图型

大麦在不同浓度的KCl溶液中吸收K+离子的速度

外界磷浓度对生长4周的8种植物以及生长24小时的大麦吸磷速率的影响生长24小时生长8周0.0010.010.11100.010.11101001000磷浓度（µmol/L）磷吸收率（µmol/g根鲜重×h）七、离子间的相互作用（一）离子间的拮抗作用1.定义：溶液中某种离子存在或过多能抑制另一离子吸收的现象。2.表现：阳离子与阳离子之间，如一价与一价之间：K+、Rb+、Cs+之间二价与二价之间：Ca2+、Mg2+、Ba2+之间一价与二价之间：NH4+和H+对Ca2+、K+对Fe2+（2）有益元素的种类和功能元素名称 主要生理功能主要受益植物

硅 增强植物的硬度 禾本科植物 (如水稻、小麦、大麦)

钴 维生素B12合成 豆科固氮植物 调节酶或激素活性 (必需)

钠

参与C4或CAM光合途径

C4 代替钾参与细胞渗透压 植物(如甜菜等) 调节、部分酶激活

镍

豆科植物脲酶的组成豆科植物

铝 （尚未明确）

喜酸性植物(如茶树) 2.毒性较大的元素

如：I、Br、F、Al、Cr、Pb、Cd、Hg3.植物的超积累吸收及其利用

超积累植物植物修复植物开矿4.植物营养遗传特性的差异

不同种类或同一种类不同品种的植物：（1）对元素的种类和数量需要不同（2）对肥料的需要量不同二、植物不同生育期的营养特性生育期营养生长期生殖生长期作物营养期：植物根系从介质中吸收养分的时期。作物吸收养分的一般规律：吸收速率生长时间植物营养的阶段性：作物在不同的生育期对营养元素的种类、数量、比例都是不同的。营养期中两个关键性的施肥期1.作物营养临界期：指某种养分缺乏、过多或比例不当对作物生长影响最大的时期多出现在作物生育前期，如磷素营养的临界期多出现在幼苗期2.作物营养最大效率期：指某种养分能够发挥最大增产效能的时期是作物生长最旺盛的时期，对某种养分的需求量和吸收量都最多

三、植物营养与根系特性（一）根系形态特征与养分吸收1.根的类型分类从整体上分从个体上分直根系：根深须根系：根广

定根形成直根系不定根形成须根系主根侧根a.须根系b.直根系

直根系和须根系示意图2.根的数量

用单位体积或面积土壤中根的总长表示（LV，cm/cm3或LA，

cm/cm2

）

一般：须根系的Lv>

直根系的LvLv越大，总面积越大，根与养分接触的机率高反映根系的营养特性3.根的分布

分布稀疏或过密：养分利用不充分分布合理：提高养分吸收效率（二）植物根际及其营养作用1.根际的概念：由于植物根系的影响而使其理化生物性质与原土体有显著不同的那部分根区土壤。离根1～几mm范围。2.根系分泌物（1）种类

无机物：CO2、矿质盐类有机物：核酸、蛋白质及酶、氨基酸、有机酸

（2）作用：①①活化土壤养分；②增加养分的有效性和移动性；③抵御有害物质（过量的铁、铝、锰）对根系的毒害作用；3.根际微生物（1）非侵染微生物对植物吸收养分的影响①矿化有机物，释放CO2和无机养分②产生和分泌有机酸，促进养分的有效性③固定和转化大气中的养分④产生和释放生理活性物质（2）菌根：土壤真菌侵染植物根系后形成 的联合共生体作用：促进植物对养分的吸收4.根际pH值

呼吸作用（1）影响因素

根系分泌的有机酸、HCO3-等，影响根际pH值。

（2）作用：影响养分的有效性第五节合理施肥的基本原理一、合理施肥的基本理论（一）养分归还学说（李比希）1.要点：①随着作物的每次收获，必然要从土壤中取走大量养分，②如果不正确地归还土壤的养分，地力就将逐渐下降，③要想恢复地力就必须归还从土壤中取走的全部养分2.意义：强调施肥的重要性。3.归还养分的方式：

一是通过施用有机肥料，二是通过施用无机肥料，二者各有优缺点，若能配合施用则可取长补短，增进肥效，是农业可持续发展的正确之路，但李比希对有机肥的作用估计不足。养分归还学说为恢复地力和提高作物单产，通过施肥把作物从土壤中摄取并随收获物而移走的那些养分归还给土壤的学说。JustusLiebig不同植物的营养元素归还比例归还程度归还比例/%需要归还的营养元素补充要求低度归还<10氮、磷、钾重点补充中度归还10~30钙、镁、硫、硅依土壤和植物而定高度归还>30铁、锰不必要归还

（二）最小养分律（李比希）1.要点：①作物产量的高低受土壤中相对含量最低的养分所制约。也就是说，决定作物产量的是土壤中相对质量分数最少的养分，②最小养分会随条件变化而变化，如果增施不含最小养分的肥料，不但难以增产，还会降低施肥的效益。2.意义：强调施肥要有针对性最小养分律示意图最小养分随条件而变化的示意图

目前农业生产尤其是大棚蔬菜生产中，普遍存在过量施用氮肥，施钾肥不足，造成氮过剩而钾亏缺，氮、磷、钾养分比例失衡的问题。这样的施肥模式不仅浪费肥料资源，降低肥料利用率，造成土壤盐害，而且使应该补充的最小养分没有得到补充，土壤缺钾就成了提高产量的制约因素，从而降低施肥效果，给农民带来一定的经济损失。（三）限制因子律（布来克曼）最小养分律的扩大和延伸1.含义：增加一个因子的供应，可以使作物生长增加。但在遇到另一个生长因子不足时，即使增加前一个因子，也不能使作物增产，直到缺少的因子得到满足，作物产量才能继续增长。2.意义：施肥既要考虑各种养分供应状况，又要注意与生长有关的环境因素。（四）报酬递减律1.含义：在技术条件相对稳定的情况下，随着投入量的增加，报酬是增加的，但随单位投入量的增加，报酬的增加却是依次递减的。2.意义：①揭示了作物产量与施肥量之间的一般规律；②第一次用函数[Y=A(1-e-cx)]关系反映了肥料递减规律；③使肥料使用由经验型、定型化走向了定量化。3.完善（费佛尔）：Y=b0+b1x+b2x2

表燕麦磷肥砂培试验施磷量(P2O5，克/盆)干物质产量（克/盆）每单位的增产量（克）（报酬）09.80－0.0518.919.110.1026.647.730.2038.635.990.3047.124.250.5057.392.572.0067.640.34报酬递减律示意图Y=A(1-e-cx)施肥量与边际产量的关系Y=b0+b1x+b2x2

报酬递减律告诫我们：施肥要有限度，不是施肥越多越增产，超过合理施肥量上限就是盲目施肥。