营养元素与作物生长发育

作物生产技术专业/教学资源库作物生长的营养环境作物生长环境课程/刘艳侠/2014.02教学单元6作物生长的营养环境作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元子单元2合理施肥的原理与方法子单元3化学肥料的性质与施用子单元4有机肥料的积制与施用子单元5配方施肥技术子单元1营养元素与作物生长发育单元小结实验实训降雨有机肥化肥土壤矿物质土壤有机质NNO3-NN

生物肥料教学单元6作物生长的营养环境教学内容：作物生长发育所需营养，作物缺素症诊断技术；作物的营养成分，营养元素功能，作物对营养的运输与利用；肥料的合理施用的基本原理、方法技术；氮磷钾及中微量营养元素的性质和施用技术，复合肥料及有机肥料的性质和施用技术。配方施肥方案制定与实施。技能训练：常见化学肥料的定性鉴定；作物营养缺素症的观察与诊断；营养土与营养液的配制；碱解氮、速效磷和速效钾的测定；配方施肥试验岗位综合职业能力训练：配方施肥方案制定与实施；参观当地肥料厂肥料生产工艺流程。作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元子单元2合理施肥的原理与方法子单元3化学肥料的性质与施用子单元4有机肥料的积制与施用子单元5配方施肥技术子单元1营养元素与作物生长发育单元小结实验实训教学单元6作物生长的营养环境知识技能目标1.了解作物必需营养元素的营养特性，作物吸收养分的基本原理。2.熟知化学肥料和有机肥料的特性，掌握各种常见肥料的合理施用技术。3.能根据作物营养特性、肥料种类采取合理的方式方法进行作物施肥，合理施用化学肥料和有机肥料。4.熟悉测土配方施肥技术；配方施肥中的肥料试验的设计实施。5.熟悉肥料营销和施肥技术推广工作的的组织与实施环节。6.能进行作物缺素症识别与科学矫治；营养元素含量的测定；化学肥料的定性鉴定。作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元子单元1营养元素与作物生长发育植物需要从外界环境中吸收各种必需营养元素参与完成生长发育或代谢活动。植物体所需的化学元素，称为营养元素。植物生长发育所必需的营养元素称必需营养元素，它是完成植物生活周期所不可缺少的，如果缺乏植物将呈现专一的缺素症。植物必需的营养元素目前公认的有16种。植物主要吸收离子态养分；截获、质流和扩散是养分到达根表的方式。有被动吸收和主动吸收两种形式。作物营养特性主要有作物营养的共性与个性、作物营养的遗传特性和作物营养的阶段性。作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元植物对养分的吸收植物的营养特性子单元1主要内容植物必需的营养元素子单元1营养元素与作物生长发育作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元一、植物必需的营养元素（一）植物体的元素组成及含量

灰分元素：Ca、Mg、K、Si、P、S、Fe、Mn、Zn、Cu、Mo、B、Cl、Na、Al、Co、Ni、V、Se等多种元素。植物体内元素（70多种）：CHONPKCaMgSFeCuZnMnBMoClNa………新鲜植株

95％以上以气体挥发

5％以下为灰分元素75～95％水分5～25％干物质煅烧烘干一、植物必需的营养元素作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（二）植物必需营养元素的标准及种类植物必需营养元素：对于植物生长具有必需性、不可替代性和作用直接性的化学元素称为植物必需营养元素。1.判断标准缺少该元素，植物就不能完成其生活史－－必需性缺乏这种元素时，植物会表现出特有的症状，只有补充这种元素后症状才能减轻或消失－－专一性这种元素必须直接参与植物的代谢作用，对植物起直接的营养作用，而不是改善环境的间接作用－－直接性作物生产技术专业/教学资源库（二）植物必需营养元素的标准及种类2.种类和含量 目前已确认的有16种分别是碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、硼、锰、铜、锌、鉬、氯、（镍）。大量元素：CHONPKCaMgS微量元素：FeCuZnMnBMoCl植物营养三要素（肥料三要素）-N、P、KSCaMgNCOHKPMnBFeCuClZnMoNi一、植物必需的营养元素作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（二）植物必需营养元素的标准及种类

肥料三要素N、P、K有益元素：非必需营养元素中一些特定的元素，为某些植物正常生长发育所必需，或对某些植物生长有促进作用。Na、Si、Co、Ni、Se例：豆科作物-钴；藜科作物-钠；硅藻和水稻-硅一、植物必需的营养元素作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（三）必需营养元素的生理功能分组一、植物必需的营养元素（1）构成植物体的结构物质和生活物质的营养元素，它们是C、H、O、N、S。（2）P、B和Si有相似的特性，都以无机阴离子或酸的形态而被吸收。（3）K、Na、Ca、Mg、Mn和Cl以离子形态从土壤溶液中被植物吸收。（4）Fe、Cu、Zn和Mo（Ni）主要以螫合形态存在于植物中。作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（四）必需营养元素与植物生长一、植物必需的营养元素1.同等重要律和不可代替律：同等重要律－－植物必需营养元素在植物体内的数量不论多少都是同等重要的。 生产上要求：平衡供给养分不可代替律－－植物的每一种必需营养元素都有 特殊的功能，不能被其它元素所代替。 生产上要求：全面供给养分作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（四）必需营养元素与植物生长一、植物必需的营养元素2.植物必须营养元素间的相互作用（1）离子间的拮抗作用离子间的拮抗作用是指在溶液中某一离子的存在能抑制另一离子吸收的现象，主要表现在对离子的选择性吸收上。化学性质近似的离子在质膜上占有同一结合位点。如：阳离子中，K+，Rb+和Cs+之间；Ca2+，Sr2+和Ba2+之间。阴离子中Cl-，Br-和I-之间等；都有拮抗作用。K+Cl-Cs+Ca2+Cl-Ba2+作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（四）必需营养元素与植物生长一、植物必需的营养元素2.植物必须营养元素间的相互作用（2）离子间的协同作用离子间的协同作用是指在溶液中某一离子的存在有利于根系对另一些离子的吸收。Ca2+对多种离子的吸收有协助作用，一般认为是由于它具有稳定质膜结构的特殊功能，有助于质膜的选择性吸收。这种协助作用也称“维茨效应”。K+Cl-Cs+Ca2+Cl-Ba2+作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（四）必需营养元素与植物生长一、植物必需的营养元素2.植物必须营养元素间的相互作用（2）离子间的协同作用二、植物对养分的吸收作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（一）植物根系特性与施肥根系是植物体吸收养分和水分的主要器官。根系粗壮发达，生活力强，耐肥耐水是丰产的基础。二、植物对养分的吸收作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（二）根对养分的吸收1.根系吸收养分的部位：分生区根毛区二、植物对养分的吸收作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（二）根对养分的吸收2.根吸收养分的形态气态CO2、O2、H2O离子态阴、阳离子分子态氨基酸、尿素、酰胺、生长素、维生素、抗生素H2OH2O阴阳离子分子态二、植物对养分的吸收作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（二）根对养分的吸收3.土壤养分向根部迁移的方式

截获（rootinterception）扩散（diffusion)质流(massflow)二、植物对养分的吸收作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（二）根对养分的吸收截获：根系伸展于土壤中直接获取养分的方式质流：由于植物蒸腾作用引起的土壤养分随土壤水分由周围土体向根表土壤运动的养分迁移方式。扩散：由于根系吸收养分造成根表土壤溶液中养分浓度相对降低，根表土壤与周围土体之间产生养分浓度梯度使土壤养分沿着浓度梯度由周围土体向根表土壤运动。土壤养分向根部迁移的三种方式二、植物对养分的吸收作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（二）根对养分的吸收4.根对养分吸收的方式被动吸收(passiveuptake)主动吸收(activeuptake)二、植物对养分的吸收作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（二）根对养分的吸收被动吸收：又称非代谢吸收，是一种顺电化学势梯度的吸收过程，不需消耗能量。特点：①顺电化学势梯度

②没有选择性

③不消耗能量离子交换二、植物对养分的吸收作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（二）根对养分的吸收主动吸收：养分离子逆电化学势梯度进入植物细胞内的现象。它需要消耗生物代谢能量。特点：1.逆电化学势梯度

2.高度选择性

3.消耗能量二、植物对养分的吸收作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（三）植物的根外营养植物通过地上部分器官吸收养分和进行代谢的过程，称为根外营养。根外营养是植物营养的一种辅助方式。生产上把肥料配成一定浓度的溶液，喷洒在植物叶、茎等地上器官上，称根外追肥。1.根外营养的特点（1）直接供给植物养分，防止养分在土壤中的固定和转化。（2）养分吸收转化比根部快，能及时满足植物需要。（3）促进根部营养，强株健体。（4）节省肥料，经济效益高。二、植物对养分的吸收作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（三）植物的根外营养2影响根外营养效果的因素（1）矿质养分种类：氮肥：尿素>硝酸盐>铵盐 钾肥：氯化钾>硝酸钾>磷酸二氢钾（2）溶液浓度：0.1～2％（3）叶片对养分的吸附能力：喷施时间：清晨、傍晚或阴天。溶液反应：酸性：有利于阴离子吸收。中性～微碱性：有利于阳离子吸收。湿润剂：可加入“润湿剂”，0.1～0.2％洗涤剂或中性皂（4）叶片结构（作物种类）：叶片类型：双子叶——叶面积大，角质膜薄，易吸收。叶的年龄：幼叶比老叶吸收能力强。叶的正反面：叶背面比叶表面吸收效果好二、植物对养分的吸收作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（三）植物的根外营养3.适于根外追肥的条件由于叶面施肥肥效短暂，而且喷施的养分总量有限，所以必须以根部施肥为主，但在下列情况下应采用根外追肥的措施。（1）需要很快恢复某种营养特别是微量元素缺乏症；（2）果树等深根系植物，用传统施肥方法难以收效；（3）基肥不足，植物有明显的脱肥现象，需迅速补肥；（4）作物植株过密，已难以进行正常追肥；（5）遭遇自然灾害，作物需要迅速恢复正常生长。二、植物对养分的吸收作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（三）植物的根外营养局限性：肥效短暂，施用养分量有限，又易被雨水淋洗；有些养分元素（如钙）从叶片的吸收部位向植物其它部位转移相当困难，喷施的效果不一定好。总之，植物的根外营养不能完全代替根部营养，仅是一种辅助的施肥方式，适于解决一些特殊的植物营养问题。二、植物对养分的吸收作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（四）影响作物吸收养分的环境条件介质养分浓度、光照、温度、通气、酸碱度、水分和养分离子间的相互作用都直接影响植物对养分的吸收速度和强度。1.温度根系吸收养分要求的适宜土壤温度为15-25℃。在0-30℃范围内，随着温度的升高，根系吸收养分加快，吸收的数量也增加。2.光照当光照充足时，光合作用强度大，吸收的能量多，产生的生物能也多，养分吸收的多。光照影响蒸腾作用，因而也间接地影响养分离子的吸收。二、植物对养分的吸收作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（四）影响作物吸收养分的环境条件3.通气状况良好的通气环境，能使根部供氧状况良好，并能使呼吸产生的CO2从根际散失。有利植物的有氧呼吸、也有利于养分的吸收。4.酸碱度土壤溶液中的酸碱度常影响植物对养分不同离子形态的吸收和土壤中养分的有效性。酸性--吸收阴离子多；碱性--吸收阳离子多。5.水分

土壤水分适宜时，提高养分的有效性和肥料中养分的利用率。水分过多、过少都不利于养分的吸收。二、植物对养分的吸收作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（四）影响作物吸收养分的环境条件6.养分浓度在低浓度范围内，离子的吸收率随介质养分浓度的提高而上升，但上升速度较慢，在高浓度范围内，离子吸收的选择性较低，而陪伴离子及蒸腾速率对离子的吸收速率影响较大。三、植物的营养特性作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（一）植物营养的共性与个性1.不同植物需要的养分不同2.不同植物吸收养分的能力不同3.不同植物对不同肥料的适应性不同植物吸收养分的基因型差异同一种植物的不同品种或品系，由于产量不同，尽管植株中养分浓度相差不大，但从土壤中带走的养分却相差很大。目前关于一个基因控制某种元素的吸收运输和利用的研究已被植物营养学者和植物遗传学者所关注，成为世界研究热点之一。（二）植物营养的遗传特性三、植物的营养特性作物生产技术专业/教学资源库作物生长环境课程/作物生长的营养环境教学单元/营养元素与作物生长发育子单元

（三）植物营养的阶段性植物营养的阶段性：植物营养期--植物通过根系从土壤中吸收养分的整个时期。植物营养连续性--植物不间断地从土壤中吸收养分的特性。植物营养阶段性--植物不同生长阶段对营养的种类、数量和比例的要求不同。营养吸收规律：低-高-低。作物营养关键期：营养临界期--植物对养分供应不足或过多显示非常敏感的时期，不同植物对于不同营养元素的临界期不同。营养最大效率期—在植物的某个生育阶段，对营养的需要最多、吸收最快、增产效率最