第五节合理施肥的生理基础

施肥的目的是为了满足作物对矿质元素的需要,肥料要施得准时而合理,首先应了解作物需肥规律,方能到达预期效果。一、作物需肥特点(一)不同作物或同一作物的不同品种需肥状况不同禾谷类作物如小麦、水稻、玉米等需要氮肥较多,同时又要供给足够的P、K,以使后期籽粒饱满；豆科作物如大豆、豌豆、花生等能固定空气中的氮素,故需K、P较多,但在根瘤尚未形成的幼苗期也可施少量N肥；叶菜类则要多施N肥，使叶片肥大，质地柔嫩；薯类作物和甜菜需要更多的P、K和肯定量的N；棉花、油菜等油料作物对N、P、K的需要量都很大,要充分供给。另外油料作物对Mg有特别需要;,施肥的状况也有所不同。如食用大麦,应在灌浆前后多施N肥,使种子中的蛋白质含量增高;酿造啤酒的大麦则应削减后期施N,否则,蛋白质含量高会影响啤酒品质。(二)作物不同,需肥形态不同烟草和马铃薯用草木灰做K肥比氯化钾好,由于氯可降低烟草的燃烧性和马铃薯的淀粉含量(氯有阻碍糖运输的作用),因水稻体内缺乏硝酸复原酶,,又需要硝态氮,由于烟草需要有机酸来加强叶的燃烧性,又需要有香味。硝酸能使细胞内的氧化力量占优势,故有利于有机酸的形成,铵态N则有利于芳香油的形成,因此烟草施用NHＮＯ效果最好；另外,黄花苜蓿及紫云英吸取磷的力量弱,以施用水溶4 3性的过磷酸钙为宜;毛苕、荞麦吸取磷的力量强,施用难溶解的磷矿粉和钙镁磷肥也能被利用。(三)同一作物在不同生育期需肥不同一般状况下,植物对矿质养分的需要量与它们的生长量有亲热关系。萌发期间,因种子内贮藏有丰富的养料,所以一般不吸取矿质元素;幼苗可吸取一局部矿质元素,但需要量少,且随着幼苗的长大,吸取矿质元素的量会渐渐增加;开花结实期,对矿质元素吸取达顶峰;以后,随着生长的减弱,吸取量渐渐下降,况又有肯定差异(表3-8)。因此，在不同生育期，施肥对生长的影响不同,对增产效果有很大的差异,其中有一个时期施用肥料的养分效果最好,这个时期被称为植物养分最大效率期。一般作物的养分最大效率期是生殖生长时期。综上所述,不同作物、不同品种、不同生育期对肥料要求不同,因此,要针对作物的具体特点,进展合理施肥。二、施肥指标要合理施肥,,方能依据土壤肥力,配施适量基肥;依据作物各生长阶段的养分状况,准时追肥。土壤肥力是个综合指标,依据中国农业科学院调查,每公顷产6～7.5t的小麦田,除了具有良好的物理性状外,还要求有机质含量达1%,总氮含量在0.06%以上,速效氮30～40mg·L-1,速效磷在20mg·L-1

以上,速效钾30～40mg·L-1

壤、气候、耕作治理水平不同,所以对作物产量和土壤养分的要求也各异。因此,施肥指标也要因地因作物而异,不能盲目搬用外地阅历，只有通过本地的大量试验和调查,才能确定当地土壤的养分丰缺指标。土壤养分指标并不能完全反映作物对肥料的要求,而植物自身的表征,应当是最牢靠最直接的指示。形态指标依据作物的长势长相和叶色变化推断作物的养分状况,从而补充作物所缺肥料。长相一般来说,氮肥多,生长快,叶片大,叶色浓,株形松散;氮缺乏,生长慢,叶短而直,叶色变淡,结出水稻高产的长相是:分蘖期间,叶成“公鸡尾”,叶尾距离大,稻丛似兰花(或水仙花);拔节期间,叶成平头,叶尾距离小,稻丛似“洗锅刷”孕穗期间,包胎叶挺直,短硬,叶成竹枪头,稻丛似“扫帚”。河南农民总结出小麦苗期的叶片长相为：瘦弱苗象马耳朵,壮苗象骡耳朵,旺苗象猪耳朵。这些阅历对合理施肥很有参考价值。,则表示氮和叶绿素含量都高。叶色对施肥的反响快,施无机肥料3～5日,叶色即可反响出来,比生长反响快。江苏省农民应用陈永康在单季晚粳稻高产栽培中总结出的“三黑三黄”(在分蘖、拔节和孕穗期叶色加深，而在分蘖末期、幼穗分化和临抽穗期叶色褪淡)阅历进行看苗追肥，使水稻生长表现为“”。广东省潮汕老农总结出丰产水稻叶色变化的规律为,早稻“乌、赤、青”,晚稻“青、赤、青”，并用这些规律进展看叶色追肥。生理指标依据作物生理状况来推断作物养分水平的指标,称为生理指标。体内养分状况在养分诊断中通常对“叶分析”比较重视，即测定叶片或叶鞘等组织中矿质元素含量,来推断养分的丰缺状况。西北农业大学对拔节期冬小麦的测定(表3-9)说明,养分速测能够较客观地反映小麦生长状况。土壤肥沃的田块,小麦生长强健,体内含N、P也高。另外，从可溶性糖含量看,旺苗和壮苗因将较多的糖用于生长,故含糖量反而下降。中国农业科学院江苏分院分析每公顷产皮棉1125～1275kg的棉株叶柄(顶端向下4～5片叶柄),认为适宜的硝态氮含量应为:苗期100～250mg·L-1

,初蕾期300～450mg·L-1

,花期140～250mg·L-1

。低于这个幅度就表示肥力缺乏,应准时施肥;而高于这个幅度,棉株就可能徒长。南京土壤争论所以水稻心叶下第三叶鞘为测定部位 ,认为铵态氮含量150～200mg·L-1为正常,低于150mg·L-1为低量,100mg·L-1左右为缺乏,高于200mg·L-1为充分,到达250mg·L-1为过剩。叶绿素含量争论指出,南京地区的小麦返青期功能叶的叶绿素含量以占干重的1.7%～2.0%为宜,假设低于1.7%就是缺肥;拔节期以1.2%～1.5%为正常,低于1.1%表示缺肥,高于1.7%则表示太多,要掌握拔节肥;孕穗期以2.1%～2.5%为正常。酰胺和淀粉含量日本学者的争论指出,水稻叶片中的天冬酰胺,可作为施肥的生理指标:这是由于当植株吸取氮素过多时,就以酰胺的形式贮藏在叶片中,故酰胺积存状况,可作为推断氮素含量的指标。一般可在水稻幼穗分化期测定未展叶或半展叶中的天冬酰胺,假设测到天冬酰胺,则可不施穗肥;假设测不到,则表示缺氮,必需马上追施穗肥。水稻叶鞘中淀粉含量,也可作为氮素的丰缺指标:氮肥缺乏,可使淀粉在叶鞘中累积,所以叶鞘内淀粉愈多,鞘劈开,N，需要追施N肥。酶活性某些酶的活性与其特有的元素多寡有亲热关系，由于这些元素是酶的辅基或活化剂,当这些元素缺乏时,酶活性会下降。如缺铜时,抗坏血酸氧化酶和多酚氧化酶活性下降;缺钼时硝酸复原酶活性下降;缺锌时碳酸酐酶和核糖核酸酶活性降低;缺铁可引起过氧化物酶和过氧化氢酶活性下降。因而,可依据某种酶活性的变化,来推断某一元素的丰缺情况。总的说来,生理指标牢靠、准确,是诊断作物养分状况最有前途的方法。但目前工作尚少,未能形成完整而严密的诊断系统,还有待于进一步完善。三、发挥肥效的措施农业生产中除了适时适量地施入肥料外,还要实行某些措施使肥效得到充分发挥。常用的措施有:(一)肥水协作,充分发挥肥效水分是矿质的溶剂,缺水会直接影响植株对矿质的吸取和利用。水分通过影响植物的生长而间接影响其对矿质的利用。水分还能防止肥料过多的“烧苗”,从而改善植物利用矿质的环境条件。所以土壤干旱时施肥效果减小,假设在施肥的同时适量灌水,就能大大提高肥料效益。水田施肥后保持水层,有利于土壤氨化细菌的生活生殖,能使铵态氮显著增多,而且,也可用掌握水分的方法来掌握植物对肥料的利用;当肥料过多,特别是氮肥过多,常会造成作物疯长,在这种状况下,可用削减灌水的方法,限制植物对矿质的吸取,从而到达以水控肥的效果。(二)深耕改土,改进土壤环境适当深耕,增施有机肥料,可以促进土壤团粒构造的形成。这不但可增加土壤保水保肥的力量,而且可改善根系生长环境,使根系快速生长,扩大对水肥的吸取面积,同时也有利于根系对矿质的主动吸取,增加对矿质的吸取速率。(三)改善光照条件,提高光合效率施肥增产的主要缘由是肥料能改善光合性能。改善光照条件,提高作物光合效率,是充分发挥肥料效益的关键因素。合理密植,通风透光,使作物制造更多的有机物质,用于躯体的扩大生长,的地上局部增加了矿质的用。反之,密度过大,株间光照缺乏,影响光合作用,此时虽有充分的肥水,不但起不到增产作用,还会造成徒长、倒伏,最终导致减产。(四)改革施肥方式,促进作物吸取,氧化猛烈,铵态氮的转化,,某些肥料的分解挥发,磷素的固定等都很严峻,所以作物吸取利用的效率不高。据争论，对水稻施用的氮、磷、钾肥有一半以上被铺张掉。深层施肥将肥料施于作物根系四周5～10cm深的土层,由于肥料深施,挥发少,铵态氮的硝化作用也慢,流失也少,供肥稳而久,加上根系生长有趋肥性,根系深扎,活力强,植株强健,增产显著。另外,根外施肥也是一种经济用肥的方法。四、无土栽培无土栽培(soillessculture)是指用养分液(化学肥料溶液)培作物的记载。1860年萨克斯和诺普相继发表了应用十大化学元素的无机盐配制成养分液，栽培植物获得成功，称它为1939年美军在太平洋岛屿上用无土栽培法生产蔬菜，以后很多无土栽培农场建立起来。1970年以后，由于养分膜技术和岩棉技术的进展，使蔬菜和花卉的无土栽培得到了快速进展。如英国的泽西岛建成了6.07hm2的养分膜技术生产系统。1975～1978年仅3年时间荷兰的岩棉栽培面积就扩大了约50倍，到达20～25hm2。中国也在多处建立了无土栽培试验场，并正渐渐推广扩展。(一)种类和设施1.种类在1976年的世界无土栽培会议上，对不同的无土栽培系统作了分类，并作如下的定义：水培(waterculture)：植物的根系浸没在养分液中，如养分膜技术(nutrientfilmtechnique,NFT)。砂培(sandculture)：植物根系生长在小于3mm直径的固体颗粒中，如砂子、珍宝岩、塑料粒及其它无机物质。砂砾栽培(gravelculture)：植物的根系生长在大于3mm直径的固体颗粒中，如砂砾、玄武岩、火山渣、浮石、塑料粒及其它无机物质。蛭石栽培(vermiculaponics)：植物根系生长在蛭石或蛭石与其它无机物质的混合物中。岩棉栽培(rockwoolculture)：植物根系生长在岩棉(石棉)、玻璃棉或其它同类物质中。此外，还有水耕(hydroculture)、深液流技术(deepflowtechnique)、雾培(sprayculture)、泥炭培(peatculture)和锯木培(sawdustculture)等等。2.设施上述这些种类在生产上归纳为两种无土栽培系统，即NFT系统和固体栽培系统。NFT系统即养分膜技术。这是一种养分液循环的液体栽培系统，其原理如图3-1D所示，该系统让流淌的薄层养分液流经栽培槽中的植物根系来栽培植物。流淌的薄层养分液除了可均衡供给植物所需的养分元素和水格外，还能充分供给根系呼吸所需的氧气。由于植物不断消耗养分和水分，因此要常常补充。固体栽培系统NFT系统要解决固定植物的问题，而固体栽培系统是由固体物(如蛭石、珍宝岩、陶粒、岩棉、砂砾等)液供给系统，也可承受非循环方式，即用养分液进展滴灌，这二者都能取得良好效果。无土栽培属保护地栽培形式，除承受上述设施外，还需有与其配套的温室大棚等环境条件和计算机治理系统，使作物地上局部和地下局部都处于最正确状态，使之一年四季都能进展生产。(二)养分液在无土栽培中无论哪种类型都需要参加养分液,合物溶解于水配制而成。其组成成分有水,含有养分元素的化合物及关心物质。水养分液中绝大局部是水,因使用目的不同,对水质的要求亦不同。在争论养分液配方及某些养分元素的缺乏病症时,需要使用蒸馏水或去离子水。在大生产中可使用雨水、井水和自来水。养分元素化合物及关心物质养分液中含有植物必需的大量元素和微量元素的各种化合物,其养分液ψs一般为-0.03MPa～-0.15MPa之间,较适中的浓度时ψs约为-0.09MPa,应掌握其阴、阳离子浓度的乘积小于其溶度积常数Sp,以避开形成沉淀.进展养分液的配制时,需依据不同目的,选用不同纯度的试剂。假设要争论养分液配方及探究养分元素缺乏症等试验,除特别要求精细外,,除了微量元素用化学纯试剂或医药用品外,大量元素的供给多承受农业用品,以利降低本钱。养分液的pH掌握在5.5～6.5。这是由于植物根系不受损害的pH范围是4～9之间,同时养分液pH过高或过低会影响养分元素的有效性。pH>7时,P、Ca、Mg、Fe、Mn、B、Zn等的有效性都会降低,特别是Fe最突出。pH<5时,由于H+浓度过高会对Ca产生显著的颉颃,使植物吸取Ca削减而消灭缺Ca症。现在世界上已发表了很多的养分液配方。其中以美国植物养分学家霍格兰特(HoaglandD.R.)争论的养分液配方表〔3－3〕最为知名,正被世界各地,研制了一种称为园试配方的均衡养分液正被广泛使用。现列出这两种配方(表3-10)以作比较。(三)养分液的治理作物根系大局部生长在养分液中,并吸取其中的水分、养分和氧气,从而使其浓度、成分、pH、溶解氧等不断变化。同时根系也分泌有机物于养分液中，且有少量年轻的残根脱落于养分液中,致使微生物也会在其中生殖;外界温度也时刻影响着液温。因此必需实行措施对上述影响因素进展调控。增氧生长在养分液中的植物根系,其呼吸所消耗的氧有两个来源,一是靠溶存于养分液中的氧;二是靠植物体内形成的氧气输导组织从地上局部向根系输送氧。对于不耐淹浸的旱地植物,体内不具备氧气输导组织,因此必需补充溶氧。目前实行给养分液中补充溶氧量的方法有:此法效果较好,,进展循环流淌。此法效果尚好,生产上普遍承受。水分和养分的调整水分的补充应每天进展,一天之内应补充多少次,视作物长势、每株占液量和耗水快慢而定。养分的补充应依据浓度的下降程度而定。浓度的测定主要在养分液补充分够水分使其恢复到原来体积时取样。浓度的凹凸以总盐分浓度反映,用电导率表达。pH的调整养分液的pH因盐类的生理反响而发生变化,其变化方向视养分液配方而定。用Ca(NO〕KNO

为氮钾3 2 3源的多呈生理碱性;用(NH〕CO(NH〕KＳＯ

为氮钾源的多呈生理酸性。最好选用比较平衡的配方,使pH变4 2 4 2 2 2 4化比较平稳,可以省去调整。pH上升时,用HＳＯ或HNO去中和。pH下降时,用NaOH或KOH中和。2 4 3液温的治理一般来说,夏季的液温保持不超过28℃,冬季的液温保持不低于15℃,这对适应于该季栽培的大多数作物都是适合