第7章 植物营养与施肥原理.ppt

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1、 1.1.植物的营养成分植物的营养成分 2 2.植物对养分的吸收植物对养分的吸收 .影响养分吸收的环境条件影响养分吸收的环境条件 4.4.植物的营养特性植物的营养特性 5.5.合理施肥的原理与施肥技术合理施肥的原理与施肥技术 10/26/20221第一节第一节 植物的营养成分植物的营养成分煅烧煅烧 525C 烘干烘干75C7595水分水分525干物质干物质95%以以气体挥发气体挥发CHON5灰分元素灰分元素 Ca K Si P S Cl Al Na Fe一一.植物体内元素组成及含量植物体内元素组成及含量新鲜作物新鲜作物10/26/20222灰分元素灰分元素v将作物干物质进行煅烧后，将作物干物质

2、进行煅烧后，C H O N以气体以气体 形态挥发（气态元素）残留下的不挥发的物质形态挥发（气态元素）残留下的不挥发的物质（70多种元素）多种元素）豆科植物豆科植物盐生植物盐生植物植物种类植物种类环境环境K水稻水稻马铃薯马铃薯甜菜甜菜红壤土红壤土-Al施肥措施施肥措施NaNSi10/26/20223二二.作物必需的营养元素作物必需的营养元素这种元素对这种元素对所有所有所有所有高等植物的生长高等植物的生长发育是不可缺少的。如果缺少该发育是不可缺少的。如果缺少该元素，植物就不能完成其生活史元素，植物就不能完成其生活史三标准I.必要性必要性II.专一性专一性III.直接性直接性 缺少这种元素，作物出现

3、某些特缺少这种元素，作物出现某些特 定症状，只有补充该元素才能恢复定症状，只有补充该元素才能恢复正常正常 该元素在植物营养生理上表现出该元素在植物营养生理上表现出直接的效果，而不是改善了环境条直接的效果，而不是改善了环境条件而产生的间接效果。件而产生的间接效果。D.I.Arnon和和P.R.Stout 1939年提出年提出10/26/202241.1.植物必需营养元素植物必需营养元素0.5土壤土壤Ca2+Ca0.1土壤土壤SO42+S0.2土壤土壤Mg2Mg1.0土壤土壤K+K0.2土壤土壤H2PO4-HPO42-P1.5土壤土壤NH4+NO3-N6大气和土壤空气大气和土壤空气CO2 O2 O

4、45土壤水土壤水 H2O H45大气大气CO2C干物质中的含量干物质中的含量（）（）主要来源主要来源主要吸收形态主要吸收形态大量营养元素大量营养元素10/26/20225v肥料三要素（肥料三要素（N P K）:作物对作物对氮磷钾这三种营养氮磷钾这三种营养元素元素需要量比较多，而土壤中有效含量相对较少，必需要量比较多，而土壤中有效含量相对较少，必需通过施肥来补充，所以需通过施肥来补充，所以氮磷钾被称作肥料三要素氮磷钾被称作肥料三要素。vC H O：保护地施保护地施CO2肥肥v 2NH4HCO3+H2SO4 (NH4)2SO4+2CO2+2H2OvS Ca Mg:北方土壤一般够用，施磷肥时有所补充

5、。北方土壤一般够用，施磷肥时有所补充。施肥基础施肥基础10/26/202262.2.微量营养元素微量营养元素(源于源于土壤)n种类种类 吸收形态吸收形态 含量含量nCl Cl-0.01nFe Fe3 Fe2 0.01 nMn Mn2+0.005 nB BO33-,B4O72-0.002 nZn Zn2+0.002 nCu Cu+Cu2+0.0006 nMo MoO42-0.00001 10/26/20227必需营养元素的功能必需营养元素的功能(1).(1).构成作物活体的结构物质及生活物质构成作物活体的结构物质及生活物质 如纤维素、半纤维素、木质素、果胶等如纤维素、半纤维素、木质素、果胶等 蛋

6、白质、氨基酸、核酸、脂类、叶绿素等蛋白质、氨基酸、核酸、脂类、叶绿素等(2).(2).加速作物体内代谢加速作物体内代谢 Zn Cu Zn Cu MnMn ClCl Mo B Fe Ca Mg K Mo B Fe Ca Mg K是酶的辅基或活化基是酶的辅基或活化基 (3).(3).对作物具特殊功能的元素对作物具特殊功能的元素 K Ca Mg K Ca Mg 调节渗透势，增强抗逆性调节渗透势，增强抗逆性10/26/202283.3.有益元素有益元素(beneficial element)(beneficial element)为某些植物正常生长发育所必需，或对某为某些植物正常生长发育所必需，或对某

7、些植物生长有促进作用。些植物生长有促进作用。硅：水稻必需硅：水稻必需钠：甜菜、芹菜，盐生草和藜科植物等耐盐钠：甜菜、芹菜，盐生草和藜科植物等耐盐 植物植物 必需必需钴：豆科植物共生固氮所必需钴：豆科植物共生固氮所必需硒：紫云英、沙打旺硒：紫云英、沙打旺10/26/20229 三三.必需营养元素间的关系必需营养元素间的关系n同等重要性：同等重要性：植物必需营养元素在植物植物必需营养元素在植物体内的数量体内的数量不论多少不论多少都是都是同等重要同等重要的的q 不可代替性不可代替性：植物的每一种必需营养元素植物的每一种必需营养元素 都有都有 特殊的特殊的功能，不能被其它元素所功能，不能被其它元素所

8、代替代替生产上要求：生产上要求：平衡供给养分平衡供给养分平衡供给养分平衡供给养分生产上要求：生产上要求：全面供给养分全面供给养分全面供给养分全面供给养分10/26/202210 主要吸收器官主要吸收器官:根系根系 离根尖离根尖10cm10cm以以内根吸收养分最多。内根吸收养分最多。Lateral rootsRoot hairsMuniclageRoot hairsotLateral rootsRoot cap一一.根系对养分的吸收特点根系对养分的吸收特点第二节第二节 植物对养分的吸收植物对养分的吸收10/26/202211根毛区根毛区根尖区根尖区PCa吸收量吸收量不同根区不同根区P P和和Ca

9、Ca的吸收量示意图的吸收量示意图10/26/202212 根系吸收养分形态根系吸收养分形态离子态：离子态：NONO3 3-、NHNH4 4+、HPOHPO4 42-2-分子态：尿素、分子态：尿素、AAAA、生长素生长素、COCO2 210/26/202213浓度浓度（mmol/L）丽藻丽藻法囊藻法囊藻离子离子池水池水（A）细胞液细胞液（B）B/A海水海水(A)细胞细胞液液(B)B/AK+0.0554108012500 42Na+0.221045498900.18Ca2+0.7810131220.17Cl-0.9391985805971基质中离子浓度与丽藻和法囊藻细胞液基质中离子浓度与丽藻和法囊

10、藻细胞液中离子浓度的关系中离子浓度的关系10/26/202214 根系吸收养分的特点根系吸收养分的特点l 选择性选择性l 累积现象累积现象l 基因性基因性10/26/2022151.1.质流质流 (mass flow)含义：由于含义：由于植物的蒸腾作用植物的蒸腾作用，根系吸水消耗根表，根系吸水消耗根表土壤水分，引起土壤中水分携带养分离子由土土壤水分，引起土壤中水分携带养分离子由土体向根表流动的过程体向根表流动的过程 二、土壤中养分向根表的迁移二、土壤中养分向根表的迁移特点：特点：长距离迁移的主要方式长距离迁移的主要方式 NO3-、Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-影响因素：影响因素：蒸腾作

11、用、离子浓度蒸腾作用、离子浓度10/26/202216定义：定义：由于根系吸收养分，使根表附近的养分与土由于根系吸收养分，使根表附近的养分与土 体养分存在离子浓度差而引起的，土壤中的养分体养分存在离子浓度差而引起的，土壤中的养分离子从高浓度向低浓度的运动。离子从高浓度向低浓度的运动。特点：特点：距离较短，阴离子快，阳离子慢，距离较短，阴离子快，阳离子慢，50%PK，0.1-15mm影响因素：影响因素：浓度差、土浓度差、土壤湿度、扩散系数壤湿度、扩散系数2.2.扩散扩散（diffusion）10/26/202217定义定义：根系在土壤中伸长、并与土壤紧密接触，根系在土壤中伸长、并与土壤紧密接触，

12、使根系释放的使根系释放的H+和和HCO3-与土壤胶体的阴阳离与土壤胶体的阴阳离子直接交换而到达根表被吸收。子直接交换而到达根表被吸收。特点特点：根系占土壤体积比一般只有：根系占土壤体积比一般只有14，该，该方式获取养分较少，方式获取养分较少，0.2%-10%，钙镁通过截，钙镁通过截获获 吸收的较多。吸收的较多。影响因素影响因素：根系的阳离子代换量：根系的阳离子代换量3.3.截获（截获（interception）10/26/20221810/26/202219 质流、扩散和截获同时存在质流、扩散和截获同时存在,相互作用。相互作用。磷以扩散为主磷以扩散为主，氮、钙、镁以质流为主氮、钙、镁以质流为主

13、，铜、锰、铁、锌铜、锰、铁、锌以以扩散扩散为为主主；硼：质流和扩散各占一半；硼：质流和扩散各占一半；钼含量低时以扩散为主，含量高时以质钼含量低时以扩散为主，含量高时以质流为主。流为主。10/26/202220三、根部对离子态养分的吸收三、根部对离子态养分的吸收10/26/20222110/26/202222根部离子短距离运输进入木质部的双泵模式根部离子短距离运输进入木质部的双泵模式1）、共质体；2）、质外体内皮层内皮层木质部木质部薄壁组织薄壁组织细胞质细胞质凯氏带凯氏带12细胞壁细胞壁根表皮层根表皮层细胞质细胞质木质部液泡液泡10/26/202223根毛区根毛区根尖区根尖区PCa吸收量吸收量不

14、同根区不同根区P P和和CaCa的吸收量示意图的吸收量示意图10/26/2022240.60.210.142.060.10.1Trianea bogotensis根表皮细胞胞间连丝数目与根毛的关系根表皮细胞胞间连丝数目与根毛的关系（单位：个（单位：个/m2）10/26/202225n 水分自由空间：水分自由空间：被水分占据并能和外部被水分占据并能和外部介质溶液达到物理化学平衡的这部分质外介质溶液达到物理化学平衡的这部分质外体区域。体区域。n 杜南自由空间：杜南自由空间：养分离子由于受细胞壁养分离子由于受细胞壁或原生质膜所带电荷的影响而不能自由移或原生质膜所带电荷的影响而不能自由移动或扩散，这部

15、分区域称为动或扩散，这部分区域称为*。10/26/202226表观自由空间微孔体系示意图表观自由空间微孔体系示意图微孔微孔大孔大孔非扩散性非扩散性阴离子阴离子阳离子阳离子阴离子阴离子WFSDFS10/26/202227根根自自由由空空间间中中阳阳离离子子交交换换位位点点的的数数目目决决定定着着各各类类植植物物根根系系阳阳离离子子交交换换量量（CEC）的的大大小小。通通常常双双子子叶叶植植物物的的CEC比单子叶植物要大得多。比单子叶植物要大得多。10/26/202228运载分子运载分子通道蛋白通道蛋白载体蛋白载体蛋白膜脂膜脂简单扩散简单扩散易化扩散易化扩散高高低低主动运输主动运输被动运输被动运输

16、能量能量电化学势梯度电化学势梯度 细胞膜上两种离子运载蛋白细胞膜上两种离子运载蛋白 10/26/202229离子跨膜的主动（离子跨膜的主动（“上坡上坡”）和被动（）和被动（“下坡下坡”）运输图示）运输图示扩散扩散通过类脂通过类脂与载体相连与载体相连通过含水孔隙通过含水孔隙质膜质膜上坡上坡下坡下坡自由能变化自由能变化+-0（）为溶质）为溶质10/26/2022301.1.被动吸收：离子顺电化学势梯度进被动吸收：离子顺电化学势梯度进行的扩散运动。行的扩散运动。特点：不需能量、无选择性、顺浓度梯特点：不需能量、无选择性、顺浓度梯度进行。度进行。10/26/202231（1 1）简单扩散）简单扩散n自

17、由空间自由空间 指根部某些组织或细胞允许外部溶液中离指根部某些组织或细胞允许外部溶液中离子自由扩散进入的区域。子自由扩散进入的区域。10/26/202232细细胞胞壁壁结结构构图图10/26/202233皮层皮层木质部木质部中柱鞘中柱鞘内皮层内皮层凯氏带凯氏带10/26/202234（2 2）离子通道运输）离子通道运输 离子通道：是指生物膜上具有选择功离子通道：是指生物膜上具有选择功能的孔道蛋白。孔道蛋白及其表面电能的孔道蛋白。孔道蛋白及其表面电荷的密度决定着该运输蛋白的选择性荷的密度决定着该运输蛋白的选择性强弱。强弱。10/26/202235（3）离子交换）离子交换10/26/2022362

18、.2.主动吸收主动吸收定义：养分离子逆电化学势梯度进入定义：养分离子逆电化学势梯度进入 植物细胞内的现象。植物细胞内的现象。特点：a a 逆电化学势梯度逆电化学势梯度 b.b.高度选择性高度选择性 c.c.消耗能量消耗能量10/26/202237细胞膜流动镶嵌模型细胞膜流动镶嵌模型胆固醇胆固醇细胞质丝细胞质丝醣脂类醣脂类10/26/202238主动吸收主动吸收 载体学说载体学说10/26/202239I磷酸脂酶磷酸脂酶P载载体体PI磷酸化载体离子磷酸化载体离子(未活化未活化)P磷酸化载体磷酸化载体IP质质 膜膜IP磷酸激酶磷酸激酶ATPADP线粒体线粒体或或叶绿体叶绿体载体运输离子进入膜过程示

19、意图载体运输离子进入膜过程示意图(1)(1)载体学说载体学说外外内内10/26/202240载体载体ATP磷酸化载体磷酸化载体ADP磷酸激酶磷酸激酶 载体磷酸化载体磷酸化10/26/202241I磷酸脂酶磷酸脂酶P载体载体PI磷酸化载体离子磷酸化载体离子未活化未活化P磷酸化载体磷酸化载体IP质质 膜膜IP磷酸激酶磷酸激酶ATPADP线粒体线粒体或或叶绿体叶绿体载体运输离子进入膜过程示意图载体运输离子进入膜过程示意图(1)(1)载体学说载体学说外外内内10/26/202242 结合并运转：磷酸化载体离子结合并运转：磷酸化载体离子 磷酸化载体离子磷酸化载体离子 膜内释放：磷酸化载体离子膜内释放：磷

20、酸化载体离子 磷酸酯酶磷酸酯酶 载体离子无机磷（载体离子无机磷（Pi）ATP的再生：的再生：ADPPi 线粒体或叶绿体线粒体或叶绿体 ATP10/26/202243I磷酸脂酶磷酸脂酶P载体载体PII磷酸化载体离子磷酸化载体离子载体载体(未活化未活化)P磷酸化载体磷酸化载体IP质质 膜膜IP磷酸激酶磷酸激酶ATPADP线粒体线粒体或或叶绿体叶绿体载体运输离子进入膜过程示意图载体运输离子进入膜过程示意图(1)(1)载体学说载体学说外外内内10/26/202244(2)(2)离子泵学说离子泵学说1944年，年，Hoagland首先提出。首先提出。离子泵是存在于细胞膜上的蛋白质，离子泵是存在于细胞膜上

21、的蛋白质，在有能量供应时可使离子在细胞膜上在有能量供应时可使离子在细胞膜上逆电化学势梯度主动吸收。逆电化学势梯度主动吸收。10/26/202245生理酸性和生理碱性生理酸性和生理碱性:由于作物的选择性吸收造成外界溶液的酸碱变化由于作物的选择性吸收造成外界溶液的酸碱变化相应的肥料称为生理酸性和生理碱性肥料相应的肥料称为生理酸性和生理碱性肥料。KNO3,NaNO3,NH4Cl,KCl,(NH4)2SO4生理酸性和生理碱性肥料：生理酸性和生理碱性肥料：10/26/202246二、叶部对养分的吸收二、叶部对养分的吸收（一）根外营养的机制一）根外营养的机制l 根外营养是作物吸收养分的一种方式；根外营养是

22、作物吸收养分的一种方式；l根外营养的部位主要是叶；根外营养的部位主要是叶；l叶部吸收可通过植物叶片角质层上的裂缝进入；叶部吸收可通过植物叶片角质层上的裂缝进入；l叶背面是比较疏松的海绵组织，细胞间隙大，孔道细叶背面是比较疏松的海绵组织，细胞间隙大，孔道细胞多，吸收养分比上表皮快。胞多，吸收养分比上表皮快。10/26/202247气气 孔孔保卫细胞保卫细胞角质膜角质膜上表皮细胞上表皮细胞 栅栏组织栅栏组织 海绵组织海绵组织维管束维管束下表皮细胞下表皮细胞叶片的结构示意图叶片的结构示意图10/26/202248仙人掌表面向内凹陷的气孔仙人掌表面向内凹陷的气孔表面表面横切面横切面10/26/2022

23、49（二）根外营养的特点（二）根外营养的特点 1.提高肥料利用率；提高肥料利用率；2.用量少；用量少；3.有利于作物后期和密植作物的追肥；有利于作物后期和密植作物的追肥；4.转化快转化快10/26/202250处理处理(CuSO4/kg.hm2)穗数穗数/m2穗粒数穗粒数籽粒数籽粒数/g.m2不施不施Cu10.0（soil）0.04（leaf）37.028.863.80.142.317.10.031.014.0表表1.缺缺铜铜土壤上叶面施铜对小麦生长和产量的影响土壤上叶面施铜对小麦生长和产量的影响10/26/202251（三）根部对有机养分的吸收（三）根部对有机养分的吸收 水稻幼苗直接吸收氨基

24、酸和酰胺水稻幼苗直接吸收氨基酸和酰胺 大麦能吸收赖氨酸大麦能吸收赖氨酸 玉米能吸收甘氨酸玉米能吸收甘氨酸 并不是所有的有机养分都能被根并不是所有的有机养分都能被根系吸收，仅是小部分小分子有机物系吸收，仅是小部分小分子有机物10/26/202252根系吸收有机养分的特点：根系吸收有机养分的特点：（1 1）脂溶性越强，越容易吸收（透膜扩散）；脂溶性越强，越容易吸收（透膜扩散）；（2 2）小分子有机物易透过膜，大分子有机物难透过小分子有机物易透过膜，大分子有机物难透过膜（分子筛假说）；膜（分子筛假说）；（3 3）胞饮作用（球蛋白、核糖核酸、病毒等）；胞饮作用（球蛋白、核糖核酸、病毒等）；（4 4）有

25、被动吸收，也有主动吸收现象。有被动吸收，也有主动吸收现象。10/26/202253（四）叶部吸收的影响因素（四）叶部吸收的影响因素1.1.养分种类养分种类l 钾肥钾肥:KClKNO3KH2PO4l 氮肥氮肥:尿素尿素硝态氮肥硝态氮肥铵态氮肥铵态氮肥 l 硝酸钾进入体内时间硝酸钾进入体内时间 1 hrl 氯化钾氯化钾 30 minl 硫酸镁硫酸镁 20 minl 氯化镁氯化镁 15 minl 铵态氮铵态氮 2 hrl 硝态氮硝态氮 15 min10/26/2022542.2.溶液的浓度及溶液的浓度及pHpH值值 n在不引起伤害的前提下养分进入叶片的在不引起伤害的前提下养分进入叶片的速度和数量随浓

26、度升高而升高速度和数量随浓度升高而升高n大量元素：大量元素：0.22%n微量元素微量元素：0.010.2%10/26/202255表表2.介质浓度对向日葵伤流液中含钾量的影响介质浓度对向日葵伤流液中含钾量的影响介质介质 K+浓度浓度（mmol/L）伤流液伤流液 K+浓度浓度（mmol/L）伤流液体积伤流液体积（ml）总总 K+量量（g）0.17.34.029.21.010.04.545 1016.61.626.610/26/202256 时间少，吸收不完全，无风傍晚好，遇雨时间少，吸收不完全，无风傍晚好，遇雨重喷，营养液加湿润剂。重喷，营养液加湿润剂。3 3.溶液与叶面接触时间溶液与叶面接触时

27、间4.4.叶子部位叶子部位 叶背面有气孔，易吸收；叶正面液体易叶背面有气孔，易吸收；叶正面液体易存留，注意喷施。存留，注意喷施。10/26/2022575.5.作物种类作物种类10/26/20225810/26/202259移动性强的元素移动性强的元素 N、P、K、Mg能移动的元素能移动的元素 Cu、Cl、S难移动的元素难移动的元素 Fe、Ca、B、Mn关键时期喷一次关键时期喷一次喷喷2-3次，喷新叶次，喷新叶6.6.喷施的部位和次数喷施的部位和次数7.温度温度10/26/202260第三节第三节 影响作物吸收养分的影响作物吸收养分的环境条件环境条件一一.温度温度 温度过高，酶变性失活。温度过

28、高，酶变性失活。温度影响温度影响：养分有效性；养分有效性；微生物活性；微生物活性；根系活力和吸收能力。根系活力和吸收能力。最适土温：最适土温：152510/26/202261低温时，阴离子吸收的影响比阳离子明显低温时，阴离子吸收的影响比阳离子明显 如如:NO3-NH4+,这可能与阴离子主要是主动吸收有关。越冬这可能与阴离子主要是主动吸收有关。越冬作物施水溶性磷，与温度低、磷扩散系数小、以阴离子吸收作物施水溶性磷，与温度低、磷扩散系数小、以阴离子吸收有关。有关。影响顺序：影响顺序：PO43-NH4+K+SO42-Mg2+Cl-Ca2+10/26/202262n通气影响吸收的原因：通气影响吸收的原

29、因：1.1.根系的有氧呼吸；根系的有氧呼吸；2.2.土壤土壤的的EhEh；3.3.养分的形态及转化；养分的形态及转化；4.CO4.CO2 2含量。含量。n应对措施：应对措施：深翻整地、中耕松土、形成深翻整地、中耕松土、形成良好结构等都有利于通气，促进吸收。良好结构等都有利于通气，促进吸收。二二.通气通气10/26/202263三三.土壤酸碱度土壤酸碱度RNH2COOHRRCOOHNH2NH3+COO-H+OH-H2O利于吸收阴离子利于吸收阴离子利于吸收阳离子利于吸收阳离子1.影响吸收形态影响吸收形态10/26/202264微微量量元元素素的的有有效效性性土壤土壤pH 5 6 7 8Zn,Fe,

30、B,Mn,CuMo图图2.2.微量元素的有效性和土壤微量元素的有效性和土壤pHpH的关系的关系2.影响养分形态影响养分形态10/26/202265npH10/26/202266溶液pH相对吸硼量(%)67891002040801001160硼的相对吸收率与外部溶液硼的相对吸收率与外部溶液pH值的关系值的关系以pH6时各种供应浓度的吸收量为100，其中实线：未解离H3BO3的百分数；：10 mg/kgB；：2.5 mg/kgB；：5.0 mg/kgB；：7.5 mg/kgB；：10.0 mg/kgB10/26/2022673.3.影响养分外渗影响养分外渗 O CH2 COO-Ca2+O-P O

31、CH2 O HC O COR2 CH2 O COR1n蛋白质与磷脂通过钙桥形式连接，蛋白质与磷脂通过钙桥形式连接，pH值低时，值低时，H+代代Ca2，透性增加。透性增加。10/26/202268四四.土壤水分土壤水分 水分太多，通气不畅；水分太多，通气不畅；田间持水量田间持水量7080有利于吸收；有利于吸收；水分影响：水分影响：养分溶解；养分溶解；养分扩散；养分扩散；土壤通气土壤通气。10/26/20226910/26/20227010/26/20227110/26/20227210/26/202273五五.光照光照光照是植物养分吸收与同化的原动力。光照是植物养分吸收与同化的原动力。1.蒸腾作

32、用蒸腾作用2.根部呼吸供给能量根部呼吸供给能量3.酶的诱导和代谢途径酶的诱导和代谢途径10/26/202274第四节第四节 养分平衡及相互关系养分平衡及相互关系10/26/202275定义：定义：指植物最大生长速率和产量必需的各种指植物最大生长速率和产量必需的各种 养分浓度间的养分浓度间的最佳比例最佳比例和收支平衡和收支平衡。一一.养分平衡养分平衡N-P-K:1-1-1 1-2-1 15-15-1510/26/202276二二.养分状况养分状况 1.1.养分浓度养分浓度 在一定浓度范围内，随浓度增加养分在一定浓度范围内，随浓度增加养分 吸收增加，过多烧伤根系。吸收增加，过多烧伤根系。2.2.离

33、子间的关系离子间的关系 （1 1）对抗（）对抗（拮抗、拮抗、拮抗、拮抗、颉颃）作用颉颃）作用（2 2）协助作用）协助作用 10/26/202277(1)(1)拮抗（对抗、撷颃）作用拮抗（对抗、撷颃）作用一种离子的存在能一种离子的存在能降低降低另一种另一种离子的吸收。离子的吸收。PK10/26/202278（2 2）协助作用）协助作用a.a.一种离子的存在能一种离子的存在能增增加加另一种离子的吸收。另一种离子的吸收。b.b.阴离子促进阳离子吸阴离子促进阳离子吸收，收，N N、P P、K K之间相互之间相互促进。促进。10/26/202279(1)(1)拮抗：拮抗：一种离子的存在能降低一种离子的存

34、在能降低 另一种离子的吸收另一种离子的吸收 拮抗原因：拮抗原因：a a 载体：离子竞争载体同一位置载体：离子竞争载体同一位置 b b 离子性质：电性平衡离子性质：电性平衡MgCaNaCaMgZnPSO42-NO3-PO43-10/26/202280（2 2）协助作用）协助作用a a 一种离子的存在能增加一种离子的存在能增加另一种离子的吸收。另一种离子的吸收。b b 阴离子促进阳离子吸收，阴离子促进阳离子吸收，N N、P P、K K之间相互促进。之间相互促进。10/26/202281C C 维茨效应维茨效应 CaCa2 2通过影响质膜而非影响代谢起作用通过影响质膜而非影响代谢起作用Al3+Ca2

35、+Mg2+KRbBr-相互促相互促进进10/26/202282吸收速率吸收速率(umol/g鲜重鲜重4h)玉米玉米甜菜甜菜外部溶液外部溶液NaCl+KClNa+K+Na+K+Na+K+Na+K+无钙无钙9.0 11.020.018.8 8.327.1有钙有钙5.9 15.020.915.4 10.726.1表表3.Ca2+对根系选择性吸收对根系选择性吸收K+/Na+的影响的影响10/26/202283 离子间的关系是复杂的，一种条件离子间的关系是复杂的，一种条件下对抗，另一种条件下可能相助。下对抗，另一种条件下可能相助。大麦根试验大麦根试验 Ca：K=30:1时相互促进时相互促进 Ca：K30

36、:1时相互对抗时相互对抗 10/26/202284K+Na+Ca2+Mg2+阳离子总量阳离子总量处理处理(cmol/kg干物质干物质)Mg14944249144Mg25733161152Mg35722368150表表4.提高镁浓度对向日葵中各种阳离子含量的影响提高镁浓度对向日葵中各种阳离子含量的影响10/26/2022855.0含量含量(umol/g)Cl-K+离子浓度离子浓度(mmol)NO3-Cl-K+地上地上部部根根地上地上部部 根根011.06.54615190.111.1331333330.511.513539521.012.012363552.013.07080265.016.05

37、19029表表4.NO3-对大麦根和地上部对大麦根和地上部K+,Cl-的影响的影响10/26/202286第四节第四节 植物的营养特性植物的营养特性 一一.不同作物的营不同作物的营养养 特点特点1.数量需求不同数量需求不同n块根、块茎类需块根、块茎类需K多：马多：马铃薯、甘蔗、甜菜；铃薯、甘蔗、甜菜；n叶菜类、茶、桑需叶菜类、茶、桑需N多；多；n豆类需豆类需P、K多；多；n油菜需油菜需B多；多；n大豆、马铃薯需大豆、马铃薯需Ca多；多；10/26/2022872.2.比例适宜比例适宜nCa/B：甜菜甜菜100 大豆大豆500 烟草烟草1200nFe/Mn：豆：豆1.53.5 小麦小麦2.5nK

38、/Mg8:烟草缺烟草缺Mg症症nP/Zn 400:马铃薯缺马铃薯缺Znn作物每生产作物每生产100斤籽粒需斤籽粒需N:P2O5:K2O约为约为3:1:3。10/26/2022883.3.营养元素的形态需求不同营养元素的形态需求不同 马铃薯：马铃薯：NH4+_N，喜，喜S，优选优选(NH4)2SO4；忌忌Cl作物：茶、烟草、柑桔、甜菜、甘薯、甘作物：茶、烟草、柑桔、甜菜、甘薯、甘 蔗、蔗、葡萄等；葡萄等；甜菜：甜菜：以以NO3-_N为好，喜为好，喜Na；烟草：烟草：NO3-有利燃烧，有利燃烧，NH4+促进芳香族挥发油促进芳香族挥发油 形成形成（香味），优选（香味），优选NH4NO3；马马铃铃薯薯

39、花花10/26/202289 NH4+NO2-HNO3 HNO2 N2+N2O 亚消化细菌亚消化细菌 硝化细菌硝化细菌 流失流失氯离子抑制反硝化作用示意图氯离子抑制反硝化作用示意图 油菜、萝卜、大豆、田菁对难溶性磷油菜、萝卜、大豆、田菁对难溶性磷 肥利用力强，小麦、谷子差。肥利用力强，小麦、谷子差。Cl-田菁田菁 水稻优选水稻优选NH4Cl，Cl-抑制亚硝化细菌活性。抑制亚硝化细菌活性。罗平油菜罗平油菜反硝化反硝化10/26/202290二二.矿质养分的运转与分配矿质养分的运转与分配根吸收养分根吸收养分多数以多数以ion、AA、酰胺、己、酰胺、己糖、磷酸脂形式进入导管糖、磷酸脂形式进入导管少部

40、分根利用少部分根利用地上各部分地上各部分叶肉细胞利用叶肉细胞利用少量随光合产物通过叶脉、少量随光合产物通过叶脉、筛管运向叶柄、茎和根筛管运向叶柄、茎和根10/26/202291皮层皮层中柱中柱根表皮根表皮外皮层外皮层BA晚期后生木质部晚期后生木质部早期后生木质部早期后生木质部凯氏带凯氏带内皮层内皮层韧皮部韧皮部根毛根毛离子短距离运输的质外体（离子短距离运输的质外体（A）及共质体（及共质体（B）示意图示意图10/26/202292根部离子短距离运输进入木质部的双泵模式根部离子短距离运输进入木质部的双泵模式1）、共质体；2）、质外体内皮层内皮层木质部木质部薄壁组织薄壁组织细胞质细胞质凯氏带凯氏带1

41、2细胞壁细胞壁根表皮层根表皮层细胞质细胞质木质部液泡液泡10/26/202293导管导管 筛管筛管10/26/202294 优先分配于代谢旺盛、长势强的生长优先分配于代谢旺盛、长势强的生长中心。中心。营养元素不足时，新形成的生长中心营养元素不足时，新形成的生长中心会摄取前一个生长中心的养分会摄取前一个生长中心的养分.如：如：开花期氮不足，会摄取茎叶养分，使开花期氮不足，会摄取茎叶养分，使茎叶早衰。茎叶早衰。N P K Mg：易运转，再利用力强，易运转，再利用力强，缺素症易表现在老叶上。缺素症易表现在老叶上。Ca Fe Mn B：难运转，再利用力差，难运转，再利用力差，缺素症易表现在新叶上。缺素

42、症易表现在新叶上。养分循环特点养分循环特点10/26/202295三三.作物营养的阶段性和连续性作物营养的阶段性和连续性n1.作物营养的阶段性作物营养的阶段性 生育期不同，要求养分的数量和比例不完全相同。生育期不同，要求养分的数量和比例不完全相同。n2.2.营养的连续性营养的连续性 作物的一生中苗期吸收养分少，随生育进展，对作物的一生中苗期吸收养分少，随生育进展，对养分吸收增加，结实期达高峰，以后吸收减少甚养分吸收增加，结实期达高峰，以后吸收减少甚至外渗。至外渗。10/26/202296N越冬期返青完熟乳熟开花孕穗拔节P2O5K2O养分累积吸收 图5.冬小麦不同生育期养分累积吸收曲线10/26

43、/202297养分累积吸收 真叶现蕾开花成熟图图6.6.棉花不同生育期养分累积吸收曲线棉花不同生育期养分累积吸收曲线NP2O5K2O10/26/202298两个施肥的关键时期两个施肥的关键时期1.1.作物营养临界期作物营养临界期：作物生长发育过程中的某一时期对某种养分要求作物生长发育过程中的某一时期对某种养分要求的绝对数量虽不多，但很迫切，这时养分过多或的绝对数量虽不多，但很迫切，这时养分过多或过少，对作物的生长发育起显著的不良作用，这过少，对作物的生长发育起显著的不良作用，这个时期称个时期称作物营养临界期作物营养临界期。10/26/202299NPKNPK营养的临界期营养的临界期n磷磷 冬小

44、麦：冬小麦：分蘖始期分蘖始期 玉米：玉米：三叶期三叶期 棉花：棉花：2 23 3叶期叶期n氮氮 冬小麦：冬小麦：分蘖期分蘖期 玉米：玉米：幼穗分化期幼穗分化期 棉花：棉花：现蕾初期现蕾初期n钾钾 水稻：水稻：分蘖期分蘖期10/26/2022100含义：作物生长快，吸收含义：作物生长快，吸收养分多，施用肥料能产生养分多，施用肥料能产生最大效能的时期。最大效能的时期。N N2 2.植物营养的最大效率期植物营养的最大效率期大喇叭口抽穗期大喇叭口抽穗期盛花期盛花期开开花花期期10/26/2022101第五节 合理施肥的原理与技术10/26/2022102 植物以不同方式从土壤中植物以不同方式从土壤中吸

45、收矿质养分，使土壤吸收矿质养分，使土壤养分逐渐减少，连续种养分逐渐减少，连续种植会使土壤贫瘠衰竭，植会使土壤贫瘠衰竭，为了维持土壤肥力，必为了维持土壤肥力，必须须把作物从土壤中摄取把作物从土壤中摄取并随收获物而移走的那并随收获物而移走的那些养分归还给土壤。些养分归还给土壤。Justus Liebig一一.养分归还学说养分归还学说10/26/2022103表表1.1.不同植物的营养元素归还比例不同植物的营养元素归还比例归还程度归还程度归还比例归还比例/%需要归还的营养需要归还的营养元素元素补充要求补充要求低度归还低度归还30铁、锰铁、锰不必归还不必归还NPK10/26/2022104二二.最小养

46、分律最小养分律 作物的生长和产量作物的生长和产量的高低受土壤中相的高低受土壤中相对含量最小的养分对含量最小的养分因子所限制的规律。因子所限制的规律。木桶理论木桶理论10/26/2022105图图1.1.最小养分随条件变化示意图最小养分随条件变化示意图意义：意义：指出作物产量与养分供应上的矛盾，指出作物产量与养分供应上的矛盾，表明施肥要有表明施肥要有针对性针对性，合理施肥。，合理施肥。10/26/2022106三三.报酬递减律报酬递减律 在其它生产条件在其它生产条件在其它生产条件在其它生产条件相对相对相对相对稳定稳定稳定稳定的前提下，随的前提下，随的前提下，随的前提下，随施肥量的增加而单施肥量的

47、增加而单施肥量的增加而单施肥量的增加而单位肥料的作物位肥料的作物位肥料的作物位肥料的作物增产增产增产增产量量量量却呈却呈却呈却呈递减递减递减递减的趋势的趋势的趋势的趋势。10/26/2022107n1.1.作物丰产是光照、温、水、养分、空气作物丰产是光照、温、水、养分、空气 等综合作用的结果；等综合作用的结果；n2.2.利用因子间的交互效应提高肥效是因子利用因子间的交互效应提高肥效是因子 综合作用律的特点；综合作用律的特点；四四.综合因子作用律综合因子作用律10/26/2022108思考题：n1.概念概念 必需营养元素、有益元素、肥料三要素、根部必需营养元素、有益元素、肥料三要素、根部营养、质

48、流、扩散、截获、根外营养、主动吸营养、质流、扩散、截获、根外营养、主动吸收、离子对抗作用、离子协助作用、维茨效应、收、离子对抗作用、离子协助作用、维茨效应、作物营养临界期、作物营养最大效率期、养分作物营养临界期、作物营养最大效率期、养分归还学说、最小因子率、报酬递减率归还学说、最小因子率、报酬递减率10/26/2022109n2.2.离子被动吸与主动吸收的区别是什么？离子被动吸与主动吸收的区别是什么？n3.3.叶面营养有哪些优点？叶面营养有哪些优点？n4.4.影响根部吸收养分的因素有哪些？影响根部吸收养分的因素有哪些？n5.5.影响叶面追肥的因素有哪些？影响叶面追肥的因素有哪些？10/26/2022110