农业应用化学

6、 在作物生育后期，根 系活力下降土壤施肥不可能 实施的情况下，通过叶面施 肥可以促进灌浆，使籽粒饱 满。在谷类作物的生育后期， 叶面施氮很容易增加籽粒蛋 白质含量，在这段时期供应 氮可以从叶片迅速地被再转 移，并直接的运输到正在生 长的籽粒中。
7、 叶面施肥可以改善农产品品质。如苹果果 实内的Ca含量是影响果实品质的重要指标，通过 将Ca营养直接喷施于果实上，对防治生理缺钙和 提高果实硬度，延长储藏性具有很好的效果。在 苹果上，研究既不影响内在品质又能增加色度的 增色剂，以提高果实的外观品质。
• 在世界范围内，叶面施肥已经成为重要的高 产栽培管理措施之一，叶面施肥至少可以解 决生产中的某些特殊的问题： 1、土壤施用微量元素肥料，往往引起养分固 定，有效性降低，施用效果差。采用叶面施 肥即可快速，经济的矫治微量元素的缺乏， 是微量元素施肥的主导措施。
2、 叶面施肥,各种养分物质可 直接从叶片进入体内，参与代谢 过程，比土壤施肥快。如土施尿 素、硫酸铵等氮肥，最快速度也 必须有3－4天才能见效，而通过 叶面施肥，1－2小时就可被叶片 吸收50％左右。因此，可以及时 快速的矫治生育期中营养元素的 潜在缺乏，特别是在养分临界期， 通过叶面施肥，不至于造成大幅 度减产。
机理
• 载体学说 • 离子泵学说
四、根系对阴离子的吸收
阴离子呼吸学说:
(瑞典著名植物生理学家 Lundegardh)
阴离子进入与细胞色素系统密切相关， 细胞色素中心部分含有铁原子，铁由二价变 三价，导致细胞色素的还原与氧化，阴离子 便沿着电子传递的相反方向进入细胞。
五、 叶部吸收(根外营养)
叶部吸收养分的形态和机制与根部类似,吸 收养分是从叶片角质层和气孔进入,最后通过质 膜进入细胞内。
来自土壤溶液的离子 或螯合物
第二节 植物对养分的吸收
吸收:
是指营养物质由介质进入植物体内的过程。
养分离子从土壤转入植物体内包括两个过程: 即养 分离子向根部迁移和根对养分离子的吸收。
一. 植物吸收养分的器官和途径
根系(为主): 矿质元素
吸收养分最多的 部位是根尖以上的分 生组织
根毛区 伸长区 分生区 根冠
扩散：是指土壤溶液中当某种养分的浓度出现
差异时所引起的养分运动。 速度较慢,每天只有几毫米.离子浓度及含水量影 响P、K扩散。
三、植物对离子态养分的吸收(阳离子吸收)
被动吸收：养分进入根细胞内不需消耗能量的属物 理或化学的作用 (非代谢吸收)。 是植物吸收养分的初级阶段。
主动吸收: 凡是养分进入细胞内需要消耗能量的,具 有选择性。如逆浓度吸收(代谢吸收)。
目前已发现16种必需营养元素:
大量营养元素：
C H O N P K Ca Mg S (占植物干重的0.1%以上)
微量营养元素：
Fe Mn Cu Zn B Mo Cl(一般占植物干重的0.1%以下)
大量与微量没有严 格的界限,随着环境的变 化微量元素含量可超过 大量元素含量。
两个重要的定律
同等重要律: • 必需营养元素在植物体内不论数量多少都 是同等重要的。
农业应用化学
崔振尧
第一章 植物营养与施肥原则
物质和能量的“ 大循环”
无机界
植物
人和动物 人类施肥活动根本目的是调节这一环节,向自然界获取更多的能量。
第一节 植物的营养成分
一. 植物体的组成
• 植物体：水(75-95%) 干物质(5-25%)
(占鲜体重)
• 干物质： 挥发性气态元素: C、H、O、N (90%以上) 不挥发物质(灰分) : P、K、Ca、Mg、S、Fe、 Mn、Cu、Zn、Mo、B、 Cl、Si、Na、Co、 Al、Ni、V、Se等。 目前已在植物体内 检出70余种矿质元素.
水分
• 水分对植物养分有两方面的作用
• 一方面可加速肥料的溶解和有机肥的 矿化,促进养分释放; • 另一方面释放土壤中养分的浓度,并加 速养分的流失.所以雨天不宜施肥,钾肥在不 正常气候条件下的肥效远远超过正常年份, 这是由于钾能增强作物抗胁迫性。
• 花卉是通过根部从土壤中吸收水分的，土 壤中含水量在50%为适度，其原则是“不干 不浇、浇则浇透”，不可随意浇水，一天 一次即可。如果花卉严重缺水，切不可一 次浇透。
根外营养:植物叶片(包括一部分茎)吸收养料并 营养其本身的现象。
意义: 当土壤环境和水分过多或过干等造成根系 营养吸收受阻或作物生长后期根系活动衰退时, 叶面吸收养料可以弥补根系吸收养料不足,但只 能作为根系营养的一种补充,而不能代替。
自1844年法国植物学家E.Gris把 FeSO4溶液涂抹在发黄的葡萄叶片上用以矫 正因缺铁引起的黄叶病以来，叶面施肥在 生产实践中的应用及机理的研究有了长足 的发展。1940年，美国开始用尿素作为根 外追肥并获得成功。但某些农业科学家对 叶面肥的作用依旧保持怀疑，认为叶面吸 收养分是一个不清楚的过程，只在某些特 殊条件下有一定的效果。事实上，关于叶 面渗透吸收养分机理的研究远远落后于叶 面肥的实际应用。
中性花卉
• 这类花卉对光照的强弱不敏感，大部分产 生在亚热带地区或温带地区。 • 如桂花、茉莉花、栀子花、倒挂金钟、仙 客来等，夏季需蔽阴，春秋冬季需要阳光 养护。
光照在栽培中的作用
• 昼夜日照长度也影响花卉的生长。菊花在 昼长夜短的环境中只长枝叶不形成花蕾； 在秋季昼短夜长，分化花芽，绽开花朵。 根据植物开花生理、对日照长短的反应， 将花卉分为长日照花卉、中日照花卉、短 日照花卉三类。
二. 温度
在一定温度范围内，温度增加，呼吸作用加强， 植物吸收养分的能力也随着增加。
为了方便管理，通常根据花卉对温度的要求分为三 类。
• 一类是喜高温花卉：要求白天室温20-22℃，夜间 不低于10℃。如一品红、仙客来、九重葛和大多数 的附生兰花。 • 第二类是喜低温越冬花卉：要求越冬温度不低于 0——5℃即可。一般长江流域可以露地越冬。如月 季、桂花、柑橘、山茶花、春兰、蕙兰、八仙花、 杜鹃花、栀子花等。北方室内种植。 • 第三类介于前两者之间的中温花卉。北方种植冬季 室温最低不低于7——10℃，经常保持在18℃最好 。在两广地区可以露地越冬。如白兰花、茉莉花、 木兰、扶桑、仙人掌类植物、秋海棠等。
二、养分离子向根部迁移
土壤
③ ②
根
①
养分离子向根部迁移有三个途径: ①截获 ②扩散 ③质流
截获: 是指根系在土壤里伸展过程中吸收直接接
触到的养分。 对移动性小的离子较重要.如Cu、Mg.（10％）
质流(集流)：是因植物蒸腾作用而引起的土壤
养分随土壤水分流动的运动。 速度较快,但要求水分和离子浓度足够大。NO3－ 之类高溶解性的离子主要吸收机质. N、Ca、B、Mo 质流
土壤酸碱性
• 在酸性反应中,植物吸收阴离子多于阳离子,而在碱 性反应中,吸收阳离子多于阴离子。 • 肥沃、疏松、干后不裂、渗透性和排水性能良好、 酸碱度适宜的土壤是最好的土质。 • 北方土质一般偏碱，不能单独做盆土，要与其他原 料混合。 • 南花北栽会因土质碱性过强而使枝叶变黄，称为黄 化现象，这时可以每周浇一次0.5%的硫酸亚铁，以 增加土壤酸度，注意不要溅到叶面上，第二天浇足 水；也可以使用过磷酸钙。
不可代替律: • 任何一种营养元素的特殊功能都不能为其 它元素所代替。
(二)有益元素
在16种营养元素之外，还有一类营 养元素，它们对一些植物的生长发育具 有良好的作用，或为某些植物在特定条 件下所必需，但不是所有植物所必需， 人们称之为“ 有益元素”。 其中主要包括： Si Na Co Se Ni Al 等。
按其生化作用和生理功能进行分类
营养元素
第一组 C、H、 O、N、 S 第二组 P、B、 Si 第三组 K、Na、 Mg、Ca、 Mn、Cl 第四组 Fe、Cu、 Zn、Mo
吸收形态
生物化学功能
CO2、HCO3-、H2O、 是有机物质的主要组成成分，是酶催化过 O2、NO3-、NH4+、 程中原子团的必需元素。通过氧化还原反 N2、SO4=、SO2离子 应而同化 来自土壤溶液气体来 自大气 来自土壤溶液中的磷 与植物中天然醇类进行酯化作用，磷酸酯 酸盐、硼酸和硼酸盐、 参与能量转换反应 硅酸盐 来自土壤溶液的离子 一般功能：形成渗透势 特殊功能：使酶蛋白的构造成为最佳状态 ，以利酶的活化作用。两种作用物之间的 桥梁联结，使非扩散和扩散的阴离子平衡 主要以螯合物结合于辅基内，通过这些元 素原子价的变化而传递电子
花卉需要的光照
• 根据花卉对光照要求的不同，我们也将花 卉分为三类，即阳性花卉、阴性花卉和中 性花卉。
阴性花卉
• 观叶花卉大部分来源于热带雨林或高山阴 面的丛林中，在荫蔽条件下生长良好。 • 如文竹、兰花、蕨类植物、天南星科的植 物马蹄莲、绿萝等
阳性花卉
• 大部分观花、观果花卉都属于阳性花卉。无 论生长在南方还是北方，都四季喜光。如果 将它们放置到蔽阴处，出现枝条纤细、节间 伸长、叶片黄瘦、花小而不艳、香味不浓， 果实青绿不上色，失去观赏价值。 • 如：月季、牡丹、扶桑、柑橘、仙人掌、睡 莲、海棠等。
土壤温度
• 土壤温度有着明显的日变化和年变化。 • 最适合根系生长的温度是比地上气温低35℃。所以在早春进行嫁接、扦插、压条， 对提高成活率非常有利。 • 根系在适宜的温度下，能够较好的吸收水 分和营养物质，如果土壤温度过低就会出 现因吸收不足造成生长不良现象。
• 低温影响： • 低温会降低对营养物质的吸收。如栀子花 当温度低于10℃，叶片出现缺铁性失绿， 当基质温度提高到30℃，失绿症状消失。 • 高温影响： • 铵态氮肥和尿素中的氮元素，在被吸收之 前先转变成硝态氮才能被吸收，这个转变 依赖于基质微生物。温度高微生物活动旺 盛，转化快。
空气
• 通气有利于有氧呼吸，也有利于养分的吸收，因 为有氧呼吸可形成较多的ATP，供阴阳离子的吸收 。 • 反之，土壤排水不良，呈嫌气状态，作物非但吸 收养分少，甚至根部还有外渗,排水通气后才能恢 复，施肥常结合中耕除草，促使作物更好地吸收 养分，提高肥料的利用率。 • 二氧化碳的浓度对光合作用有影响。浓度增加光 合强度增强；但是超过浓度范围，会迫使气孔关 闭，光和强度下降。
3、在胁迫条件下，如土壤干旱，养分有效性 低，通过叶面施肥及时补充养分。 4、在作物迅速生长期，通过叶面施肥补充根系 吸收的不足，发挥高产品种的最大潜力。 5、施用叶Fra Baidu bibliotek喷肥，在蔬菜作物上 可减少推荐施氮的25％，而维持同 等产量，从而减少土壤残留矿质氮 和植物体内硝酸盐含量，减少对地 下水的污染。
• 长日照花卉：每天日照长度在12小时以上，才能 开花。如果栽培季节昼短夜长，只进行营养生长 不形成花芽。如紫茉莉、石竹等。 • 中日照花卉：这类花卉占大部分。对光照长短反 应不敏感，只要其他生态条件适合就能开花。如 天竺葵、矮牵牛等。 • 短日照花卉：每天需要12小时以下（8-10H）的光 照才能开花，需要昼短夜长。如一品红、菊花、 蟹爪莲等，大部分在秋冬季开花。
第三节 影响植物吸收养分的外界环境条件
环境对于植物和动物都有影响，但接受方式 不一样，植物只能被动地、有限地改变一些生理 状况来适应。 动物能主动地避免，寻求合适的环 境。
一. 光照
能量的供应: 吸收养料需要能量,光 照充足,光合作用强度大,吸收的能量 多,养分吸收也多； 酶的诱导和代谢途径上需要光照、 硝酸还原酶的激活需要光； 蒸腾作用: 光可调节叶子气孔的开 关,而影响蒸腾作用。
二. 营养元素的分类
• (一) 必需营养元素: • 营养元素在植物体内的含量不同，所引起的作用也 不同，有些是偶然进入植物体内，有些元素在植物 体内含量很少，但是是不可缺少的（溶液培养可以 鉴别） • 必需营养元素的三个依据 • 1. 如缺少某种营养元素,植物就不能完成生活史; • 2. 必须营养元素的功能不能由其它营养元素代替; • 3. 必须营养元素直接参与植物代谢作用.
近几年来，叶面喷施剂有向多目的复合型 发展的趋势，如营养物质，调节剂，农药的混合制 剂，这种混合只能根据具体情况，如果盲目的混合 使用，既造成浪费，有可能得不到好的效果。
由于叶面喷施剂可 以解决生产中许多特殊的问 题，因此对叶面的吸收运输 机理需要进行深入的研究， 如果叶面肥没有足够的理论 支持，其发展就会受到限制。