合理施肥原理

SiO2 100 5 65 35
遮荫和去基部叶片对水稻根呼吸作用 和32P吸收率的影响 处 理
每株干物 质重(g) 根呼吸作用
32P相对吸收速率
(O2 µ 干物质) (cpm/g 干物质) L/g
对 照 去基部 叶 片 遮 荫
2.46
2.32 1.70
0.174
0.095 0.062
100
57 32
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
（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含量最少的养分 2）而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。
定义：是指由于水分吸收形成的水流而引起养分离子向根
表迁移的过程
影响因素：与蒸腾作用呈正相关
与离子在土壤溶液中的溶解度呈正相关
迁移的离子：氮(硝态氮)、钙、镁、硫
扩散（Diffusion）
定义：是指由于植物根系对养分离子的吸收，导致根表
离子浓度下降，从而形成土体－根表之间的浓度梯度，使 养分离子从浓度高的土体向浓度低的根表迁移的过程
植物营养临界期
是指营养元素过多或过少或营养元素 间不平衡，对植物生长发育有着明显不良 影响的那段时期。
植物营养最大效率期
是指营养物质在植物生育期中能产 生最大效率的那段时间。
5.2 土壤养分
第四节 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）
内容：
1）随着作物的每次收获，必然要从土壤中取走大
五、通气状况
pH 改变了介质中H+ 和OH- 的比例。其 对离子吸收的影响主要是通过根表面，特别 是细胞壁上的电荷变化及其与K+ ，Cu2+ ， Mg2+等阳离子的竞争作用表现出来的。
六、土壤反应（pH）
K+净吸收率 （μmolg/鲜重× 3h）
-Ca2+ +20 +Ca2+
+10
0
-10
2 3 4 5 6 pH 7 8 9 10
营养元素 氮 钾、钙、镁 磷 硫
土壤中有效含量 较多时的pH范围 5.5～8.0 >6.0 5.5～7.0 >5.5 <6.0 >6.0 5.0～7.0
pH值
铁、锰、锌 铜、钴
钼 硼
总的来说，pH5.5～7.0时， 各种养分的有效性均较高
土壤反应和植物有 效养分含量的关系
2. 植物的根外营养 叶部对养分的吸收
5.1
植物营养特性
植物营养特性是指植物在生长发育 过程中，依靠外界环境获得营养物质构 建其有机体，以完成新成代谢和整个生 活周期的能力和特点。通常包括植物吸 收利用养分的种类、数量、比例、速率 的差异，植物营养个性与共性、植物营 养关键期、营养物质代谢特点及与产量 的关系。
5.1.1 植物的必需营养元素
2.植物必需营养元素及确定标准
（一）标准
1. 这种元素对所有高等植物的生长发育是不可缺少 的。如果缺少该元素，植物就不能完成其生活史
—必要性 2. 这种元素的功能不能由其它元素所代替。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 3. 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 （二）植物必需营养元素的种类：16 种
主动吸收（active absorption）
定义：膜外养分逆浓度梯度或电化学势梯度、需要 消耗代谢能量、有选择性地进入原生质膜内的过程。
影响植物吸收养分的环境条件
一、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
二、光照
三、温度
光合作用 ATP 吸收
叶部吸收养分，称叶部营养或根外 营养，叶部吸收养分的形态和根部相同。 对于植物所需的大量营养元素来讲，叶 部营养是补充根部营养的一种辅助手段， 而对于大部分微量营养元素来说，叶部 营养是补充养分的主要方式之一。
5.1.3
植物营养特性
植物营养的共性和个性 • 高等植物正常生长发育都需要C、H、O、N、S、 P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、Mo、B、Cl 共16种必需营养元素，这是植物营养的共性， • 不同植物对各种营养元素需要的程度和数量又 有所差别，某些植物甚至需要特殊的养分，这 就是植物营养的个性。 • 各种植物不仅对各种养分的需要量不同，而且 根系对养分的吸收能力也各不相同。在施肥中， 不仅重视其共性，还必需重视其特殊需要。
2. 意义：强调施肥要有针对性
最小养分律 示意图
1、植物的组成
新鲜植株 烘干
75～95％水分 5～25％干物质 煅烧
95％以气体挥发 5％灰分(成分复杂)
二、影响植物体内矿质元素种类和含量的因素 1. 遗传因素－－如：禾本科植物需Si、淀粉植物块茎含K 多、豆科植物含N较多等 2. 环境条件（生长环境）－－如：盐渍土上生长的植物 含Na和Cl较多、沿海的植物含I较多、酸性红壤上的植物 含Al和Fe较多
必需营养元素 非必需营养元素 有益元素 植物的营养成分 其它元素
其他元素
目前 国内外公认的高等植物所必需的 营养元素有16种。它们是碳、氢、氧、氮、 磷、钾、钙、镁、硫、铁、硼、锰、铜、锌、 鉬、氯。
N
Cl
C
H
P
Mo
S
Mg
Ca
B Fe Mn Cu Zn
Ni
O
K
正常生长植株的干物质中营养元素的平均含量
水分状况是决定土壤中养分离子以扩散还是以质 流方式迁移的重要因素，也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。
四、水分
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： 田间持水量的60~80%
有机形态的物质－少部分
植物吸收养分的部位：
矿质养分－根为主
气态养分－叶为主
根部吸收
叶部吸收
养分向根表面的迁移、土壤养面迁移
截获（Interception）
定义：是指植物根系在生长过程中直接接触养分而使养分
转移至根表的过程
实质：接触交换 数量：约占1％，远小于植物的需要
质流（Mass flow）
10 1 0.1 0.01 0.001 0.01 0.1 1 10
100
1000
磷浓度（µ mol/L）
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
一般6~38º C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40º ）时，高 C 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。低温往往是植物的代谢活性降低， 从而减少养分的吸收量。
合理施肥原理
本章提要
植物营养是施肥的理论基础，施肥的目 的是在于营养植物，如何合理科学施肥，提高 肥料利用率，减轻对环境的压力，是农业持续 稳定发展中人们最为关心的重要问题之一。我 国是一个人地矛盾突出的国家，要在越来越少 的耕地上生产更多的农产品，唯一的出路是提 高单位面积产量，施肥是提高产量和产品质量 的一项极为重要的措施，因此，了解植物营养 特性，掌握植物、土壤、肥料之间的相互关系， 从中找到合理施肥技术，这将有利于指导施肥， 获得优质高产。
二、温度
光照可通过影响植物叶片的光合强度而 对某些酶的活性、气孔的开闭和蒸腾强度等 产生间接影响，最终影响到根系对矿质养分 的吸收。
三、光照
光照对水稻吸收养分的影响
照度 指数 100 58 56 5
NH 100 58 40 17
+ 4
养分含量（相对%） + 2+ 2+ 2+ H2PO4 K Ca Mg Mn 100 100 100 100 100 76 78 107 103 85 33 41 64 68 46 15 13 49 40 22
a. 通道蛋白 （channel protein）：认为贯穿双重磷 脂层的蛋白质在一定条件下开启，成为一定类型离子的 “通道”。
b. 运输蛋白（transport protein）：认为运输蛋白 在离子的电化学势作用下，与离子结合并产生构 型变化，从而将离子翻转“倒入”膜内。 离子的运输动力来自膜间的电化学势梯度， 当膜两边的电化学势梯度相等时，离子达到动态 平衡，净吸收停止。
必需营养元素间的相互关系
1. 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
2. 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。
5.1.2 植物对养分的吸收
1.植物的根部营养
植物的养分吸收－－是指养分进入植物体内 的过程 植物离子或无机分子－为主
mg/kg
0.1 0.6 20 50 100 20 100 -
%
0.1 0.2 0.2 0.5 1.0 1.5 45 45 6
植物必需营养元素的一般功能、必需营养元素的 主要功能
第一类：C、H、O、N、S
1. 组成有机体的结构物质和生活物质
2. 组成酶促反应的原子基团 第二类：P、B 1. 形成连接大分子的酯键 2. 储存及转换能量 第三类：K、Mg、Ca、Mn、Cl 维护细胞内的有序性，如渗透调节、电性平衡等