土壤肥料学教案

山西农业大学教案2005 ～2006 学年第 1 学期学院名称园艺学院课程名称土壤肥料学课程性质必修授课对象园艺043 班授课教师闫双堆职称助教使用教材土壤肥料学授课时数45学时2005年9 月§课程教案山西农业大学《土壤肥料学》课程教案园艺专业043 班级2005-2006学年第1学期土壤肥料学教案土壤肥料学教案土壤肥料学教案土壤肥料学教案土壤肥料学教案土壤肥料学教案土壤肥料学教案土壤肥料学教案土壤肥料学教案教学内容：第八章植物营养与施肥原理第一节植物的营养成分及其养分吸收一、植物体的组成植物体由水和干物质两部分构成。

干物质又可分为有机物和矿物质两部分。

（一）水分一般新鲜的植物体含水量为70%～95%。

幼嫩植株的含水量较高，衰老植株的含水量较低；叶片含水量较高，茎秆含水量较少，种子含水量更少。

（二）干物质新鲜植株除去水分的部分就是干物质，其中有机物质占植物干重的90%～95%，矿物质为5%～10%。

二、植物必需的营养元素（一）植物必需的营养元素判定植物必需营养元素的三条标准：1该元素对所有植物的生长发育是不可缺少的。

缺乏这种元素植物就不能完成生活史。

2缺乏该元素后，植物表现出特有的症状，只有补充该元素后，这种症状才能消失。

3该元素必须直接参与植物的新陈代谢或物质构成，对植物起直接作用，而不是改善植物生长环境的间接作用。

根据这一标准，国内外公认的高等植物所必需的营养元素有16种，即氢、氧、碳、氮、磷、钾、硫、钙和镁、铁、铜、硼、锰、锌、钼和氯。

(二)植物必需的营养元素的分组1植物必需营养元素的含量与分组各种必需营养元素在植物体内的含量相差很大。

根据植物体内含量的高低，一般将植物必需营养元素划分为大量营养元素和微量营养元素。

氮、磷、钾被称为“植物营养三要素”，或“肥料三要素”2植物营养元素的同等重要律和不可代替律3营养元素的相互相似作用有研究表明，某些元素能部分的代替另一元素的作用，必须指出这种代替是部分的和短时间的，只能代替必需营养元素的非专一性功能，而不能代替其特殊生理功能。

三、必需营养元素的一般功能根据元素在植物体内的生物化学作用和生理功能将植物必需营养元素划分为4组。

第一组包括C、H、O、N和S。

第二组包括P、B、(Si), 它们都以无机离子或酸分子的形态被植物吸收，并可与植物体中的羟基化合物进行酯化反应形成磷酸酯、硼酸酯等；磷酸酯还参与能量转化。

第三组包括K、(Na)、Ca、Mg、Mn和Cl等。

第四组包括Fe、Cu、Zn和Mo等。

四、植物的根部营养（一）土壤养分向根表的迁移(1)截获养分在土壤中不经过迁移，而是根系生长过程中，直接从与根系接触的土壤颗粒表面吸收养分，类似于接触交换（contact exchange），这种方式称为截获。

(2)质流植物的蒸腾作用和根系吸水造成根表土壤与土体之间出现明显的水势差，土壤水分由土体向根表流动，土壤溶液中的养分随着水流向根表迁移，称为质流。

(3)扩散当根系截获和质流不能向植物提供足够的养分时，在根系表面出现一个养分耗竭区，使得土体与根表产生了一个养分浓度梯度，（二）养分在细胞膜外表面的聚集到达根系表面的养分离子必需穿过由细胞间隙、细胞壁微孔和细胞壁与原生质膜之间的空隙构成的自由空间（相当于质外体），才能到达细胞质膜。

细胞壁的主要结构物质是纤维素。

谓细胞壁微孔，它们构成了物质进出细胞壁的通道，水分和无机离子可以由此进入。

但一些大分子的螯合物则不容易进入。

（三）养分的跨膜吸收过程养分通过自由空间，到达原生质膜后，还需穿过该膜和各种细胞器（线粒体、叶绿体、液泡等）膜，才能进入细胞内部，参与各种代谢活动。

由于生物膜是一种半透性膜，对外界离子的吸收具有一定的选择性。

这种选择性因植物种类而异。

养分的跨膜吸收分为主动吸收和被动吸收两种。

1、离子的被动吸收离子的被动吸收主要是通过扩散作用进行的，在吸收过程中不需要消耗能量。

离子被动吸收有以下两种方式：（1）简单扩散也叫自由扩散。

（2）杜南扩散原生质中的蛋白质分子带有电荷，且固定在细胞内成为不扩散基，因而引起了阴、阳离子在细胞膜内外分布的不平衡。

2离子的主动吸收植物细胞逆浓度（主要有两种假说：（1）载体学说（2）离子泵学说（四）根系吸收养分向地上部运输1、短距离运输也叫横向运输，或径向运输。

指养分由根的外表皮，穿过皮层进入中柱的过程。

在该过程中，养分离子迁移有两条途径，即质外体途径和共质体途径（图8-2）。

2、a 幼嫩的未发生次生木质化的根系(共质体和质外体均可运输养分和水分)b 发生了次生木质化的根系(有凯氏带,只有共质体可运输养分和水分)(1)质外体途径质外体是细胞膜外，有细胞壁相互连接形成的一个体系，大致相当于自由空间，由细胞壁和细胞间隙，再加上中柱内的部分组织构成。

质外体与外部介质相通，水分和溶质可在质外体中流动。

养分的运动主要靠扩散和质流。

(2)共质体是由细胞的原生质体通过胞间连丝连接起来的一个连续体系。

2长距离运输长距离运输也叫纵向运输或径向运输，是指养分（无机离子和有机物质和水分通过木质部和韧皮部的薄壁组织由根系向地上部，或由地上部向根系的运输。

(1)木质部运输水和无机离子通过木质部向地上部输送。

(2)韧皮部运输韧皮部由筛管、伴胞和薄壁细胞等活细胞组成。

其运输特点是双向运输，(3)木质部和韧皮部之间的养分转移木质部和韧皮部两者相距很近。

因此，两个系统之间也存在养分交换。

(4)韧皮部中养分的移动性不同营养元素在韧皮部中的移动性不同。

五、植物叶部对养分的吸收（一）叶片吸收养分的机理（二）叶面营养的特点与根部营养相比，叶部施肥是一种见效快、效率高的施肥方式。

（三）叶面营养的影响因素1叶片类型水生植物和生长在潮湿环境中的植物，蜡质层薄，吸收养分容易；而旱生植物的叶片蜡质层厚，吸收养分较困难。

2矿质元素种类与浓度植物叶片对不同种类矿质养分的吸收速率是不同的。

3叶片对养分的吸附能力养分溶液在叶片上的附着时间越长，越有利于养分吸收。

如果给溶液中加入表面活性剂，就可延长溶液在叶片上的附着时间。

4喷施时期一般应选择早晨上午露水干后，或下午太阳落山前，或者是无风的阴天为好。

下大雨前，或烈日下，或大风时不要喷肥。

第二节影响植物吸收养分的环境条件一、介质中的养分浓度二、光照与温度三、土壤水、气状况(一)土壤水分充足的土壤水分是植物正常生长发育的先决条件。

土壤水分不足或过多都会影响植物对养分的吸收。

主要有以下三个方面：1土壤水分影响作物根系的生长发育。

2土壤水分影响土壤中养分的浓度、有效性和养分的迁移。

3土壤水分通过影响土壤通气性、土壤微生物活性、土壤温度等，影响养分形态、转化及其有效性。

(二)土壤通气性介质的通气状况主要从三个方面影响植物对养分的吸收：①是根系的呼吸作用；②是有毒有害物质的产生；③通过控制Eh影响土壤养分的形态与有效性。

四、土壤的酸碱性与氧化还原状况（一）土壤的酸碱反应（pH）pH值通过以下三个方面影响植物的养分吸收。

1影响根细胞表面的电荷状况2影响养分的形态和有效性3影响土壤微生物的种类与活性，（二）土壤的氧化还原状况对养分吸收的影响土壤氧化还原电位的变化对植物吸收养分的影响主要是养分的形态和有效性。

对于植物来说，除了NH4+、Fe2+和Mn2+以外，多数利用的是氧化态养分，许多养分的还原形态对植物吸收是无效，甚至有害的，如H2S等。

五、营养介质中离子间的相互作用（一）离子间的颉颃作用，（二）离子间的相助作用第三节植物的营养特性一、植物营养的多样性(一)有益元素和毒性较大的元素(二)植物的超积累吸收及其利用(三)植物营养遗传特性的差异二、植物不同生育期的营养特性1、作物营养临界期作物营养临界期是指某种养分缺乏、过多或比例不当对作物生长影响最大的时期。

2作物营养最大效率期作物营养最大效率期是指某种养分能够发挥最大增产效能的时期。

三、植物营养与根系特性植物根系有三个重要功能：将植物固定在土壤中；吸收和运输水分及养分；合成植物激素和其它有机物质。

在此我们主要了解它的吸收特性。

（一）根系形态特征与养分吸收根系吸收养分的能力与其形态特征密切相关。

根系的形态特征包括根系的入土深度、单位土体中根的数量，即根密度、根毛数量、根系的直径、长度，根系表面积、根尖数量等。

根系的形态特征一方面受遗传基因控制，同时还受一系列环境因子影响。

1一般多年生植物和一年生植物根的形态不同。

2根系密度是一个十分重要的参数，3根系长度、直径、表面积等也是根系的重要形态指标。

4根毛根毛是根表皮细胞突出的部分，粘性与亲水性较强，能和土粒紧密结合，形成土壤和根组织之间连续的水流，所以根毛对养料吸收具有特别重要的意义。

5根尖的数目某些需要通过质外体途径横向运输的养分，如钙、镁和铁等主要靠根尖的幼嫩组织吸收，因为这些组织的内皮层细胞的细胞壁尚未木栓化，即未形成凯氏带，离子容易透过。

（二）植物根际及其营养作用根际就是靠近根系的那一部分土壤，也叫根—土界面，一般离根轴表面约数毫米。

植物根系吸收养分和水分的过程，主要发生在此；根系的排泄或分泌物，如CO2、H+和有机物质等，也主要释放在这一区域。

由于它临近根系，受根系活动的强烈影响。

1、根际分泌物在植物生长过程中，根系向根际会释放一系列物质。

2、根际微生物由于大量根产物的存在，植物根际微生物的数量远远高于土体。

3、根际pH和氧化还原电位根系分泌H+、OH-、HCO3-、有机酸等物质，对根际pH有明显的影响。

第四节合理施肥的基本原理一、养分归还学说二、最小养分律、限制因子律及报酬递减律1最小养分律最小养分律2限制因子律1905年英国布来克曼（Blackman）把最小养分律扩大到养分以外的生态因子，如光照、温度、水分、空气和机械支持等，提出了限制因子律。

3报酬递减律其含义是：在其它经济技术条件不变的情况下，随着某项投资的增加，每单位量投资的报酬是递减的。

三、施肥量的估算与施肥时期、方法的确定（一）施肥量的估算1定性的丰缺指标法该法是根据校验研究所确定的“高”、“中”、“低”等指标等级确定相应的施肥量。

2目标产量法也叫养分平衡法。

它时美国土壤化学家E.Turog提出的，根据一定的产量要求计算肥料需要量。

其公式为：W=U-NS C×R(8-2)式8-2中w为肥料需要量（kg/hm2）；U为一季作物的养分总吸收量（kg/hm2），U=产量×每千克产量的养分需要量；NS为土壤供肥量（kg/hm2）；C为肥料养分含量（%）；R为肥料当季利用率（%）。

3肥料效应函数法大量试验研究表明，（二）施肥时期、方法的确定1施肥时期施肥时期的确定应以提高肥料增产效率和减少肥料损失，防止环境污染为基本原则。

(1)基肥播种或定植前结合土壤耕作所施的肥料称为基肥。