第八章作物营养原理

1第八章作物营养原理1、作物体内的元素组成及含量一般新鲜作物含有75∽95%的水分和5∽25%的干物质，干物质中碳、氢、氧、氮占95%以上，剩余的为钙、镁、钾、硅、磷、硫、氯、铝、钠、铁、锰、锌、硼、钡、铜、钼、镍、钴、钒等几十种灰分元素。2、作物生长必需的营养元素判断作物必需营养元素的标准为：这种元素对所有作物的生长发育是必不可少的，缺乏时作物就不能完成从种子萌发到开花结果的生命全过程；缺乏这种元素时，作物表现出特有的症状，而且只有补充这种元素，症状才能减轻或消失，其它任何元素都不能起此作用；这种元素起直接的营养作用，而不是通过改善环境起间接的作用。符合这3个条件的营养元素目前发现的有：大量营养元素：包括碳、氢、氧、氮、磷、钾；中量营养元素：钙、镁和硫；微量营养元素：包括铁、锌、铜、锰、钼、硼和氯。3、必需营养元素的一般功能构成作物体内的结构物质和生命物质，结构物质包括纤维素、半纤维素、果胶、木质素等，生命物质指氨基酸、蛋白质、核酸、维生素等；加速作物体内代谢活动；对作物有特殊功能，如参与作物体内的各种代谢活动，调节细胞透性和增强作物的抗逆性等。4、作物有益营养元素作物有益营养元素是指某些元素对一些作物的生长发育具有良好的作用，甚至是某些作物在特定环境条件下的必需营养元素，但不是所有作物的必需营养元素，这类营养元素称为作物有益营养元素，目前发现的有硅、钠、钴、硒、镍和铝等6种。5、营养元素之间的相互关系作物营养元素的同等重要规律和不可代替规律是指必需的营养元素在作物体内不论数量多少都是同等重要的，任何一种营养元素的特殊生理生化功能都不能被其它元素所代替。6、土壤中的养分到达根表面的途径作物根系的分生区是吸收养分最强烈的部位，离分生区越远吸收能力越弱。离根尖10厘米以内的根段是根系吸收养分和水分的主要部位。根际是指距根极近的区域，一般只有1厘米，此区域的土壤性质与远离根系的土壤差异很大，此区域的土壤称为根际土壤，而远离根的土壤称为非根际土壤。根际土壤有较好的物理结构，有利于养分向根运输。根际土壤的微生物数量比非根际土壤要多10∽100倍，有些根际微生物对作物的生长发育起重要作用。根系吸收养分离子包括两个过程：首先土壤溶液中的离子到达根的表面，养分离子进入根表面有3个途径：即离子接触交换、离子扩散和质流。离子接触交换是指根表面上吸附的离子与生长介质中的离子进行交换，从而使介质中的养分离子到达根表面的过程。离子扩散是指土壤溶液中离子利用土体与根系表面之间存在的浓度差，向根系扩散并到达根系表面的过程。质流是指溶解在土壤水中的养分随根系吸收水分而形成的水流，到达根系表面的过程。7、养分进入根内部的途径养分由根系表面进入细胞质膜内有两个途径：即被动吸收和主动吸收。主动吸收是指养分离子逆浓度梯度，利用代谢能量透过质膜进入细胞内的过程。被动吸收是指养分离子通过扩散作用，不直接消耗代谢能量而透过质膜进入细胞内的过程。8、养分在作物体内的运输和分配2作物根系从土壤中吸收的养分，一部分被根系的细胞同化利用，大部分经皮层组织进入木质部输导系统向地上部输送。养分从表皮细胞进入皮层到达中柱的迁移过程称为养分的横向运输，又称短距离运输，包括质外体途径和共质体途径。养分经木质部输导组织向地上部的运输，称为养分的纵向运输，又称长距离运输，其动力来自根压和地上部叶片的蒸腾作用。作物某一器官或部位中的矿质养分，氮、磷、钾、镁等在韧皮部移动性大的养分可以通过韧皮部运往其它器官或部位，从而被再利用。9、影响根系吸收养分的环境条件包括温度、光照、土壤水分、通气状况和酸碱反应、离子之间的相助作用及拮抗作用等。离子的拮抗作用是指某一离子的存在抑制另一离子被根系吸收的作用。离子的相助作用是指某一离子的存在有利于另一种离子被根系吸收的作用。10、作物的根外营养作物除了根系吸收土壤中的养分外，还能通过叶片或茎吸收养分。叶片是光合作用的主要场所。与根系营养相比，叶片营养见效快、效率高，是补充作物营养物质的有效途径。尤其对于微量元素，叶面喷施效果非常好。11、作物营养的阶段性作物通过根系从土壤中吸收养分的整个时期，称为作物的营养期。它包括各个营养阶段，这些营养阶段对营养元素的种类、数量和比例都不同，这就是作物营养的阶段性。在作物生长发育过程中，常有一个时期对某些养分的要求绝对量虽然不多，但缺乏或过多时，对作物生长发育所造成的危害，即使以后补充也很难纠正或弥补，这个时期就是作物营养的临界期。大多数作物的磷营养临界期在幼苗期。作物在生长发育过程中，还有一个对某些养分要求的绝对数量和相对数量都最多的时期，这就是作物吸收养分最多的时期。在作物生长发育的某一阶段，所吸收的养分能发挥最大的潜力，这个时期就是作物营养的最大效率期。第九章配方施肥1、养分归还原理土壤中的养分贮量是有限的，随着作物每次收获，必然从土壤中带走大量养分，为了恢复、保持和提高土壤肥力，必须向土壤归还作物所带走的养分，亦即向土壤施肥。2、最少养分原理作物生长需要吸收多种养分，但决定产量的是土壤中那个相对含量最少的养分因子。此时继续增加其它养分的供给，不仅不能提高产量，而且可能起相反的作用。3、报酬递减规律在合理的施肥量范围内，随着肥料用量的增加作物产量提高，但单位肥料的增产量（即实际报酬）却逐渐减少。此时只有更换新的品种，或采取其它新的技术，才能在提高产量的同时提高报酬。4、因子综合作用原理作物产量是养分、水分、品种、管理等多种因素综合作用的结果，尽管其中有一个起主导作用的因子，在一定程度上制约着作物的生长和发育，但同时必须重视各因素之间积极和消极的相互作用。5、科学施肥的依据科学施用肥料首先要以上述4个施肥理论为基础，以高产、优质、高效、无污染、改良培肥土壤为目标，不仅要根据肥料的性质、作物营养的特点，而且要考虑土壤肥力、栽培制度（地膜覆盖下的科学施肥、不同轮作制度和间作套种的科学施肥）、灌溉与施肥相结合等因素。根据对作物的有效性可将土壤养分分为速效养分、缓效养分和无效养分；根据在土壤中的存在形态可将土壤养分分为水溶态、交换态、矿物态和有机态。6、施肥量的确定方法3施肥量的确定方法包括地力分区（级）配方法、目标产量配方法、田间试验配方法、计算机推荐施肥方法、营养诊断方法等。其中目标产量配方法包括养分平衡法和地力差减法；田间试验配方法包括肥料效应函数法和养分丰缺指标法、氮、磷、钾比例法；营养诊断方法包括土壤诊断法和植株诊断法。肥料效应方程是指作物产量与施肥量之间的函数关系方程。相对产量是指不施该肥料时作物的产量占施用所有肥料时作物产量的百分数。7、肥料的科学管理肥料可以单独使用，也可以相互混合使用，甚至可以与除草剂、农药等混合使用。有些肥料如碳氨性质不稳定，容易挥发损失，有些肥料在高温和高湿条件下，容易产生结块，肥效降低，所以在肥料的贮藏和运输过程中，主要避免高温高湿的条件。8、水稻配方施肥技术N：P2O5：K2O为1：0.5：0.5比较经济合理，应增加硅和锌肥的用量。各种作物施肥的具体用量应根据土壤养分含量及其利用率、肥料利用率和作物吸收养分量等因素灵活确定。9、小麦配方施肥技术N：P2O5：K2O为1：0.5：0.5比较经济合理，肥料利用率也最高。小麦对锰有良好的反应，在石灰性土壤和南方一些酸性土壤上使用锰肥效果很好。一般把肥料的1／3作基肥，另1／3作分蘖肥，最后1／3作为穗肥。10、玉米配方施肥技术N：P2O5：K2O为1：0.5：0.7比较经济合理，平播比套种的玉米需要稍多一些磷钾。玉米对锌有良好的反应，施用锌肥效果很好。11、油菜配方施肥技术N：P2O5：K2O一般为1：0.5：1.0，每亩肥料用量一般约为氮10∽15、P2O54∽5、K2O10∽15公斤，另外应增加硼肥的施用。12、棉花配方施肥技术N：P2O5：K2O一般为1：0.65：1.1，一般将全部磷钾肥作基肥，氮肥的40%作基肥，40%作花铃肥，20%在开始座桃时施用。棉花对锌和硼有良好的反应，应注意锌肥和硼肥的施用。13、大白菜配方施肥技术N：P2O5：K2O为1：0.36：0.55，其中40%作基肥，30%在莲座期施用，30%在结球期施用。另外还应施用硼和钙肥。14、瓜类配方施肥技术基肥用量占总肥料用量的20%，瓜藤长到15∽25厘米时进行第一次追肥，用量占总用量的10∽15%，第2次追肥在瓜藤长到15∽25厘米时进行，用量占总肥料用量的20%，第3次追肥在第一个瓜长到鸡蛋大时进行，用量占总肥料用量的30%，第4次追肥在第一个瓜直径达20厘米时进行，用量占总肥料用量的20%。果树、花卉配方施肥技术请自己总结。第十章氮肥1、氮素的营养功能氮素是作物体内氨基酸、蛋白质、核酸、叶绿素、维生素等一些生理活性物质的组成元素，对氨基酸、蛋白质、核酸代谢非常重要，直接影响作物的光合作用和遗传变异，对作物产量的形成和品质有非常大的影响。2、作物对氮素的吸收利用作物能吸收利用的氮素形态有氨基酸、尿素、氨、铵、硝酸根及亚硝酸根，但主要是铵离子和硝酸根离子。酸性环境不利于作物铵离子的吸收，但碱性环境不利于作物对硝态氮的吸收。4作物根系吸收NH4+的机理与K+相似，都是通过载体传递透过细胞质膜的，所以常常表现出二者之间竞争吸收。进入细胞内的的NH4+很快与有机酸反应形成氨基酸，然后再向地上部运输，很少以NH4+的方式直接运输到地上部。如果氮素供应充足，作物体内氨浓度会很高，过多的氨对作物有毒害作用。但由于谷氨酸和天门冬氨酸可以消除氨过多的危害。作物吸收NO3—是一个主动吸收过程，Ca2+的存在有利于作物对NO3—的吸收。吸收的NO3—一部分可进入根细胞的液泡中贮存起来，而大部分既可以在根部被同化为氨基酸，也可以NO3—的形式直接通过木质部运往地上部。作物吸收的硝态氮不能直接被同化为氨基酸等有机氮化合物，必须先还原为氨，还原过程包括两个步骤。硝酸还原酶是一种诱导酶，其活性受铵离子抑制，但钼是其活化剂，所以缺钼时，作物体内出现硝酸盐累积。亚硝酸还原酶不需要钼，但需要铁和铜。硝酸根被还原为铵是一个需要能量的过程，受光照和温度的影响非常大。3、作物的氮素缺乏和过多的症状作物氮素缺乏的症状包括植株生长缓慢、矮小，叶色变黄，分蘖或分枝少，穗短小，穗粒数少，籽粒不饱满，易出现早衰。作物氮素过多的症状包括茎叶柔软多汁，叶色浓绿，株高大，易倒伏，抗病差，贪青晚熟，生殖器官不发达，纤维品质下降，淀粉和糖分含量下降。4、土壤中氮素形态土壤中的氮素有4个来源：即雨水、灌溉水、微生物固氮和施肥。生物固氮是指微生物将大气中的氮气(N2)还原为氨，包括共生固氮、联合固氮和自生固氮。一般耕地表层土壤含氮量为0.05∽0.3％。土壤中的氮素可分为无机态和有机态两大类。无机态氮包括铵、氨、硝酸盐、亚硝酸盐、氮气和氮氧化物等，亚硝酸盐、氮气和氮氧化物的含量一般很少。水田铵态氮较多，而旱地主要是硝态氮。大部分铵态氮和硝态氮是速效氮。有机态氮主要包括腐殖质、蛋白质、氨基酸等。极少量有机态氮如氨基酸等小分子的有机态氮能被作物直接吸收，一部分只有通过矿化作用转化为无机氮才能被作物吸收，为缓效氮，还有一部分有机态氮由于分解非常缓慢，为无效氮。5、土壤中氮素的转化（1）有机态氮的矿化作用有机态氮的矿化作用是制有机态氮如蛋白质在微生物分泌的酶作用下水解为氨基酸，再分解为氨，最终的产物是氨，也称氨化作用。当有机物质C/N比例低于25时，会有氨释放出来；如果有机物质的C/N比例高于30，有机物质中所有的氮素都将用于组建微生物的躯体，不仅没有任何氮素释放出来，而且还从土壤中吸收无机氮，这就是土壤氮素的微生物固定，或称生物固定。（2）硝化作用所谓硝化作用是指在在亚硝酸和硝酸细菌的作用下，铵转化为硝酸的作用。一般分为两步进行：第一步由亚硝酸细菌把铵态氮氧化为亚硝酸，第二步由硝化细菌将亚硝酸氧化为硝酸。硝化作用必须在通气的条件下才能进行，空气中氧气含量、土壤温度、土壤酸碱性对硝化作用影响较大。（3）反硝化作用反硝化作用是指在反硝化细菌的作用下，硝酸根还有为N2和N2O等氮氧气体的作用。反硝化作用不仅导致土壤氮素损失，