植物营养学
第一章 绪论
1. 植物营养学:是研究植物对营养物质的吸收、运输、转化和利用的规律及植物与外界环境之间营养物质
和能量交换的科学。
2. 第一个从事植物营养学的人:尼古拉斯
3. 采用田间试验方法研究植物营养的创始人:法国的农业化学家布森高 4. 英国洛桑农业试验站创始人:鲁茨
5. 植物营养学的奠基人及其三大学说:德国著名化学家李比希,三大学说:矿质营养学说,最小养分律、
养分归还学说
6. 植物营养学的范畴及其主要的研究方法
范畴:①植物营养生理学:营养生理学、产量生理学、逆境生理学;②植物根际营养;③植物营养遗传学;④植物营养生态学;⑤植物的土壤营养:土壤养分行为学、土壤肥力学;⑥肥料学及现代施肥技术 研究方法:①生物田间试验法;②生物模拟法;③化学分析法;④数理统计法;⑤核素技术法;⑥酶学诊断法
第二章 大量营养元素
1、植物必需营养元素的标准 :必要性,专一性,直接性
2、17种必须元素,哪些是大量、中量、微量,有益元素的概念及其对应的主要受益植物 (1)必须营养元素分类:
大量元素(0.1%以上)C、H、O 、N、P、K 中量元素Ca、Mg、S
微量元素(0.1%以下)Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Cl、(Ni)
(2)“有益元素”,也称“农学必需元素”:某些元素适量存在时能促进植物的生长发育;或者是某些特定的植物、在某些特定条件下所必需的。
(3)Si 水稻、小麦、大麦 Na 甜菜 Co 豆科固氮植物 Al 茶树 3、根际的概念及其范围
根际:由于植物根系的影响而使其理化生物性质与原土体有显著不同的那部分根区土壤。 根际的范围:1~5mm
4、根系对养分的吸收及向根系迁移的方式 (1)根系对养分吸收的过程包括: a.养分向根表面的迁移
b. 养分进入质外体:指植物体内共质体以外的所有空间,包括细胞壁,细胞间隙和木质部空腔。 C. 养分进入共质体指原生质膜以内的物质和空间,包括原生质体,内膜系统及胞间连丝等。 (2)土壤养分向根部迁移的方式
a.截获(Interception)是指根直接从所接触的土壤中获取养分而不通过运输。
b.质流是指由于蒸腾作用和水分吸收形成的水流而引起养分离子向根表迁移的过程。 c.扩散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。 5、主动吸收和被动吸收的特点
(1)主动吸收膜外养分逆浓度梯度 (分子) 或电化学势梯度 (离子)、需要消耗代谢能量、有选择性地进入 原生质膜内的过程。 包括载体学说、离子泵假说
(2)被动吸收:膜外养分顺浓度梯度 (分子) 或电化学势梯度 (离子)、不需消耗代谢能量而自发地 (即没有选择性地) 进入原生质膜的过程。
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包括简单扩散和易化扩散
6、养分进入叶片的途径及根外营养的特点
(1)叶部吸收养分的途径:表皮细胞途径、气孔途径
(2)根外营养的特点:a、提高肥料利用率(无土壤中的固定作用);b、用量少; c、有利于作物后期和密植作物的追肥; d、转化快; e、施肥的辅助性方法,需和主要措施配合。 7、影响植物吸收养分的因素 (1)植物本身:遗传因素
(2)气候条件:温度、光照、水分
(3)土壤环境:介质中的养分浓度、离子间相互作用(离子间的拮抗作用: 是指某一离子的存在能抑制另一离子的吸收。离子间的协助作用:某一离子的存在能促进另一离子的吸收。)、土壤通气状况、土壤反应(pH值)
8、植物营养的特性
(1)共性:所有高等植物都需要17种必需营养元素
(2)个性:不同植物、或同种植物的不同品种、甚至同一植物在不同生育期
植物营养临界期:是指营养元素过少或过多或营养元素间不平衡,对植物生长发育起着明显不良影响的那段时间。
植物营养最大效率期:是指营养物质在植物体内能产生最大效能的那段时间。 9、合理施肥的原则
养分归还学说、最小养分律、报酬递减规律、因子中和作用律 10、施肥方法及其相应的施肥方式 施肥方法 基肥 施肥时间 播种或定植前 目的作用 培肥改良土壤、供给作物养分 供给幼苗养分、改善苗床性状 肥料情况 占全量的2/3 有机肥为主 少量 腐熟有机肥 速效性化肥 菌肥 有效施法 结合深耕施用 条施或穴施 多种肥料混合 拌种、蘸秧根 浸种、盖种 条施或穴施 深施覆土 撒施结合灌水 随水浇施 根外追肥法 种肥 播种或定植时 追肥 生长发育期间 及时补充养分 适量 、提高产量品质 腐熟有机肥 速效性化肥 菌肥 在果树中常见的施肥方法:穴施、环状和放射状施肥 11、钾的营养功能:
(1)促进光合作用,提高CO2 的同化率; (2)促进光合作用产物的合成和运输; (3)促进豆科根瘤和固氮活性的影响; (4)促进蛋白质的合成; (5)参与细胞渗透调节作用; (6)调控气孔运动;(7)促进酶活化; (8)促进有机酸的代谢i.增强作物的抗逆性 12、K在抗逆性方面的作用:
(1)抗旱性:增加钾离子的浓度,提高细胞的渗透性
提高胶体对水的束缚能力,使细胞膜保持稳定的透性 气孔的开闭随植物的生理需要而调节自如
促进根系生长,提高根冠比,增强作物吸水能力 (2)抗高温:保持较高的水势和膨压,保证作物的代谢 促进植物的光合作用,加速蛋白质和淀粉的合成
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调节气孔和渗透,提高作物对高温的忍耐能力
(3)抗害性:①钾离子能促进植物形成强健的根系和粗壮的木质部导管
②提高细胞和组织中淀粉,糖分,可溶性蛋白和各种阳离子的量。因此能提高细胞的渗透势,增强抗旱能力,并能使冰点下降,减少霜冻危害,提高抗旱性
③充足的钾还有利于降低呼吸速率和水分损失,保护细胞膜的水化层,增强植物对低温的抗性 (4)抗病虫害:植物体内可溶性氨基酸和单糖积累少,减少了病原菌的营养来源,使细胞壁增厚,表皮细胞硅质化程度增加,因而抗病菌侵入的能力也相应增强 钾充足使体内酚类的合成增加,抗病力提高
(5)抗盐害:钾能稳定质膜中蛋白质分子上的—SH基,避免蛋白质变性,防止类脂中的不饱和 脂肪酸被氧化
(6)抗倒伏:促进作物茎秆维管束的发育,使茎壁增厚,髓腔变小,机械组织内细胞排列整齐 (7)抗早衰:延长籽粒灌浆时间,增加个粒重 13、缺K的症状:
(1)通常茎叶柔软,叶片细长,下披
(2)老叶叶尖和叶缘发黄,进而变褐,逐渐枯萎
(3)在叶片上往往出现褐色斑点,甚至成为斑块,严重缺钾时幼叶也会出现同样的症状,(先从下部叶出现褐色斑点)
(4)根系生长停滞,活力差,容易发生根腐病 14、华南地区耕地缺钾的原因:
(1)气候条件:高温多雨,淋溶剧烈,粘土矿物类型多为1::3型高岭土,吸附钾的能力弱,故土壤缺钾 (2)耕作制度:复种指数高,以及高产品种的引进和推广,在获得高产的同时,植物带走更多的养分,包括钾元素
(3)施肥习惯:重施氮磷,而少施或不施钾,更加剧了土壤钾的耗竭 (4)社会因素:农家肥,秸秆还田少,也减少了钾素的来源 15、钾肥的合理分配和施用 一、土壤供钾能力与钾肥的分配 土壤供钾水平是指土壤中速效性钾的含量和缓效性钾的贮藏量及其释放速度。 在供钾水平较低时,钾肥的肥效才明显表现。 在生产上,应将钾肥优先分配在缺钾的砂质土壤上。 二、作物需钾特性与钾肥肥效 作物对钾的要求 作物种类 喜钾作物:薯类作物、纤维作物、糖料作物 油料作物:芝麻、油菜等 豆科作物:大豆、花生等 叶用作物:烟草、茶、桑等 果树:香蕉、葡萄等 禾谷类作物、禾谷类牧草 较少 多 需钾情况 较 原因 钾与碳水化合物代谢关系密切 油脂是由碳水化合物转变而来的 钾能促进根瘤菌的固氮作用 钾均有多方面的功能 钾与碳水化合物代谢关系密切 吸钾能力较强 同一作物,不同品种需钾不同,如水稻:
矮秆高产良种>高秆品种粳稻>籼稻 杂交稻>常规稻; 晚稻>早稻 (二)作物不同生育期对钾的需要 一般作物钾的临界期在苗期,因此钾肥一般用作基肥,特别是生育期短的作物。 如果基肥、追肥分开施,追肥应在最大需钾期前尽早施入。 (三)作物根系特性与钾肥施用
1. 须根作物从土壤中吸取的钾比直根作物的多
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因为钾在土壤中移动性较小,钾离子的扩散也很慢,所以根系吸钾的多少,首先取决于根量及其与土壤的接触面积。
2. CEC小的根,吸收一价阳离子较多, CEC大的根吸取二价阳离子较多
例如,禾谷类作物根的CEC只有双子叶植物的 1/3~1/5,但吸钾能力较双子叶植物的强; 双子叶作物中,大豆根系的CEC较大,其吸钾能力较弱,因此,施用钾肥的效果良好。 三、钾肥品种的合理使用 钾肥品种 氯化钾 硫酸钾 草木灰 作物 一般作物 不宜忌氯作物 对于纤维作物效果较好 大多数作物 土壤 不宜用于盐(碱)土 施用方法 基肥、追肥 基肥、追肥、种肥、根外追肥 基肥、追肥、根外追肥、盖种肥 各种作物,尤其是喜硫植物 不宜用于还原性强的土壤 宜各种土壤 四、肥料配合与钾肥肥效
(1)钾与氮、磷配合,利于肥效的充分发挥 一定P水平下,N、K配施时,植株体内K2O/N比值增高,而可溶性非蛋白质氮占全氮的比例降低,
说明NK配合施用可以促进水稻对N、K的吸收及其在体内保持一定的平衡,也促进了N在体内的转化和蛋白质合成。
(2) 含有效钾素较多的有机肥料用量高时,可少施或不施化学钾肥。 五、钾肥的施用技术与钾肥肥效 用量: K2O 60~90公斤/公顷 技术:深施(6~12cm以下) 早施(重施基肥,看苗早施追肥) 相对集中施(宽行作物以条施、穴施或沟施效果较好,窄行作物可以撤施) 16、氮素的生理功能
(1)氮是蛋白质的重要成分;(2)氮是核酸和核蛋白的成分;(3)氮是叶绿素的成分;(4)氮是酶的成分;
(5)氮是多种维生素、生物碱和植物激素的成分。
17、缺N的典型症状
(1)植株矮小,瘦弱,叶片细小直立,叶色转为淡绿色、浅黄色、乃至黄色,从下部老叶开始出现症状; (2)叶脉、叶柄:有些作物呈紫红色。茎细小,分蘖或分枝少,基部呈黄色或红黄色。花稀少,提前开放; (3)种子、果实少且小,早熟,不充实。 (4)根色白而细长,量少,后期呈褐色。 18、植物对氮素的吸收
吸收的形态:无机态: NO3--N、NH4+-N(主要)有机态:NH2 -N、氨基酸、核酸等 (少量) A)旱地作物吸收NO3--N为主,属主动吸收。 B)NO3--N的还原作用
NR ,Mo NiR , Fe 、Mn
NO3- ——————→ NO2- ——————————→ NH3 根、叶细胞质 根其它细胞器、叶绿体 NR:硝酸还原酶 NiR:亚硝酸还原酶 19、植物的喜铵性和喜硝性
(1)喜铵植物:水稻、甘薯、马铃薯 (2)兼性喜硝植物:小麦、玉米、棉花等 (3) 喜硝植物:大部分蔬菜,如黄瓜、番茄、莴苣等 (4)专性喜硝植物:甜菜 20、氯化铵、硫酸铵在施入酸、中、碱土壤后的转化及过程。***
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硫酸铵在不同土壤中的转化 土壤类型 酸性土 转化行为 ①含游离酸(H2SO4) ②生理酸性(H2SO4) ③硝化作用产生酸(H2SO4) ④代换作用产生酸(H2SO4) 转化结果 施用措施 pH下降 配施石灰和有机(使土壤更加酸化) 肥 中性及微碱性①,②,③同酸性土 土 ④代换作用形成 CaSO4 石灰性土及碱①氨易挥发 性土 ②产生的酸可中和碱性 水田 ①硝化作用和反硝化作用 ②缺铁时SO42- →H2S pH下降 土壤板结 氮素损失 配施有机肥 深施覆土 黑根 (影响呼吸,排水晒田(增加通抑制养分吸收) 气) 可作基肥、追肥和种肥
氯化铵在不同土壤中的转化 土壤类型 酸性土 转化行为 生理酸性(HCl) 硝化作用产生酸(HCl) ③代换作用产生酸(HCl) 转化结果 pH下降 (使土壤更加酸化) 施用措施 配施石灰和有机肥 配施有机肥 少用或不用 ①,②,同酸性土③代换作用形成 pH下降, 中性及微碱性CaCl2;排水好: CaCl2易淋洗; 土壤脱钙板结, 土 旱田: CaCl2易积累 盐分增加 氨易挥发 石灰性土及碱②产生的酸可中和碱性 性土 水田 ①Cl-可抑制硝化细菌 ②不易产生 H2S 氮素损失 深施覆土 NH4+不易流失少产效果较硫酸铵好 生黑根 21、比较硝态氮、铵态氮的特点 铵态氮素(NH4+-N) 带正电荷,是阳离子 能与土壤胶粒上的阳离子进行交换而被吸附 被土壤胶粒吸附后移动性减少,不随水流失 进行硝化作用后,转变为硝态氮,但不降低肥效 硝态氮素(NO3--N) 带负电荷,是阴离子 不能进行交换吸收而存在于土壤溶液中 在土壤溶液中随土壤水分运动而移动,流动性大,易流失 进行反硝化作用后,形成氮气或氧化氮气而丧失肥效 22、缓释、控释及生理酸性肥料的概念 (1)缓释氮肥:施用后在环境因素(如微生物、水)作用下缓慢分解,释放养分供植物吸收的肥料。
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(2)控释氮肥:通过包被材料控制速效氮肥的溶解度和氮素释 放速率,从而使其按照植物的需要供应氮素的一类肥料。
(3)生理酸性肥料:化学肥料进入土壤后,如植物吸收肥料中的阳离子比阴离子快时,土壤溶液中就有阴离子过剩,生成相应酸性物质,久而久之就会引起土壤酸化。这类肥料称为生理酸性肥料。 23、铵态氮肥包括:液氨、氨水、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵。其中N含量最高的是液氮。 24.速效氮肥和长效氮肥的特点比较 特点 速效氮肥 长效氮肥 优点 水溶性、肥效快 价格较易接受 抗淋溶、损失少肥效长 (利用率高)一次性施肥可代替多次追肥;对环境污染轻 缺点 易挥发、易硝化、易流失、易反硝化 (利用率低) 一次过多施用会造成减产且污染环境 作物早期生长供氮不足价格较昂贵 25.为什么尿素适合当根外追肥?
①因其分子体积小,易透过细胞膜。②呈中性,电离度小,不易引起细胞质壁分离。③又有一定的吸湿性,能使叶面保持湿润状态,以利叶片吸收。④它进入细胞后很快参与同化作用,肥效快。 26.土壤全氮、速效氮的供氮强度? 全氮——土壤供氮潜力
27.氮肥的几大类(硝态氮、铵态氮、尿素、长效氮肥)***
(1)硝态氮包括:硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙、硝酸钾 共同特性(均含有NO3- )
1). 易溶于水,易被作物吸收 (主动吸收) 2). 不被土壤胶体吸附,易随水流失 3). 易发生反硝化作用 4). 促进钙镁钾等的吸收 5). 吸湿性大,具助燃性(易燃易爆) 6). 硝态氮含氮量均较低 (2)铵态氮包括:液氨、氨水、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵 共同特性(均含有NH4+ )
1). 易溶于水,肥效快,作物能直接吸收利用 2). 易被土壤胶体吸附和固定,不易造成氮素流失 3). 在碱性环境中氨易挥发 4). 在通气良好的土壤中,铵(氨)态氮可经硝化作用转化为硝态氮,易造成氮素的淋失和流失 5). 高浓度对作物,尤其是幼苗易产生毒害 6). 对钙、镁、钾等的吸收有拮抗作用 (3)尿素
分子式:CO(NH2)2,含氮量:46%
基本性质:有机物、纯品为白色针状结晶、肥料为颗粒状、易溶于水,呈中性。少部分以分子态被土壤胶体吸附和被植物吸收,大部分在脲酶作用下水解。 1).水解作用
脲酶、H2O
CO(NH2)2 —————→ (NH4) 2CO3 → NH3+CO2+H2O
影响因素:脲酶活性与pH值、水分、温度、有机质含量、质地等有关 结果:局部土壤暂时变碱(注意氨挥发)。措施:深施、加脲酶抑制剂(如:氢醌制剂) 2). 硝化作用: NH4+ → NO3-
因pH值适宜,能旺盛进行,且比氯化铵和硫铵的快
结果:可能造成氮素的损失。措施:使用硝化抑制剂(如:西吡:2-氯-6三氯甲 基吡啶) 1 和 2 均是影响尿素肥效的主要原因
尿素可作基肥、追肥,深施覆土,宜作根外追肥。 28.长效氮肥包括缓释氮肥、控释氨肥。
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特 点:
①可根据作物不同生长阶段对养分的需求,人为地控制养分的供应和释放速度,从而一次施用能满足作物各个生育阶段的需要 ②基本上能消除养分在土壤中的淋失、退化、挥发等损失 ③能在很大程度上避免养分在土壤中的生物、化学固定 ④能基本满足现代农业规模化的需求,省工、省时、省力,一次大量施用不会对作物根系产生伤害 ⑤价高、养分含量高、利用率高等 29、反硝化、淋失等对环境的影响
(1)硝酸盐反硝化作用对大气的影响:a.破坏臭氧层b.加剧温室效应
(2)硝酸盐流失对水体的污染:a.造成水体富营养化 b.使水生生物死亡 c.引起潜在性致癌突变体 30、.磷在植物生长过程中的转移:
营养生长期:集中在幼芽和根尖(具有明显的顶端优势)生殖生长期:大量转移到种子或果实中。 31、磷的营养功能:
(1)磷构成大分子物质的结构组分;(2)磷是植物体内重要化合物的组分、(磷是植物体内核酸和核蛋白、磷脂、植素、高能磷酸化合物和辅酶等重要化合物的组成成分。)(3)磷能加强植物光合作用和碳水化合物的合成与运转;(4)促进氮素代谢;(5)促进脂肪代谢;(6)提高作物对外界环境的适应性;(7)增强作物的抗旱、抗寒、对酸碱变化的适应等能力。
32、增强作物的抗旱、抗寒等能力、对酸碱变化的适应能力(原因)***
(1)抗旱: 磷能提高原生质胶体的水合度和细胞结构的充水度,使其维持胶体状态,并能增加原生质的粘度和弹性,因而增强了原生质抵抗脱水的能力。
(2)抗寒: 磷能提高体内可溶性糖和磷脂的含量。可溶性糖能使细胞原生质的冰点降低,磷脂则能增强细胞对温度变化的适应性,从而增强作物的抗寒能力。越冬作物增施磷肥,可减轻冻害,安全越冬。
(3)当外界环境发生酸碱变化时,原生质由于有缓冲作用仍能保持在比较平稳的范围内。有利于作物正常生长发育。这一缓冲体系在pH6~8时缓冲能力最大,因此在盐碱地上施用磷肥可以提高作物抗盐碱的能力。 33、缺磷的典型症状:
(1)生长延缓,植株矮小,分枝和分蘖减少。(2)症状常首先出现在老叶,许多一年生植物的茎呈现典型症状:紫红色。(3)禾谷类作物分蘖减少,叶色暗绿,迟熟。 34、常用的磷肥:
水溶性磷肥:过磷酸钙(一水磷酸一钙、硫酸钙)、重钙
枸溶性磷肥:钙镁磷肥、钢渣磷肥、脱氟磷肥、沉淀磷酸钙、偏磷酸钙 难溶性磷肥:磷矿粉、鸟粪磷矿粉、骨粉 35、 酸退化作用和异成分溶解的概念
36、如何根据土壤性质、作物种类、磷肥性质合理使用磷肥? 施用原则是减少水溶性磷肥的固定,增加非水溶性磷的释放。 磷肥品种的合理分配和施用 磷肥品种 难溶性磷肥 作物品种 吸磷能力强。 如荞麦、萝卜菜、油菜及豆科植物 吸磷能力较强 吸磷能力较差,对磷反应敏感。 如甘薯、马铃薯 生长期 作基肥 土壤类型 酸性土壤 枸溶性磷肥 多作基肥 苗期 生长前期 根外追肥 酸性土壤、有效磷低的非酸性土壤 适于各种土壤中性或碱性土更好 水溶性磷肥 7 / 13
(1). 作物种类和生育期
a. 喜磷作物(豆科绿肥、油菜、荞麦)>一般豆类、越冬禾本科>水稻 b. 根系发达或根毛多或有菌根的作物吸磷多 c. 幼苗期对磷的要求较为迫切 (2). 介质的pH
pH影响磷的形态:酸性介质:H2PO4-为主 pH=7.2:[H2PO4-]=[HPO4 2 -] pH继续升高:HPO4 2 -、PO4 3 -占优
通常在pH5.5~7.0范围内,有利于多数作物对磷的吸收。 (3). 伴随离子 具有促进作用的:NH4+、K+、Mg2+等 具有抑制作用的:NO3-、OH-、Cl-等 降低磷有效性的:Ca2+、Fe3+、Al3+等
(4). 其它环境因素:温度、光照、土壤水分、通气状况等
温度升高有利于磷的吸收。增加水分也有利于土壤溶液中磷的扩散,因此能提高磷的有效性。 37、水旱轮作中,有效磷为什么会增加?
①CO2在石灰性土壤中积聚,使土壤pH值下降; ②酸性土壤中pH值上升,促进磷酸铁铝水解;
③有机阴离子与磷酸铁铝中磷酸根离子代换和磷扩散增加; 土壤Eh降低,使难溶性的磷酸铁转变为较易溶的磷酸低铁 38、水旱轮作的施磷肥原则
在水旱轮作中,磷肥的分配应掌握“旱重水轻”的原则,将磷肥重点分配在旱作上。
第三章 中量营养元素
1、 Ca集中分布的地方及其营养功能 (1) 植物体内钙的含量和分布
植物体含钙量一般在0.1%-5%之间,不同植物种类、部位和器官的变幅很大。一般规律为: 双子叶植物>单子叶植物;地上部>根部;茎叶较多,果实、籽粒中则较少。 在植物细胞中,钙主要存在与细胞壁上 (2) Ca的营养功能
a. 稳定细胞膜 b.稳定细胞壁 c.促进细胞的伸长和根系生长 d.参与第二信使传递 e.调节渗透作用 f.具有酶促作用
2、缺Ca的典型病症
(1)植株生长受阻,节间较短,植株矮小,组织柔软;
(2)顶芽、侧芽、根尖等分生组织首先出现缺素症,易腐烂死亡; (3)幼叶卷曲畸形,叶缘变黄逐渐坏死。
甘蓝、莴苣和白菜出现叶焦病;番茄、辣椒和西瓜出现脐腐病;苹果出现苦痘病和水心病; 3、石灰的种类及其肥料的作用
(1)石灰的种类:生石灰CaO、熟石灰 [Ca(OH)2]、碳酸石灰 (CaCO3) (2)石灰肥料的作用
a. 供给植物钙素营养 ; b. 中和土壤酸性、消除活性铝、铁、锰的毒害; c. 增加土壤有效养分; d. 改善土壤物理性状; e. 改善作物品质,减少病害 4、Mg集中分布的地方及其营养功能 (1)植物体内镁的含量和分布
植物体内镁的含量约为0.05%-0.7%。其分布规律为:a、豆科植物地上部分的含镁量是禾本科植物的2-3倍;
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b、种子含镁较多,茎、叶次之,而根系很少; c、生长初期,镁大多存在于叶片中,结实期则以植酸盐的形式贮存在种子中;
由于镁在韧皮部中的移动性很强,储存在营养体或其它器官中的镁可以被重新分配和再利用。 (2)Mg的营养功能
a. 合成叶绿素并促进光合作用; b. 合成蛋白质 c. 活化和调节酶促反应 5、缺Mg的典型症状
(1)植株矮小,生长缓慢,症状首先出现在老叶上。双子叶植物脉间失绿,并逐渐有淡绿色转变为黄色或白色,还会出现大小不一的褐色或紫红色斑点严重时整个叶片坏死。
禾本科植物缺镁时,叶基部叶绿素积累出现暗绿色斑点,严重缺镁时,叶尖出现坏死斑点。
(2)叶绿体数目减少,片层结构变形,质体基粒数减少,形状不规则,分隔减少或不存在。缺镁叶片中蛋白态氮的比例降低。
(3)缺镁会导致根冠比降低。
(4)贮藏组织的淀粉含量和谷物的单穗粒重均下降。 (5)沙质土壤(淋失)、酸性土壤(淋失、H+、Al3+拮抗)、K+和NH4含量较高的土壤+(拮抗)容易出现缺镁;
6、镁肥及其施用 (1)种类及性质
水溶性:肥效快,植物易吸收。如硫酸镁、氯化镁等 微水溶性:肥效慢。如钙镁磷肥、白云石粉等 长效复合肥:如磷酸镁铵 (2)有效施用
土壤:含镁量低的土壤
作物:需镁多的作物,如大豆、花生、甜菜、马铃薯、烟草、果树等
方法:基肥、 追肥(包括根外追肥)水溶性镁肥宜作追肥,微水溶性则宜作基肥 7、缺S的症状
(1)缺硫时蛋白质合成受阻导致失绿症,其外观症状与缺氮很相似,但缺硫症状往往先出现于幼叶。而在供氮不足时,缺硫症状发生在老叶(缺氮加速老叶的衰老,使硫得以再转移)。
(2)植物发僵,新叶失绿黄化;双子叶植物缺硫症状明显,老叶出现紫红色斑;禾谷类植物缺硫开花和成熟期推迟,结实率低,籽粒不饱满;
(3)豆科植物对缺硫敏感,苜蓿缺硫时,叶呈淡黄绿色,小叶比正常叶更直立,茎变红,分枝少;
四季萝卜常作为鉴定土壤硫营养状况的指示植物;玉米早期缺硫新叶和上部叶片脉间黄化,后期缺硫时,叶缘变红,然后扩展到整个叶面,茎基部也变红。缺硫使禾谷类植物籽粒半胱氨酸的含量下降,因此降低了面粉的烘烤质量。 8、什么植物需S较多
十子花科植物需硫最多,豆科、百合科植物次之,禾本科植物较少 9、我国缺S的原因 10、含S肥料及其施用 (一)含S肥料 1.石膏 (gypsum) 生石膏(CaSO4·2H2O,含S18.6%) 熟石膏(CaSO4·1/2H2O,含S20.7%)含磷石膏(CaSO4·2H2O,含S11.9%、P2O5 2%)
2. 其它含硫肥料 硫酸铵、过磷酸钙、硫酸钾、硫酸镁等 硫磺(含S 95~99%,难溶,微生物分解) 大气中的二氧化硫(占所需量的25~35%) 灌溉水 (二)硫肥的作用与施用技术
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1. 直接供应作物硫素等营养
含硫肥料含有多种成分,故能提供硫、钙、镁、磷和铁等营养元素。 以提供硫素营养为目的石膏施用技术:
施用方法:主要作基肥,也可蘸秧根或作追肥 施用量:因土壤特性和作物特性而异 施用时间:最好早施或分期追施
2. 改良碱土 ——石膏是碱土的化学改良剂
以改良土壤为目的的石膏施用技术:施用石膏必须与灌排工程相结合
第四章 微量营养元素
1.微量元素的生理功能及失调症 元素 生理功能 Fe 叶绿素合成所必需 参与体内氧化还原反应和电子传递 参与植物呼吸作用 缺素症 顶端或幼叶失绿黄化,由脉间失绿发展到全叶淡黄白色 典型病症 果树“黄叶病” ;花卉、蔬菜幼叶脉间失绿黄化或白化;禾本科叶片脉间失绿呈条纹花叶 油菜“花而不实”、小麦“穗而不实”、甜菜“腐心病”、花椰菜“褐心病”、 芹菜“茎折病”、苹果“缩果病”、萝卜“黑心病”等 中毒症 铁中毒的症状表现为老叶上有褐色斑点,根部呈灰黑色,易腐烂。中毒症状:水稻亚铁中毒“青铜病” 由于硼在植物体内的运输明显受蒸腾作用的影响,因此硼中毒的症状多表现在成熟叶片的尖端和边缘。棉花、油菜“金边叶” B 促谢进碳水化合物运输茎尖生长点生长受抑制,严和代;参与半纤维素及细重时枯萎,直至死亡;老叶胞壁物质的合成; 叶片变厚变脆、畸形,枝条促进细胞伸长和细胞分节间短,出现木栓化现象;裂; 根的生长发育明显受影响, 与生殖器官的建成和发根短粗兼有褐色;生殖器官育有关 ; 发育受阻,结实率低,果实调节酚代谢和木质化作小,畸形,缺硼导致种子和用; 果实减产,严重时有可能绝提高豆科作物根瘤的固收。茎尖、根尖生长停止或氮能力 萎缩死亡。 直接参与光合作用 直接参与光合作用 调节酶活性 许多氧化酶的成分,或是酶的活化剂;构成铜蛋白并参与光合作用;超氧化物歧化酶的重要组分;参与氮代谢,影响固氮作用;影响花器官发育 作为碳酸酐酶的成分参与光合作用;作为多种酶的成分参与代谢作用;参与生长素的合成;促进生殖器官的发育和提高抗逆性 植物缺锰时,叶片失绿并出现杂色斑点,而叶脉保持绿色。 Mn 典型症状:燕麦“灰斑病”、豌豆“杂斑病”、棉花和菜豆“皱叶病”。 锰中毒会诱发棉花和菜豆发生缺钙(皱叶病)。锰过多也易出现缺铁症状。 叶尖及边缘焦枯,至植株枯死 Cu 生长瘦弱,新叶失绿发黄,禾本科顶端发白枯叶尖发白卷曲,叶缘灰黄,萎,繁殖器官发育叶片出现坏死斑点。 受阻,不结实或只有秕粒,果树“郁汁病”或“枝枯病”等 植株矮小,节间短,生育期延迟; 叶小,簇生;中下部叶片脉间失绿。 水稻“矮缩病”、玉米“白苗病” 柑桔“小叶病”、“簇叶病”等 Zn 叶片黄化,出现褐色斑点 10 / 13
元素 生理功能 缺素症 典型症状 中毒症 Mo 硝酸还原酶的组分;参与叶片畸形、瘦长,螺旋状扭如花椰菜、烟草“鞭茄科叶片失绿等 根瘤菌的固氮作用;促进植物体内有机含磷化合物的合成;参与体内的光合作用和呼吸作用;促进繁殖器官的建成 Cl 参与光合作用; 调节细胞渗透压和气孔运动; 酶的活化剂及某些激素的组分; 减轻多种真菌性病害 适量的氯有利于碳水化合物的合成和运输 曲,生长不规则;老叶脉间淡绿发黄,有褐色斑点,变厚焦枯。 尾状叶” 、豆科植物“杯状叶”且不结或少结根瘤 生长不良,严重时表现为:棕榈科植物 (如椰叶片失绿、凋萎 子树、鱼尾葵等) 叶片出现失绿黄斑 叶尖呈灼烧状,叶缘焦枯,叶子发黄并提前脱落,其症状的点似缺钾。但氯的过量,会增加渗透势,减少水分的吸收;当浓度很高时,根尖要死亡,生长受到严重抑制。烟草叶色浓绿,叶缘向上卷曲,叶片肥厚、脆性、易破碎。 过量的镍对植物也有毒,且症状多变,生长迟缓,叶片失绿、变形;有斑点、条纹,果实变小、着色早等。镍中毒表现的失绿症可能是由于诱发缺铁和缺锌所致。 Ni 有利于种子发芽和幼苗生长 催化尿素降解 防治某些病害 叶片脲酶活性下降;根瘤氢化酶活性降低;叶片出现坏死斑、茎坏死、种子活力下降等 缺镍大麦,叶小色淡、直立性差,最初脉间失绿,然后中脉前半段白化,并继续向下发展,同时叶尖和叶缘也发白 2、可能缺素的土壤 缺Fe/Mn/Zn/Cu:北方石灰性 或酸性土施用过量石灰时
缺B:有效硼低的土壤 缺Mo:南方酸性红壤地区 缺Cu:有机质土 3、微量元素的施肥方法 (1)施入土壤
基肥:如玻璃肥料、矿渣,多与有机肥混合撒施、条施或穴施 土壤施肥的优点:后效明显;缺点:需肥量大,难以施用均匀 (2)直接用于植物
① 种肥:Zn、Mo、Mn、Cu
a.拌种:用少量水溶解微肥,均匀喷于种子上,边喷边拌匀,种子晾干后即可播种 b.浸种:把微肥配成稀溶液,浸没种子8~12小时,捞出晾干,即可播种。 c. 蘸秧根:水稻秧苗移栽时,采用1%氧化锌悬浊液浸根约半分钟即可。 ② 追肥:B、Zn、Mo、Mn、Fe、Cu
a. 叶面喷施 b.注射、塞孔、涂刷:对于果树、林木 4、为什么叶面喷施微肥的效果好 (1) 用量少,比较经济
土壤施用微肥,一般作基肥用,所以用量大,一般亩施0.5~2.0公斤,而叶面喷施,浓度稀,比较经济。 (2) 避免固定
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叶面喷施微肥,养分可以从叶片角质层 和气孔进入,不和土壤直接接触,从而避免土壤固定,提高有效性。 (3) 养分吸收快,效率高
叶面喷微肥,能直接与茎叶接触,吸收和运输快。 (4) 易于控制浓度
叶面喷施微肥,浓度容易控制,不会发生中毒,比较安全。 (5) 减少污染
叶面喷施微肥浓度低,用量少,不会污染环境。 5、土壤施用固体微肥会出现什么问题
(1) 有效性降低:在pH高、含有碳酸钙的土壤中,由于碳酸钙对锌的吸附,会影响锌肥的有效性。
(2) 施用不均匀:与微肥用量少,不易施得均匀,使得局部土壤中微肥浓度过高而造成危害。因为许多微量元素从缺乏到过量之间的浓度范围相当狭窄,而使作物中毒。
(3) 易污染环境:许多微量元素既无营养元素,又无重金属。如锌、铜、锰,一旦施肥过量,极易污染环境。有碍人畜健康。只有在土壤酸度缺乏时才采取土施基肥的方法。
第五章 有机肥
1、常用有机肥和化肥的特点比较 肥料特点 有机肥 化 肥 种 类 多 较 多 有机质含量 高 无
养 分 全面,但含量较低 较单一,含量高 肥 效 缓慢,有后效 迅速,难持久 改土作用 良好 无直接改土作用 2、有机肥料的特点 (1)来源广;(2)含有机质;(3)肥效缓长(4)完全肥料;(5)养分含量少(用量大) 3、有机肥料的分类
(1). 粪尿肥:人粪尿、畜粪尿、禽粪、厩肥等 (2). 堆沤肥:秸秆还田、堆肥、沤肥和沼气池肥 (3). 绿肥:野生绿肥和栽培绿肥
(4). 杂肥:城市垃圾、泥炭、腐殖酸类肥料、油粕类肥料、污水污泥等 4、有机肥料的作用
(1). 供给植物营养物质,提高养分有效性 (2). 改善土壤理化性状
(3). 缓和能源和资源紧张的矛盾 (4). 减轻环境污染
(5). 刺激作物生长,改善农产品品质 5、秸秆还田的注意事项 :
(1)增施C/N,秸秆C/N高,可将无机氮转化为有机氮
(2)还田时间:若要翻埋,一般在作物收割后立即耕翻入土,尽量减少水分损失,以利于腐解。 还田方法:机械翻耕,地表不能裸露,要耕地保墒。
(3)注意秸秆还田的数量。土壤Eh值降低,有害物质积累。 (4)与作物争氮,配合施用氮肥,石灰氮效果最好。
(5)病菌,虫卵不适合直接还田可能带入一些病菌、虫卵、杂草种子等有害物质。 6、绿肥的概念、分类、特点、作用
(1)概念:绿肥:作为肥料的栽培或野生的绿色植物。绿肥作物:专门栽培用作绿肥的作物 (2)分类:
按植物学种分:豆科绿肥作物、非豆科绿肥作物
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按栽培季节分:冬季绿肥作物、夏季绿肥作物 按栽培年限分:一年生绿肥作物、多年生绿肥作物 按绿肥来源分:栽培绿肥、野生绿肥 按生长环境分:旱生绿肥、水生绿肥 (3)特点:
绿肥含有各种营养成分,其中氮、钾的含量较高,磷相对较低,且含有一定量地微量营养元素等。 (4)绿肥在农业生产中的作用
a. 解决有机肥源 b. 培肥和改良土壤 c. 改善生态环境 d. 促进农牧业生产全面发展
7、厩肥的概念:厩肥:是指以家畜粪尿为主,加入作物秸秆、草炭或泥土等垫圈材料集制而成的有机肥料。 8、堆肥的概念:堆肥:是秸秆、杂草、绿肥、泥炭、垃圾等与人畜粪尿在好气条件下堆腐而成的有机肥料。
第六章 复混肥
1、复混肥的概念及类型
定义:同时含有氮、磷、钾中两种或两种以上养分的肥料 类型:复合肥料 、混合肥料 2、复混肥料的优缺点 优点:
养分全面,含量高: 物理性状好,便于施用: 副成分少,对土壤无不良影响
配比多样性,有利于针对性的选择和施用 降低成本,节约开支 缺点:
(1) 许多作物在各生育阶段对养分的要求有不同的特点,各地区土壤肥沃度以及养分释放的状况也有很大差异,因此养分比例相对固定的二元复合肥料难以同时满足各类土壤和各种作物的要求。
(2) 各种养分在土壤中移动的规律各不相同,因此复混肥料在养分所处位置和释放速度等方面很难完全符合作物某一时期对养分的特殊需求(难于满足不同养分最佳施肥技术的要求)。 3、复混肥料的发展动向:
高效化:平均有效养分浓度约为40%
液体化:土壤 —— 结合滴灌、喷灌技术使用 叶面肥 —— 国内外发展均很快 复合化:集肥料、农药、除草剂或生长素为一体 缓效化:长效复肥、长效-速效复肥
专用化:针对性强,主要在经济作物、高档蔬 菜、林木果树及庭园草地施用 4、有效养分表示方法
(1)分析式表示法:以N-P2O5-K2O的含量百分数表示,如:15-15-15,表示:含N、P2O5 、 K2O均为15%
(2)配合式表式法:用N : P2O5 : K2O及总浓度的百分数表示,如: “3 : 1 : 1, 45%”,转换为分析式为:27-9-9
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