科学施肥

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,土壤肥料学,（肥料部分）,资源与环境学院,刘春生,CSliu,植物营养与科学施肥基础知识,植物营养,科学施肥,作物靠什么生长,?,作物与环境的关系,?,如何提高作物的产量和品质,?,植物营养,一、 作物生长发育必需的营养元素,二、 作物矿质营养的基本特点,三、 作物对养分的吸收,四、 影响作物吸收养分的环境条件,作物生长发育从环境中吸收营养物质，施肥是满足作物营养的手段。要合理施肥，就要研究作物需要什么营养元素，作物怎样吸收这些元素以及受哪些环境条件的影响？,一、 作物生长发育必需的营养元素,作物体内元素组成及含量,水分,75,95,新鲜作物,C,（,1,）,H,（,3,）,O,（,2,）,N,（,4,）,95,99,干物质,（,5,25,）,灰分元素,Ca K,Si,P S,Cl,Al Na Fe,（,1,5,）,灰分元素：,将作物干物质进行煅烧后，,C H O N,以气体形态挥发（气态元素）残留下的不挥发的物质称,灰分,，灰分中的元素称灰分元素。,植物体中元素有七十多种，含量相差很大，这与：,植物的种类有关，如：盐生植物含钠多、豆科植物含氮多、水稻含硅多，马铃薯、甜菜含钾多；,环境有关，如：红壤土上的植物含铝多；施肥可以增加植物体内该元素的含量。,作物必需的营养元素,自然界的元素在植物体内几乎都能找到，但并非全部必需。可以用除去某一元素的营养液进行培养试验，通过作物生长和发育的情况判断。,D.I.Arnon,和,P.R.Stout,1939,年提出了判断植物必需营养元素的,三条标准,：,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,目前认为植物必需营养元素有,16,种,（大量元素,9,种，微量元素,7,种）：,大量营养元素 主要吸收形态 主要来源 在干物质中的含量（）,C CO,2,大气,45,H H,2,O,土壤水,45,O CO,2,O,2,大气和土壤空气,6,N NH,4,+,NO,3,-,土壤,1.5,P H,2,PO,4,-,HPO,4,2-,土壤,0.2,K K,+,土壤,1.0,S SO,4,2+,土壤,0.1,Ca,Ca,2+,土壤,0.5,Mg Mg,2,土壤,0.2,微量营养元素,种类 吸收形态 含量 主要来源,Cl,Cl,-,0.01,土壤,Fe Fe,3,Fe,2,0.01,土壤,Mn,Mn,2+,0.005,土壤,B BO,3,3-,B,4,O,7,2-,0.002,土壤,Zn Zn,2+,0.002,土壤,Cu,Cu,+,Cu,2+,0.0006,土壤,Mo MoO,4,2-,0.00001,土壤,必需营养元素的分组和来源,C,、,H,、,O,天然营养元素,非矿质元素,来自空气和水,大量元素,N,、,P,、,K,植物营养三要素,(0.1%以上) 或,肥料三要素,Ca,、,Mg,、,S,中量元素,矿质元素,微量元素,Fe,、,Mn,、,Zn,、,Cu,、,来自土壤,(0.1%以下),B,、,Mo,、,Cl,CO,2,O,2,SO,2,H,2,O,O,2,Mineral,Nutrients,植物养分来源示意图,必需元素的作用,1,、构成作物活体的结构物质及生活物质,:,C H O N S Ca Mg,如纤维素、半纤维素、木质素、果胶等,蛋白质、氨基酸、核酸、脂类、叶绿素等,2,、加速作物体内代谢,:,Zn Cu,Mn,Cl,Mo B Fe Ca Mg K.,是酶的辅基或活化基,3,、对作物具特殊功能的元素,:,K Ca Mg .,调节渗透势，增强抗逆性,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,生产上要求：,全面供给养分,二、作物矿质营养的基本特点,1,、数量：作物需,16,种必需元素是通性；,但作物不同所要求的数量不同：,块根、块茎类作物如：马铃薯、甘蔗需钾多；,以收获叶子为主的蔬菜、茶、桑需氮多；,豆类作物能固氮，需氮少，需磷、钾多；,油菜、甜菜需硼多；,大豆、马铃薯需钙多；,水稻需硅多。,2,、比例：各种作物对不同营养的要 求有一定适宜比值，如：,Ca/B,： 甜菜,100,大豆,500,烟草,1200,Fe/,Mn,： 大豆,1.5,3.5,小麦,2.5,K/Mg 8,烟草缺镁症,P/Zn 400,马铃薯缺锌,作物每生产,100,斤籽粒需,N:P,2,O,5,:K,2,O,约为,3,：,1,：,3,斤。,3,、形态：作物营养特性不同，对营 养元素的形态有特殊要求,马铃薯：以,NH,4,+_,N,为好，马铃薯喜,S,，施氮肥应优,选,(NH,4,),2,SO,4,，不宜用,NH,4,Cl,。,忌,Cl,作物：茶、烟草、柑桔、甜菜、甘薯、甘 蔗、,葡萄等。,甜菜： 以,NO,3,-_,N,为好，因喜,Na,，施用氮肥优选,硝酸钠。,烟草： 硝酸根有利燃烧，,NH,4,+,促进芳香族挥发油,形成 （香味），优选,NH,4,NO,3,。,水稻： 优选,NH,4,Cl,，因,S,形成,H,2,S,毒害根系，,Cl,抑制亚硝化细菌的活性。,三、 植物对养分的吸收,根部对养分的吸收,根是作物吸收养分的主要器官，吸收最集中的部位在根毛区。,吸收形态：,离子态：,NO,3,- NH,4,+,HPO,4,2-,分子态：尿素,生长素,CO,2,叶部对养分的吸收（根外营养）,（一）根外营养的机制,根外营养是作物吸收养分的另一种方式；,根外营养的部位是茎叶，主要是叶；,叶部吸收可通过植物叶片的角质层上的裂缝进入；,叶背面是比较疏松的海绵组织，细胞间隙大，孔道细胞多，吸收养分比上表皮快。,（二）根外营养特点：,1,、提高肥料利用率（无土壤中的固定作用）；,2,、用量少,:NPK1%,3,，是土壤施用的,1/5,1/10,；,3,、有利于作物后期和密植作物的追肥；,4,、转化快,:,32,P,肥示踪表明,5,分钟后各器官有,PO,4,3-,；,5,、是施肥的辅助性方法，需和主要措施配合。,（三）叶部吸收的影响因素：,1,、养分种类：,钾肥,KCl,KNO,3,KH,2,PO,4,氮肥 尿素,硝态氮肥,铵态氮肥,硝酸钾进入体内时间,1,小时,氯化钾进入体内时间,30,分钟,硫酸镁进入体内时间,20,分钟,氯化镁进入体内时间,15,分钟,铵态氮进入体内时间,2,小时,硝态氮进入体内时间,15,分钟,2,、溶液的,pH,值,溶液酸性，吸收负离子多，有利于,H,2,PO,4,-,、,SO,4,2-,、,BO,3,3-,、,NO,3,-,吸收。,溶液碱性，吸收阳离子多，有利于,K,+,、,Ca,2+,、,Mg,2+,、,Zn,2+,吸收。,3,、溶液与叶面接触时间,时间少，吸收不完全，无风傍晚好，遇雨重喷，营养液加湿润剂。,4,、叶子部位,叶背面有气孔，易吸收；叶正面液体易存留，注意喷施。,5,、作物种类,双子叶植物：,叶片大，角质层薄，有利吸收,单子叶植物：,稻、麦、谷子等作物叶片小、厚、加大喷施浓度,四、 影响作物吸收养分的环境条件,（一）、温度,在一定范围内，养分吸收随温度增加而加快，温度过高，酶变性失活。,温度影响：,ATP,生成量；,养分移动速度；,根系酶活性。,低温时，阴离子吸收的影响比阳离子明显，如,:NO,3,-, NH,4,+,这可能与阴离子主要是主动吸收有关，因,ATP,少。,越冬作物施水溶性磷，与温度低、磷扩散系数小、以阴离子吸收有关。,影响顺序：,PO,3,3-, NH,4,+, K,+, SO,4,2-, Mg,2+,Cl,-, Ca,2+,（二）、通气,大气地面含氧量,20.34,，土壤空气含氧量,10,20,，正常情况下够用，但如果含水过多、通气不畅，造成氧气下降。,棉花在,O,2,小于,3,、玉米小于,6,生长受影响。,通气影响吸收的原因：,1,、根系的有氧呼吸；,2,、土壤的,Eh,；,3,、养分的形态及转化；,4,、二氧化碳含量。,深翻整地、中耕松土、形成良好结构等都有利于通气，促进吸收。,（三）、土壤水分,各种养分溶解在水中方可吸收，土,壤水分太多，造成通气不畅。,田间持水量的,70,80,有利于吸,收。,水分影响：,养分溶解；,养分扩散；,土壤通气。,（四）、养分状况,1,、养分浓度：在一定浓度范围内，随浓度增加养分吸收增加，过多烧伤根系（生理干旱）。,2,、离子间的关系,（,1,）对抗（,拮抗,、,颉颃）作用：,一种离子的存在能降低另一种离子的吸收。,科学施肥,一、 科学施肥的定律,二、 肥料分类及施用,三、 肥料在生产中的作用,四、 养分平衡法计算作物施肥量,一、 科学施肥的定律,（一）、养分归还学说,德国化学家李比西,1840,年提出。,含义：,植物从土壤中吸收养分，每年收获必带走某些,物质，使土壤贫瘠，如果不正确归还带走的物,质，土壤就要衰竭，要维持地力，必须归还养,分给土壤。,作用：,1,、调节土壤和人类之间的物质交换，,不以养分归还为基础的耕作是掠,夺性的耕作制度。,2,、对当时的化肥工业的兴起和发展,起到了巨大的推动作用,评价：,1,、养分要归还，不是取走的都归还，,不缺的可不归还。,2,、归还的数量，不是取多少归还多,少，而是归还多于取走。因为肥,料利用率低，地力要提高。,（二）最小养分律,（,1843,）,要点：,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。,最小养分律示意图,最小养分随条件而变化的示意图,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。,意义：,指出作物产量与养分供应上的矛盾，表明施肥要有,针对性,，应合理施肥。,（三）、报酬递减律和米采列希学说,1,、报酬递减律,从一定土地上所得到的报酬，随着向该土地投入的劳动和资本量的增大而增加，但随着投入的单位劳动和资本量的增加，报酬的增加却逐渐减少。,2,、米采列希学说,产量与施肥量之间的关系符合报酬递减律，随着施肥量的增加，产量增加，但单位施肥量的增产效应随施肥量的增加而减少。,0,500,1000,1500,2000,2500,3000,3500,4000,4500,1975,1978,1982,1985,1988,1991,1994,1997,2000,15000,20000,25000,30000,35000,40000,45000,50000,55000,60000,65000,70000,75000,肥料施用量,粮食总产量,粮食产量,(,万吨,),肥料施用量,(,万吨,),1975,年以来我国肥料施用量与粮食总产量的变化,0,10,000,000,20,000,000,30,000,000,40,000,000,50,000,000,60,000,000,70,000,000,80,000,000,90,000,000,1961,1964,1967,1970,1973,1976,1979,1982,1985,1988,1991,1994,1997,Nitrogenous Fertilizers,Phosphate Fertilizers,Potash Fertilizers,Total Fertilizers,发达国家化肥消费量的变化,消费量,t,年 份,发展中国家化肥消费量的变化,0,10,000,000,20,000,000,30,000,000,40,000,000,50,000,000,60,000,000,70,000,000,80,000,000,90,000,000,100,000,000,1961,1963,1965,1967,1969,1971,1973,1975,1977,1979,1981,1983,1985,1987,1989,1991,1993,1995,1997,1999,Nitrogenous Fertilizers,Phosphate Fertilizers,Potash Fertilizers,Total Fertilizers,消费量,t,年 份,二、肥料分类及施用,来源：,人类生存环境中的,资源,生活和生产的,废弃物,分类和种类：,按组分分：,有机肥和无机肥（矿质肥）,按来源分：,农家肥和商品肥,按主要作用分：,直接肥和间接肥,按肥效快慢分：,速效肥和迟效肥,按组成可把肥料分为三大类：,铵态氮肥：,NH,3,.,H,2,O NH,4,HCO,3,(NH,4,),2,SO,4,氮肥 硝态氮肥：,NaNO,3,Ca(NO,3,),2,NH,4,NO,3,酰胺态氮肥：,CO(NH,2,),2,水溶性磷肥：过磷酸钙 重过磷酸钙,磷肥 弱酸溶性磷肥：钙镁磷肥 沉淀磷肥,化学肥料 难溶性磷肥：磷矿粉 骨粉,钾肥：硫酸钾 氯化钾,微肥：,ZnSO,4,Na,2,B,4,O,7,.,H,2,O CuSO,4,FeSO,4,.,7H,2,O,肥料,化成： 磷酸二氢钾 磷酸氢二铵,复合,(,混,),肥：,混成： 各种作物专用肥,生物肥料：磷细菌肥 生物钾肥 固氮菌肥,有机肥料：人畜粪尿 厩肥 绿肥 杂肥,基肥,种肥,追肥,含义,播前或定植前施用的肥料,播时或定植时施用的肥料,生长过程中施用的肥料,目的,满足作物全生育期对养分的要求,满足作物苗期对养分的要求,满足作物各生育期对养分要求,施用原则,培肥土,供养分,易吸收,无毒害,促生长，不过劲,肥料种类,有机肥为主，,迟效及不易流失的化肥,充分腐熟的有机肥，,速效化肥,化肥为主,，,腐熟的有机肥,施用方法,结合深耕撒施，集中施、,条施、穴施,拌种，,浸种，,沾秧根,，,穴施,根外追肥，,条施、穴施,(1),提高农作物产量,(2),改善农产品品质,氮提高谷类籽粒蛋白质和“必需氨基酸”的含量,磷改善糖料作物、淀粉作物、油料作物等的品质,钾“品质元素”,(3),改良土壤，提高土壤肥力,（包括土壤结构、土壤养分含量和比例、土壤反应、土壤生化特性等）,三、 肥料在农业生产中的作用,钾对作物产量和品质的影响,钾充足，不但能使作物,产量增加,，而且可以,改善作物品质,，如：,1.,油料作物的含油量增加,2.,纤维作物的纤维长度和强度改善,3.,淀粉作物的淀粉含量增加,4.,糖料作物的含糖量增加,5.,果树的含糖量、维,C,和糖酸比提高，果实风味增加,6.,橡胶单株干胶产量增加，乳胶早凝率降低,钾通常被称为“ 品质元素”,四、养分平衡法计算作物施肥量,科学施肥,是根据作物的需肥规律，土壤供肥特性与肥料效应，在产前提出氮、磷、钾和微肥的适宜用量和比例及其相应的施肥技术。,我国推行的科学施肥方法很多，有养分平衡法，土壤肥力指标法和肥料效应函数法等。,养分平衡法,养分平衡法是以作物与土壤之间养分供求平衡为目的，根据作物需肥量与土壤供肥之差，求得实现计划产量所需肥料量。计算公式为：,计划产量所需养分量,（,Kg/,亩）,土壤供肥量,（,Kg/,亩）,施肥量,（,Kg/,亩）,肥料养分含量,（）,肥料利用率,（）,（一）计划产量所需养分量,作物需肥料可通过分析常见成熟农作物植株的养分含量而获得。,计划产量则是当地作物,3,年平均产品产量再增加,10%-15%,。,常见作物 百公斤经济产量所需养分,Kg,作物 收获物,N P,2,O,5,K,2,O,水稻 籽粒,2.1-2.4 0.9-1.3 2.1-3.3,冬小麦 籽粒,3.0 1.25 2.50,春小麦 籽粒,3.0 1.0 2.50,玉米 籽粒,2.57 0.86 2.14,甘薯 鲜块根,0.35 0.18 0.55,马铃薯 鲜块根,0.50 0.20 1.06,大豆 豆粒,3.09 0.86 2.86,（二）土壤供肥量,1,、田间试验法,在有代表性地块上进行缺乏施该元素肥料的田,间小区，如：,施肥,PK NK NP,玉米产量,Kg/,亩,380 420 450,则该土壤,供氮量为：,（,380/100,）,2.75,9.77Kg/,亩,供磷量为：,（,420/100,）,0.86,3.61Kg/,亩,供钾量为：,（,450/100,）,2.14,9.63Kg/,亩,2,、测土法,利用化学法测定，并利用土壤养分利用,系数进行校正。,土壤有效养分校正系数,（）,100,缺素区作物吸收养分量,（,Kg/,亩）,土壤养分测定值,（,mg/Kg,）,（三）肥料利用率,可利用田间差减法求得：,肥料利用率,（）,100,a,：施肥区农作物吸收养分量,（,Kg/,亩）,b,：不施肥区农作物吸收养分量,（,Kg/,亩）,c,：肥料施用量,（,Kg/,亩）,d,：肥料中养分含量,（）,cd,a,b,一般情况下，化肥的当季利用率为：氮肥,30%-35%,，磷肥,20%-25%,，钾肥,25%-35%,（四）肥料中养分含量,肥料中的养分是一个重要参数，各成品化肥在包装袋上一般有注明。,常用化肥可查表，否则需进行化学测定。,THANK YOU,