第一章 植物營(yíng)養(yǎng)與施肥原則

養(yǎng)分離子從土壤轉(zhuǎn)入植物體內(nèi)的兩個(gè)過(guò)程：養(yǎng)分離子向根遷移和根對(duì)養(yǎng)分離子的吸收。

養(yǎng)分離子向根部遷移途徑：截獲、擴(kuò)散、集流。

截獲：是指根系在土壤里伸展過(guò)程中吸收直接接觸到的養(yǎng)分。

對(duì)移動(dòng)性小的離子較重要，如Cu、Mg。

擴(kuò)散：是指土壤溶液中當(dāng)某種養(yǎng)分的濃度出現(xiàn)差異時(shí)所引起的養(yǎng)分運(yùn)動(dòng)。速度較慢，每天只有幾毫米。受離子濃度及含水量影響。如P、K。

集流(質(zhì)流)：是因植物蒸騰作用而引起的土壤養(yǎng)分隨土壤水分流動(dòng)的運(yùn)動(dòng)。速度較快，但要求水分和離子濃度足夠大。NO3-之類(lèi)高溶解性的離子的主要吸收機(jī)制。 如N、Ca、B、Mo。

植物對(duì)離子態(tài)養(yǎng)分的吸收(陽(yáng)離子吸收)：被動(dòng)吸收、主動(dòng)吸收。

被動(dòng)吸收：養(yǎng)分進(jìn)入根細(xì)胞內(nèi)需消耗能量的屬物理或化學(xué)的作用 (非代謝吸收)。是植物吸收養(yǎng)分的初級(jí)階段。

主動(dòng)吸收：凡是養(yǎng)分進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)需要消耗能量的,具有選擇性。如逆濃度吸收(代謝吸收)。

載體學(xué)說(shuō)：生物膜上具有某些分子，它們有載運(yùn)離子通過(guò)生物膜的能力，它們對(duì)某種離子具有專(zhuān)性結(jié)合點(diǎn)，因而可以選擇性的運(yùn)載某種離子通過(guò)生物膜。

載體學(xué)說(shuō)比較完善的從理論上解釋了關(guān)于離子主動(dòng)吸收中的三個(gè)基本過(guò)程：

A 離子選擇性吸收;B 離子通過(guò)質(zhì)膜;C 在質(zhì)膜中轉(zhuǎn)移和離子吸收與代謝作用的密切關(guān)系。

離子泵學(xué)說(shuō)：指離子泵可以在逆電化學(xué)勢(shì)梯度的情況下將離子泵入或泵出細(xì)胞膜。

植物對(duì)有機(jī)態(tài)養(yǎng)分的吸收：究竟有機(jī)養(yǎng)分以什么方式進(jìn)入根細(xì)胞，尚無(wú)肯定結(jié)論。

有機(jī)養(yǎng)料的吸收由膜上透過(guò)酶作為載體運(yùn)入細(xì)胞，這個(gè)過(guò)程需消耗能量。

也有人用“胞飲”現(xiàn)象了解釋有機(jī)物的吸收。如蓖麻、松樹(shù)根尖都有這種現(xiàn)象。

葉部吸收(根外營(yíng)養(yǎng))：養(yǎng)分從葉片角質(zhì)層和氣孔進(jìn)入,最后通過(guò)質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。

根外營(yíng)養(yǎng)：植物葉片(包括一部分莖)吸收養(yǎng)料并營(yíng)養(yǎng)其本身的現(xiàn)象。

意義：當(dāng)土壤環(huán)境和水分過(guò)多或過(guò)干等造成根系營(yíng)養(yǎng)吸收受阻或作物生長(zhǎng)后期根系活動(dòng)衰退時(shí)，葉面吸收養(yǎng)料可以彌補(bǔ)根系吸收養(yǎng)料不足，但只能做為根系營(yíng)養(yǎng)的一種補(bǔ)充，而不能代替。

葉面施肥可以解決生產(chǎn)中的某些特殊的問(wèn)題(優(yōu)點(diǎn))：

1、土壤施用微量元素肥料，往往引起養(yǎng)分固定，有效性降低，施用效果差。采用葉面施肥即可快速，經(jīng)濟(jì)的矯治微量元素的缺乏，是微量元素施肥的主導(dǎo)措施。

2、葉面施肥,各種養(yǎng)分物質(zhì)可直接從葉片進(jìn)入體內(nèi)，參與代謝過(guò)程，比土壤施肥快。

3、在脅迫條件下，如土壤干旱，養(yǎng)分有效性低，通過(guò)葉面施肥及時(shí)補(bǔ)充養(yǎng)分。

4、在作物迅速生長(zhǎng)期，通過(guò)葉面施肥補(bǔ)充根系吸收的不足，發(fā)揮高產(chǎn)品種的最大潛力。

5、施用葉面噴肥，在蔬菜作物上可減少推薦施氮的25%，而維持同等產(chǎn)量，從而減少土壤殘留礦質(zhì)氮和植物體內(nèi)硝酸鹽含量，減少對(duì)地下水的污染。

6、在作物生育后期，根系活力下降土壤施肥不可能實(shí)施的情況下，通過(guò)葉面施肥可以促進(jìn)灌漿，使籽粒飽滿(mǎn)。

7、葉面施肥可以改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。

缺點(diǎn)：由于大量元素需要量多，單靠葉面施肥就會(huì)供應(yīng)不足。

根外施肥包括：葉面噴施、注射施肥、打洞填埋、涂抹。優(yōu)點(diǎn)是：用肥少，收效快。

影響植物吸收養(yǎng)分的外界環(huán)境條件：光照、溫度、水分、通氣、反應(yīng)、養(yǎng)分濃度、離子間相互作用。

光照：a)能量的供應(yīng)：吸收養(yǎng)料需要能量,光照充足,光合作用強(qiáng)度大，吸收的能量多，養(yǎng)分吸收也多;b)酶的誘導(dǎo)和代謝途徑上需要光照、硝酸還原酶的激活需要光;c)蒸騰作用：光可調(diào)節(jié)葉子氣孔的開(kāi)關(guān)，而影響蒸騰作用。

溫度：在一定溫度范圍內(nèi)，溫度增加，呼吸作用加強(qiáng)，植物吸收養(yǎng)分的能力也隨著增加。

水分： a)加速肥料的溶解和有機(jī)肥的礦化，促進(jìn)養(yǎng)分釋放;b)釋放土壤中養(yǎng)分的濃度，并加速養(yǎng)分的流失。

通氣：有利于有氧呼吸，也有利于養(yǎng)分的吸收。

主要從三個(gè)方面影響植物對(duì)養(yǎng)分的吸收：1.根系的呼吸作用;2.有毒物質(zhì)的產(chǎn)生;3.土壤養(yǎng)分的形態(tài)和有效性。

土壤反應(yīng)：在酸性反應(yīng)中，植物吸收陰離子多于陽(yáng)離子，而在堿性反應(yīng)中，吸收陽(yáng)離子多于陰離子。土壤反應(yīng)直接影響土壤微生物的活動(dòng)(生物作用)和土中礦物質(zhì)的溶解和沉淀(化學(xué)作用)，因而間接影響了土壤中有效養(yǎng)分的多寡。

養(yǎng)分濃度：植物對(duì)土壤溶液中某些養(yǎng)分的吸收速率，決定于該養(yǎng)分的濃度，這種關(guān)系不是直線(xiàn)關(guān)系，而是一種漸近曲線(xiàn)。

養(yǎng)分全量：指某種營(yíng)養(yǎng)元素在土壤中有效和無(wú)效態(tài)含量的總和。

有效養(yǎng)分：指植物可以直接吸收利用的那部分養(yǎng)分，包括水溶性、交換性、弱酸性。

光照對(duì)根系養(yǎng)分吸收的影響及具體原因：光照可通過(guò)影響植物葉片的光合強(qiáng)度而對(duì)某些酶的活性、氣孔的開(kāi)閉和蒸騰強(qiáng)度等產(chǎn)生間接影響，最終影響到根系對(duì)礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收。

當(dāng)大量施肥，而土壤保持保肥性較弱時(shí)，會(huì)產(chǎn)生“二重圖型”。

土壤pH對(duì)根系養(yǎng)分吸收的影響及具體原因：酸性反應(yīng)時(shí)，根細(xì)胞的蛋白質(zhì)分子帶正電荷為主，故能多吸收外界溶液中的陰離子;堿性反應(yīng)時(shí)，根細(xì)胞的蛋白質(zhì)分子帶負(fù)電荷為主，故能多吸收外界溶液中的陽(yáng)離子。

根系對(duì)養(yǎng)分的調(diào)控機(jī)理：植物根系對(duì)養(yǎng)分吸收的反饋調(diào)節(jié)機(jī)理可使植物在體內(nèi)某一養(yǎng)分離子的含量較高時(shí)，降低其吸收速率;反之，養(yǎng)分缺乏時(shí)，能明顯提高吸收速率。凈吸收速率的降低包括流入量的降低和溢泌量的增加。

酸性土壤上植物生長(zhǎng)不良的原因：氫離子毒害;鋁的毒害;錳的毒害;缺乏有效養(yǎng)分。

影響?zhàn)B分遷移的因素：土壤濕度、養(yǎng)分的吸附和固定、施肥。

列出土壤中養(yǎng)分向根表遷移的幾種方式, 并說(shuō)明氮磷鈣各以那種方式為主? 它們?cè)诟H的分布各有何特點(diǎn)?

① 遷移方式: 截獲、質(zhì)流、擴(kuò)散;② 氮以質(zhì)流為主：土壤吸附弱，移動(dòng)性強(qiáng);磷以擴(kuò)散為主：土壤固定強(qiáng)，土壤溶液中濃度低，移動(dòng)性弱;③ 氮的根際虧缺區(qū)比磷大的多。

植物吸收養(yǎng)分特點(diǎn)：選擇性，累積性，基因型差異。

離子間的相互作用：

a)拮抗作用：是指某一離子的存在能抑制另一離子的吸收。

b)協(xié)助作用：某一離子的存在能促進(jìn)另一離子的吸收。

c)維茨效應(yīng)：外部溶液中Ca2+ 、Mg2+、Al3+等二價(jià)及三價(jià)離子，特別是Ca2+能促進(jìn)K+、Rb+及Br-的吸收，根里面的Ca2+并不影響鉀的吸收。

植物營(yíng)養(yǎng)的遺傳性：植物對(duì)養(yǎng)分的吸收，運(yùn)輸和利用都屬基因型，就是說(shuō)，同一作物不同的品種吸收養(yǎng)分的速率和最大速率以及對(duì)養(yǎng)分的親和力是不相同的。

植物的營(yíng)養(yǎng)特性：

a)共性：所有植物生長(zhǎng)發(fā)育必需16種元素。

b)個(gè)性：不同植物以及同一植物的不同生育期所需養(yǎng)分不同。

植物營(yíng)養(yǎng)期：植物通過(guò)根系由土壤中吸收養(yǎng)分的整個(gè)時(shí)期。

植物營(yíng)養(yǎng)的階段性：一般作物吸收三要素的規(guī)律是：生長(zhǎng)初期吸收的數(shù)量和強(qiáng)度都較低，隨著生長(zhǎng)期的推移，對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收逐漸增加，到成熟階段，又趨于減少。

植物營(yíng)養(yǎng)臨界期：是指營(yíng)養(yǎng)元素過(guò)多或過(guò)少或營(yíng)養(yǎng)元素間的不平衡，對(duì)于植物生長(zhǎng)發(fā)育起著明顯不良的那段時(shí)間。

磷的營(yíng)養(yǎng)臨界期：大多數(shù)植物在幼苗期，具體如冬小麥在分蘗始期，棉花和油菜在幼苗期，玉米在三葉期。

氮的營(yíng)養(yǎng)臨界期：水稻在三葉期，本田在幼穗分化期，雜交水稻本田在分蘗期，棉花在現(xiàn)蕾期。小麥、玉米一般在分蘗期和幼穗分化期。

鉀的營(yíng)養(yǎng)臨界期：水稻在分蘗初期和幼穗形成期。

植物營(yíng)養(yǎng)最大效率期：指營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)能產(chǎn)生最大效率的那段時(shí)期。

玉米氮素最大效率期在喇叭口到抽穗初期;小麥氮素在拔節(jié)到抽穗期;棉花氮素，磷素在開(kāi)花結(jié)鈴期，水稻氮素是分蘗期。

陽(yáng)離子交換：被土壤負(fù)電荷吸引的陽(yáng)離子可以被其他陽(yáng)離子交換出來(lái)，所以稱(chēng)為交換性陽(yáng)離子，它的總量稱(chēng)為陽(yáng)離子交換量CEC。

作物吸鈣作的能力：是指作物能吸收難溶性磷酸鹽中磷的能力。

根的CEC較大的作物，對(duì)難溶性磷酸鹽具有較大的吸收能力。因?yàn)樗cCa的結(jié)合能力較大，故能利用難溶性磷酸鹽中的磷，根據(jù)CaO/P2O5的比率來(lái)衡量這一能力。

水稻根中有一條“乙醇酸途徑” 可產(chǎn)生過(guò)氧化氫，是水稻根部產(chǎn)生氧化力的一條特殊代謝途徑。施用氮肥能促進(jìn)提高根系氧化力。

根際：是指作物根系對(duì)土壤理化、生物性質(zhì)能產(chǎn)生顯著影響的那部分特殊的“根區(qū)土壤” 通常指根表周?chē)?-4mm土壤。

參與植物營(yíng)養(yǎng)的微生物區(qū)可分為：細(xì)菌化營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型、真菌化營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型(區(qū)別在于在供給植物營(yíng)養(yǎng)上，前者是細(xì)菌起主要作用，后者反之)

細(xì)菌化營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型：固氮菌

真菌化營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型：菌根，不僅能吸收水分和養(yǎng)分，轉(zhuǎn)而營(yíng)養(yǎng)植物，有的還能形成生長(zhǎng)素，促進(jìn)植株根系生長(zhǎng)。

當(dāng)土壤養(yǎng)分不足時(shí)，微生物和高等植物之間會(huì)競(jìng)爭(zhēng)養(yǎng)分。

平衡施肥：均衡地供應(yīng)作物各種必需的營(yíng)養(yǎng)元素的施肥原則。

意義：能促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，加速并擴(kuò)大植物和動(dòng)物的生產(chǎn)。

施肥方法：撒肥、帶施、條施、穴施、深施、根外追肥(葉面噴施、注射施肥、打洞填埋、涂抹)。

土壤中的有機(jī)質(zhì)不只可以供給有效磷，還可以活化土壤中的磷。

有機(jī)肥中的鉀的有效性較高，植物能吸收利用。就鉀肥而言，有機(jī)肥可以代替化學(xué)肥料。

有機(jī)肥優(yōu)點(diǎn)：營(yíng)養(yǎng)全面，肥效長(zhǎng)，含有一定的有機(jī)質(zhì)，促進(jìn)微生物繁殖，改善土田理化性質(zhì)，提高肥力，使廢棄物再度利用，減少化肥投入，保護(hù)環(huán)境

缺點(diǎn)：肥效緩慢;有機(jī)質(zhì)容積會(huì)釋放有害物質(zhì);有機(jī)肥施肥數(shù)量大，耗費(fèi)勞力。

無(wú)機(jī)肥優(yōu)點(diǎn)：含量高，施用量少。

缺點(diǎn)：養(yǎng)分種類(lèi)單一，長(zhǎng)期施用會(huì)造成土田板結(jié);肥效短而猛，易流失，污染環(huán)境;長(zhǎng)期施用可抑制土田微生物的活動(dòng)，導(dǎo)致土田的理化性質(zhì)降低。

有機(jī)肥與化學(xué)肥料配合施用的優(yōu)越性：a)提高土壤主要養(yǎng)分;b)活化土壤中的磷，減少無(wú)機(jī)磷的固定;c)提高土壤中微量元素的有效性。

有機(jī)肥料還可以改善土壤結(jié)構(gòu)，形成微團(tuán)聚體，從而提高土壤肥力。