【正文】 第二篇 肥料基礎(chǔ)理論 參考書： 《 植物營養(yǎng)學(xué) 》 （上、下冊）（中國農(nóng)大） 《 植物營養(yǎng)與肥料 》 （浙江農(nóng)大） 《 植物營養(yǎng)與施肥 》 （王淑敏） 《 蔬菜營養(yǎng)與施肥技術(shù) 》 （陳倫壽、陸景陵） 緒論（植物營養(yǎng)與肥料部分） 一 、 植物營養(yǎng)學(xué)的基本概念 1. 植物營養(yǎng) （ 1） 定義： 營養(yǎng)物質(zhì) 植物 環(huán)境 （ 2） 主要任務(wù)： 以植物營養(yǎng)原理為理論基礎(chǔ) 達(dá)到高產(chǎn) 、 以施肥或改良植物遺傳特性為手段 優(yōu)質(zhì) 、 高效 。 營養(yǎng)作用 吸收 運(yùn)輸 轉(zhuǎn)化 利用 營養(yǎng)物質(zhì)與 能量交換 2. 肥料 （ 1） 定義： 直接或間接供給植物養(yǎng)分 ， 改善土壤性狀 ， 以提高植物產(chǎn)量和品質(zhì)的物質(zhì) 。 （ 2） 肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用 1） 提高農(nóng)作物產(chǎn)量 2） 改善農(nóng)產(chǎn)品性質(zhì) 3） 改良土壤 ， 提高土壤肥力 。 二 、 植物營養(yǎng)學(xué)的發(fā)展概況 （ 一 ） 早期探索 .海爾蒙特： 1640年 水的營養(yǎng)學(xué)說 ： 19世紀(jì)初 腐殖質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說 （ 二 ） 學(xué)科的建立 李比希 （ 18031873） ： 1840年 植物礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說 ? 要點(diǎn) 土壤中的礦物質(zhì)是一切綠色植物唯一 (主要 )的養(yǎng)料 ，廄肥及其他肥料對于植物生長所起的作用 ， 并不是由于其中所含的有機(jī)質(zhì) ， 而是由于這些有機(jī)質(zhì)在分解時(shí)所形成的礦物質(zhì) 。 ?意義 否定了當(dāng)時(shí)流行的腐殖質(zhì)學(xué)說 ， 說明了植物營養(yǎng)的本質(zhì)；是植物營養(yǎng)學(xué)新舊時(shí)代的分解線和轉(zhuǎn)折點(diǎn) ，使維持土壤肥力的手段從施用有機(jī)肥向施用無機(jī)肥轉(zhuǎn)變有了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 。 實(shí)踐上：促進(jìn)了化肥工業(yè)的發(fā)展；推動(dòng)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展 。 李比希還提出了： 養(yǎng)分歸還學(xué)說 、 最小養(yǎng)分律 。 （ 三 ） 本學(xué)科的發(fā)展 （ 自 20世紀(jì)初以來 ） ?布森高：開創(chuàng)了田間實(shí)驗(yàn)； ?薩克斯 、 克諾普：水培試驗(yàn)的先軀； ?普良尼斯尼柯夫：植物－土壤－肥料相結(jié)合； ?羅宗洛：中山大學(xué) ， 中國最早的研究者 ， 不同氮形態(tài)的 作用等； ?確定植物必需營養(yǎng)元素的標(biāo)準(zhǔn) （ 1939） ?必需元素的發(fā)現(xiàn)和確定 ?有益元素的發(fā)現(xiàn) ?創(chuàng)立植物 “ 營養(yǎng)遺傳學(xué) ” 植物營養(yǎng)學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了： 古典時(shí)期－新古典發(fā)展時(shí)期－現(xiàn)代發(fā)展時(shí)期 (19世紀(jì) ) (20世紀(jì)前半葉 ) (1950’s以來 ) （ 四 ） 面臨的任務(wù) ?利用生物技術(shù)改良植物對營養(yǎng)元素的吸收利用效率 ， 從而提高土壤養(yǎng)分的利用效率 ?信息技術(shù)在植物營養(yǎng)與施肥中的應(yīng)用 。 三 ． 植物營養(yǎng)學(xué)的研究方法和內(nèi)容 （ 一 ） 研究方法 調(diào)查研究 試驗(yàn)研究： 田間試驗(yàn)法 、 盆栽試驗(yàn)法 、 培養(yǎng)試驗(yàn)法 、 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法 、 化學(xué)分析法等 （ 二 ） 內(nèi)容 植物營養(yǎng)原理 肥料學(xué) 植物營養(yǎng)研究法 作物施肥技術(shù) 植物營養(yǎng)與肥料 第八章 植物營養(yǎng)與施肥原理 本章講授內(nèi)容： 內(nèi)容及重點(diǎn)： ?植物的營養(yǎng)成分 （植物必需營養(yǎng)元素） ?植物對養(yǎng)分的吸收 （ 吸收的機(jī)理 ） ?養(yǎng)分在植物體內(nèi)的運(yùn)輸 ?影響植物吸收養(yǎng)分的環(huán)境條件 (元素間的相互關(guān)系 ) ?植物的營養(yǎng)特性 （ 施肥的關(guān)鍵時(shí)期 ） 第一節(jié) 植物的營養(yǎng)成分及養(yǎng)分的吸收 一、植物的組成 75～ 95％水分 5～ 25％干物質(zhì) 煅燒 影響因素： 二、影響植物體內(nèi)礦質(zhì)元素種類和含量的因素 1. 遺傳因素 －－如：禾本科植物需 Si、 淀粉植物塊莖含 K多、豆科植物含 N較多等 2. 環(huán)境條件（生長環(huán)境） －－如：鹽漬土上生長的植物含 Na和 Cl較多、沿海的植物含 I較多、酸性紅壤上的植物含 Al和 Fe較多 新鮮植株 烘干 95％以氣體揮發(fā) 5％灰分 (成分復(fù)雜 ) 其他元素 必需營養(yǎng)元素 非必需營養(yǎng)元素 有益元素 其它元素 植物的營養(yǎng)成分 正常生長植株的干物質(zhì)中營養(yǎng)元素的平均含量 元素 符號(hào) ?mol/克（干重 ） mg/kg % Mo Cu Zn 20 Mn 50 Fe 100 B 20 Cl 100 S P 60 Mg 80 Ca 125 K 250 N 1000 O 30000 45 C 40000 45 H 60000 6 鉬 銅 鋅 錳 鐵 硼 氯 硫 磷 鎂 鈣 鉀 氮 氧 碳 氫 三、植物的必需營養(yǎng)元素 二、植物必需營養(yǎng)元素 （一）標(biāo)準(zhǔn) 1. 這種元素對所有高等植物的生長發(fā)育是不可缺少的。如果缺少該元素，植物就不能完成其生活史 — 必要性 2. 這種元素的功能不能由其它元素所代替。缺乏這種元素時(shí)，植物會(huì)表現(xiàn)出特有的癥狀，只有補(bǔ)充這種元素后癥狀才能減輕或消失 －專一性 3. 這種元素必須直接參與植物的代謝作用，對植物起直接的營養(yǎng)作用，而不是改善環(huán)境的間接作用 －直接性 （二）植物必需營養(yǎng)元素的種類： 16 種 目前 國內(nèi)外公認(rèn)的高等植物所必需的營養(yǎng)元素有 16種 。 它們是碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、硼、錳、銅、鋅、鉬、氯。 Mn B Fe S N C O H Ca K P Cu Cl Zn Mg Mo Ni 非必需營養(yǎng)元素中一些特定的元素，對特定植物的生長發(fā)育有益，或?yàn)槟承┓N類植物所必需，這些元素為 有益元素 。 例：豆科作物 鈷； 藜科作物 鈉； 硅藻和水稻 硅 三、 必需營養(yǎng)元素的分組和來源及功能 C、 H、 O －－ 非礦質(zhì)元素（天然營養(yǎng)元素） 來自空氣和水 大量元素 N、 P、 K －－ 植物營養(yǎng)三要素 (%以上 ) 或肥料三要素 Ca、 Mg、 S －－ 中量元素 礦質(zhì)元素 微量元素 Fe、 Mn、 Zn、 Cu、 來自土壤 (%以下 ) B、 Mo、 Cl、 植物必需營養(yǎng)元素的一般功能 、必需營養(yǎng)元素的主要功能 第一類： C、 H、 O、 N、 S 1. 組成有機(jī)體的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和生活物質(zhì) 2. 組成酶促反應(yīng)的原子基團(tuán) 第二類： P、 B 1. 形成連接大分子的酯鍵 2. 儲(chǔ)存及轉(zhuǎn)換能量 第三類： K、 Mg、 Ca、 Mn、 Cl 維護(hù)細(xì)胞內(nèi)的有序性，如滲透調(diào)節(jié)、電性平衡等 2. 活化酶類 3. 穩(wěn)定細(xì)胞壁和生物膜構(gòu)型 第四類： Fe、 Cu、 Zn、 Mo、 Ni 1. 組成酶輔基 2. 組成電子轉(zhuǎn)移系統(tǒng) 植物必需營養(yǎng)元素的各種功能一般通過植物的表現(xiàn)出來。而當(dāng)植物缺乏或過量吸收某一元素時(shí)，會(huì)出現(xiàn)特定的外部癥狀，這些癥狀統(tǒng)稱為“植物營養(yǎng)失調(diào)癥”，包括“營養(yǎng)元素缺乏癥”和“元素毒害癥”。 必需營養(yǎng)元素間的相互關(guān)系 1. 同等重要律－－ 植物必需營養(yǎng)元素在植物體內(nèi)的數(shù)量不論多少都是同等重要的。 生產(chǎn)上要求： 平衡供給養(yǎng)分 2. 不可代替律－－ 植物的每一種必需營養(yǎng)元素都有特殊的功能，不能被其它元素所代替。 四、植物的根部營養(yǎng) 植物的養(yǎng)分吸收－－是指養(yǎng)分進(jìn)入植物體內(nèi)的過程 植物 離子或無機(jī)分子－ 為主 有機(jī)形態(tài)的物質(zhì)－少部分 植物吸收養(yǎng)分的部位： 礦質(zhì)養(yǎng)分－根為主 ? 根部吸收 氣態(tài)養(yǎng)分－葉為主 ? 葉部吸收 （一）植物根系對無機(jī)養(yǎng)分的吸收 根系對養(yǎng)分吸收的過程包括： ?養(yǎng)分向根表面的遷移 ?養(yǎng)分進(jìn)入質(zhì)外體 ?養(yǎng)分進(jìn)入共質(zhì)體 養(yǎng)分：土壤 根表 根內(nèi) 遷移 吸收 截獲 質(zhì)流 擴(kuò)散 主動(dòng) 被動(dòng) 、土壤養(yǎng)面遷移 截獲（ Interception） ?定義： 是指植物根系在生長過程中直接接觸養(yǎng)分而使養(yǎng)分轉(zhuǎn)移至根表的過程 ?實(shí)質(zhì)： 接觸交換 ?數(shù)量： 約占 1％，遠(yuǎn)小于植物的需要 質(zhì)流（ Mass flow） ?定義： 是指由于水分吸收形成的水流而引起養(yǎng)分離子向根表遷移的過程 ?影響因素： 與蒸騰作用呈正相關(guān) 與離子在土壤溶液中的溶解度呈正相關(guān) ?遷移的離子： 氮 (硝態(tài)氮 )、鈣、鎂、硫 擴(kuò)散（ Diffusion） ?定義： 是指由于植物根系對養(yǎng)分離子的吸收，導(dǎo)致根表離子濃度下降，從而形成土體－根表之間的濃度梯度，使 養(yǎng)分離子從濃度高的土體向濃度低的根表遷移的過程 ?影響因素： 土壤水分含量 養(yǎng)分離子的擴(kuò)散系數(shù) 土壤質(zhì)地 土壤溫度 ?遷移的離子： 磷、鉀、氮 由于質(zhì)外體與外界相通，養(yǎng)分離子能以質(zhì)流、擴(kuò)散或靜電吸引的方式自由進(jìn)入質(zhì)外體也被稱作自由空間 自由空間 －－是指根部某些組織或細(xì)胞能允許外部溶液通過自由擴(kuò)散而進(jìn)入的那些區(qū)域，包括細(xì)胞間隙、細(xì)胞壁到原生質(zhì)膜之間的空隙 習(xí)慣上可分為水分自由空間和杜南自由空間 水分自由空間－－是指被水分占據(jù)并能和外部介質(zhì)溶液達(dá)到物理化學(xué)平衡的那部分質(zhì)外體區(qū)域 杜南自由空間－－是指質(zhì)外體中因受電荷影響，養(yǎng)分離子不能自由移動(dòng)和的那部分區(qū)域擴(kuò)散 、植物根系對離子態(tài)養(yǎng)分的吸收 質(zhì)外體和共質(zhì)體的概念 對于植物的吸收和運(yùn)輸而言，植物體可以分為二部分： 1) 質(zhì)外體（ Apoplast） －－ 指細(xì)胞原生質(zhì)膜以外的