【正文】 第二篇 肥料基礎理論 參考書： 《 植物營養(yǎng)學 》 （上、下冊）（中國農大） 《 植物營養(yǎng)與肥料 》 （浙江農大） 《 植物營養(yǎng)與施肥 》 （王淑敏） 《 蔬菜營養(yǎng)與施肥技術 》 （陳倫壽、陸景陵） 緒論（植物營養(yǎng)與肥料部分） 一 、 植物營養(yǎng)學的基本概念 1. 植物營養(yǎng) （ 1） 定義： 營養(yǎng)物質 植物 環(huán)境 （ 2） 主要任務： 以植物營養(yǎng)原理為理論基礎 達到高產 、 以施肥或改良植物遺傳特性為手段 優(yōu)質 、 高效 。 營養(yǎng)作用 吸收 運輸 轉化 利用 營養(yǎng)物質與 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 ， 以提高植物產量和品質的物質 。 （ 2） 肥料在農業(yè)生產中的作用 1） 提高農作物產量 2） 改善農產品性質 3） 改良土壤 ， 提高土壤肥力 。 二 、 植物營養(yǎng)學的發(fā)展概況 （ 一 ） 早期探索 .海爾蒙特： 1640年 水的營養(yǎng)學說 ： 19世紀初 腐殖質營養(yǎng)學說 （ 二 ） 學科的建立 李比希 （ 18031873） ： 1840年 植物礦質營養(yǎng)學說 ? 要點 土壤中的礦物質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質 ， 而是由于這些有機質在分解時所形成的礦物質 。 ?意義 否定了當時流行的腐殖質學說 ， 說明了植物營養(yǎng)的本質；是植物營養(yǎng)學新舊時代的分解線和轉折點 ，使維持土壤肥力的手段從施用有機肥向施用無機肥轉變有了堅實的基礎 。 實踐上：促進了化肥工業(yè)的發(fā)展；推動了農業(yè)生產的發(fā)展 。 李比希還提出了： 養(yǎng)分歸還學說 、 最小養(yǎng)分律 。 （ 三 ） 本學科的發(fā)展 （ 自 20世紀初以來 ） ?布森高：開創(chuàng)了田間實驗； ?薩克斯 、 克諾普：水培試驗的先軀； ?普良尼斯尼柯夫：植物－土壤－肥料相結合； ?羅宗洛：中山大學 ， 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)元素的標準 （ 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 ” 植物營養(yǎng)學的發(fā)展經歷了： 古典時期－新古典發(fā)展時期－現(xiàn)代發(fā)展時期 (19世紀 ) (20世紀前半葉 ) (1950’s以來 ) （ 四 ） 面臨的任務 ?利用生物技術改良植物對營養(yǎng)元素的吸收利用效率 ， 從而提高土壤養(yǎng)分的利用效率 ?信息技術在植物營養(yǎng)與施肥中的應用 。 三 ． 植物營養(yǎng)學的研究方法和內容 （ 一 ） 研究方法 調查研究 試驗研究： 田間試驗法 、 盆栽試驗法 、 培養(yǎng)試驗法 、 數(shù)理統(tǒng)計法 、 化學分析法等 （ 二 ） 內容 植物營養(yǎng)原理 肥料學 植物營養(yǎng)研究法 作物施肥技術 植物營養(yǎng)與肥料 第八章 植物營養(yǎng)與施肥原理 本章講授內容： 內容及重點： ?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 （ 吸收的機理 ） ?養(yǎng)分在植物體內的運輸 ?影響植物吸收養(yǎng)分的環(huán)境條件 (元素間的相互關系 ) ?植物的營養(yǎng)特性 （ 施肥的關鍵時期 ） 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 煅燒 影響因素： 二、影響植物體內礦質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中營養(yǎng)元素的平均含量 元素 符號 ?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）標準 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，植物會表現(xiàn)出特有的癥狀，只有補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 國內外公認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，或為某些種類植物所必需，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. 組成有機體的結構物質和生活物質 2. 組成酶促反應的原子基團 第二類： P、 B 1. 形成連接大分子的酯鍵 2. 儲存及轉換能量 第三類： K、 Mg、 Ca、 Mn、 Cl 維護細胞內的有序性，如滲透調節(jié)、電性平衡等 2. 活化酶類 3. 穩(wěn)定細胞壁和生物膜構型 第四類： Fe、 Cu、 Zn、 Mo、 Ni 1. 組成酶輔基 2. 組成電子轉移系統(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。而當植物缺乏或過量吸收某一元素時，會出現(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)元素間的相互關系 1. 同等重要律－－ 植物必需營養(yǎng)元素在植物體內的數(shù)量不論多少都是同等重要的。 生產上要求： 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)分進入植物體內的過程 植物 離子或無機分子－ 為主 有機形態(tài)的物質－少部分 植物吸收養(yǎng)分的部位： 礦質養(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)分進入質外體 ?養(yǎng)分進入共質體 養(yǎng)分：土壤 根表 根內 遷移 吸收 截獲 質流 擴散 主動 被動 、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)分轉移至根表的過程 ?實質： 接觸交換 ?數(shù)量： 約占 1％，遠小于植物的需要 質流（ 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 與離子在土壤溶液中的溶解度呈正相關 ?遷移的離子： 氮 (硝態(tài)氮 )、鈣、鎂、硫 擴散（ Diffusion） ?定義： 是指由于植物根系對養(yǎng)分離子的吸收，導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)分離子的擴散系數(shù) 土壤質地 土壤溫度 ?遷移的離子： 磷、鉀、氮 由于質外體與外界相通，養(yǎng)分離子能以質流、擴散或靜電吸引的方式自由進入質外體也被稱作自由空間 自由空間 －－是指根部某些組織或細胞能允許外部溶液通過自由擴散而進入的那些區(qū)域，包括細胞間隙、細胞壁到原生質膜之間的空隙 習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)并能和外部介質溶液達到物理化學平衡的那部分質外體區(qū)域 杜南自由空間－－是指質外體中因受電荷影響，養(yǎng)分離子不能自由移動和的那部分區(qū)域擴散 、植物根系對離子態(tài)養(yǎng)分的吸收 質外體和共質體的概念 對于植物的吸收和運輸而言，植物體可以分為二部分： 1) 質外體（ Apoplast） －－ 指細胞原生質膜以外的