第一节;植物营养与化学肥料

植物营养与化学肥料主讲：张荣品本讲内容一、合理施肥的基本知识二、主要作物的施肥三、合理施肥的要诀前言农化服务的中心任务是合理施肥实现高产、优质、高效的综合目标必须合理施肥只有掌握了植物营养、土壤性质和肥料性质与施肥的基本知识才能做到合理施肥植物（作物）是施肥的对象土壤是施肥的条件肥料是作物丰产的物质保证施肥原理与施肥技术是施肥指导植物土壤肥料高产优质高效合理施肥的基本知识1.植物营养与施肥2.土壤性质与施肥3.肥料性质与施肥1.植物营养与施肥植物的必需营养元素植物生长的6个基本条件是:光照、温度、水分、养分、空气和支撑.目前公认植物的16种必需营养元素是:碳(C)、氧(O)、氢(H)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)、铁(Fe)、硼(B)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)和氯(Cl).有学者认为:镍是第17种必需营养元素.植物体内必需营养元素的平均含量大量营养元素%中量营养元素%微量营养元素mg/kg碳45钙0.5氯100氧45镁0.2铁100氢6硫0.1锰50氮1.5硼20磷0.2锌20钾1.0铜6钼0.1大量营养元素可利用形态中量营养元素可利用形态微量营养元素可利用形态碳CO2钙Ca2+氯Cl-氧O2镁Mg2+铁Fe2+氢H2O硫SO42-锰Mn2+氮NO3-NH4+硼H2BO3,B4O72-磷H2PO4-HPO42-锌Zn2+钾K+铜Cu2+,Cu+钼MoO42-植物必需营养元素的可利用形态植物所需养分的来源H2OCO2N2O2NPKCaMgSFeBMnCuZnMoCl提示1.高等植物（作物）所必需的16种营养元素及其主要生理功能是合理施肥的营养学基础。2.16种必需营养元素是同等重要和不可替代的，它是合理施肥的指导思想。3.植物营养缺素症是一种生理病害，只有通过合理施肥才能解决。2.土壤性质与施肥长期风化、微生物参与岩石土壤土壤区别于岩石的本质特征－肥力土壤肥力因素－水分、养分、空气、热量土壤肥力－土壤能够不断提供和协调作物对水、肥、气、热要求的能力。土壤的由来和土壤肥力1.土壤肥力是各种肥力因素的综合表现。2.土壤类型不同，土壤肥力各异。3.土壤肥力是可变的，它可以变好，也可以变坏。提示：三相比例(占土壤容积%)液相水分15%—35%气相空气35%—15%固相有机物质、矿物质约占50%，土粒、小动物和其中:矿物质38%微生物有机物质12%土壤的物质组成提示：由于三相比例不同，构成不同肥力的各类土壤土壤有机质的作用⑴植物养分的重要来源——土壤有机质分解以后可为植物提供各种养分，特别是氮素。因为土壤矿物质一般不含氮素。⑵提高土壤的保蓄性和缓冲性——土壤有机质中的有机胶体带有大量负电荷，能吸附大量的阳离子和水分（比粘粒大几倍甚至几十倍）。同时能提高土壤对酸、碱的缓冲性。土壤有机质的作用（续）⑶改善土壤物理性质——土壤有机质的粘性只有粘粒的几分之一，所以它能降低粘性土壤的粘性。土壤有机胶体是形成水稳性团粒结构不可缺少的胶结物质，因而可以提高砂土的团聚性。土壤中有机态氮占全氮的98%—99%土壤中无机态磷占全磷的75%—90%（难溶性磷酸盐为主）土壤中矿物态钾占全钾的90%以上土壤是作物的营养“库”，为什么还要施肥？提示：这表明土壤库中养分总量并不少，但不能满足作物需要的原因。只有合理施肥才能获得作物高产。土壤中的极微细的粘粒（无机胶体）和腐殖质（有机胶体）一般带负电荷。它以静电引力的方式把数量相同的阳离子（NH4+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe3+）聚集在自己的表面，相对牢固地保持着，使其不致溶解于水，从而具有保肥性。有时土壤胶体有带正电的部位，可与阴离子进行交换反应，不过反应很微弱。土壤的吸附性提示：易被吸附的有磷酸离子、硅酸离子和有机酸离子等很少被吸附或不被吸附的有Cl-、NO3-、NO2-等介于前两类之间的有SO42-、CO32-等北方土壤一般为中性—碱性pH在7.0—8.5之间南方土壤一般为酸性pH在5.0—6.5之间问题：北方石灰性土壤由于pH较高，水溶性磷肥施入土中后，易与钙（Ca2+）离子作用生产磷酸钙，从而降低肥效。同时，微量元素的有效性低。南方酸性土壤，水溶性磷肥施入土中后，易与游离的铁、铝离子生成磷酸铁（铝）沉淀，从而降低肥效。同时酸性土壤易缺钼。改良措施：酸性土施用石灰。碱土（pH＞9）施用石膏。土壤酸碱性(pH)•定义：土壤酸碱性是指土壤溶液中H+和OH-浓度的比例。土壤酸碱性的大小称为酸碱度，常用pH来表示。土壤酸碱性与微量元素有效性的关系3.肥料性质与施肥有机肥料有机肥料及其施用特点：种类多、来源广、数量大。种类：主要有粪尿肥、秸秆肥、绿肥等为主养分形态：以有机态为主，需经微生物分解才能释放养分，供作物吸收。因此肥效慢，但持久。养分种类：有机肥的养分含量低，但含养分齐全一般称为完全肥料作用：除了供应养分外，由于它含有不同数量有机质，有机质经微生物分解形成腐殖质具有良好的改土作用(做基肥施用)。提示：•增施有机肥是农田基本建设的一项重要措施•有机肥与化肥是两类不同性质的肥料，二者配合施用可以取长补短，提高肥效有机肥料与化学肥料的比较有机肥料化学肥料1.含有一定数量的有机质有显著的改土作用1.只能供给作物矿质养分不含有机物质，一般没有直接的改土作用2.含养分种类多，但养分含量低2.养分含量高，但养分种类比较单一3.供肥时间长、肥效缓慢3.肥效快、供养分数量多，但肥效不能持久4.既能促进作物的生长，又能保水保肥，有利于化学肥料发挥作用4.含养分浓度大，容易挥发、淋失或发生强烈的化学固定，肥效明显降低化学肥料氮肥及其施用形态：铵态、硝酸态和酰胺态三类。品种：有碳铵、硫铵、硝铵和尿素等。当季利用率：平均35％，特点是变幅大。去向：作物吸收、土壤残留和损失损失途径：氨的挥发、硝酸盐的淋失、反硝化脱氮作用。氮肥及其施用（续）氮肥的施肥原则所有铵态氮肥和尿素均应深施覆土硝酸态氮肥不宜用于水田尿素因需转化应提前几天施用铵态氮肥不应与碱性肥料混用•目前氮肥利用率不高的原因(1)养分损失－包括铵态氮肥的氨挥发，硝酸态氮肥和尿素的直接淋失和反硝化作用引起的脱氮损失。(2)过量施肥－作物吸氮量是有限度的，过量施用肥利用率必然下降。(3)养分配比不当－由于偏施氮肥。使得养分比例不平衡，影响作物对氮肥的吸收利用氮肥及其施用（续）•提高氮肥肥效的措施(1)农艺方面：深施覆土,配方施肥等(2)化工方面：长效碳铵，涂层尿素及控释尿素等氮肥及其施用（续）形态：分水溶性、弱酸溶性（枸溶性）和酸溶性三种品种：过磷酸钙、重过磷酸钙、钙镁磷肥和磷矿粉当季利用率：一般为10％-25％原因：化学固定，如形成磷酸钙或磷酸铁、铝。磷肥及其施用提高肥效的原则和方法原则：减少固定、增加根系接触方法：集中施用，分层施用，与有机肥混合施用、根外追肥。提示：1.被固定的磷在适宜条件下是可以被作物利用的；2.磷肥当季利用率不高，但后效较长；3.通过施磷肥可以提高土壤速效磷含量。钾肥及其施用•品种：硫酸钾、氯化钾•选择原则：土壤条件：缺硫的土壤应选用硫酸钾，盐碱地不应用氯化钾。作物种类：对氯敏感的作物（如烟草、马铃薯、葡萄、茶树等）应选用硫酸钾对喜硫作物（如葱蒜）应用硫酸钾。肥料价格：硫酸钾比较贵，除特殊情况外，一般可用氯化钾。灌排条件：有灌排条件或多雨地区可用氯化钾。钾肥及其施用（续）•合理分配和施用的原则：1.优先施于喜钾作物，如豆类、薯类、甜菜、棉花、麻类、烟草、果树等。2.优先施于缺钾土壤；首先是南方土壤，北方土壤施钾也显效。3.优先施于高产田，可以发挥平衡施肥的作用。(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，影响锌肥的有效性。(2)施用不均匀由于微肥用量少，不易施得均匀。使得局部土壤中微肥浓度过高而造成毒害。因为许多微量元素从缺乏到过量之间的浓度范围相当窄，易使作物中毒。(3)易污染环境许多微量元素既是营养元素，又是重金属如锌、铜、锰，一旦施肥过量极易污染环境，有碍人畜健康。只有在土壤极度缺乏时才采取土施基肥的方法土壤施用固体微肥会出现的问题(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，从而避免土壤固定而降低有效性。叶面喷施微肥效果好(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。叶面喷施微肥效果好（续）⑴由于推广高产良种，作物单产不断提高，作物随收获物从土壤中带走的养分（包括微量元素养分）也随之增加。⑵氮、磷、钾化肥的每亩投入量逐年上升，加剧了营养元素之间的不平衡性，致使各地农田缺乏微量元素的面积日益扩大。⑶目前农田有机肥料用量明显减少，土壤中微量元素得不到补充，从而使作物对微量元素的需求与土壤供应微量元素之间的矛盾日益尖锐。施用微肥的增产原因复合(混)肥料及其施用定义：含有NPK中两种或三种的化肥统称为复合肥料。化学合成的如磷铵、硝酸钾称为二元复合肥料在基质肥料基础上与单质肥料混配成的三元肥料称为复混肥料。其中有无机复混肥和有机无机复混肥两类。肥料混合的原则：•肥料混合后，物理性状不能变坏。•肥料混合后，养分不受损失。•肥料在运输和机施过程中不发生分离现象。•肥料混合应有利于提高肥效和工效。⑴考虑作物种类：一般粮食作物应选用氮磷含量较高的复混肥；豆科作物宜选用磷钾含量较高的复混肥。某些经济作物应选用与当地土壤和作物相适应的三元复混肥。⑵考虑土壤条件：水稻田应选用磷铵系列的复混肥；盐碱地和对氯敏感作物不能选用含氯的复混肥。⑶考虑土壤供肥水平：据此调整复混肥配方，充分发挥复混肥的优越性，提高肥效。但复混肥配方不宜太多，否则不便于生产。选用复混肥料的原则⑴最好作基肥可以满足作物中后期对磷钾养分的大量需要。⑵用作种肥（如玉米点播、穴施）易烧苗，不安全。⑶三元复混肥不宜作追肥，否则易造成磷钾资源的浪费。⑷与单质氮肥配施（作追肥），使之最终适合作物的营养要求。复混肥料的施用技术二、主要作物的施肥1.概述各类作物的营养特性与施肥第一类为禾谷类作物，如小麦、玉米、水稻、谷子、高粱等。他们对氮磷肥反应都较好。因此，增施氮磷肥增产效果明显。各类作物的营养特性与施肥（续）第二类为经济作物，如棉花、烟草等。它们对养分的需要量比禾谷类作物多。它们对磷钾肥料反应敏感。在施氮肥的基础上施用磷钾肥能明显提高产量和改善品质。各类作物的营养特性与施肥（续）第三类为豆科作物，如大豆、花生、豆科绿肥等。因为它们有与其共生的根瘤菌，能提供一定数量的氮源。在施肥上应适当减少氮肥用量，增加磷钾肥数量。各类作物的营养特性与施肥（续）第四类为蔬菜作物。它们的营养特性:叶类需氮多，根菜类需磷钾多，果菜类需氮磷多。此外，由于蔬菜作物的单产高，吸肥量大，经济效益高，因而投肥也比大田作物多。蔬菜的营养共性与施肥养分需要量大：多数蔬菜由于生育期较短，一年复种数茬。每公顷年产商品菜数量相当可观，从土壤中带走的养分相当多，为此，蔬菜每公顷的需肥量比粮食作物多得多。蔬菜的营养共性与施肥（续）带走的养分多：蔬菜属收获期养分非转移型作物，茎叶与可食器官之间的养分含量相差小。蔬菜茎叶中的养分含量一直处于较高水平，使其能适应菜地的高肥浓度，同时需要较高的施肥水平。蔬菜的营养共性与施肥（续）对某些养分有特殊需求：蔬菜喜硝酸态氮；对钾的需求量大；对缺硼和缺钼比较敏感。果树营养的特点与施肥多年生：果树在一地块生长结果多年，土壤中的某些营养元素缺乏会越来越严重。元素之间往往失去平衡。1～2年生作物可通过轮作倒茬和施肥来解决；而果树必须通过合理施肥和土壤管理来解决。果树营养的特点与施肥（续）贮藏营养:果树的枝干、根和常绿果树的叶都贮藏有大量营养物质，可供果树较长时期用于生长结果。为了