第六章 植物营养概论
二、植物营养学的主要领域
植物营养学：研究植物对营养物质的吸收、运输、转化和利用的规律及植物与外环境之间的营养物质和能量交换的科学。
植物营养学与多个学科交叉，目前其主要领域包括如下：
1.植物矿质营养生理学
2.根际微生态系统中的物质环境及其调控
3.逆境植物营养生理学
4.作物产量生理学
5.植物营养生态学
6.植物矿质营养遗传学
7.植物土壤营养
8.肥料学与优化平衡施肥
三、植物营养学的研究方法
1.田间生物方法
1）最基本的研究方法
2）接近于生产条件
3）比较客观地反映农业实际
4）结果对生产更有实际的和直接的指导意义
5）其他试验结果在应用于生产以前，都应该通过田间试验的检验
2.模拟研究方法
通常叫盆栽试验或培养试验
特点：在人工严格的控制条件下，在特定的营养环境下对植物的营养问题进行研究。
优点：便于调控水、肥、气、热和光照等因素，有利于开展单因子的研究和开展在田间条件下难于举行的探索性试验。
-----结果都停留在理论阶段，只有通过田间试验进一步检验，才能应用于生产。
方法：土培、砂培和水培（溶液培养）等
3.植物根系和根际研究方法
根系：摄取、运输和储存营养物质以及合成一系列有机化合物的器官，是植物的地下生长部位。
根系研究近年来发展迅速。
主要领域有：根系生态学、根系生理学、根系解剖学
根际是受植物根系生理活动的影响，在物理、化学和生理学特征上不同于原土体的特殊区域，是土壤-植物根-微生物三者相互作用的场所。根际研究在理论及生产实践上都有重大意义。
4.生物统计和生物数学的方法
在近代植物营养研究中，数理统计已成为指导试验设计、检验试验数据资料不可缺少的手段和方法。
优点：能正确对试验方法进行设计和研究试验误差出现的规律性，从而确定误差的估计方法，帮助试验者评定试验结果的可靠性，能客观地认识试验资料，合理地判断试验结果，从而做出正确的科学结论。
近态：计算机技术的应用-数学模拟、数学模型
其它：p166-167
5.近代物理化学、生物化学 和仪器分析方法
6.核技术研究方法
7.酶学诊断法
8.植物营养诊断与调查研究法
第二节 植物的营养成分
一、植物的组成和必须营养元素的概念
植物新鲜植物中含水分75%—95%，干物质含量5%—25%，干物质中有机质占绝大部分，约占干物重的95%，主要元素为C、H、O、N四种，灰分中主要是各种金属氧化物、磷酸盐及氯化物等，亦称矿质元素，包括P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、Zn、Cu、Mo、B、Cl、Si、Na、Se、Al、Hg、Se等，这些化学元素的含量和种类要受到土壤的物质组成，植物种类，气候条件，栽培技术等多种因素的影响。
必须营养元素的概念
判断植物必需的营养元素应该满足
以下三个标准:
（1）这种元素对植物的营养生长和生殖生长是必要
（2）缺少该元素植物会显示出特殊的症状（缺素症），满足这一元素，该症状消失而恢复正常；
（3）这种元素必须对植物起直接营养作用，而不是间接作用。某一化学元素只有符合这三条标准才能确定为植物必需的营养元素。
三、必须营养元素的一般营养功能
K.Mengle和E.A.Kirkby把植物必须营养元素分为四组，
1.有机体的主要组分：C、H、O、N和S
2.P、B（Si）
3.K（Na)、Mg、Mn、Cl
4.Fe、Cu、Zn、Mo
其主要营养功能如见p170
第三节 植物对养分的吸收
离子从土壤进入植物体内包括离子向根迁移和根对养分离子的吸收两个过程
一、养分离子向根表的迁移
三种方式：
1.截获：植物根系纵横交错分布于土壤中，与土粒密切接触而吸收的养分，这一养分过程称为根系截获。对于氮、磷、钾来讲，根系截获量占总养分吸收量的百分之几。
2.质流 离子态养分还可通过质流的方式到达根表。植物的蒸腾作用，消耗了根际周围土壤中的水分，使其含水量降低，促进了根际以外的水分向根表流动，以补充水分的消耗，溶解在土壤水中的养分也会随之而到达根表，这种现象，称之为“质流”。
3.扩散 当根系对养分的吸收大于养分由质流方式迁移到根表的速率，这时根表面养分离子浓度下降，根际土壤中养分浓度也不同程度地减少，根际与周围土体之间产生浓度梯度，高浓度养分向低浓度扩散，土体中的养分向根表迁移，这种现象称之为“扩散”。
二、植物对离子态养分的吸收
养分离子被植物吸收而进入植物细胞内的方式包括被动吸收和主动吸收。凡是进入根细胞内需要消耗能量、逆化学势梯度吸收称主动吸收；养分离子进入根细胞内不需供给能量、顺化学势梯度吸收称为被动吸收。
（一）被动吸收
1.概念：又称非代谢吸收，是一种顺电化学势梯度的吸收过程，不需消耗能量。
特点： 1. 顺电化学势梯度
2. 没有选择性
3. 不消耗能量
2.方式
（1）简单扩散：当细胞或根系中养分的浓度低于外界环境时，离子较易进入根中，并在很短时间内与外界溶液达到平衡，发生被动吸收。
（2）杜南扩散：植物吸收离子的过程中，即使细胞内某些离子是浓度已经超过外界溶液离子浓度，外界离子仍能向细胞内移动，这是因为植物细胞是质膜具有半透性，在细胞内含有带负电荷的蛋白质分子（R-），它虽然不能扩散到细胞外，但能够与阳离子形成相应的盐，如与Na+生成 NaR。
（二）主动吸收：
概念：养分离子逆电化学势梯度进入植物细胞内的现象。它需要消耗生物代谢能量。
特点： 1. 养分逆电化学势梯度积累
2.吸收被代谢抑制剂（如KCN）所抑制，吸收需要消耗代谢提供的能量。
3.不同溶质之间有竞争。
4.吸收浓度与细胞外的浓度梯度呈线性关系，吸收具有饱和性。
5.吸收具有选择性。
6.温度系数高
载体学说和离子泵学说
1.载体学说
一般认为，载体是生物膜上能携带离子穿过膜的蛋白质或其他物质。当无机离子跨膜运输时，离子首先要结合在膜上，这一结合过程与底物和酶的结合原理相同。尽管对载体的真正性质及类型认识很少，但大多数人认为载体是类脂分子，它可以透过生物膜，在膜内扩散能力强，可能是磷脂的衍生物或是具有脂类特性的肽。有的资料认为，载体可能是质膜上存在的某些蛋白质，也可能是酶，它能与某些特定的蛋白质分子相结合，透过膜运送离子。或是一些在膜内经常发生构型变化的蛋白质分子在它改变其形状及位置时，使离子运输过膜。载体学说是以酶的动力学为其理论依据的。
载体学说能够比较圆满的从理论上解释关于离子吸收中的三个基本问题，即：
（1）离子的选择性吸收 ；
（2）离子通过质膜以及在质膜上的转移
（3）离子吸收与代谢的关系。
载体运输的机理有几种不同的模型，即：载体带着离子在膜内扩散的扩散模型；载体蛋白变构使载体与底物的亲和力儿童将离子释放到膜内的变构模型；和载体带着离子在质膜上旋转将离子“甩”进质膜内的旋转模型。在这些作用机理中，常用扩散模型和变构模型来解释离子的主动运输（吸收）。
总之对物质的跨膜运输来说，一般的营养物质，尤其是离子，运输的主要动力是引起跨膜电位梯度的H+—ATP酶。离子吸收与ATP 酶活性之间有很好的相关性。
2.离子泵学说
?质膜上存在致电的ATP酶质子泵（H+—ATP酶），H+—ATP酶水解ATP，释放能量，向膜外分泌H+，从而产生跨膜的电化学梯度（pH梯度和电位差）△μH+（=△pH+△Ψ），△μH+即是其它离子越膜进入细胞的驱动力。在△μH+驱动下，阳离子即可通过单向转递体（运输蛋白或离子通道）进入细胞；阴离子和中性分子通过H+偶联的共向转递体进入细胞。
三、影响养分吸收的因素
1.光照
直接影响光合产物的数量，而植物的光和产物（如糖及碳水化合物）被运送到根部，能为矿质养分的吸收提供必须的能量及受体。
2.温度
由于根系对养分的吸收主要以来于根系呼吸作用所提供的能量状况，而呼吸作应过程中一系列的酶促反映对温度又非常敏感，所以，温度对养分的吸收也有很大的影响。一般在6~38℃的范围内，养分吸收随温度升高使体内酶钝化，从而减少了可结合养分离子载体的数目，同时高温使细胞膜透性增大，增加了矿质养分是被动溢泌。这是高温引起植物对矿质元素的吸收速率下降的主要缘故，低温往往使植物是代谢活性降低，从而减少养分的吸收量。
3.土壤通气
土壤的通气状况主要从三个方面影响植物对养分的吸收：一是根系的呼吸作用；二是有毒物质的产生；三是土壤养分的形态和有效性。
通气良好的环境，能使根部供氧状况良好，并能促使呼吸产生的二氧化碳从根际散失。这一过程对根系正常发育、根的有氧代谢以及离子的呼吸都具有 十分重要是意义。
根部有氧呼吸所需要的氧气主要是有根际土壤空气提供的。水稻的活体根在有氧和缺氧的条件下，其呼吸强度大体相同；离体根在缺氧是条件下，呼吸强度在短时间没急剧减小。
4.土壤PH
土壤反映对植物根系吸收离子的影响很大。PH对离子的影响主要是通过根表面。特别是细胞壁上的电荷变化及其与K+,Cu2+,Mg2+等阳离子的竞争作用表现出来的。
pH改变了介质中H+ 和OH-的比例，并对植物的养分吸收有很显著的影响。当外界溶液pH值较低时，抑制可植物对NH4+-N的吸收；而介质pH较高时，则会抑制NO3--N的吸收，而对NH4+-N的数量有所增加。
5.土壤水分
水分是养分溶解、迁移的介质，土壤中肥料的溶解、有机肥的矿化、营养的迁移都离不开水分
6.离子间的相互作用
影响植物对不同离子的吸收，其中比较重要的有颉颃（ xié háng ）作用和协同作用
五、叶部对养分的吸收
叶部吸收养分，称叶部营养或根外营养，叶部吸收养分的形态和根部相同。对于植物所需的大量营养元素来讲，叶部营养是补充根部营养的一种辅助手段，而对于大部分微量营养元素来说，叶部营养是补充养分的主要方式之一。
第四节 植物对养分的运输与利用
质外体和共质体的概念
对于植物的吸收和运输而言，植物体可以分为二部分：
1) 质外体（Apoplast）－－指细胞原生质膜以外的空间，包括细胞壁、细胞间隙和木质部导管。
2)共质体（Symplast）－－指原生质膜以内的物质和空间，包括原生质体、内膜系统及胞间连丝等。
胞间连丝－－相邻细胞之间的原生质丝，是细胞之间物质运输的主要通道。
第七章 肥料的合理安全施用
第一节 肥料合理施用的基本原理
一、矿质营养学说（李比希）
植物的原始养分是矿物质。
意义：为植物的营养学科的迅速发展奠定了基础。
二、养分归还学说（李比希）
1.要点：①随着作物的每次收获，必然要从土壤中取走大量养分，②如果不正确地归
还土壤的养分，地力就将逐渐下降，③要
想恢复地力就必须归还从土壤中取走的全
部养分
2. 意义：强调施肥的重要性。
养分归还学说
这个学说是 19 世纪德国杰出的化学家李比希提出的，也叫养分补偿学说。其主要论点是；作物从土壤带走养分，土壤中的养分将越来越少，因此，要恢复地力就应该向土壤施加养分，归还从土壤中拿走的全部东西，不然产量就会下降。
养分归还学说作为施肥基本原理是正确的。它改变了过去局限于低水平的生物循环，通过增施肥，扩大了这种物质循环，从而为提高产量提供了物质基础。但它也存在不足和片面的地方： 1 、有重点地归还养分是对的，但全部归还则是不经济和不必要的，如果土壤耕层积累了丰富的养分，在一段时间内地某些养分可以减少或不施。 2 、没有看到豆科作物有固氮作用。此学说片面地认为作物轮换只能减缓土壤耗竭和更加协调地利用土壤现存的养分而已。 3 、施加灰分是必要的，但忽视了增施氮肥。施加灰分只着眼于磷钾等矿质元素上，也应同时强调增施氮肥和厩肥，生产实践证明，氮肥的增产作用是显著的，仅靠自然归还还是不够的，总之养分归还学说在生产实践中不断充实和完善，在指导施肥方面作用更大。
3. 归还养分的方式：
一是通过施用有机肥料， 二是通过施用无机肥料，二者各有优缺点，若能配合施用则可取长补短，增进肥效，是农业可持续发展的正确之路，但李比希对有机肥的作用估计不足。
三、最小养分律（李比希）
1. 要点：①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质量分数最少的养分，②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。
2. 意义：强调施肥要有针对性
最小养分定律
这是指产量高低受作物最感缺乏的养分制约，在一定程度上产量随这种养分的增减而变化。在施肥实践中应掌握以下几点： 1 、最小养分是指土壤中相对含量最少，不是土壤中绝对含量最少的那种养分。 2 、最小养分不能用其他养分代替，即使其他养分增加再多，也不能提高产量。 3 、最小养分是变化的，它是随作物产量水平和化肥供应数量而变的。 4 、最小养分不是单一的作用，也必须同进改善影响作物生育的其它因素和其他营养元素。
最小养分是相对于作物来说，土壤供应能力最差的某种养分。最小养分也常变化，我国在 20 世纪 50 年代氮素最感不足，施用氮肥作物迅速提高； 60 年代磷素不足成了增产的限制因素，施用磷肥作物明显增产； 70 年代我 南方缺钾的问题又突出表现出来； 80 年代在某些地区和地块，锌、硼、锰等微量元素成了最小养分，所以，要用发展的观点来认识最小养分律，抓住不同时期、不同作物、不同地点的主要矛盾，决定施用什么肥料。但是，随着农业生产的发展，土壤往往从一种发展到多种养分不足，在增施土壤中最小养分时，还要同时施用土壤中其它不足的养分，甚至改善影响作物生育的其它因素，化肥的肥效才能充分发挥。
四、同等重要律与不可代替律
16种植物必需虽然含量差别很大，然而对于植物的生长发育及各种生命代谢活动都是同等重要；缺某一种元素只能补充该因素而不能补充其他元素来代替。
五、报酬递减律
1. 含义：在技术条件相对稳定的情况下，随着投入量的增加，报酬是增加的，但随单位投入量的增加，报酬的增加却是依次递减的。
2. 意义：①揭示了作物产量与施肥量之间的一般规律；②第一次用函数[Y=A(1-e-cx)]关系反映了肥料递减规律；③使肥料使用由经验型、定型化走向了定量化。
3. 完善（费佛尔）：Y=b0+b1x+b2x2
按报酬递减律，过量施肥会造成经济效益下降。因此在施肥时要选择适宜用量，施少了则化肥增产的潜力尚未发挥出来，施过多了虽可能获得高产量，但计算经济效益，很可能是多了化肥的成本，增产不增收 ( 产品收的不少，但按价格计算却赔了钱 ) 。
因子综合作用律
它是指作物的增产是由于影响作物生长发育和各种因子综合作用的结果，如水分、温度、养分、空气、作物品种、以及耕作条件等，所以，施肥措施必须与其它农业技术措施密切配合，就是其它生产因子不变的条件下，肥料养分间的配合施用，也应该因地制宜地加以运用，两种或两种以下的肥料配合使用，产生的综合作用要比单一肥料复杂得多。
第二节 肥料合理施用的原则
主要考虑：
1.作物营养特性
2.土壤和气候条件
3.肥力和茬口特性
3.作物营养需求的阶段性
植物在生长发育过程中，要连续不断地从外界吸收养分，以满足生命活动的需要，这是植物营养的连续性。
植物吸收养分的一般规律是前期缓慢，随时间推移并逐步上升，达到最大点，而后又逐渐下降。
不同的植物以及在不同的生育期，需要肥料的种类和数量有一定差异，合理的施肥需要考虑植物的营养特点、土壤条件及气候因素，最大限度地满足植物各个时期对养分的需求。
植物营养临界期
在作物生长发育过程中，常有一个阶段对某种养分需要的绝对数量虽然不多，但要求却很迫切，此时如果不能满足作物对该种养分的要求，作物的生长发育将会受到严重影响；也就是说，错过了这个时期，即使大量补给含有这种养分的肥料，也基本无效。这个时期称为作物营养的临界期P185
o作物营养临界期和强度营养期是作物营养中的两个关键时期，保证关键时期有适量的养分供应，对提高作物产量有重要意义。但是，作物营养的各个阶段是相互联系、彼此影响的，前一阶段营养状况的好坏会影响下一阶段作物的生长与施肥效果。除临界期和强度营养期外，在其它发育阶段中，根据苗情或长相适当地供给养分有时也是必要的。根据作物营养的连续性和阶段性的特点，在农业生产中，不仅应施足基肥，为作物整个生育期中养分的持续供应打好基础，同时，还要重视适量施用种肥和适时施用追肥，保证重点满足关键时期对养分的迫切需要。
根外营养的特点
根外营养作为根部营养的一种辅助手段，主要具有以下一些特点：
1．直接供给植物养分，可防止养分在土壤中的固定和转化。
2．根外营养养分吸收转化比根部快，能及时满足作物需要，所以根外追肥这一技术措施可用来防止某些缺素症和作物受自然灾时需要及时补充养分的补救措施。
3．叶部营养直接影响作物体内代谢，有促进根部营养和改善品质的作用。
4．根外追肥是经济有效地施用微肥的一种方式
总体上讲，根外追肥虽然具有许多土壤施肥没有的优点，但它代替不了土壤施肥，根外追肥只能作为土壤施肥的一种辅助手段，尤其是作物需要量大的大量元素仍然应该以土壤施肥为主。
影响根外营养效果条件
1．溶液的成分
2．溶液的浓度
3．作物的种类和叶片的结构
4．溶液pH
5．湿润剂：
6．喷施次数和部位
7．喷施时间
2.土壤的保肥性与供肥性
一般地，土壤有机质含量高且其胡敏酸含量高时，土壤的阳离子交换量大，保肥性好；同时可以保肥、供肥统一。质地粘重的土壤，保肥性好，供肥性差；砂质土保、供肥均差；壤质土保、供肥均好。
在施肥过程中：
对质地粘重的土壤，一次多施（要注意植株前期疯长和后期贪青迟熟）；
对质地较轻的土壤，少量多施。
3.土壤反应（pH）与土壤养分的有效性
土壤的酸碱性影响土壤养分的有效性：
1.直接影响作物的生长及对养分的吸收，过酸和过碱都不利于作物的生长；酸性条件下，作物吸收阴离子多于阳离子；在碱性条件下，作物吸收阳离子多于阴离子。
2.土壤酸碱度影响微生物活动和养分的溶解或沉淀，进而影响养分的有效性。p187
介质pH常影响到根系对阴、阳离子的吸收。
在酸性条件下，H+浓度较高，抑制了蛋白质中羧基的解离，促进氨基的解离，蛋白质分子以带正电荷为主，较易吸附外界溶液的阴离子。
在碱性条件下，OH—浓度较高，抑制了蛋白质中氨基的解离，而促进羧基的解离，蛋白质分子以带负电荷为主，较易吸收外界溶液的阳离子。
4.土壤氧化还原状况与土壤养分的有效性
土壤氧化还原状况反映土壤的通气性，它一方面直接影响作物根系和微生物的呼吸作用，另一方面也影响各种物质的存在形态。
氧化还原电位高，土壤的通气性好，土壤有效养分增多；反之土壤的通气不良，氧化还原电位低，使有些养分被还原或使有机养分分解产生某些有毒物质，影响作物生长。P187-188
第三节 肥料合理施用的方法与技术
一、基肥的施用技术 p191
1.重要性
a.作物全生育生长提供养分；
b.培肥和改良土壤。
2.基肥施用技术
以有机肥为主，结合缓效性和速效性肥料；深施
二、种肥的施用技术
1.重要性：满足苗期养分需要，提供作物生长初期所需养分。
2.施用技术：
A.土壤肥力低，基肥用量少时施用
B.速效性肥料。忌过酸、过碱、吸湿性强、有毒副成分的肥料
C.微肥可用浸种的方法。
第四节 施肥与环境污染
原因：肥料的不当施用
土壤是固体、液体废物净化的一个重要的自然系统，是许多污染物的净化器，但它不可能拥有无限的能力吸收和降解污染物质。
土壤过滤对水质的影响只是影响环境质量的众多途径之一；土壤与空气之间也有非常重要的相互作用，土壤气体影响空气组成及其功能。农业和园艺中广泛使用的化学肥料和工、农业废弃物对环境保护构成了严重的威胁。
一、氮素污染
化学氮肥对水体环境的影响主要是氮肥淋失所引起。
我国化学氮肥的当季利用率仅约为30%-35%，氮肥的损失率可能在30-50%之间。
1.地下水和地表水NO3-浓度增加
2.水体富营养化
（一）施肥与饮用水和食物的硝酸盐
一般来说，地下水的硝酸盐浓度与土壤施用氮肥量呈正相关。
据Big Spring Basin(美国)的统计：
20世纪50-60 年代间地下水的硝酸盐平均浓度在3mg/L,1950-1980年农田中投入氮肥的量增加了3倍，地下水硝酸盐平均浓度也加了3倍，达到9mg/L。
因此，当施肥量超过作物需要时，土表的硝酸盐就会随着灌溉而流失。
蔬菜地大量施用氮肥，常使地下水和蔬菜中硝酸盐含量超标。P194
适宜的灌溉可以促进作物生长及其对氮肥的吸收，进而减少氮肥的淋失.
动物养殖场产生大量的废渣、废液成为硝酸盐污染的重点源。
人体对硝酸盐的吸收及产生的影响P194-195
第八章 大量元素营养与肥料
一、 植物氮素营养
（一）作物体内氮素含量与分布
植物体含氮量一般为0.3～5%。
豆科作物高于禾本科作物；
籽粒、叶片﹥茎杆、根系
生育前期叶片﹥生育后期的叶片；
氮素含量随代谢中心的转移而变化；
含氮量还受土壤供氮水平和施肥的影响；
氮在植物体中的运动性较强，在利用率在70 ～80%。
3）、作物不同生育时期含量不同 在各生育期中，作物体内氮素的分布在不断变化。在营养生长阶段，氮素大多集中在茎叶等幼嫩器官，当转入生殖生长时，茎叶中的氮素就基本向子粒、果实、块根或块茎等储藏器官转移；成熟时，大约有70%的氮素已转入种子、果实、块根或块茎等储藏器官。
如水稻，分蘖期含量高于苗期，通常在分蘖盛期含量达到最高峰，其后。随生育期推移而逐渐下降。
2、分布
1）、不同作物种类含量不同 豆科植物含有丰富的蛋白质，含氮量也高。按干重计，大豆含氮2.25%，紫云英含氮2.25%；而禾本科作物一般含氮量较低，大多在1%左右。同为禾本科作物，小麦>小麦>水稻
2）、作物不同器官含量不同 一般，幼嫩器官和种子中含氮量较高，而茎杆含量较低，尤其是老熟的茎杆含量更低。如小麦子粒含氮量为2.0%-2.5%，而茎杆仅为0.5%左右；豆科作物子粒含氮量为4.5%-5%，而茎杆仅为1.4%。
3）、作物不同生育时期含量不同 在各生育期中，作物体内氮素的分布在不断变化。在营养生长阶段，氮素大多集中在茎叶等幼嫩器官，当转入生殖生长时，茎叶中的氮素就基本向子粒、果实、块根或块茎等储藏器官转移；成熟时，大约有70%的氮素已转入种子、果实、块根或块茎等储藏器官。
如水稻，分蘖期含量高于苗期，通常在分蘖盛期含量达到最高峰，其后。随生育期推移而逐渐下降。
（三）各种形态氮素的吸收与同化
n1、NO3-N吸收与利用
NO3-N被主动吸收后，一般有下面几条去向：
a. 穿过液泡膜储存在液泡中。
b. 从根系中运输到木质部，然后被运输到地上部。
c. 在根系中或地上部被硝酸还原酶（nitrate reductase (N.R.) ）还原成亚硝酸。
（三）NH4-N和NO3-N的营养特点
1、NO3-N的吸收是一个主动过程；吸收NO3-N可是根际pH升高；NH4-N吸收机制不清楚，吸收后，可使根际pH下降。
2、水稻、茶树、甘薯和马铃薯等比较喜欢氨态氮肥外，大多数植物喜欢硝态氮。烟草喜欢铵态氮与硝态氮配合施用。
3、在低温条件下（8℃），植物吸收铵态氮多于硝态氮；随温度升高，硝态氮的吸收逐渐增加；在高温条件下（26℃～35℃），植物吸收的硝态氮多于铵态氮。
4、与硝态氮相比，以铵态氮为营养时，消耗的能量少（667160焦耳/摩尔）。
（四）植物的氮素缺乏与过剩的危害
n氮素缺乏
n生长过程缓慢（stunting）
n叶片黄化
n根冠比较大
n分枝分蘖少
n谷类作物穗数及穗粒数减少，千粒重下降，产量降低。
n缺素首先出现在老叶上
氮素过多
n植物枝叶茂盛，群体过大，通风透光不好，碳水化合物消耗太多，使茎杆细弱，机械强度小，容易倒伏；体内可溶性氮化合物过多，容易遭受病虫害；贪青晚熟，结实率下降，产量降低；瓜果的含糖量降低，风味差，不耐贮藏，品质低；叶菜类植物中硝酸盐高，危害健康。
二、氮肥的种类与性质
n 氮肥的种类
铵态氮肥
目前，铵态氮肥有碳铵、氯化铵、硫酸铵和液氨。
铵态氮肥施入土壤之后，容易被土壤无机胶体吸附或固定，与硝态氮肥相比，移动性较小，淋溶损失少，肥效长缓
铵态氮肥的基本性质
（二）硝态氮肥
n硝态氮肥（NO3-—N）包括NaNO3、Ca(NO3)2、NH4NO3、KNO3等。这些肥料中氮素是以硝酸根（NO3-）形式存在。
n硝态氮肥施入土壤后，不被土壤胶体吸附或固定，移动性大，容易淋溶损失，肥效较为迅速
（三）酰胺态氮肥
n酰胺态氮肥施入土壤之后，以分子形态存在，在土壤中移动缓慢，淋溶损失少；经脲酶的水解作用产生铵盐；肥效比铵态氮和硝态氮迟缓，容易吸收，适宜叶面追肥。
n常用的酰胺态氮肥只有尿素[CO(NH2)2]一种，含氮46%，是目前含氮量最高的固体氮肥。
（三）酰胺态氮肥
n酰胺态氮肥施入土壤之后，以分子形态存在，在土壤中移动缓慢，淋溶损失少；经脲酶的水解作用产生铵盐；肥效比铵态氮和硝态氮迟缓，容易吸收，适宜叶面追肥。
n常用的酰胺态氮肥只有尿素[CO(NH2)2]一种，含氮46%，是目前含氮量最高的固体氮肥。
尿素适宜做叶面追肥，其原因是：①尿素为中性有机分子，电离度小，不易引起质壁分离，对茎叶损伤小；②分子体积小，容易吸收；③吸湿性强，可使叶面较长时间地保持湿润，吸收量大；④尿素进入细胞后立即参与代谢，肥效快，用做叶面追肥时，可在早晚进行，以延长湿润时间，
第二节 磷素营养与磷肥
磷是植物生长发育不可缺少的营养元素之一。许多土壤磷素供应不足，定向地调节土壤磷素状况和合理施用磷肥是提高土壤肥力，达到作物高产优质的重要途径之一。
（三）磷的吸收
（1）作物吸收的磷,主要以无机磷为主。
（2）植物根能从极稀的土壤溶液中吸收磷，通常根细胞及木质部汁液中的含磷量比土壤溶液高100-1000倍，故磷的吸收是逆浓度梯度的主动吸收。
（3）根系的根毛区存在有大量的根毛，是吸收磷酸盐的主要区域，可以将所吸收的磷运往地上部，而对于根尖分生区与伸长区。
（4）作物的种类及土壤条件等影响到作物对磷的吸收。
影响磷素吸收的土壤因素
n pH值的影响最大。在酸性条件下，有利于H2PO4-的形成，当pH值升至7.2时，与HPO42-的数量相等；当pH值继续升高时，HPO42-与PO43-的数量将逐渐占优势。
n 土壤的通气状况和温度也会影响到作物的呼吸作用等代谢过程和能量的供应。在通气良好和温度适宜的条件下，有利于作物对磷的吸收。
植物磷营养失调的症状
磷素营养失调时的症状较为复杂。缺磷时，植株生长发育迟缓、矮小、瘦弱；在缺磷的初期，叶片较小，叶色呈暗绿或灰绿，缺乏光泽，如玉米、大豆、油菜和甘薯等的茎叶上会呈现紫红色斑点或条纹；缺磷严重时；叶片枯死脱落。
磷素过多对作物也会产生不良影响，因为磷增强了呼吸作用，消耗了大量糖分，使禾谷类作物无效分蘖增多，瘪粒多。
二、磷肥的种类、性质
水溶性磷肥
包括过磷酸钙、重过磷酸钙等
过磷酸钙[Ca(H2PO4)2·H2O，含P2O514%—20%]
过磷酸钙的成分与性质 简称普钙，是我国目前生产最多的一种化学磷肥，主要反应式为：
Ca10(PO4)6F2+7H2O+3H2O→3Ca(H2PO4)2·H2O+7CaSO4+2HF↑
主要成分是水溶性的磷酸一钙和难溶于水的硫酸钙，成品中有效磷（P2O5）的质量分数为12%—20%，。
过磷酸钙为深灰色、灰白色或淡黄色等粉状物，呈酸性反应，具有腐蚀性。
n水溶性磷肥：普通过磷酸钙（普钙）
重过磷酸钙（重钙）
磷酸铵
硝酸磷肥
磷酸二氢钾等；
三、磷肥的施用原则
n 各个时期都吸收P，但以生长早期吸收快；
n 通常作基肥施入；
碱性/石灰性土壤——水溶性磷肥；
酸性土壤——弱酸溶性磷肥较好；
生长期短的作物——水溶性磷肥；
与有机肥配合施用；
n 平衡施肥，合理的N:P比；
n 水田、雨季旱田不施含硝态氮的磷肥；
n 方式：全层撒施和集中施用；
合理分配与施用磷肥
土壤有效氮(碱解氮)与有效磷的比例，是影响磷肥肥效的重要因子之一。提高施氮水平，才有利于发挥磷肥的增产效果。
土壤有机质的含量与土壤有效磷含量以及磷肥的肥效密切相关。土壤有机质含量高(如>25g/kg)，有效磷含量也高，磷肥应首先分配在有机质含量低的土壤上。
磷的有效性以pH5.5—7.0的范围最大，低于pH5.5或高于pH7.0时磷的有效性都比较低。
根据不同作物合理分配和施用磷肥
n在不同的轮作换茬制中，磷肥并不需要每茬作物都施用，应重点施在能明显发挥肥效的茬口上。
n①土壤处于淹水的还原状态，使难溶性的磷酸高铁(FePO4·2H2O)还原为较易溶解的磷酸低铁[Fe3(PO4)2]，得到部分释放；
n②淹水后，石灰性土壤pH值下降，酸性土壤pH值上升，都能促进磷酸铁、铝的水解；
n③在淹水还原条件下，有机质与Fe3+、AI3+等产生螯合作用；有利于磷的释放。
根据磷肥的特性合理分配和施用磷肥
n 过磷酸钙和重过磷酸钙等水溶性磷肥，适用于大多数作物和各类土壤，可以作基肥和种肥，也可作追肥。
n 钙镁磷肥等其它弱酸溶性磷肥都适宜作基肥，它们在酸性土壤上肥效比过磷酸钙好。
第三节 钾素营养与钾肥
钾是植物生活必需的营养元素，为植物营养三要素之一，它对作物产量及品质影响很大。我国大部分土壤含钾量较高；施用有机肥和草木灰可以使土壤中的钾素部分得到补充。
（二）钾的营养作用
1.促进酶的活化
2.促进光能利用，增强光合作用
3.促进糖代谢
4.促进蛋白质合成
5.参与细胞渗透调节作用
6.增强植物抗性
（三）植物对钾的吸收和利用
1. K+的主动吸收
主动吸收与根内ATP含量及根细胞质膜H+一ATP酶的作用相联系的。在H+—ATP酶的作用下，K+的吸收可能通过H+/K+交换、单向运输或H+—K+共运输进行。
2. K+的被动吸收
当土壤溶液中K+浓度较高时，K+的吸收可能为被动过程，它可沿电化学势梯度扩散，通过K+通道或载体人内。K+通道由一些内嵌运输蛋白形成，它比载体蛋白对离子的周转率更大。
虽然植物根细胞从介质中吸收K+有主动吸收和被动吸收，但以主动吸收占主导地位。
第九章 中量元素营养与施肥
第一节 钙素营养与钙肥
一、钙的营养作用
（一）含量与分布
植物体内含钙量为0.5％－3％。
双子叶植物含钙量高于单子叶植物。
豆科作物含钙量高于禾谷类作物。
老叶高于嫩叶，茎叶高于籽粒。
（二）营养作用
1、细胞壁中胶层的组分
2、稳定生物膜结构
3、参与细胞分裂
4、是许多酶的活化剂
二、钙肥的施用
种类：
生石灰 ：
石灰石烧制而成，含CaO90%－96% 中和土壤酸性的能力很强，是酸性土
壤的改良剂，还有杀虫，灭草，消毒等功能。
熟石灰：
?又叫消石灰，由生石灰加水吸
湿而成。
?主要成分：Ca(OH)2，易溶解
强碱性，中和酸性能力强
第二节 镁素营养与镁肥
一、镁的营养作用
1、镁是叶绿素的结构成分
2、稳定核糖体的必需元素
3、是多种酶的活化剂
二、镁肥的施用
常用镁肥 含镁量％ 镁的形态
硫酸镁 9.7 MgSO4?7H2O
硝酸镁 16.4 Mg(NO3)2
氯化镁 25.6 MgCl2
氧化镁 55.0 MgO
钾镁肥 7－8 MgSO4?KSO4
施用方法：
硫酸镁基施，12.5－15kg/666.7m2。根外追肥，硫酸镁溶液的浓度1％－2％为好。大田作物7－10天喷一次， 连喷数次。中和碱性土壤上施用氯化镁和硫酸镁 效果好。
第三节 硫素营养与硫肥
一、硫的营养作用
1、是蛋白质和酶的组成元素
2、硫参与氧化还原反应
3、硫是某些生理活性物质的组分
二、硫肥的施用
常用硫肥 含硫量％ 主要成分
v 石膏 18.6 CaSO4·2H2O
v 硫酸铵 24.2 (NH4)2SO4
v 硫酸钾 17.6 K2SO4
v 硫酸镁 13 MgSO4·7H2O
v 青（绿）矾 11.5 FeSO4·7H2O
v 硫磺 95－99 S
施用方法：
碱土上施石膏，可供硫且改碱。
石膏可作基肥也可作追肥。
旱田用量15－25kg/666.7m2。
硫肥追施宜早不宜迟。
第十章 微量元素营养与肥料
B Mo Zn Mn Fe Cu Cl 的营养作用及施肥方式
第十二章 有机肥料
包括：
粪尿肥、堆沤肥、绿肥、杂肥、
饼肥等。
一、有机肥与化肥特点比较
有机肥 化肥
1.含有机质、能改良土壤 只能提供矿质养分，
一般无改土作用
2.含养分全面，数量低 含养分单一，含量高
3.供肥时间长，肥效缓慢 肥效快，不持久
4.能使土壤保肥供肥性改善 养分浓度高，易挥发、
流失、固定等
二、有机肥的腐熟
（一）充分腐熟的原因：
1、未腐熟的有机肥中养分多是迟效性
的，作物不能直接吸收利用；
2、未腐熟的有机肥C/N高，施入土壤
与作物争氮；
3、未腐熟的有机肥能传播病菌、虫、
卵等。
（二）腐熟过程中的养分变化
1、矿质化过程：
有机物料在微生物作用下分解成无机物及简单
有机物的过程。
水解 好气：CO2 + H2O + Q
淀粉 糊精 双糖 单糖
嫌气：CH4、有机酸、
醇类、少量二氧化碳
水解 氧化
蛋白质 多肽 aa CO2 + H2O+NH3
分解
马尿酸 苯甲酸＋甘氨酸 乙醇酸＋NH3
植素 植酸 磷酸
2、腐殖化过程：
矿质化中间产物进一步脱水缩合而成的一种复杂的、稳定的大分子棕色有机物的过程。
芳香族化合物（苯酚类）
多肽 氨基酸 脱水缩合形成腐殖质
多糖类
腐殖质的产生是有机肥腐熟的重要标志，
腐殖质的含量决定了有机肥的质量。
三、有机肥腐熟的条件
（一）水分
影响微生物生命活动，微生物在堆料的水膜里进行生命活动。
影响堆料内部养分和微生物的移动。
影响空气和温度。
一般控制材料持水量的60％－70％。
（二）空气
通气好，有利于好气微生物活动，利于
材料腐解。前期插草把调节。
通气差，有利于嫌气微生物活动，不利
于材料腐解, 利于腐殖质形成。后期翻堆
压实等都可调节通气状况。
（三）温度
有机肥料中的温度变化是反映各种微生物群落生命活动的标志。
一般好气微生物 30－40oC
中温纤维素分解菌 25－37oC
高温纤维素分解菌 50－60oC
气温较低季节，应提高堆温。可通过接种、加骡马粪、老堆肥等进行调节。
（四）C/N
一般好的堆沤肥要求C/N小于25：1，否则从环境中吸取氮素；
微生物5：1 C/N构成自身，微生物同化一份碳需4份碳作能源； 则5×4＋5 需25：1；
一般秸秆80：1，堆沤肥应加入人尿粪、氮素化肥调节C/N 。
（五）pH
肥料中微生物多需中－微碱性环境，
pH 7.5最适宜。
有机物分解过程中产生有机酸，pH
降低，应加石灰，草木灰等碱性物
质进行调节。
第二节 粪尿肥
一、人粪尿：普遍施用的一种肥料
（一）成分与性质
人粪：食物未消化部分，70％－80％为
水，20％为有机物，5％为矿物质。
矿物质：硅酸盐、氯化物、钠、钙、钾 镁、氯、磷
有机物：纤维素、半纤维素、脂肪酸、
蛋白质、氨基酸
人尿：95％为水，5％为水溶性有机
物和无机盐，含尿素1％－2％， 氯化钠1％。
C/N ：粪尿都较小，易分解，肥效快, 称为细肥。
pH： 人粪：一般中性反应 ；
人尿：一般微酸性,分解后为碱性
（尿素分解为碳酸铵）。
（三）人粪尿的合理施用
1、适用植物：各种粮食作物。忌氯
作物少用、纤维类作物首选；
2、适用各种土壤，无灌溉条件下盐
碱地区少用；
3、可作基肥、追肥和种肥施用。
二、家畜粪尿和厩肥
（一）家畜粪尿的成分
粪，含水分65％－85％，有机物( 纤
维素、半纤维素、脂肪酸)及无机盐
尿，含水分87％－96％，有机物及盐
类占5％，含氮0.3％－0.6％
4、厩肥堆积时的腐熟过程
（1）半腐熟阶段
堆积后5－7天产生高温，材料开始分解、
软化，成棕色，外部特征为“棕”、“软”、“霉”。
（2）腐熟阶段
在水气协调下，有机物继续腐解，腐殖化占
优势，外部特征为“黑”、“烂”、“臭”。
（3）过劲阶段
半腐熟阶段后，堆肥过分通气失水，防线菌大
量繁殖，有机物过分分解，外部特征为“灰”、
“粉”、“土”。
5、厩肥的施用
（1）适宜于各类土壤与作物 ，腐熟
的厩肥施于粘重土壤。半腐熟厩肥
施于轻质土壤。
（2）一般用作基肥。
（3）与化肥配合施用。
第三节 堆沤肥 秸秆还田
一、堆沤肥：是以作物秸秆为主，掺入
人、畜粪尿积制而成的肥料。
沤肥：利用作物秸秆等废弃物加入人畜粪尿沤制而成的肥料。在池塘或坑洼中进行，保持浅水层，嫌气发酵，材料腐解慢，腐殖质积累多。
二、沼气发酵肥
（一）发酵原理
作物秸秆与人畜粪尿在密闭嫌气条件下，经多种微生物与甲烷细菌共同作用，将有机碳转化为甲烷，氮磷钾等养分多数保留在残液中。
（二）沼气发酵的意义
（1）提供了能源；
（2）扩大了肥源；
（3）杀死了病菌虫卵。
（三）沼气肥施用
粪水：可溶性养分，铵态氮含量高，
用于追肥施用。
残渣：腐殖质含量高，C/N小，肥效
持久，用于基肥施用。
三、秸秆还田
（一）还田方法：
1、留高茬 ，麦收时进行。
2、玉米地撒施，玉米生长前期地表覆盖
麦秸等有机物。
3、粉碎还田，玉米收获时机械打碎玉米
秸覆盖后再进行耕翻。
（二）注意问题
1、增施氮磷肥，调节C/N；
2、切碎耕翻，严密覆土，防止跑墒；
3、翻压量，肥地多，薄地少；
4、酸性土上加适量石灰，以中和产生的有
机酸 ；
5、带有病菌虫卵的秸秆不宜直接还田。
第四节 绿肥
凡是利用植物的绿色体作肥料的均称为绿肥。
按来源分为栽培绿肥和野生绿肥。
按植物学分类分为豆科绿肥和非豆 科绿肥。
按生长时间分为一年生和多年生绿肥。
一、种植绿肥的意义
1、增加了肥源
绿肥能增加土壤有机质，提供氮 磷钾养分（多为豆科植物，可固 氮），分解快，肥效持久。
2、培肥地力，改良土壤
增加了地面覆盖，防止水田流失；有机质使土壤形成良好的结构； 根系深、密集，富集和转化土壤养分。
3、促进农业的全面发展
绿肥植物一般富含蛋白质是优质饲料；紫云英、苕子、苜蓿、草木樨花期长， 是良好的蜜源植物。
第五节 菌肥
利用土壤中的有益微生物制成的生物性制品。
菌肥的特点：
本身不含大量营养元素，以微生物 的生命活动来改善植物生长的环境营养条件。
一、根瘤菌肥
从植物根瘤中分离而来，通过 选育繁殖后加入载菌体制成。 根瘤菌和豆科植物共生，在根系上结瘤固氮。
（一）特性：
1、专一性
一种根瘤菌只能与某些相适应的豆科作物建立共生关系而形成根瘤，而不能在其他豆类上形成根瘤。
2、感染性
根瘤菌侵入豆科作物体内形成根瘤，即具有感染性。
3、有效性－固氮活性
土壤中能使根系结瘤的菌很多，但能固氮的才具有有效性。
（二）固氮条件
1、碳水化合物的不断供应
由共生植物提供碳水化合物作为碳源和能源。
2、土壤中化合态氮不能太多
固定氮素1/4自用，3/4供作物用，土壤中的氮化合物妨碍根瘤形成和生长。
3、微量元素及磷钾供应
铁、钼、硼影响根瘤的生长。
（三）施用
拌种：
每公顷地的种子用225-450g菌剂加3.75kg水混匀后播种
在阴凉处拌种，当天拌完用完。