植物营养施肥原则
植物营养三大定律
植物营养三大定律
植物营养三大定律是德国化学家李比希提出的关于植物营养的重要理论，包括养分归还学说、最小养分律和报酬递减律。
这些定律对于理解植物营养需求和合理施肥具有重要意义。
养分归还学说指出，植物通过吸收土壤中的矿物质养分进行生长，这些养分在植物收获时会被带走。
为了保持土壤的肥力，必须将这些被带走的矿质养分以施肥的方式归还给土壤，否则土壤的肥力会逐渐下降。
最小养分律认为，作物的产量受限于土壤中含量最小的那种养分。
只有当所有必需的营养元素都充足时，作物的产量才能达到最高。
如果某种营养元素缺乏，即使其他营养元素充足，作物的产量也会受到限制。
报酬递减律则指出，施肥并不是越多越好。
当施肥量超过一定限度后，作物的产量增长会逐渐减缓，甚至可能出现负增长。
这是因为过多的肥料不仅成本高，还可能对土壤和环境造成负面影响。
第六章植物营养与施肥的基本原理
二 、 植 物
对 养 分 的
吸 收
三
、
四
影 响 植 物
、 施 肥
吸
的
收
基
养
本
分 的 条
原 理
件
五 、 如 何 合 理 施 肥
第一节 植物体内的营养元素
一、植物体的元素组成及含量
烘干 新鲜植株
75～95％水分 煅烧 5～25％干物质
95％以上以气体挥发 5％以下为灰分元素
灰分元素：Ca、Mg 、K 、Si 、P 、 S 、 Fe 、 Mn 、 Zn 、 Cu 、 Mo 、 B 、 Cl 、 Na 、 Al 、 Co 、 Ni 、 V 、 Se等70多种元素。
习惯上可分为水分自由空间和杜南自由空间
水分自由空间——是指被水分占据并能和外部介质溶液达 到物理化学平衡的那部分质外体区域
杜南自由空间——是指质外体中因受电荷影响，养分离子 不能自由移 动和的那部分区域
根系对养分的被动吸收
被动吸收（非代谢吸收）：溶质分子或离子无选择性 地顺着浓度差梯度或电化学势梯度进入细胞的过程。
影响因素：土壤水分含量 养分离子的扩散系数
土壤质地
土壤温度
迁移的离子：磷、钾、氮
扩散速率主要取决于扩散系数。
不同迁移方式对小麦根系养分的相对贡献*
耕层有效养 养分 分含量
(kg/ha)
钙
4000
镁
800
钾
300
磷
100
氮
500
植物吸收 总量
(kg/ha) 45 35 110 30 190
养分供应量(kg/ha) 截获 质流 扩散
共质体途径： （1）运输部位：根毛区 （2）运输方式：扩散、原生质流动 （3）运输的养分种类：NO3- 、H2PO4- 、
植物营养与合理施肥的关系
植物营养与合理施肥的关系植物的生长和发育离不开充分的营养供应，而合理施肥则是保证植物获得足够营养的重要手段。
植物吸收的主要营养元素包括氮、磷、钾以及微量元素等，而它们在植物体内的吸收和利用也需要一定的平衡。
本文将从植物对营养的需求、施肥的原则、合理施肥的作用等方面探讨植物营养与合理施肥之间的关系。
植物对营养的需求是多样化的。
氮、磷、钾是植物生长发育所必需的主要元素，其中氮元素参与植物蛋白质、酶、核酸等重要物质的合成；磷元素则是ATP、DNA、RNA等能量转移和遗传物质合成的重要组成部分；钾元素参与渗透调节、激素合成和光合作用等生理过程。
此外，植物还需要少量的微量元素，如铁、锌、铜等，它们在植物体内起着催化酶活性、参与光合作用和呼吸作用等重要作用。
合理施肥是保证植物获得足够营养的重要手段。
合理施肥的原则包括施肥量要适宜，施肥时间要合理，施肥方式要科学。
在施肥量方面，要根据不同作物的需求和土壤的肥力状况进行合理调整，避免过量或不足。
过量施肥会导致养分浪费、土壤污染和环境破坏，不足施肥则会影响植物的正常生长发育。
在施肥时间方面，要根据作物的生长阶段和气候条件确定施肥时机，以提高养分利用效率。
在施肥方式方面，要根据土壤类型和作物根系分布等因素选择合适的施肥方法，如基肥、追肥、叶面喷施等，以确保养分能够有效被植物吸收利用。
合理施肥对植物的生长发育有着重要的作用。
首先，合理施肥能够提高作物产量和品质。
适当增加氮肥的施用量可以促进植物的生长，增加叶面积和叶绿素含量，从而提高光合作用和养分吸收能力，进而提高作物产量。
适量施用磷肥可以促进根系发育和花芽分化，增加作物的开花和结果数量，提高果实的品质。
适宜供应钾肥可以增强植物的抗病抗逆能力，提高作物的抗病抗逆性，从而提高产量和品质。
其次，合理施肥还可以改善土壤肥力和环境质量。
适量施用有机肥可以增加土壤有机质含量，改善土壤结构和保水性，提高土壤肥力和持水能力。
适宜选择肥料种类和施肥方式可以减少养分损失和土壤污染，保护环境资源。
植物营养与施肥原则
SiO2 100 5 65 35
2．酶的诱导和代谢途径 植物体内硝酸还原酶是一个诱导酶，需要光的激活。 光照不足，硝酸还原酶的活性降低，造成NO3-在植物体内 积累。这不仅影响到 NO3--N的进一步吸收，而且还影响到产品 的品质。
3．影响蒸腾作用 光可以调节叶片气孔的开闭而影响蒸腾作用，间接地影响植 物对养分的吸收。
温度过高养分吸收速率降低的原因
温度过高（超过40ºC ）时，高温使体内酶钝化， 从而减少了可结合养分离子载体的数量， 同时高温使细胞膜透性增大，增加了矿质养分的 被动溢泌。
Low concentration K+ K+ K+
K+ OH– OH– OH–
Net negative charge OH– OH– OH– OH– K+ OH– + K OH– – OH
被动吸收难以解释以下现象：
？
① 植物体内某种离子态养分的浓度常比土壤溶液中的浓度高出 很多倍，有时竟高达十倍至数百倍，然而植物根系仍能不断 地吸收这种养分？
第一节 植物的营养成分
一、植物体的组成成分
植物体组成和含量的影响因素：
1、遗传因素：由遗传因素控制的对某种元素的吸收积累能力决 定了该元素在植物中的含量。
2、生长介质：介质中养分含量及有效性，如盐土Na含量高，酸 性土 Al、Fe含量高。 3、组织和部位：不同的组织和部位积累的养分有差异。 4、环境条件：各种环境条件也会显著影响体内的养分含量。
A C
ATP
P
活化载体
离子
I C
磷 酸 激 酶
ADP
线 粒 体
载体－离子复合物
未活化载体
A C
P
1植物营养与施肥原则
1植物营养与施肥原则植物营养与施肥是农业生产中非常重要的环节，直接关系到作物的生长发育和产量质量。
合理的施肥原则可以提高土壤肥力，增加作物的产量和品质，同时减少对环境的污染。
下面将从植物营养和施肥原则两方面进行详细介绍。
一、植物营养植物生长发育需要养分，主要有宏量元素和微量元素两大类。
宏量元素包括氮、磷、钾、硫、镁、钙，微量元素包括铁、锰、锌、铜、硼、氯、镉、镍等。
不同植物对养分需求量不同，但都必须保证各种养分的平衡供应，避免因缺乏其中一种元素而影响植物正常的生长发育。
1.1、氮、磷、钾是植物生长所需的三大主要元素。
氮元素参与植物体内蛋白质、核酸等物质的合成，促进植物的生长；磷元素参与能量代谢、糖类合成等，调节植物的花果发育；钾元素则促进养分吸收、调节生理代谢等，对植物的抗逆性具有重要作用。
1.2、硫、镁、钙等宏量元素也同样重要。
硫元素参与蛋白质合成，影响养分的吸收利用；镁元素参与叶绿素合成，影响植物的光合作用；钙元素对细胞壁合成、抗逆性有重要作用，促进植物的根系生长。
1.3、微量元素虽然需求量很小，但对植物生长发育也不可或缺。
铁、锰、锌、铜等元素参与植物体内酶系活性、养分吸收等，影响植物的健康生长。
二、施肥原则合理的施肥是保证植物养分需求的重要途径，通过施肥可以调节土壤养分的平衡，提高作物产量和品质。
下面介绍一些常见的施肥原则：2.1、了解土壤状况：在施肥前需了解土壤的养分含量、pH值、质地等情况，以便确定合适的施肥计划。
2.2、根据作物需求施肥：不同作物对养分需求不同，根据作物生长发育的需求量施肥，避免浪费和养分过量。
2.3、科学施用各种养分：按照植物对各种养分的需求比例，合理配置氮、磷、钾等主要元素和微量元素，避免出现单一养分过量而导致其他养分的缺乏。
2.4、配合有机肥、无机肥：有机肥富含有机物质，可以提高土壤的肥力和保水保肥能力，无机肥含有大量的宏量元素，可以满足作物的养分需求，两者结合施用效果更佳。
植物营养与施肥原理
2
灰分元素
将作物干物质进行煅烧后，C H O N以气体 形态挥发（气态元素）残留下的不挥发的物质 （70多种元素）
植物种类
盐生植物 豆科植物
Na N
环境
水稻
红壤土-Al
甜菜 马铃薯
Si
K
施肥措施
2020/1/9
3
二. 作物必需的营养元素
这种元素对所有高等植物的生长
I.必要性
发育是不可缺少的。如果缺少该
2020/1/9
17
3.截获（interception）
定义：根系在土壤中伸长、并与土壤紧密接触， 使根系释放的H+和HCO3-与土壤胶体的阴阳离 子直接交换而到达根表被吸收。
特点：根系占土壤体积比一般只有1％－4％，该 方式获取养分较少，0.2%-10%，钙镁通过截 获 吸收的较多。
影响因素：根系的阳离子代换量
♠ 水稻幼苗直接吸收氨基酸和酰胺 ♠ 大麦能吸收赖氨酸 ♠ 玉米能吸收甘氨酸 ♣ 并不是所有的有机养分都能被根
系吸收，仅是小部分小分子有机物
2020/1/9
52
根系吸收有机养分的特点：
（1）脂溶性越强，越容易吸收（透膜扩散）； （2）小分子有机物易透过膜，大分子有机物难透过
膜（分子筛假说）； （3）胞饮作用（球蛋白、核糖核酸、病毒等）； （4）有被动吸收，也有主动吸收现象。
2020/1/9
18
2020/1/9
19
质流、扩散和截获同时存在,相互作用。
♦ 磷以扩散为主，氮、钙、镁以质流为主， 铜、锰、铁、锌以扩散为主；
♦ 硼：质流和扩散各占一半；♦ 钼含量低时扩散为主，含量高时以质 流为主。
2020/1/9
20
植物营养与施肥
C C
膜
C C
膜内 细胞质
B
膜外
~P C
~P C ~P C C ~P C"
膜内 细胞质
ADP ATP Pi
线粒体
离子
C
载体(选择结合面) 载体(选择结合面)
活化载体 "
A. 离子通过膜的传递方式
B. 配合能量消耗
A. 载体由吸收过程中获得能量 载体+ATP 磷酸激酶 磷酸化载体+ADP 载体 磷酸化载体 B. 磷酸化载体与某种选择性离子结合向质膜内转移 磷酸化载体+离子 磷酸化载体-离子 磷酸化载体 离子 磷酸化载体 离子 C. 磷酸化载体 离子在磷酸酯酶作用下解离 于质膜内侧 磷酸化载体-离子在磷酸酯酶作用下解离 离子在磷酸酯酶作用下解离,于质膜内侧 释放离子进入细胞内 磷酸化载体-离子 载体+离子 无机磷酸(Pi) 离子+无机磷酸 磷酸化载体 离子 磷酸酯酶 载体 离子 无机磷酸 类脂层 细胞内 D. 在细胞内的线粒体或叶绿体作用下 形成 在细胞内的线粒体或叶绿体作用下,形成 形成ATP ADP+Pi + 线粒体或叶绿体 ATP
截获: 截获: 是指根系在土壤里伸展过程中吸收直接接
触到的养分. 触到的养分. 对移动性小的离子较重要.如 , 对移动性小的离子较重要 如Cu,Mg.(10%) ( %)
质流(集流) 质流(集流):是因植物蒸腾作用而引起的土壤
养分随土壤水分流动的运动. 养分随土壤水分流动的运动. 速度较快,但要求水分和离子浓度足够大 但要求水分和离子浓度足够大. 速度较快 但要求水分和离子浓度足够大.NO3- 之类高溶解性的离子主要吸收机质. , , , 之类高溶解性的离子主要吸收机质 N,Ca,B,Mo 质流
九植物营养与施肥原则
mol磷×10 -7/g根/h
3 2 1
0 0.3
0.9 1.5 2.1 2.7 3.0 100
氧的张力（%）
大麦离体根培养在不同氧张力下吸收磷的情况
九植物营养与施肥原则
土壤的氧化还原状况
• 影响养分的形态和有效性 • 如Eh低，养分呈还原态，除NH4 + 、
Fe2+ 、 Mn 2 +外，许多养分的还原态对 植物吸收是无效，甚至是有害的
低温往往使植物的代谢活性降低，从而减少养 分的吸收量。
二、温度
九植物营养与施肥原则
0~30℃范围内，温度升高，吸收养分速度加快
最适土壤温度 15~25℃
九植物营养与施肥原则
三、土壤水分
作用：1.影响植物根系的生长发育
2.影响土壤养分的浓度、有效性和迁移
3.影响土壤通气性、土壤微生物活性、 土壤温度等，从而影响养分形态、 转化及有效性
土壤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。
九植物营养与施肥原则
通气
植物吸收养分是 被动吸收和主动 吸收相结合的过 程，而通气有利 于有氧呼吸，所 以，能促进植物 对养分的吸收， 农业生产中的中 耕培土是调节土 壤通透性、促进 养分有效吸收的 重要手段。
九植物营养与施肥原则
光照是植物养分吸收与同化的原动力。
蒸腾作用 能量 酶的诱导和代谢途径
九植物营养与施肥原则
光照对水稻吸收养分的影响
照度
养分含量（相对%）
指数 NH4+ H2PO4- K+ Ca2+ Mg2+ Mn2+ SiO2
100 100 100 100 100 100 100 100
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
质流(集流)：是因植物蒸腾作用而引起的土壤
养分随土壤水分流动的运动。 速度较快,但要求水分和离子浓度足够大。NO3－
之类高溶解性的离子主要吸收机质. N、Ca、B、Mo 质流
扩散：是指土壤溶液中当某种养分的浓度出现
差异时所引起的养分运动。
速度较慢,每天只有几毫米.离子浓度及含水量影响
P、K扩散。
植物营养施肥原则
A. 载体由吸收过程中获得能量 载体+ATP 磷酸激酶 磷酸化载体+ADP
B. 磷酸化载体与某种选择性离子结合向质膜内转移
磷酸化载体+离子
磷酸化载体-离子
C. 磷酸化载体-离子在磷酸酯酶作用下解离,于质膜内侧
释放离子进入细胞内
磷酸化载体-离子 磷酸酯酶 载体+离子+无机磷酸(Pi)
类脂层
细胞内
D. 在细胞内的线粒体或叶绿体作用下,形成ATP ADP＋Pi 线粒体或叶绿体 ATP
由三部分组成: 1. 细胞间隙 2. 细胞壁微孔 3. 细胞壁与原生质膜
之间的空隙 植物营养施肥原则
二、养分离子向根部迁移
土壤
③ ②
①
根
养分离子向根部迁移有三个途径: ①截获 ②扩散 ③质流
植物营养施肥原则
截获: 是指根系在土壤里伸展过程中吸收直接接
触到的养分。 对移动性小的离子较重要.如Cu、Mg.（10％）
是有机物质的主要组成成分，是酶催化过 程中原子团的必需元素。通过氧化还原反 应而同化
来自土壤溶液中的磷 与植物中天然醇类进行酯化作用，磷酸酯 酸盐、硼酸和硼酸盐、 参与能量转换反应 硅酸盐
来自土壤溶液的离子
来自土壤溶液的离子 或螯合物
一般功能：形成渗透势 特殊功能：使酶蛋白的构造成为最佳状态 ，以利酶的活化作用。两种作用物之间的 桥梁联结，使非扩散和扩散的阴离子平衡
植物营养施肥原则
(二)有益元素
在16种营养元素之外，还有一类营 养元素，它们对一些植物的生长发育具 有良好的作用，或为某些植物在特定条 件下所必需，但不是所有植物所必需， 人们称之为“ 有益元素”。 其中主要包括： Si Na Co Se Ni Al 等。
水稻Si、固氮作物Co、甜菜Na等。
植物营养施肥原则
按其生化作用和生理功能进行分类
营养元素
吸收形态
生物化学功能
第一组 C、H、 O、N、 S
第二组 P、B、 Si
第三组 K、Na、 Mg、Ca、 Mn、Cl
第四组 Fe、Cu、 Zn、Mo
CO2、HCO3-、H2O、 O2、NO3-、NH4+、 N2、SO4=、SO2离子 来自土壤溶液气体来 自大气
载体学说 : 生物膜上具有某些分子,它们有载运离子通过生 物膜的能力,它们对某种离子具有专性结合点,因而可以选择 性的运载某种离子通过生物膜
膜
A
膜外
C
C
C
膜内 细胞质
C
B
膜外
~P C
~P
~P
C
C
C
膜内 细胞质
ADP
ATP Pi
线粒体
离子
~P
C 载体（选择结合面） C “ 活化载体 ”
A. 离子通过膜的传递植方物式营养施肥原则B. 配合能量消耗
三、植物对离子态养分的吸收(阳离子吸收)
被动吸收：养分进入根细胞内需消耗能量的属物 理或化学的作用 (非代谢吸收)。 是植物吸收养分的初级阶段。
主动吸收: 凡是养分进入细胞内需要消耗能量的, 具 有选择性。如逆浓度吸收(代谢吸收)。
植物营养施肥原则
目前，从能量的观点和酶的动力学原理来研究植物主 动吸收养分的原因，提出载体学说和离子泵学说。
植物营养施肥原则
根毛区 伸长区 分生区
根冠
叶面(包括茎表面)：
CO2 O2 H2O SO2 叶面渗透也可吸收矿质元素,如喷施尿素 KH2PO4微量元素等。
吸收途径
无论那种方式都是按以下途径吸收:
介质溶液
细胞壁水膜
细胞壁 (自由空间)
原生质膜
细胞内部
植物营养施肥原则
自由空间:
是指在植物体某些器官组织内或细胞 中能允许外部溶液自由扩散进入的那部分 空间。
必需营养元素的三个依据 1. 如缺少某种营养元素,植物就不能完成生活史; 2. 必须营养元素的功能不能由其它营养元素代替; 3. 必须营养元素直接植物参营养与施肥植原则物代谢作用.
目前已发现16种必需营养元素:
大量营养元素：
C H O N P K Ca Mg S (占植物干重的0.1%以上)
C ( 1800 )、 N(1804)、P ,K, Ca, Mg ,S ( 1938 )
主要以螯合物结合于辅基内，通过这些元 素原子价的变化而传递电子
植物营养施肥原则
第二节 植物对养分的吸收
吸收: 是指营养物质由介质进入植物体内的过程。
养分离子从土壤转入植物体内包括两个过程: 即养 分离子向根部迁移和根对养分离子的吸收。
一. 植物吸收养分的器官和途径
根系(为主): 矿质元素
吸收养分最多的 部位是根尖以上的分 生组织
第一章
植物营养与施肥原则
植物营养施肥原则
物质和能量的“ 大循环”
无机界
植物
人和动物
人类施肥活动根本目的是调节这一环节, 向自然界获取更多的能量。
植物营养施肥原则
第一节 植物的营养成分
一. 植物体的组成
植物体：水(75-95%) 干物质(5-25%)
(占鲜体重)
干物质： 挥发性气态元素: C、H、O、N (90%以上) 不挥发物质(灰分) : P、K、Ca、Mg、S、Fe、 Mn、Cu、Zn、Mo、B、 Cl、Si、Na、Co、 Al、Ni、V、Se等。 目前已在植物体内 检出70余种植矿物营质养施元肥素原则.
总的看来.整个运输过程是:
离子＋ATP 运输 离子＋ADP＋Pi
盐土中生长的植物含Na多
植物营养施肥原则
酸性土壤上的植物含Al多
植物营养施肥原则
水稻、小麦等禾谷类作含Si多
植物施肥原则
豆科作物含N多
植物营养施肥原则
二. 营养元素的分类
(一) 必需营养元素:
营养元素在植物体内的含量不同，所引起的 作用也不同，有些是偶然进入植物体内，有些元 素在植物体内含量很少，但是是不可缺少的 （溶液培养可以鉴别）
微量营养元素：
Fe Mn Cu Zn B Mo Cl(一般占植物干重的0.1%以下)
大量与微量没有严 格的界限,随着环境的变 化微量元素含量可超过 大量元素含量。 植物营养施肥原则
两个重要的定律
同等重要律:
必需营养元素在植物体内不论数量多 少都是同等重要的。
不可代替律:
任何一种营养元素的特殊功能都不能 为其它元素所代替。