植物营养与施肥的基本原理
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- 、
植物施肥原理
植物施肥原理
1. 植物需要肥料供应：
植物在生长过程中需要吸收营养物质来维持其生命活动。
土壤中的肥料是植物获取养分的重要来源之一。
2. 肥料的主要成分：
肥料的主要成分包括氮、磷、钾等营养元素，以及微量元素如锌、铁、铜等。
这些元素在植物生长过程中发挥重要的作用，例如氮元素促进植物的生长与发育，磷元素促进植物的根系生长，钾元素提高植物的抵抗力等。
3. 肥料的种类和选择：
根据植物对营养元素的需求，可以选择不同类型的肥料进行施肥。
有机肥料是由动植物的残体或排泄物制成，含有丰富的有机质和养分。
无机肥料则是由化学合成制成，养分含量相对较高。
根据植物生长的不同阶段和所需养分特点，可以选择合适的肥料类型。
4. 施肥的时间和方法：
施肥的时间应根据植物的生长习性和季节变化来确定。
一般来说，植物在生长期间需要较多的养分，因此生长旺盛的春季和夏季是适合施肥的时间。
施肥的方法可以通过将肥料撒在土壤表面，或深入土壤中进行基肥或追肥。
5. 施肥的注意事项：
在施肥过程中，应根据植物的需求和肥料的使用说明合理施肥量，避免施肥过量导致肥料残留或土壤污染。
此外，应注意选
择适合植物生长和土壤环境的肥料种类，避免对生态环境造成不良影响。
同时，合理的灌溉和排水也是保证肥料有效利用的重要环节。
6. 施肥的效果和监测：
适量施肥可以提高植物的生长效果和产量，但如果施肥不当，可能会导致营养过剩或缺乏，影响植物健康。
因此，在施肥后应及时观察植物的生长情况，并通过土壤测试或植物营养指标监测来判断肥料的吸收和利用情况，以调整施肥策略。
植物营养与施肥基本原理课件
土壤养分改良的实践
土壤酸碱度调节
01
通过施用石灰或硫磺等物质，调节土壤酸碱度，创造适宜植物
生长的环境。
有机肥料施用
02
增施有机肥料，提高土壤有机质含量，改善土壤结构，增加土
壤保水保肥能力。
土壤消毒与病虫害防治
03
05 案例分析
不同植物的施肥方案
蔬菜施肥
根据蔬菜生长周期和需肥特点，合理 配比氮、磷、钾等营养元素，提高产 量和品质。
水果施肥
针对不同水果品种，调整肥料配方， 促进果实生长和糖分积累，提高口感 和营养价值。
花卉施肥
根据花卉生长阶段和开花需求，选用 适当的肥料，促进花卉生长繁茂、花 色艳丽。
牧草施肥
通过施肥，可以补充土壤中缺乏的营养元素，满足植物生长的需求。
03
不同营养元素对植物生长的作用
不同营养元素在植物生长中起着不同的作用，如氮是蛋白质的主要成分，
磷是细胞膜的主要成分，钾是参与光合作用和呼吸作用的调节剂等。
施肥对植物生长的影响
促进植物生长
提高产量和品质
合理施肥可以提供植物所需的营养元 素，促进植物根、茎、叶、果实的正 常生长。
肥力的作用。
化肥
含有植物所需的各种营养元素 ，如氮、磷、钾等，具有养分 含量高、见效快的特点。
叶面肥
通过叶面喷施的方式补充植物 所需的营养元素，具有吸收快 、效果显著的特点。
基肥
在种植前施入土壤中的肥料， 主要起到长期供应植物养分的
作用。
施肥的时期和频率
施肥时期
根据植物生长阶段和需肥特点， 确定施肥的最佳时期，如苗期、 花期、果期等。
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
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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
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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
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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
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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。
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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。
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施肥的基本原理
施肥的基本原理施肥是提高植物生长的一种重要措施。
它的基本原理是为植物提供所需的养分，以满足其正常的生长和发育需求。
施肥的目的是补充土壤中缺乏的养分，帮助植物增长更强壮，提高产量和品质。
下面将详细介绍施肥的基本原理。
首先，施肥的基本原理之一是养分供给。
植物需要从土壤中吸收氮、磷、钾等营养元素，以满足其正常生长和代谢的需求。
这些养分可以通过施肥来提供，以弥补土壤中的不足。
施肥的方式可以通过化肥或有机肥来进行，它们可以提供植物所需的各种营养元素。
其次，施肥的基本原理之二是施肥的时间和方式。
植物对养分的需求是不断变化的，因此施肥的时间和方式也需要根据植物的需求来合理安排。
一般来说，植物在生长季节和不同的生长阶段对养分的需求量会有所不同。
例如，当植物处于生长旺盛期时，其对氮的需求较高，此时可以适量增加氮肥的施用量。
另外，施肥的方式也需要根据土壤和植物的具体情况来选择，有时候需要通过叶面施肥或根部施肥来提供养分。
第三，施肥的基本原理之三是施肥的科学施用。
科学施肥是指合理选择肥料种类、施肥量和施肥方法，以充分满足植物的需要，并同时避免浪费和污染土壤环境。
首先，需要根据土壤的理化性质和作物对养分的需求来选择合适的肥料种类。
例如，磷肥适用于土壤中磷素缺乏的情况，而钾肥适用于土壤中钾元素缺乏的情况。
其次，施肥的量需要根据土壤的肥力状况和植物对养分的需求来确定。
如果施肥量过多，可能导致肥料浪费和环境污染；如果施肥量不足，可能会影响植物的正常生长和发育。
最后，施肥方法也需要灵活运用。
可以选择基施、追施或叶面喷施等方法，根据作物的需要来提供养分。
第四，施肥的基本原理之四是合理循环利用养分。
施肥过程中，要尽量减少养分的损失和浪费，促进养分的循环利用。
一方面，可以通过肥料的选择和施用方法来减少养分的损失。
例如，选择控释肥和有机肥可以减少养分的流失和损失。
另一方面，可以通过农业生产系统的优化设计来提高养分利用效率。
例如，通过合理的轮作制度、有机肥的堆肥利用和秸秆还田等措施，可以降低养分损失和土壤贫瘠化的风险，实现养分的循环利用。
植物营养与施肥原则
养分进入根细胞的方式： 1、扩散、质流、截获：离子
阳离子 交换量
22.8 17.0 12.3
9.0 8.4
（三）养分进入共质体
养分需要通过原生质膜才能进入共质体 原生质膜的特点：具有选择透性的生物半透膜 原生质膜的结构：“流动镶嵌模型”
生物膜的流动镶嵌模型
原生质膜是一个具有精密结构的屏障， 对不同的物质具有不同的透性。
•亲脂性非极性分子或不带电的极性小分子能 溶于双层磷脂层中，因而能以扩散的形式透 过质膜。
根自由空间中阳离子交换位点的数目决定着 各类植物根系阳离子交换量（CEC）的大 小。通常双子叶植物的CEC比单子叶植物 要大得多。
作物根的阳离子交换量 （cmol/kg，干重）
双子叶 植物
大豆 苜蓿 花生 棉花 油菜
阳离子 交换量
65.1 48.0 36.5 36.1 33.2
单子叶 植物 春小 麦 玉米 大麦 冬小 麦 水稻
30000 40000
60000
0.1
-
0.6
-
20
-
50
-
100
-
20
-
100
-
-
0.1
-
0.2
-
0.2
-
0.5
-
1.0
-
1.5
-
45
-
45
-
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镍 Ni
1.H、O －－天然营养元素 非矿质元素
来自空气和水
大量元素 N、P、K －－植物营养三要素
(0.1%以上)
• 氯(T.C. Broyer,1954
表2.1正常生长植株的干物质中营养元素的平均含量
植物营养与施肥的基本原理
6植物营养与施肥的基本原理本章提要：本章围绕植物营养的基本规律，介绍植物必需营养元素的概念及其分组，植物根系与根外器官对养分吸收、运输和利用特点及影响其吸收与分配的基因型差异和环境因素。
了解合理施肥应遵循的三项基本原理，即养分归还学说，最小养分律和报酬递减律，掌握确定施肥量、施肥时期和施肥方法的三项技术。
6.1 植物必需营养元素6.1.1 植物必需营养元素概念6.1.1.1 植物体内元素的组成新鲜植物体=水+干物质。
水占鲜体75~95％，干物质占5~25％。
干物质=有机质+矿物质。
干物质中有机物占90~95％，5~10％是无机物。
干物质经灼烧后，有机物质被氧化分解、逸出。
不挥发的残留部分为灰分。
成分包括磷（P）、钾（K）、钙（Ca）、镁(Mg)、硫(S)、铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、铜(Cu)、钼(Mo）、硼(B)、氯(Cl)、硅(Si)、钠(Na)、钴(Co)、铝(Al)、镍(Ni)、钒(V)、硒(Se)等。
植物体内可检出70多种矿质元素。
植物体内吸收的元素，一方面受植物的基因所决定；另一方面还受环境条件所影响。
植物体内的元素可分为必需营养元素和非必需营养元素。
6.1.1.2 植物必需营养元素（essential element）的概念通过营养液培养法来确定植物必需营养元素。
方法是在培养液中系统地减去植物灰分中某些元素，而植物不能正常生长发育，这些缺少的元素，无疑是植物营养中所必需的。
如省去某种元素后，植物照常生长发育，则此元素属非必需的。
1939年阿诺（Arnon）和斯吐特（Stout）提出了高等植物必需营养元素判断的三条标准：第一，如缺少某种营养元素，植物就不能完成其生活周期；第二，如缺少某种营养元素，植物呈现专一的缺素症，其它营养元素不能代替它的功能，只有补充它后症状才能减轻或消失；第三，在植物营养上直接参与植物代谢作用，并非由于它改善了植物生活条件所产生的间接作用。
当某一元素符合这三条标准的，则称为必需营养元素。
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微量元素 (micro-element) [7种，在植物体内的含量 一般低于1/1000]
? 元素必需性的研究方法
?分析植物体的化学组成 ?从植物的生长介质中除去某元素以确定其必需性
-A
A元素为非必需元素
-B
B元素为必需元素
? 同等重要性与平衡吸收
化学肥料发展趋势：
? 高效化：不断提高肥料中养分的浓度 ? 复合化：提高复合肥料在化肥中的比例 ? 液体化：发展液体肥料 ? 缓效化：延缓肥料施用后养分释放的速度。
? 施肥技术的多样性
土壤施肥
随水灌溉施肥 (fertigation)
Fertilizer Injection
PoБайду номын сангаасassium application map
?长期大量施用化肥可引起环境问题 （地下水污染，表层水富营养化等）
商品肥料
?通过微生物生命活动的产物改善植物 营养；直接提供的养分量十分有限 ?辅助性肥料，不能代替有机肥及化肥 的作用
2. 施肥及其基本环节
? 施肥的基本目的：补充土壤养分供应的不足，以满足作物正 常生长发育对养分的需求。
作物对养分的需求
Minerals
1 肥料在作物生产中的作用
? 早在20世纪30年代，德国科学家就对增施肥料在欧洲粮食生产中 的作用做过估计，如果把粮食增产量看作100，化肥的贡献占50%， 品种占30%，其它管理措施占20%；
施肥 自然需求
特定需求 施肥
正常的植物体
达到特定的经济目的
? 合理施肥：通过施肥调节植物的自然营养过程，以获得理想的产 量或经济效益。即施肥并非简单地满足作物对养分的自然需求。
?施肥环节
基 肥：在种植作物之前结合土壤耕作而施用的
肥料，其着眼点为作物生长的全程，以 有机肥料为主。
种 肥：在作物播种或移栽时施用，着眼点为苗
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第一章 植物营养与施肥的基本原理
? §1 肥料与施肥的基本概念
§2 植物营养元素与肥料三要素 §3 施肥与植物生长 §4 施肥与农业生态 §5 植物对养分的吸收
1. 肥料及其分类
? 肥料的定义 问题：什么是肥料？
? 肥料的定义： 凡能向植物 提供其生长发育所必
需的化学物质的任何物质。
讨论:如何正确理解肥料的定义？
环境 （养分供应者）
植物 （养分需求者）
养分供求关系
养分供求关系
供>求 供=求
无须施肥
供<求 须用肥料补充
?在实际应用中，肥料的定义应理解为： 凡能直 接或间接地 补充环境养分供应不足的任何物质。
? 肥料的分类与特性
有机肥料 Organic fertilizer
?养分完全，但含量低
自然肥料 ?养分释放速度慢，但肥效稳长 （农家肥料） ?改良土壤，提高地力
?改善土壤的有机营养 ?改善作物的碳素营养
肥料
化学肥料 Chemical fertilizer Inorganic fertilizer Mineral fertilizer
微生物肥料 Microbe fertilizer
?养分含量高，但种类单纯
?养分释放速度快，但后效短
?部分化肥长期施用可影响土质
来自大气、水
来自土壤（矿质元素）
C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Cl
在土壤植物间的供 求矛盾大，常需施 肥补充。通常被称 为“肥料三要素”
在土壤、作物间的 供求矛盾相对较小
第一章 植物营养与施肥的基本原理
§1 肥料与施肥的基本概念 §2 植物营养元素与肥料三要素
地球化学元素
必需元素 有益元素
营养元素
完全无用元素
1.1 必需元素
? 必需元素（essential element) 的判定标准
a. 该元素为所有植物所必需，缺少则植物不能完成 其生 活周期；
b. 缺少该元素，植物出现专一的缺素症状，只有补 充该元素，才能缓解或消除症状，其它任何元素 都不能替代；
各种必需元素不论其含量高低， 在植物营养中 的地位是同等重要的 ；且因各自的生理功能不同， 相互间不能替代 。
同种植物体内各种营养元素的含量是相对稳定的。 换言之，植物是按一定比例吸收各种营养元素的。植物 按比例吸收各种营养元素的现象称为平衡吸收。
1.2 有益元素
? 定义
只为某些植物必需或对作物生长发育可起有益作用的一类矿质元 素的总称。
Phosphorus application map
4. 现代农业对施肥的基本要求
? 高产 ? 高效 ? 优质 ? 环境友好
第一章 植物营养与施肥的基本原理
§1 肥料与施肥的基本概念
? §2 植物营养元素与肥料三要素
§3 施肥与植物生长 §4 施肥与农业生态 §5 植物对养分的吸收
1 植物的营养元素
c. 该元素直接参与植物的营养过程，而不是间接地 改善环境条件。
正常 缺磷 缺钾 缺氮 缺镁
缺铁
缺锌
? 必需元素的种类
目前已经发现并已得到公认的植物必需元素共有16种：
大量元素
中量元素
C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Cl
大量元素 （macro-element)
? §3 施肥与植物生长
§4 施肥与农业生态 §5 植物对养分的吸收
1 肥料在作物生产中的作用
机械 支持
水分 施肥
光照
植物 生长
养分
热量 空气
1 肥料在作物生产中的作用
? PAR：380-720nm ，占太 阳总辐射 47－49％； ? PAR理论利用率： 28％； ? 一般农田： 0.5-3% 。
期，以化肥为主。
追 肥：在作物生长过程中施用，其作用为调节
植物营养，主要用化肥。
根外追肥：将肥料配成一定浓度的营养液，借助喷
雾器械喷洒于作物地上部的一种施肥方 法。
3. 肥料与施肥技术的发展趋势
?肥料的发展趋势
国外肥料发展历程：
第一代：单质低浓度化肥（如硝酸钙） 第二代：单质高浓度化肥（如尿素） 第三代：化成复合肥料（如磷酸铵） 第四代：混成复合肥料
? 种类与作用
? Na: 有亲钠植物与疏钠植物之分；对糖用甜菜等是必需的；钠 有部分替代钾的作用，在钾供应不足时更为明显。
? Si：单子叶植物硅的含量为双子叶植物的10-20倍，硅是水稻不 可缺少的元素。
? Co：是豆科植物共生固氮所不可缺少的。
1.3 肥料三要素
问题：所有必需元素在植物营养中的地位是同等 重要的，它们在农业上是否也同等重要？