第7章 植物营养与施肥原理概论
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。
植物营养与施肥平衡的核心原理
植物营养与施肥平衡的核心原理植物如同人类一样，需要各种各样的营养物质来维持生长、发育和繁殖。
这些营养物质在植物体内发挥着不同的功能，从构建细胞结构到参与各种生理生化反应。
施肥平衡则是确保植物能获取到适量且比例合适的各种营养元素的关键，这其中蕴含着诸多核心原理。
一、植物必需营养元素的种类与功能植物需要多种营养元素，其中大量元素包括氮、磷、钾。
氮是植物体内许多重要有机化合物的组成成分，如蛋白质、核酸等。
氮素充足时，植物枝叶繁茂，叶片浓绿。
磷参与植物体内能量代谢、遗传物质的组成等过程。
缺乏磷时，植物生长迟缓，叶片可能会呈现暗绿色甚至发紫。
钾在调节植物细胞渗透压、促进光合作用产物的运输等方面有着重要作用。
缺钾的植物叶片边缘容易发黄、焦枯。
除了大量元素，植物还需要微量元素，如铁、锰、锌、铜、硼、钼、氯等。
虽然这些元素植物需要量极少，但它们在植物体内同样不可或缺。
例如，铁是植物叶绿素合成所必需的元素，缺铁会导致叶片失绿黄化。
硼对植物的生殖生长影响很大，缺硼时植物花而不实。
二、营养元素的相互关系协同作用不同营养元素之间存在协同作用。
例如，氮和磷配合施用时，能够促进植物根系的生长发育。
氮为根系生长提供物质基础，磷则有助于根系细胞的分裂和分化。
钾与氮的协同作用能提高植物的抗逆性，在适量钾的存在下，植物对氮的吸收和利用效率更高。
拮抗作用某些营养元素之间会有拮抗作用。
比如钙和钾，当土壤中钾离子浓度过高时，可能会抑制植物对钙的吸收。
这是因为它们在离子通道的吸收过程中存在竞争关系。
过量的锌也可能会影响植物对铁的吸收，因为它们在植物体内的转运机制有部分重叠。
三、土壤肥力与施肥平衡土壤是植物获取营养元素的重要来源。
土壤肥力状况直接影响植物对营养元素的吸收。
肥沃的土壤含有丰富的有机质、大量元素和微量元素。
随着农业生产的不断发展，土壤肥力常常因为过度耕种、不合理施肥等原因而下降。
土壤的缓冲能力土壤具有一定的缓冲能力，能够在一定范围内调节土壤溶液中营养元素的浓度。
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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第7章植物营养与施肥原理
干物质 5~25%
有机质 95%C H O N S
无机质 5%
影响元素组 作物的遗传特性
成的因素 环境条件
第7章植物营养与施肥原理
必需营养元素和非必需营养元素。
将植物的干物质灼烧，有机物质在燃烧过程中氧化而挥发，余下的不挥发的残 留部分称为灰分。
灰分的成分包括磷（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。
植物体内所含的灰分元素并不全部都是植物生长发育所必需的。有些元素可能 是偶然被植物吸收的，甚至还能大量积累；但是，有些元素植物的需要量虽然 极微，然而却是植物生长不可缺少的营养元素。因此，植物体内的元素可分为 必需营养元素和非必需营养元素。
第7章植物营养与施肥原理
1、植物必需元素(plant essential elements)
为某些植物正常生长发育所必需，或对某些植物生 长有促进作用
豆科作物-钴；镍 藜科作物-钠；
第7章植物营养与施肥原理
(2)必需营养元素的生理功能分组
①C、H、O、N、S 是构成植物活体的结构物质和生活物质的营养元素。 ②P、B和(Si) 有相似的特性，都以无机阴离子或酸分子的形态而被吸收，并可与
60 80 125 250 1000
30000 40000
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-
0.6
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-
0.1
-
植物营养与施肥详解
B、Ca 缺素症状出现在新叶顶端分生组织 再利用程度很低
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二、植物的氮素营养与氮肥
14
植物的氮素营养与氮肥——氮素分布与吸收
1、植物体内氮素的含量与分布 含量：占植物干重的0.3~5。植物种类：豆科植物>非豆科植物。 品种：高产>低产。器官：叶>根。 2、分布变化：营养生长期在营养器官。生殖生长期到贮藏器官。 3、植物对氮的吸收形态:无机态、有机态。 4、植物对尿素同化途径：脲酶途径、非脲酶途径：直接同化 5、植物对氨态氮的吸收与同化机理 ： 被动渗透 、接触脱质子。 6、酰胺意义： a贮存氨基 ； b解除氨毒 ； c参与代谢。 7、尿素的毒害：当介质中尿素浓度过高时会出现受害症状
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植物营养原理——营养最大效率及缺素表现
1、植物营养最大效率期：在植物生长阶段中，所吸收的某种养分能 发挥其最大效能的时期
2、缺素症状表现部位与养分再利用程度之间的关系：
N、P、K、Mg
缺素症状出现在老叶 再利用程度高
S
缺素症状出现在新叶 再利用程度低
Fe、Zn、Cu、Mo 缺素症状出现在新叶 再利用程度低
2、氮过量外观表现：a营养体徒长贪青迟熟；b叶面积增大叶色浓绿 叶片下披互相遮荫；c茎杆软弱抗病虫，抗倒伏能力差；d根系短而 小，早衰。
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植物的氮素营养与氮肥——氨态和硝态氮素
1、氨态氮素： a带正电荷，是阳离子。 b能与土壤胶粒上的阳离子交换而被吸附。 c被土壤胶粒吸附后移动性减少，不随水流失。 d进行硝化作用后。转为硝酸态氮，不降低肥效。 2、硝态氮素： a带负电荷，阴离子。 b不能进行交换而存在土壤溶液中。 c在土壤溶液中随水运动而移动，流动性大，易流失。 d进行硝化作用后形成氮气或氧化氮气而丧失肥效。
植物营养与施肥的基本原理
3.土壤养分向根部迁移的方式
截获：指植物根在土壤中伸长并与其紧密接触，使根释放出的H+和 HCO3-与土壤胶体上的阴离子和阳离子直接交换而被根系吸
收的过程。 特点：接触面有限，仅占植物吸收总量的0.2-10%。
扩散：由于根系吸收养分而使得根圈附近和离根较远处的离子浓度 存在浓度梯度而引起土壤中养分的迁移。 特点：因浓度差引起，迁移距离较短，对磷、钾供应重要。
养分归还学说：植物以不同方式从土壤中吸收矿质养分， 使土壤养分逐渐减少。为保持土壤肥力，必须把植物带 走的矿质养分和氮素以施肥的方式归还给土壤。
Justus van Liebig
（1803-1873，Germany）
最小养分 律
作物产量受土 壤中相对含量最少 的养分所控制，作 物产量的高低则随 最小养分补充量的 多少而变化。
在土壤、作物间的 供求矛盾相对较小
四、必需营养元素与植物生长
同等重要性： 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。
平衡吸收： 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。
（2）元素必需性的研究方法 从植物的生长介质中除去某元素以确定其必需性
-A
-B
A元素为非必需元素
B元素为必需元素
二、植物必需营养元素的分组
1.按必需营养元素在植物体内的含量分组
大量元素
中量元素
微量元素
C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni
在植物体内的含量 一般高于1‰
（2）养分种类
第七章-植物营养与施肥原理5
1、植物体组成成分
气态元素 C 、H 、O、 N（必需）
（90-95%）
干物质
新 (5～15％)
必需 营养元素
鲜
灰分元素 （5-10%）
植
非必需
物
营养元素
水分
（75-95%）
• **气态元素：作物干物质煅烧时碳、氢、氮和氧 以气态的形式挥发，称为气态元素。
• **灰分元素：作物干物质煅烧后残留的不挥发物 质称为灰分，灰分中的元素称为灰分元素。
植物细胞内电致质子泵（H+-ATP酶）的位置及作用模式
二、根系对有机养分的吸收
一般，植物所能吸收的有机态养分：
氨基酸、糖类、磷脂类、生长素和维生素等
水稻幼苗吸收氨基酸和酚胺； 大麦能吸收赖氨酸； 玉米能吸收甘氨酸等。
特点：
• ①脂溶性越强越容易吸收 • ②小分子比大分子更容易透过细胞膜 • ③有主动吸收也有被动吸收现象 • ④有机分子的吸收具有选择性(胞饮作用)
1） 根系生长的必要条件 2） 养分和施入肥料的溶剂 3） 土壤中有机养分矿化和无机养分转化的必要条件 4） 土壤养分在土体内的迁移、植物的被动吸收 5） 影响土壤中离子的溶解度、土壤氧化还原状况，也间接影 响离子的吸收
ห้องสมุดไป่ตู้ 4、土壤通气条件
1） 根系的呼吸作用 2） 有毒物质的产生 3） 土壤养分的形态和有效性
元素 植物可利用形态 主要来源
铁(Fe) Fe2+、Fe3+
微 量
锰(Mn) 锌(Zn)
Mn2+ Zn2+
营 铜(Cu) Cu2+
养 元
钼(Mo)
MoO42-、 HMoO4-
素 硼(B) H2BO3-、B4O72-
植物营养与肥料绪论
植物营养与肥料绪论植物营养与肥料绪论第⼀节植物营养与肥料的基本任务植物与⼈类、动物的关系 <是⽀柱>肥料与植物⽣产饲料与动物⽣产⾷物与⼈类⽣存植物营养学：是研究植物体与环境之间营养物质和能量的交换过程，即营养物质的运输和能量的转化过程的科学。
肥料学：研究肥料性能及其积制、施⽤等理论和技术的科学。
包括研究肥料对作物营养和⼟壤肥⼒的关系，各种肥料的成分、性质和⽤法，积肥、造肥、保肥、种植绿肥以及施肥的原则、施肥制度、各种作物的施肥⽅法等。
植物营养是肥料学的理论基础，也是施肥的直接⽬的。
⼀、肥料在农业⽣产中的作⽤:肥料（fertilizer）:是提供植物必需营养元素或兼有改变⼟壤性质,提⾼⼟壤肥⼒功能的物质.以提供植物养分为其主要功效的物料。
肥料包括⽆机肥料(化学肥料)和有机肥料。
作为粮⾷的”粮⾷”肥料是农业⽣产的重要物质基础。
掌握⼟壤的肥⼒状况和植物营养的基本规律，进⾏合理施肥，在作物增产中起着⼗分重要的作⽤。
根据联合国粮农组织的资料，发展中国家施肥可提⾼粮⾷作物单产55%—57%，总产30%—31%（FAO．1989）。
全国化肥试验⽹的⼤量试验结果也表明，我国1986—1990年粮⾷总产中有35%左右是施⽤化肥的结果（中国农业科学院⼟壤肥料研究所，1986）。
世界范围的经验证明，施肥，尤其是使⽤化肥，不论在发达国家还是发展中国家都是最快、最有效、最重要的增产措施（⾦继运等，1995）。
中国有限的耕地资源和过多的⼈⼝压⼒这⼀事实决定了中国农业持续发展的特殊性和艰巨性。
⼀⽅⾯，中国必须在有限的耕地上不断增加投⼊，不断提⾼粮⾷产量；同时⼜必须保护耕地资源，保护和改善农业⽣态环境，提⾼⼈们的⽣活质量。
化肥作为农业⽣产的物质基础，过去和现在为我国的农业⽣产发挥了重要作⽤，将来仍然是农业持续稳定发展的重要措施之⼀。
我国过去肥料结构1993年肥料⽣产及消费氮磷钾⽐例为:⽣产，世界N：P2O5：K2O＝1：0.40：0.26中国N：P2O5：K2O＝1：0.27：0.008使⽤，世界N：P2O5：K2O＝1：0.40：0.26中国N：P2O5：K2O＝1：0.43：0.15根据近代知识的理解，肥料使⽤的积极作⽤在于：1.能促进和改善⼟壤－植物－动物系统中营养元素的平衡、交换和循环。
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1800 碳
C
最早 氢
1987镍
H
Ni
0.001 0.1 0.30 1.0 2.0 2.0 3.0 3.0
60 80 125 250 1000
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1.5
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-
45
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1.1
目前 国内外公认的高等植物所必需的营养元 素有17种。它们是碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、 镁、硫、铁、硼、锰、铜、锌、鉬、氯、镍。
正常生长植株的干物质中营养元素的平均含量
确定
年份 元素
符号
mol/克（干重 ）
mg/kg
%
1939 钼
Mo
1931 铜
Cu
1926 锌
Zn
1922 锰
Mn
1844 铁
Fe
1923 硼
B
1954 氯
Cl
1839 硫
S
1839 磷
P
1839 镁
Mg
1839 钙
Ca
1839 钾
K
1804 氮
N
最早 氧
O
7.1.2根系对养分的吸收
根系是植物吸收养分的主要器官，也是地上部分 生长良好的基础。植物体与环境之间的物质交换， 在很大程度上是通过根系来完成的。因而，植物 根系的粗壮发达，生活力强。“根深叶茂”
植物通过根系吸收养分的现象称根部营养。
②中量营养元素 ：占植株干物质的百分之几到千分之几，它们是钙 （Ca）、镁(Mg)、硫（S）3种。
③微量营养元素：只占植株干物质重量的千分之几到十万分之几。它 们是铁（Fe）、硼（B）、锰（Mn）、铜（Cu）、锌（Zn）、钼（Mo）、 氯（Cl）、镍（Ni）8种。
有益元素 beneficial element
C
N
Cl
S
Mo
Mn B Fe
Cu
Zn
Ni
H
Mg
Ca
K
P
O
2、必需营养元素的分组
（1）按必需营养元素在植物体内的含量分组， 可以分为大量营养 元素、中量营养元素和微量营养元素。见P163表7-1
①大量营养元素 ： 占植株干物质的百分之几十到千分之几。它们是碳 （C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、钾（K）6种。
有机质 95%C H O N S
无机质 5%
影响元素组 作物的遗。
将植物的干物质灼烧，有机物质在燃烧过程中氧化而挥发，余下的不挥发的残 留部分称为灰分。
灰分的成分包括磷（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。
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，不可缺少。如缺少某种营养元素，植物就不能完成其生活周期； 第二，不可替代。如缺少某种营养元素，植物呈现特有的缺素症，而
且其它任何营养元素均不能代替它的功能，只有补充这种元素后症状 才能减轻或消失； 第三，直接营养作用。这种元素必须在植物营养上直接参与植物代谢 作用，并非改善植物生活条件的间接作用。
7.1.3养分的运转和利用
1、养分的短距离运输 2、养分的长距离运输 3、木质部与韧皮部之间养分的转移
4、养分在植物体内的循环与再利用
7.1.4根外器官对养分的吸收
1、根外营养的特点 2、影响根外营养效果的条件
7.1 植物的营养成分及养分的吸收
7.1.1植物必需元素
新鲜物质 水 分 75~95% 干物质 5~25%
3.肥料三要素:N、P、K 为什么？
N、P、K 三种元素植物需要量大。 植物收获时带出土壤通过残茬和根的形式归还给土壤的比例少。 土壤中所含的能为植物利用的这三种元素的数量少。供给少 因此，在养分供求之间不协调，并明显地影响着植物产量的提高。 必须以施肥的方式补充，以供植物吸收利用。所以，常把它们称为
“肥料三要素” 或“氮磷钾三要素”。
必需营养元素间的相互关系
同等重要律－－植物必需营养元素在植物体内的数 量不论多少都是同等重要的。 生产上要求： 平衡供给养分 不可代替律－－植物的每一种必需营养元素都有特 殊的功能，不能被其它元素所代替。
“植物营养失调症”
植物必需营养元素的各种功能一般通过植 物的表现出来。而当植物缺乏或过量吸收某一 元素时，会出现特定的外部症状，这些症状统 称为“植物营养失调症”，包括“营养元素缺 乏症”和“元素毒害症”。
只以离子形态存在于汁液中，或被吸附在非扩散的有机阴离子上。这些离子有的 能构成（或调节）细胞渗透压、有的能活化酶，或成为酶和底物之间的桥键元素。 ④Fe、Cu、Zn 、Mo和Ni 主要以螯合形态存在于植物中。这些元素的大多数可 通过化合价的变化传递电子。此外，Ca、 Mg、 Mn也可被螯合，它们与第三组 元素间没有明显的界线。
为某些植物正常生长发育所必需，或对某些植物生 长有促进作用
豆科作物-钴；镍 藜科作物-钠；
(2)必需营养元素的生理功能分组
①C、H、O、N、S 是构成植物活体的结构物质和生活物质的营养元素。 ②P、B和(Si) 有相似的特性，都以无机阴离子或酸分子的形态而被吸收，并可
与植物体中的羟基化合物进行酯化作用生成磷酸酯、硼酸酯等。 ③K、(Na)、Ca、 Mg、 Mn和 Cl 以离子形态被植物吸收，在植物细胞中，它们
第7章 植物营养与施肥原理
7.1植物的营养成分及养分的吸收 7.2影响植物吸收养分的条件 7.3植物的营养特性 7.4施肥的基本原理 7.5施肥环节和方法
7.1 植物的营养成分及养分的吸收
7.1.1植物必需元素 7.1.2根系对养分的吸收
1、根吸收养分的部位 2、根部吸收的养分形态 3、土壤养分向根部迁移的方式 4、根部对离子态养分的吸收 5、根部对有机养分的吸收
植物体内所含的灰分元素并不全部都是植物生长发育所必需的。有些元素可能 是偶然被植物吸收的，甚至还能大量积累；但是，有些元素植物的需要量虽然 极微，然而却是植物生长不可缺少的营养元素。因此，植物体内的元素可分为 必需营养元素和非必需营养元素。
1、植物必需元素(plant essential elements)