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1、土壤肥料学肥料学部分 叶优良第一章 绪论学 时：1主要内容：主要介绍肥料在农业生产中的作用，肥料学的发展概况和肥料学的研究内容与研究方法。本章重点： 肥料的概念，肥料在农业生产中的作用，肥料的分类和施用。教学方法：课堂教学一、肥料在农业生产中的作用（一）、基本概念肥料：是指直接或间接供给作物生长所需要的养分，改良土壤性状，以提高作物的产量和品质的物质。（二）、肥料的分类依据不同的目的，肥料可分为不同类型：1、按肥料来源分有机肥(农家肥)： 农民自己积制的和农业废弃物等。化肥（无机肥）： 经过一定的工艺流程制造的，在市场上出售的肥料，如CO(NH2)2、NH4HCO3、过磷酸钙等。生物肥料：含有
2、益微生物的菌剂，主要作用在于促进所接种的微生物的繁殖、调整作物与微生物相互间的关系，利用后者的活动或代谢产物，改善作物营养状况或抑制病害，从而获得增产。绿肥： 绿肥是翻埋入土做肥料的栽培野生植物绿色体。2、按肥料的作用直接肥料： 施用肥料能直接供应作物生长所需要的养分，如氮、磷、钾肥和微肥。间接肥料： 施用肥料能改善外界环境条件，特别是作物生长的土壤条件促进作物的生长，如CaSO4. 2H2O、 CaO。3、按营养成分单质肥料：仅含有一种营养元素。复合肥料：含有两种或两种以上主要营养元素。完全肥料：含有作物生长所必需的所有营养元素。（三）、肥料在农业生产中的作用1、提高产量2、改善品质3、改良
3、土壤，提高土壤肥力二、肥料学的发展概况（一）、我国施用肥料的简史（二）、西欧化肥工业的兴建与世界化肥的生产和施用（三）、我国近代肥料生产与施用的概况三、肥料学的研究内容和研究方法（一）、研究内容1、植物营养与施肥原理植物体的组成成分，植物正常生长发育需要的养育元素的种类，植物对养分的吸收及影响植物养分吸收的环境条件，介绍矿质营养学说、最小养分律等施肥原理2、肥料部分各种肥料的成分及其性质；肥料施入土壤中的变化、被吸收的形态；肥料的合理使用3、计量施肥与施肥技术（1）根据作物的养分平衡原理，土壤的肥力水平或者其肥料的效应函数，计算预计产量的施肥量（2）肥料的施用方法和有效施肥技术（二）、研究方法
4、1、调查研究：总结科学施肥、积肥经验。科学解决存在的问题，指导生产。2、试验研究：生物试验：田间试验：小区进行 培养试验：网室、温室培养，砂培或者水培化学试验：常规分析土壤肥料中的N、P、K化学速测与营养诊断生物物理试验：利用15N、32P等同位素示踪肥料，研究肥料的吸收利用规律思考题1、肥料在农业生产中的作用2、肥料是如何分类的？3、施肥的方法和时间有哪些？4、肥料学的研究方法有哪些？主要参考书王其贞 主编.1993.肥料学.北京农业大学出版社孙 曦主编. 1987. 植物营养与施肥. 农业出版社, 北京金继运 刘荣乐等译. 1999. 土壤肥力与肥料. 中国农业科技出版社，北京中国农业科学
5、院土壤肥料研究所主编. 1994. 中国肥料. 上海科学技术出版社. 上海植物营养学上、下册，陆景陵 胡霭堂主编，北京农业大学出版社，1994。植物营养原理史瑞和等遍著，江苏科学技术出版社，1989。 第二章 植物营养与施肥原则学 时：3主要内容：植物的营养成分，植物对养分的吸收，影响植物吸收养分的外界条件，养分平衡及其相互关系，植物的营养特性，合理施肥的原则。本章重点： 植物必须的营养元素，植物对养分的吸收及影响养分吸收的因素，养分间的平衡和植物吸收养分的关键时期，合理施肥的原则。牢固掌握必需元素、大量元素、微量元素、有益元素、植物营养临界期、营养最大效率期、主动吸收和被动吸收等基本概念。教
6、学方法：课堂教学第一节植物营养成分1 植物生长发育必需的营养元素1）确定必需营养元素的三条标准：必要性：缺少这种元素植物就不能完成其生命周期不可替代性：缺少这种元素，植物会出现特有的症状，而其它元素均不能代替其作用，只有补充这种元素后症状才会减轻或消失。直接性：这种元素是直接参与植物的新陈代谢，对植物起直接的营养作用，而不是改善环境的间接作用。目前国内外公认的高等植物所必需的营养元素有16种。它们是碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、硼、锰、铜、锌、鉬、氯。表1 植物可利用的必需营养元素形态、来源和含量元素 植物可利用形态主要来源 干物质中含量（） 百分率%g/g大量营养元素 碳(C)CO
7、2空气45150000氢(H)H2O、 H2空气45450000氧(O)H2O水660000氮(N)NO3-、NH4+土壤1.515000磷(P)H2PO4- 、HPO42-土壤1.010000钾(K)K+土壤0.55000钙(Ca)Ca2+土壤0.22000镁(MG)Mg2+土壤0.22000硫(S)SO42-土壤0.11000微量营养元素 铁(Fe)Fe2+、Fe3+土壤0.01100锰(Mn)Mn2+土壤0.01100锌(Zn)Zn2+土壤0.00550铜(Cu)Cu2+土壤0.00220钼(Mo)MoO42-、 HMoO4-土壤0.00220硼(B)H2BO3-、B4O72-土壤0.0
8、0066氯(Cl)Cl-土壤0.000010.12）必需营养元素的分组一般以元素含量占干物质重量的0.1%为界线，分为大量营养元素和微量营养元素。大量营养元素含量占干物重的0.1%以上，包括C、H、O、N、 P、K、Ca、Mg、S等9种; 微量营养元素含量一般在0.1%以下，包括 Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl等7种。3）必需营养元素的来源碳(C)和氧(H)来自空气中的二氧化碳氢(H)和氧(O)来自水其它的必需营养元素几乎全部是来自土壤。（见表）由此可见，土壤不仅是植物生长的介质，而且也是植物 所需矿质养分的主要供给者。2. 肥料的三要素植物对氮、磷、钾的需求量较大，而土壤中含有的、能
9、被植物吸收的有效量较少；同时以根茬归还给土壤的各种养分中氮磷钾是归还比例最小的元素，一般不足10%。因此，氮磷钾元素需要以肥料的形式补充给土壤，通常把氮磷钾称为肥料的三要素，而把氮磷钾肥称为三要素肥料。需要注意的问题十六种营养元素同等重要，具有不可替代性3.有益元素非必需营养元素中一些特定的元素，对特定植物的生长发育有益，或为某些种类植物所必需，这些元素为有益元素。如：硅（Si）、钠（Na）、钴（Co）、硒（Se）、镍（Ni）。 硅水稻和禾本科植物必需的；钴豆科植物必需；钠藜科植物生长所需。第二节植物对养分的吸收植物主要通过根部吸收养分，也可以通过叶部吸收。无论是根部或是叶部吸收，养分都要通过
10、原生质膜。原生质膜是包围在原生质体表面的一层具有选择性的透性膜，它和其它生物膜一样，在养分吸收上有以下5个特点：（1）在膜上存在不同的酶系统，所以各细胞器执行着不同的代谢功能（2）膜是由脂类物质、蛋白质和水分子共同组成的，所以水分子可以自由通过，一些脂溶性化合物也能透过。（3）膜中层的类脂（磷脂）是双分子层，起着细胞膜透性的屏障作用，离子态养料吸收后不易向细胞外扩散。（4）在膜上的类脂是一层有序的流体，称为液晶态。类脂处于液晶时，离子和小分子可以自由通过，处于凝胶状态时不能通过。（5）膜上有各种蛋白质和酶，某些透过酶是养分离子或分子透过膜的载体。一、根对无机养分的吸收根系吸收的养分主要是溶解在
11、土壤溶液中无机离子，如NH4+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、NO3- 、H2PO4-等，还有少量的有机分子，如氨基酸、糖类、植素等。根系对养分的吸收有主动吸收和被动吸收两种方式。但无论是主动吸收或被动吸收，养分离子必须从土体向根表的迁移。（一）、土壤中养分的迁移1、质流 定义：由于植物的蒸腾作用，根系吸水消耗根表土壤水分，引起土体中的水分携带养分离子由土体向根表迁移的过程。特点：质流方式迁移养分的距离较长，是土壤养分向根表移动、特别是土体中长距离养分迁移的主要方式。 NO3-、Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-等养分离子主要是以质流方式向根表迁移。 影响因素：受作物蒸腾量
12、和土壤溶液的养分浓度的影响。一般，作物蒸腾量大、土壤溶液的养分浓度高，养分以质流的方式迁移的量就大。 根质流、扩散和截获供应玉米养分情况 养分每公顷9500公斤玉米产量所需要的养分（kg/hm2) 供应量(kg/hm2)质流扩散截获N 190150382P 402371K 195351564Ca 40150060Mg 45100015S 2265012、扩散 定义：由于根系吸收养分，使根表附近的养分与土体养分存在养分离子的浓度差而引起 土壤养分离子由高浓度向低浓度迁移。特点：养分离子迁移的距离较短。阴离子扩散较快(磷酸根除外)；阳离子扩散较慢(阳离 子易被土壤胶体吸附)。50以上的磷钾离子以扩
13、散方式到达根表影响因素；离子的种类、土壤养分离子浓度、土壤含水量、根系活性等因素影响养分扩散。3、截获 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而被吸收。特点：一般根系表面积仅为土体中的1-3，所以靠截获吸收的养分仅占总养分吸收量的0.2-10。氮占7、磷24、钾7。钙和镁通过截获吸收的较多。影响因素：截获量的多少取决于根系的阳离子代换量。以上三种迁移方式使养分离子向根表富集被植物吸收。其中，磷以扩散为主；氮钙镁以质流为主，钙镁也可通过截获方式被吸收。钾在浓度高时以质流为主，低浓度时以扩散为主。铜锌锰铁主要是扩散；硼质流和扩散
14、各一半；钼含量低时(0.004mg/kg)以扩散为主，含量高时(0.004mg/kg)以质流为主。二）、被动吸收被动吸收： 是离子顺电化学势梯度进行的扩散运动。这一过程不需要能量，也没有选择性，养分离子由浓度高和电位高的根际土壤扩散到根系。养分离子通过质流、扩散或截获首先进入根细胞的自由空间，或称外层空间。自由空间 : 是指根部某些组织或细胞允许外部溶液中离子自由扩散进入的区域。内皮层凯氏带是溶质迁移至中柱的真正障碍。内皮层以外的自由空间包括表皮、皮层薄壁细胞的细胞壁、中胶层和细胞间隙；内皮层以内的自由空间包括中柱各部分的细胞壁、细胞间隙和导管。在内外两个自由空间之间，离子和水分均不能自由扩散。由于细胞壁的主要成分是果胶酸，解离后带负电荷，进入的阳离子多而阴离子少。因而根自由空间中离子存在形态至少有两种：其一是可以自由扩散出入的离子，其二是受细胞壁上多种电荷束缚的离
