作物生长发育从环境中吸收营养 物质，施肥是满足作物营养的手段。 要合理施肥，就要研究作物需要什么 营养元素，作物怎样吸收这些元素以 及受哪些环境条件的影响？
一、 作物生长发育必需的营养元素
作物体内元素组成及含量 水分 75％－95％ 新鲜作物
C（1）H（3） O（2）N（4） 95％－99％
干物质
种类 Cl Fe Mn B Zn Cu Mo
吸收形态 含量 Cl0.01 Fe3＋ Fe2＋ 0.01 Mn2+ 0.005 BO33- B4O72- 0.002 Zn2+ 0.002 Cu+ Cu2+ 0.0006 MoO420.00001
主要来源 土壤 土壤 土壤 土壤 土壤 土壤 土壤
必需营养元素的分组和来源
最小养分律示意图
②而最小养分会 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。
最小养分随条件而变化的示意图
意义：指出作物产量与养分供应上的矛盾，表明
施肥要有针对性，应合理施肥。
（三）、报酬递减律和米采列希学说
1、报酬递减律
从一定土地上所得到的报酬，随着向该土 地投入的劳动和资本量的增大而增加，但随 着投入的单位劳动和资本量的增加，报酬的 增加却逐渐减少。
Nitrogenous Fertilizers Potash Fertilizers Phosphate Fertilizers Total Fertilizers
10,000,000
0
年 份
发展中国家化肥消费量的变化
消费量 t
100,000,000 90,000,000 80,000,000 70,000,000 60,000,000 50,000,000 40,000,000 30,000,000 20,000,000 10,000,000 0
一、 科学施肥的定律
（一）、养分归还学说
德国化学家李比西1840年提出。
含义：
植物从土壤中吸收养分，每年收获必带走某些 物质，使土壤贫瘠，如果不正确归还带走的物 质，土壤就要衰竭，要维持地力，必须归还养 分给土壤。
作用： 1、调节土壤和人类之间的物质交换， 不以养分归还为基础的耕作是掠 夺性的耕作制度。 2、对当时的化肥工业的兴起和发展 起到了巨大的推动作用
（二）根外营养特点：
1、提高肥料利用率（无土壤中的固定作用）； 2、用量少:NPK1%－3％，是土壤施用的1/5－ 1/10； 3、有利于作物后期和密植作物的追肥； 4、转化快:32P肥示踪表明5分钟后各器官有PO43-； 5、是施肥的辅助性方法，需和主要措施配合。
（三）叶部吸收的影响因素：
1、养分种类： 钾肥 KCl>KNO3>KH2PO4 氮肥 尿素>硝态氮肥>铵态氮肥 硝酸钾进入体内时间 1小时 氯化钾进入体内时间 30分钟 硫酸镁进入体内时间 20分钟 氯化镁进入体内时间 15分钟 铵态氮进入体内时间 2小时 硝态氮进入体内时间 15分钟
2、米采列希学说
产量与施肥量之间的关系符合报酬递减 律，随着施肥量的增加，产量增加，但单位 施肥量的增产效应随施肥量的增加而减少。
1975年以来我国肥料施用量与粮食总产量的变化
4500 4000 75000 70000
肥料施用量
65000
肥料施用量(万吨)
3500 3000 2500 2000
粮食总产量
2.这种元素的功能不能由其它元素所代替。缺乏这种 元素时，植物会表现出特有的症状，只有补充这 种元素后症状才能减轻或消失－－专一性
3.这种元素必须直接参与植物的代谢作用，对植物起 直接的营养作用，而不是改善环境的间接作用－ －直接性
目前认为植物必需营养元素有16种
（大量元素9种，微量元素7种）：
大量营养元素 主要吸收形态 主要来源 在干物质中的含量（％）
（ 5％－25％） 灰分元素Ca K Si P S Cl Al Na Fe… （1％－5％）
★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 下的不挥发的物质称灰分，灰分中的元素 称灰分元素。 ★ 植物体中元素有七十多种，含量相差很 大，这与： 植物的种类有关，如：盐生植物含钠多、 豆科植物含氮多、水稻含硅多，马铃薯、 甜菜含钾多； 环境有关，如：红壤土上的植物含铝多； 施肥可以增加植物体内该元素的含量。
C、H、O －－天然营养元素 非矿质元素
来自空气和水 大量元素 (0.1%以上) N、P、K －－植物营养三要素 或肥料三要素 Ca、Mg、S －－中量元素 矿质元素
微量元素
(0.1%以下)
Fe、Mn、Zn、Cu、
B、Mo、Cl
来自土壤
植 物 养 分 来 源 示 意 图
CO2 O2 SO2
H2O O2
必需营养元素间的相互关系
1. 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
2. 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 生产上要求：全面供给养分
二、作物矿质营养的基本特点
1、数量：作物需16种必需元素是通性； 但作物不同所要求的数量不同： 块根、块茎类作物如：马铃薯、甘蔗需钾多； 以收获叶子为主的蔬菜、茶、桑需氮多； 豆类作物能固氮，需氮少，需磷、钾多； 油菜、甜菜需硼多； 大豆、马铃薯需钙多； 水稻需硅多。
明显，如:NO3- > NH4+,这可能与阴离 子主要是主动吸收有关，因ATP少。 越冬作物施水溶性磷，与温度低、磷 扩散系数小、以阴离子吸收有关。 ☻ 影响顺序：PO33-> NH4+ > K+ > SO42> Mg2+> Cl- > Ca2+
（二）、通气 大气地面含氧量20.34％，土壤空 气含氧量10－20％，正常情况下 够用，但如果含水过多、通气不 畅，造成氧气下降。 棉花在O2小于3％、玉米小于6％ 生长受影响。
2、溶液的pH值 溶液酸性，吸收负离子多，有 利于H2PO4-、SO42-、BO33-、 NO3-吸收。 溶液碱性，吸收阳离子多，有 利于K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+吸 收。
3、溶液与叶面接触时间 时间少，吸收不完全，无风 傍晚好，遇雨重喷，营养液加 湿润剂。 4、叶子部位 叶背面有气孔，易吸收；叶 正面液体易存留，注意喷施。
5、作物种类 双子叶植物： 叶片大，角质层薄，有利吸收 单子叶植物： 稻、麦、谷子等作物叶片小、 厚、加大喷施浓度
四、 影响作物吸收养分的环境条件 （一）、温度
☻在一定范围内，养分吸收随温度增加 而加快，温度过高，酶变性失活。 ☻温度影响： ATP生成量； 养分移动速度； 根系酶活性。
☻ 低温时，阴离子吸收的影响比阳离子
土壤肥料学
植物营养与科学 施肥基础知识 资源与环境学院 刘春生
CSliu@
（肥料部分）
♣ 植物营养 ♣ 科学施肥
作物靠什么生长? 作物与环境的关系? 如何提高作物的产量和品质? ……
植物营养
一、 二、 三、 四、 作物生长发育必需的营养元素 作物矿质营养的基本特点 作物对养分的吸收 影响作物吸收养分的环境条件
Mineral Nutrients
必需元素的作用
1、构成作物活体的结构物质及生活物质: C H O N S Ca Mg 如纤维素、半纤维素、木质素、果胶等 蛋白质、氨基酸、核酸、脂类、叶绿素等 2、加速作物体内代谢 : Zn Cu Mn Cl Mo B Fe Ca Mg K…. 是酶的辅 基或活化基 3、对作物具特殊功能的元素: K Ca Mg …. 调节渗透势，增强抗逆性
2、比例：各种作物对不同营养的要 求有一定适宜比值，如：
Ca/B ： 甜菜100 大豆500 烟草1200 Fe/Mn ： 大豆1.5－3.5 小麦2.5 K/Mg >8 烟草缺镁症 P/Zn >400 马铃薯缺锌 作物每生产100斤籽粒需N:P2O5:K2O约为3： 1：3斤。

Nitrogenous Fertilizers Potash Fertilizers Phosphate Fertilizers Total Fertilizers197119来自319751977
1979
1981
1983
1985
1993
1995
1997
1987
1961
1963
1965
1967
1969
年 份
1989
1991
1999
二、肥料分类及施用
来源：人类生存环境中的资源
生活和生产的废弃物
分类和种类：
按组分分：有机肥和无机肥（矿质肥） 按来源分：农家肥和商品肥
按主要作用分：直接肥和间接肥
按肥效快慢分：速效肥和迟效肥
三、 植物对养分的吸收
根部对养分的吸收 根是作物吸收养分的主要器官， 吸收最集中的部位在根毛区。 吸收形态： 离子态：NO3- NH4+ HPO42-… 分子态：尿素 生长素 CO2…
叶部对养分的吸收（根外营养）
（一）根外营养的机制 ♣ 根外营养是作物吸收养分的另一种方式； ♣ 根外营养的部位是茎叶，主要是叶； ♣ 叶部吸收可通过植物叶片的角质层上的裂 缝进入； ♣ 叶背面是比较疏松的海绵组织，细胞间隙 大，孔道细胞多，吸收养分比上表皮快。
通气影响吸收的原因：
1、根系的有氧呼吸； 2、土壤的Eh； 3、养分的形态及转化； 4、二氧化碳含量。 深翻整地、中耕松土、形成良好结构 等都有利于通气，促进吸收。
（三）、土壤水分
各种养分溶解在水中方可吸收，土 壤水分太多，造成通气不畅。 ★ 田间持水量的70％－80％有利于吸 收。 ★ 水分影响： 养分溶解； 养分扩散； 土壤通气。