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　　第一章 植物營養與施肥原則

　　養分離子從土壤轉入植物體內的兩個過程：養分離子向根遷移和根對養分離子的吸收。

　　養分離子向根部遷移途徑：截獲、擴散、集流。

　　截獲：是指根系在土壤里伸展過程中吸收直接接觸到的養分。

　　對移動性小的離子較重要，如Cu、Mg。

　　擴散：是指土壤溶液中當某種養分的濃度出現差異時所引起的養分運動。速度較慢，每天只有幾毫米。受離子濃度及含水量影響。如P、K。

　　集流(質流)：是因植物蒸騰作用而引起的土壤養分隨土壤水分流動的運動。速度較快，但要求水分和離子濃度足夠大。NO3-之類高溶解性的離子的主要吸收機制。 如N、Ca、B、Mo。

　　植物對離子態養分的吸收(陽離子吸收)：被動吸收、主動吸收。

　　被動吸收：養分進入根細胞內需消耗能量的屬物理或化學的作用 (非代謝吸收)。是植物吸收養分的初級階段。

　　主動吸收：凡是養分進入細胞內需要消耗能量的,具有選擇性。如逆濃度吸收(代謝吸收)。

　　載體學說：生物膜上具有某些分子，它們有載運離子通過生物膜的能力，它們對某種離子具有專性結合點，因而可以選擇性的運載某種離子通過生物膜。

　　載體學說比較完善的從理論上解釋了關于離子主動吸收中的三個基本過程：

　　A 離子選擇性吸收;B 離子通過質膜;C 在質膜中轉移和離子吸收與代謝作用的密切關系。

　　離子泵學說：指離子泵可以在逆電化學勢梯度的情況下將離子泵入或泵出細胞膜。

　　植物對有機態養分的吸收：究竟有機養分以什么方式進入根細胞，尚無肯定結論。

　　有機養料的吸收由膜上透過酶作為載體運入細胞，這個過程需消耗能量。

　　也有人用“胞飲”現象了解釋有機物的吸收。如蓖麻、松樹根尖都有這種現象。

　　葉部吸收(根外營養)：養分從葉片角質層和氣孔進入,最后通過質膜進入細胞內。

　　根外營養：植物葉片(包括一部分莖)吸收養料并營養其本身的現象。

　　意義：當土壤環境和水分過多或過干等造成根系營養吸收受阻或作物生長后期根系活動衰退時，葉面吸收養料可以彌補根系吸收養料不足，但只能做為根系營養的一種補充，而不能代替。

　　葉面施肥可以解決生產中的某些特殊的問題(優點)：

　　1、土壤施用微量元素肥料，往往引起養分固定，有效性降低，施用效果差。采用葉面施肥即可快速，經濟的矯治微量元素的缺乏，是微量元素施肥的主導措施。

　　2、葉面施肥,各種養分物質可直接從葉片進入體內，參與代謝過程，比土壤施肥快。

　　3、在脅迫條件下，如土壤干旱，養分有效性低，通過葉面施肥及時補充養分。

　　4、在作物迅速生長期，通過葉面施肥補充根系吸收的不足，發揮高產品種的最大潛力。

　　5、施用葉面噴肥，在蔬菜作物上可減少推薦施氮的25%，而維持同等產量，從而減少土壤殘留礦質氮和植物體內硝酸鹽含量，減少對地下水的污染。

　　6、在作物生育后期，根系活力下降土壤施肥不可能實施的情況下，通過葉面施肥可以促進灌漿，使籽粒飽滿。

　　7、葉面施肥可以改善農產品品質。

　　缺點：由于大量元素需要量多，單靠葉面施肥就會供應不足。

　　根外施肥包括：葉面噴施、注射施肥、打洞填埋、涂抹。優點是：用肥少，收效快。

　　影響植物吸收養分的外界環境條件：光照、溫度、水分、通氣、反應、養分濃度、離子間相互作用。

　　光照：a)能量的供應：吸收養料需要能量,光照充足,光合作用強度大，吸收的能量多，養分吸收也多;b)酶的誘導和代謝途徑上需要光照、硝酸還原酶的激活需要光;c)蒸騰作用：光可調節葉子氣孔的開關，而影響蒸騰作用。

　　溫度：在一定溫度范圍內，溫度增加，呼吸作用加強，植物吸收養分的能力也隨著增加。

　　水分： a)加速肥料的溶解和有機肥的礦化，促進養分釋放;b)釋放土壤中養分的濃度，并加速養分的流失。

　　通氣：有利于有氧呼吸，也有利于養分的吸收。

　　主要從三個方面影響植物對養分的吸收：1.根系的呼吸作用;2.有毒物質的產生;3.土壤養分的形態和有效性。

　　土壤反應：在酸性反應中，植物吸收陰離子多于陽離子，而在堿性反應中，吸收陽離子多于陰離子。土壤反應直接影響土壤微生物的活動(生物作用)和土中礦物質的溶解和沉淀(化學作用)，因而間接影響了土壤中有效養分的多寡。

　　養分濃度：植物對土壤溶液中某些養分的吸收速率，決定于該養分的濃度，這種關系不是直線關系，而是一種漸近曲線。

　　養分全量：指某種營養元素在土壤中有效和無效態含量的總和。

　　有效養分：指植物可以直接吸收利用的那部分養分，包括水溶性、交換性、弱酸性。

　　光照對根系養分吸收的影響及具體原因：光照可通過影響植物葉片的光合強度而對某些酶的活性、氣孔的開閉和蒸騰強度等產生間接影響，最終影響到根系對礦質養分的吸收。

　　當大量施肥，而土壤保持保肥性較弱時，會產生“二重圖型”。

　　土壤pH對根系養分吸收的影響及具體原因：酸性反應時，根細胞的蛋白質分子帶正電荷為主，故能多吸收外界溶液中的陰離子;堿性反應時，根細胞的蛋白質分子帶負電荷為主，故能多吸收外界溶液中的陽離子。

　　根系對養分的調控機理：植物根系對養分吸收的反饋調節機理可使植物在體內某一養分離子的含量較高時，降低其吸收速率;反之，養分缺乏時，能明顯提高吸收速率。凈吸收速率的降低包括流入量的降低和溢泌量的增加。

　　酸性土壤上植物生長不良的原因：氫離子毒害;鋁的毒害;錳的毒害;缺乏有效養分。

　　影響養分遷移的因素：土壤濕度、養分的吸附和固定、施肥。

　　列出土壤中養分向根表遷移的幾種方式, 并說明氮磷鈣各以那種方式為主? 它們在根際的分布各有何特點?

　　① 遷移方式: 截獲、質流、擴散;② 氮以質流為主：土壤吸附弱，移動性強;磷以擴散為主：土壤固定強，土壤溶液中濃度低，移動性弱;③ 氮的根際虧缺區比磷大的多。

　　植物吸收養分特點：選擇性，累積性，基因型差異。

　　離子間的相互作用：

　　a)拮抗作用：是指某一離子的存在能抑制另一離子的吸收。

　　b)協助作用：某一離子的存在能促進另一離子的吸收。

　　c)維茨效應：外部溶液中Ca2+ 、Mg2+、Al3+等二價及三價離子，特別是Ca2+能促進K+、Rb+及Br-的吸收，根里面的Ca2+并不影響鉀的吸收。

　　植物營養的遺傳性：植物對養分的吸收，運輸和利用都屬基因型，就是說，同一作物不同的品種吸收養分的速率和最大速率以及對養分的親和力是不相同的。

　　植物的營養特性：

　　a)共性：所有植物生長發育必需16種元素。

　　b)個性：不同植物以及同一植物的不同生育期所需養分不同。

　　植物營養期：植物通過根系由土壤中吸收養分的整個時期。

　　植物營養的階段性：一般作物吸收三要素的規律是：生長初期吸收的數量和強度都較低，隨著生長期的推移，對營養物質的吸收逐漸增加，到成熟階段，又趨于減少。

　　植物營養臨界期：是指營養元素過多或過少或營養元素間的不平衡，對于植物生長發育起著明顯不良的那段時間。

　　磷的營養臨界期：大多數植物在幼苗期，具體如冬小麥在分蘗始期，棉花和油菜在幼苗期，玉米在三葉期。

　　氮的營養臨界期：水稻在三葉期，本田在幼穗分化期，雜交水稻本田在分蘗期，棉花在現蕾期。小麥、玉米一般在分蘗期和幼穗分化期。

　　鉀的營養臨界期：水稻在分蘗初期和幼穗形成期。

　　植物營養最大效率期：指營養物質能產生最大效率的那段時期。

　　玉米氮素最大效率期在喇叭口到抽穗初期;小麥氮素在拔節到抽穗期;棉花氮素，磷素在開花結鈴期，水稻氮素是分蘗期。

　　陽離子交換：被土壤負電荷吸引的陽離子可以被其他陽離子交換出來，所以稱為交換性陽離子，它的總量稱為陽離子交換量CEC。

　　作物吸鈣作的能力：是指作物能吸收難溶性磷酸鹽中磷的能力。

　　根的CEC較大的作物，對難溶性磷酸鹽具有較大的吸收能力。因為它與Ca的結合能力較大，故能利用難溶性磷酸鹽中的磷，根據CaO/P2O5的比率來衡量這一能力。

　　水稻根中有一條“乙醇酸途徑” 可產生過氧化氫，是水稻根部產生氧化力的一條特殊代謝途徑。施用氮肥能促進提高根系氧化力。

　　根際：是指作物根系對土壤理化、生物性質能產生顯著影響的那部分特殊的“根區土壤” 通常指根表周圍1-4mm土壤。

　　參與植物營養的微生物區可分為：細菌化營養類型、真菌化營養類型(區別在于在供給植物營養上，前者是細菌起主要作用，后者反之)

　　細菌化營養類型：固氮菌

　　真菌化營養類型：菌根，不僅能吸收水分和養分，轉而營養植物，有的還能形成生長素，促進植株根系生長。

　　當土壤養分不足時，微生物和高等植物之間會競爭養分。

　　平衡施肥：均衡地供應作物各種必需的營養元素的施肥原則。

　　意義：能促進生態系統的良性循環，加速并擴大植物和動物的生產。

　　施肥方法：撒肥、帶施、條施、穴施、深施、根外追肥(葉面噴施、注射施肥、打洞填埋、涂抹)。

　　土壤中的有機質不只可以供給有效磷，還可以活化土壤中的磷。

　　有機肥中的鉀的有效性較高，植物能吸收利用。就鉀肥而言，有機肥可以代替化學肥料。

　　有機肥優點：營養全面，肥效長，含有一定的有機質，促進微生物繁殖，改善土田理化性質，提高肥力，使廢棄物再度利用，減少化肥投入，保護環境

　　缺點：肥效緩慢;有機質容積會釋放有害物質;有機肥施肥數量大，耗費勞力。

　　無機肥優點：含量高，施用量少。

　　缺點：養分種類單一，長期施用會造成土田板結;肥效短而猛，易流失，污染環境;長期施用可抑制土田微生物的活動，導致土田的理化性質降低。

　　有機肥與化學肥料配合施用的優越性：a)提高土壤主要養分;b)活化土壤中的磷，減少無機磷的固定;c)提高土壤中微量元素的有效性。

　　有機肥料還可以改善土壤結構，形成微團聚體，從而提高土壤肥力。