土壤肥料學(xué)通論

廖漢鵬/秦樹平Tel-mail:lhp91@126.com福建農(nóng)林大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院對上節(jié)課的復(fù)習(xí)必需營養(yǎng)元素的判斷標(biāo)準(zhǔn)肥料三要素植物必需礦質(zhì)養(yǎng)分養(yǎng)分向根系遷移方式根系對養(yǎng)分的吸收最小養(yǎng)分率植物營養(yǎng)最大效率期

Fertilizers(N+P2O5+K2O,Mt)ChemicalfertilizerConsumptioninChinafrom1902to2000Year05101520253035404519001910192019301940195019601970198019902000Qin(221-206BC)793Song(960-1279)780195273519801,890199020003,2253,738DynastyyearWheatyield,kg.ha-10500100015002000250030003500195219571965197019751980198219841985198619871988198919901991199219931994YearFertilizerused(104T)15000200002500030000350004000045000500005500060000Grainproduction(104T)FertilizerusedGrainproductionRelationshipbetweengrainproductionandfertilizerusedinChina(1952-1994)施肥的重要作用之一在于其增產(chǎn)作用施肥也能改善土壤肥力狀況常規(guī)高產(chǎn)處理不施肥對照高產(chǎn)專用肥處理高產(chǎn)田倒伏（常規(guī)高產(chǎn)處理是看見我們的實(shí)驗(yàn)氮少，他們也少用了氮，高產(chǎn)田則是正常高氮）高產(chǎn)田倒伏施肥的反面作用不容忽視！重金屬污染的稻田景觀第二講農(nóng)業(yè)化學(xué)基本學(xué)說與施肥技術(shù)土壤條件與養(yǎng)分有效性一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說植物礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說養(yǎng)分歸還學(xué)說最小養(yǎng)分率因子綜合律報(bào)酬遞減律1-1植物礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說1840年，李比希，德國土壤中礦物質(zhì)是一切綠色植物的養(yǎng)料，廄肥及其它有機(jī)肥料對植物生長所起的作用，并不是其中所含的有機(jī)質(zhì)，而是這些有機(jī)質(zhì)分解后所形成的礦物質(zhì)。一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說的功過基本上是正確的，駁斥了過去占統(tǒng)治地位的腐殖質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說。植物礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說的確立，建立了植物營養(yǎng)學(xué)科，從而促進(jìn)了化肥工業(yè)的興起。過于強(qiáng)調(diào)礦質(zhì)養(yǎng)分作用，對腐殖質(zhì)作用認(rèn)識不夠。一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說1-2養(yǎng)分歸還學(xué)說

德國化學(xué)家、現(xiàn)代農(nóng)業(yè)化學(xué)的倡導(dǎo)者李比希（J.V.Liebig）提出定義：由于人類在土壤上種植作物并把這些產(chǎn)物拿走，這就必然會(huì)使地力逐漸下降，從而土壤所含的養(yǎng)分將會(huì)愈來愈少。因此，要恢復(fù)地力就必須歸還從土壤中拿走的東西，不然就難以指望再獲得過去那樣高的產(chǎn)量，為了增加產(chǎn)量就應(yīng)該向土壤施加灰分。（二）要點(diǎn)：1、隨著作物的每次收獲（包括籽粒和莖桿）必然要從土壤中取走大量養(yǎng)分2、如果不正確地歸還養(yǎng)分于土壤，地力必然會(huì)逐漸下降3、要想恢復(fù)地力就必須歸還從土壤中取走的全部東西4、為了增加產(chǎn)量就應(yīng)該向土壤施加灰分元素一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說一些作物利用養(yǎng)分的近似值作物產(chǎn)量(T/ha)移走的養(yǎng)分(kg/ha)NP2O5K2OMgOS玉米6120501204025水稻6100501602010小麥6170751753030花生2170301102015棉花（皮棉）112045904020油菜籽3165702203065香蕉4025060100014015

（PPI/PPIC,1993）一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說（三）實(shí)質(zhì)：為了增產(chǎn)必須以施肥方式補(bǔ)充植物從土壤中取走的養(yǎng)分，這就突破了過去局限于生物循環(huán)的范疇，通過施加肥料，擴(kuò)大了這種物質(zhì)循環(huán)，從而為作物穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)和均衡增產(chǎn)開辟了廣闊前景。一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說（四）局限：

1、對養(yǎng)分消耗的估計(jì)只局限于磷、鉀上

2、反對豆種植物能豐富土壤氮素的說法

3、歸還是正確的，但絕對的全部歸還是不必要的，不經(jīng)濟(jì)的一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說Whatisthelimitedfactor?一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說1-3最小養(yǎng)分律(一）定義：最小養(yǎng)分律亦由李比希提出。其表述為：

植物為了生長發(fā)育需要吸收各種養(yǎng)分，但是決定植物產(chǎn)量的，卻是土壤中那個(gè)相對含量最小的有效植物生長因素，產(chǎn)量也在一定限度內(nèi)隨著這個(gè)因素的增減而相對地變化，因而無視這個(gè)限制因素的存在，即使繼續(xù)增加其他營養(yǎng)成分也難以再提高植物的產(chǎn)量。一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說1、決定作物產(chǎn)量的是土壤中某種對作物需要來說相對含量最小而非絕對含量最少的養(yǎng)分。2、最小養(yǎng)分不是固定不變的，而是隨條件變化而變化的。3、繼續(xù)增加最小養(yǎng)分以外的其它養(yǎng)分，不但難以提高產(chǎn)量而且還會(huì)降低施肥的經(jīng)濟(jì)效益。（二）要點(diǎn)：一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說５０年代，我國農(nóng)田土壤普遍缺氮。６０年代，磷成為限制作物產(chǎn)量提高最小養(yǎng)分。７０年代，土壤中鉀的耗竭加劇，我國長江以南，鉀轉(zhuǎn)化為最小養(yǎng)分。８０年代以后，土壤中微量元素的缺乏嚴(yán)重阻礙作物產(chǎn)量的提高，微量元素成為最小養(yǎng)分，其中缺乏面積較大的微量元素主要是是鋅、硼、鉬。一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說正確對待最小養(yǎng)分律，就可以因地制宜根據(jù)土壤條件和植物生長的需要來選擇肥料品種和養(yǎng)分比例，提高施肥針對性，較好地滿足作物對養(yǎng)分的需要，從而收到增產(chǎn)、節(jié)肥、提高經(jīng)濟(jì)效益的效果。（三）意義：一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說限制因子律：增加一個(gè)因子的供應(yīng)，可以便作物生長增加，但是遇到另一生長因子不足時(shí)，即使增加前一因子也不能使作物生長增加，直到缺少的因子得到補(bǔ)足，作物才能繼續(xù)生長。限制因子律是最小養(yǎng)分律的擴(kuò)大和引伸。引伸一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說植物對限制因子的反應(yīng)(Blackman,1905)一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說1-4因子綜合律因子綜合律的中心意思是：作物豐產(chǎn)是影響作物生長發(fā)育的各種因子，如水分、養(yǎng)分、光照、溫度、空氣、品種以及耕作條件等綜合作用的結(jié)果，其中必然有一個(gè)起主導(dǎo)作用的限制因子，產(chǎn)量也在一定程度上受該種限制因子的制約。一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說因子綜合律的意義為了充分發(fā)揮肥料的增產(chǎn)作用和提高肥料的經(jīng)濟(jì)效益施肥措施必須與其它農(nóng)業(yè)技術(shù)措施密切配合；各種養(yǎng)分肥料要配合施用以使各養(yǎng)分元素之間比例協(xié)調(diào)，維持作物體內(nèi)的營養(yǎng)平衡。一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說不施肥少量施肥大量施肥土壤含水量產(chǎn)量水分與施肥的效果

土壤水分狀況決定著作物從土壤中吸收養(yǎng)分的能力，施肥效果一般隨土壤含水量的提高而增加?！?/p>

有收無收在于水，收多收少在于肥”一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說（二）、作物品種與施肥效果不同小麥品種對氮的效應(yīng)矮稈小麥高稈小麥一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說（三）、養(yǎng)分之間的相互作用效應(yīng)

養(yǎng)分之間的相互作用效應(yīng)可以分為三種情況：

1、正的相互作用效應(yīng)（A十B）>(A)+(B)2、沒有相互作用效應(yīng)（A十B）=(A)+(B)3、負(fù)的相互作用效應(yīng)（A十B）<(A)+(B)

（A＋B）：兩種養(yǎng)分同時(shí)施用的增產(chǎn)效果（A)、(B)：A、B養(yǎng)分單獨(dú)施用時(shí)的增產(chǎn)效果一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說南非的一個(gè)田間試驗(yàn)中三個(gè)不同氮水平下玉米產(chǎn)量對磷肥的反應(yīng)(SummerandFarina,1986)N+P>(N)+(P)一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說無肥區(qū)施氮區(qū)施氮磷區(qū)一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說20世紀(jì)初，米采利希（E．A．Mitscherlich)進(jìn)行了著名的燕麥磷肥砂培試驗(yàn)。他發(fā)現(xiàn)：①在其它技術(shù)條件相對穩(wěn)定前提下，隨著施肥量的漸次增加，作物產(chǎn)量也隨之增加，但作物的增產(chǎn)量卻隨施肥量的增加而呈遞減趨勢，因而與報(bào)酬遞減律相吻合。②如果一切條件都符合理想的話，作物將會(huì)產(chǎn)生出某種最高產(chǎn)量，相反，只要任何某種主要因素缺乏時(shí)，產(chǎn)量便會(huì)相應(yīng)地減少。

燕麥磷肥試驗(yàn)（砂培）（E．A．Mitscherlich，1909)一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說1-5報(bào)酬遞減律定義：從一定土地上所得到的報(bào)酬隨著向該土地投入的勞動(dòng)和資本量的增大而有所增加，但隨著投入的單位勞動(dòng)和資本的增加，報(bào)酬的增加卻在減少。一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說Y=bo+b1x+b2x2增產(chǎn)效應(yīng)的拋物線圖式一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說第一單元，200%第二單元，100%報(bào)酬第三單元，50%報(bào)酬第四單元，25%報(bào)酬第五單元，10%報(bào)酬12345投入價(jià)值一單元產(chǎn)量價(jià)值報(bào)酬遞減率說明一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說總結(jié)：報(bào)酬遞減律在施肥實(shí)踐中是客觀存在的，應(yīng)正確對待。一方面要正視它，承認(rèn)它的存在，避免施肥的盲目性，提高施肥的經(jīng)濟(jì)效益，通過合理施肥達(dá)到增產(chǎn)增收的目的。另一方面，不能消極對待它，片面地以減少化肥用量來降低生產(chǎn)成本，相反，應(yīng)研究新措施，促進(jìn)生產(chǎn)條件的改變，在逐步提高施肥水平前提下，力爭提高肥料的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展。一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說一、農(nóng)業(yè)化學(xué)的基本學(xué)說植物礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說養(yǎng)分歸還學(xué)說最小養(yǎng)分率因子綜合律報(bào)酬遞減律二、施肥技術(shù)（一）確定施肥量的方法 影響施肥量的因素：作物種類及品種、產(chǎn)量水平、土壤肥力狀況、肥料種類、施肥時(shí)期以及氣候條件等1.定性的豐產(chǎn)指標(biāo)法 簡單易行，但比較粗糙2.肥料效應(yīng)函數(shù)法：通過試驗(yàn)擬合肥料效應(yīng)方程，計(jì)算施肥量 方法較復(fù)雜，不易掌握Y=bo+b1x+b2x2增產(chǎn)效應(yīng)的拋物線圖式3.目標(biāo)產(chǎn)量法：以實(shí)現(xiàn)作物目標(biāo)產(chǎn)量所需養(yǎng)分量與土壤供應(yīng)養(yǎng)分量的差額作為確定施肥量的依據(jù)，以達(dá)到養(yǎng)分收支平衡，所以，又稱為養(yǎng)分平衡法。計(jì)算公式：

式中：F：施肥量(千克/公頃)；Y：目標(biāo)產(chǎn)量(千克/公頃)；C：單位產(chǎn)量的養(yǎng)分吸收量(千克)；S：土壤供應(yīng)養(yǎng)分量(千克/公頃)；N：所施肥料中的養(yǎng)分含量(％)；E：肥料當(dāng)季利用率(％)。

(Y×C)-SN×EF=肥料利用率的計(jì)算：（施肥區(qū)植物地上部該元素的吸收量-無施肥區(qū)植物地上部該元素的吸收量）/所施用肥料中該元素的總量書上的例子（163）RecoveryRateofVariousFertilizersinChina

NPK15-35%10-20%30-50%

優(yōu)缺點(diǎn)：概念清楚，計(jì)算方便，易于推廣；但是問題的關(guān)鍵是要結(jié)合作物生產(chǎn)的特點(diǎn)、土壤肥力特征、作物需肥規(guī)律以及作物商品價(jià)格特點(diǎn)，確定必要的參數(shù)和土壤養(yǎng)分利用系數(shù)，才能取得滿意的結(jié)果。（二）施肥方法1.傳統(tǒng)施肥方法 特點(diǎn)：把肥料施入土壤，補(bǔ)給作物最缺的養(yǎng)分，通常是土壤缺什么養(yǎng)分就施什么肥料。一般根據(jù)施用時(shí)期的不同分為基肥、種肥和追肥三種施肥方式及其相應(yīng)的施肥方法。施肥方法及其相應(yīng)的施肥方式2.現(xiàn)代施肥方法1)噴施多元微肥2)噴施多功能葉面肥3)灌溉施肥：噴灌、滴灌4)二氧化碳施肥蔬菜噴灌施肥蔬菜滴灌施肥大棚蔬菜二氧化碳施肥三、合理施肥的指標(biāo)和要訣高產(chǎn)指標(biāo)優(yōu)質(zhì)指標(biāo)

5項(xiàng)指標(biāo)高效指標(biāo)環(huán)保指標(biāo)改土指標(biāo)當(dāng)前國家提出的發(fā)展高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)的基本要求發(fā)展可持續(xù)農(nóng)業(yè)和提高環(huán)境質(zhì)量要求6句要訣： 一個(gè)施肥原則要堅(jiān)持，即堅(jiān)持有機(jī)肥料與化學(xué)肥料配合施用的原則； 兩個(gè)養(yǎng)分平衡要做到，即做到氮、磷、鉀養(yǎng)分之間的平衡和大量元素養(yǎng)分與微量元素養(yǎng)分之間的平衡； 三種施肥方式要靈活，即基肥、種肥和追肥這三種施肥方式應(yīng)根據(jù)具體情況靈活掌握，不要強(qiáng)求一致；

四個(gè)施肥原理要牢記，即牢記養(yǎng)分歸還學(xué)說、最小養(yǎng)分律、報(bào)酬遞減律和因子綜合作用律； 五項(xiàng)施肥指標(biāo)要兼顧，即施肥是否合理要從產(chǎn)量、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和改土等五項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行綜合評價(jià)； 六項(xiàng)施肥技術(shù)要綜合運(yùn)用，即以平衡施肥為依據(jù)，以施肥量為核心，配合肥料種類（品種）、養(yǎng)分配比、施肥時(shí)期、施肥方法和施肥位置等各項(xiàng)技術(shù)來發(fā)揮肥料的最大效果。思考題

植物礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說養(yǎng)分歸還學(xué)說最小養(yǎng)分率因子綜合律報(bào)酬遞減律我國農(nóng)田土壤缺素發(fā)生規(guī)律（時(shí)間）施肥量的計(jì)算方法舉例說明土壤條件與養(yǎng)分有效性Herbicidewheatinteraction(leaftipburning)oncopperdeficientsoil.

copperdeficiency第二節(jié)土壤養(yǎng)分的有效性土壤中各種營養(yǎng)元素的全量是很豐富的，但其中絕大部分對植物是無效的，只有少部分在短期內(nèi)能被植物吸收的土壤養(yǎng)分才是植物的有效養(yǎng)分。土壤中對植物有效養(yǎng)分具備兩個(gè)基本特點(diǎn)：一是以礦質(zhì)養(yǎng)分為主；二是位置接近植物根表或短期內(nèi)可以遷移到根表的有效養(yǎng)分才對作物有效。一.土壤養(yǎng)分的含量及供應(yīng)特點(diǎn)

土壤的保肥性和供肥性高產(chǎn)土壤既需要有良好的保肥性，又需要有良好的供肥性，保肥與供肥能協(xié)調(diào)。土壤的保肥性和供肥性與土壤有機(jī)質(zhì)、粘土礦物類型、數(shù)量有關(guān)：土壤有機(jī)質(zhì)含量高且其組成中胡敏酸含量高時(shí)，保肥性好，土壤保肥、供肥統(tǒng)一。質(zhì)地粘重的土壤，其粘粒礦物中2:1型含量多，保肥性好，但供肥性差；砂土質(zhì)地粗，粘粒礦物含量少，容易漏水漏肥，供肥性極差；壤質(zhì)土，粘粒含量適中，保肥和供肥性能均較好。二、土壤養(yǎng)分的有效性1.土壤養(yǎng)分的化學(xué)有效性化學(xué)有效養(yǎng)分是指土壤中存在的礦質(zhì)態(tài)養(yǎng)分，主要包括可溶性的離子態(tài)與簡單分子態(tài)養(yǎng)分，易分解態(tài)和交換吸附態(tài)養(yǎng)分以及某些氣態(tài)養(yǎng)分?；瘜W(xué)有效養(yǎng)分通常可以采用不同的化學(xué)方法從土壤中提取出來。2.養(yǎng)分的強(qiáng)度因素與容量因素

養(yǎng)分的強(qiáng)度因素是指土壤溶液中養(yǎng)分的濃度。強(qiáng)度因素是土壤養(yǎng)分內(nèi)供應(yīng)的主要因子。

養(yǎng)分的容量因素是指土壤中有效養(yǎng)分的數(shù)量，也就是不斷補(bǔ)充強(qiáng)度因子的庫容量。容量因素對強(qiáng)度因素的補(bǔ)充不僅取決于養(yǎng)分庫容里量的大小，還決定于儲(chǔ)存養(yǎng)分釋放的難易程度。這要受到土壤、水分、溫度、通氣等土壤條件以及植物根系生長的影響。土壤有效養(yǎng)分示意圖212.化學(xué)有效養(yǎng)分1.生物有效養(yǎng)分3.土壤養(yǎng)分的空間有效性土壤中有效養(yǎng)分只有達(dá)到根系表面才能為植物吸收，成為實(shí)際有效養(yǎng)分。對于整個(gè)土體來說，植物根系僅占據(jù)極少部分空間，平均根系土壤容積百分?jǐn)?shù)大約為3%。因而,養(yǎng)分的遷移對提高土壤養(yǎng)分的空間有效性是十分重要的?；瘜W(xué)有效養(yǎng)分與植物吸收的相關(guān)性由于化學(xué)浸提法測得有效養(yǎng)分是相對值，在應(yīng)用前需要與生物試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行相關(guān)研究?；瘜W(xué)有效養(yǎng)分測定數(shù)值有時(shí)很難反映植物的生長狀況和產(chǎn)量水平。化學(xué)有效養(yǎng)分在推薦施肥中的應(yīng)用在實(shí)際中常用化學(xué)有效養(yǎng)分含量作為推薦施肥的依據(jù)。4.影響土壤養(yǎng)分有效性的因素土壤濕度:

增加土壤濕度，可使土壤表面水膜加厚，一方面這能增加根表與土粒間的接觸吸收；另一方面又可減少養(yǎng)分?jǐn)U散的曲徑，從而提高養(yǎng)分?jǐn)U散速率。施肥:可增加土壤溶液中養(yǎng)分的濃度，直接增加質(zhì)流和截獲的供應(yīng)量。同時(shí)，施肥加大了土體與根表間的養(yǎng)分濃度差，也增加了養(yǎng)分?jǐn)U散遷移量。吸附與固定使磷、鉀、鋅、錳鐵等營養(yǎng)元素的移動(dòng)性變小。向土壤直接供應(yīng)有機(jī)螯合態(tài)肥料，或者施用有機(jī)肥，可減少養(yǎng)分的吸附和固定。養(yǎng)分的吸附與固定土壤反應(yīng)(pH)與土壤養(yǎng)分有效性土壤酸堿度直接影響作物生長及其對養(yǎng)分的吸收，過酸或過堿的土壤都不利于作物生長；作物在酸性條件下，吸收陰離子多于陽離子；在堿性條件下，吸收陽離子多于陰離子。酸性土壤施用石灰（左）對蕪菁生長的影響土壤反應(yīng)(pH)與土壤養(yǎng)分有效性土壤酸堿度影微生物活動(dòng)和養(yǎng)分的溶解或沉淀作用，進(jìn)而影響?zhàn)B分的有效性：pH6~8時(shí)，土壤中有效氮含量最多；土壤中磷的有效性在pH6~7.5時(shí)較高，過酸(pH<6.0)或過堿(pH>7.5)時(shí)，其有效性均低；pH<6.0時(shí)，土壤中有效性鉀、鈣、鎂含量都急劇減少；pH4.7~6.7，土壤硼的有效性隨pH提高而提高，但pH>7.0時(shí)，硼的有效性下降，所以施用大量石灰容易誘發(fā)缺硼；缺鋅多發(fā)生在pH>6.5的土壤上，含碳酸鈣的石灰性土壤更容易發(fā)生缺鋅；酸性土壤中鉬的有效性低土壤氧化還原狀況與土壤養(yǎng)分有效性土壤氧化還原性是土壤通氣狀態(tài)的標(biāo)志，一方面直接影響作物根系和微生物的呼吸作用；另一方面也影響各種物質(zhì)的存在形態(tài)。土壤通氣狀況好，氧化還原電位高，土壤有效養(yǎng)分增多；土壤通氣不良，氧化還原電位低，使有些養(yǎng)分被還原或使有機(jī)物分解產(chǎn)生某些有毒物質(zhì)，影響作物生長。如，水田和旱地銨態(tài)氮、硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化與分配；磷肥施用“旱重水輕”。三、影響根系吸收養(yǎng)分的主要因素植物吸收養(yǎng)分與其根系所處的環(huán)境條件密切相關(guān)。當(dāng)環(huán)境條件改變時(shí)，植物吸收養(yǎng)分的狀況就會(huì)改變。如植物的主動(dòng)吸收需要能量，而能量來自于植物本身的光合作用和呼吸作用。因此一切與植物代謝作用有關(guān)的條件都能影響根系對養(yǎng)分的吸收。馬鈴薯的根真菌的菌絲1、土壤溫度

溫度影響土壤養(yǎng)分的有效性，微生物的活性，根系的活力和吸收能力。根系生長的最適溫度15-25℃。在一定的范圍內(nèi)隨溫度提高，呼吸作用增強(qiáng)，吸收養(yǎng)分的速率增加，吸收數(shù)量也增加。當(dāng)溫度下降時(shí)植物的呼吸作用減弱，養(yǎng)分的吸收數(shù)量也隨知減少。但溫度超過40℃，根系老化，酶蛋白的活性下降，養(yǎng)分吸收數(shù)量就明顯減少。但需要說明的是：低溫對陰離子吸收的影響大于陽離子。溫度對磷鉀吸收的影響比氮明顯。土壤溫度低于10℃時(shí)，根系對磷的吸收比較困難。因此，越冬類作物上要增施磷鉀肥、特別是磷肥，以提高其抗寒能力。另外，不同植物對溫度的反應(yīng)也不同。2、土壤水分

水分是生命活動(dòng)的重要因素，其對植物吸收養(yǎng)分的影響是多方面的：1）土壤水分是根系生長的必要條件2）土壤水分是養(yǎng)分和施入肥料的溶劑，只有溶解在土壤水分中的養(yǎng)分才能被作物根系吸收及土壤中遷移3）土壤水分是土壤中有機(jī)養(yǎng)分礦化和無機(jī)養(yǎng)分轉(zhuǎn)化的必要條件4）土壤養(yǎng)分在土體內(nèi)的遷移、植物的被動(dòng)吸收與土壤水分密切相關(guān)5）土壤水分影響土壤中離子的溶解度、土壤氧化還原狀況，也間接影響離子的吸收3、土壤通氣條件1）根系的呼吸作用

通氣條件良好的條件下，能使根部供氧狀況良好，并能使呼吸產(chǎn)生的CO2從根際散失，這對根系的正常發(fā)育、根的有氧代謝和離子的吸收都有十分重要的意義。2）有毒物質(zhì)的產(chǎn)生通氣良好，有氧呼吸增加；通氣不良的嫌氣條件，無氧呼吸增加，有機(jī)質(zhì)分解部完全，產(chǎn)生中間產(chǎn)物和有毒物質(zhì)3）土壤養(yǎng)分的形態(tài)和有效性

養(yǎng)分的有效化和無效化過程都是在微生物的作用下完成的，如硝態(tài)氮、銨態(tài)氮的轉(zhuǎn)化、有機(jī)質(zhì)的礦化等。不同的通氣條件土壤養(yǎng)分的存在形態(tài)不同，有效性不同。淹水條件下土壤中的Fe3+還原為Fe2+，磷的有效性高；氧化條件下以Fe3+離子存在，形成難溶性的FePO4，磷的有效性降低。因此水旱輪作中磷肥主要施在旱田上。4、土壤酸堿度1）影響土壤養(yǎng)分的有效性如pH大于7的土壤，鈣離子含量度，會(huì)出現(xiàn)缺鐵、鋅的現(xiàn)象。隨土壤pH提高，鐵、鋅、銅、錳的有效性降低，鉬的有效性增加，硼在中性范圍內(nèi)有效性最高。磷的有效性也是在pH6-7.5的范圍內(nèi)最高。2）影響陰陽離子的吸收根細(xì)胞表面蛋白質(zhì)是兩性膠體，可以同時(shí)解離出陰離子和陽離子。大多數(shù)蛋白質(zhì)的等電點(diǎn)在酸性，pH為6左右。在酸性反應(yīng)時(shí)（介質(zhì)pH<蛋白質(zhì)等電點(diǎn)），蛋白質(zhì)分子中羧基解離受到抑制，氨基解離增加，蛋白質(zhì)分子帶正電荷為主，外界陰離子吸收增加。反之，如果外界溶液介質(zhì)pH超過蛋白質(zhì)等電點(diǎn)（pH>6）,蛋白質(zhì)分子中氨基解離受到抑制，羧基解離增加，蛋白質(zhì)分子帶負(fù)電荷為主，外界陽離子吸收增加。5.營養(yǎng)介質(zhì)中離子間的相互作用（一）離子間的對抗作用也稱拮抗作用，是指溶液中某一離子存在或過多能抑制另一離子吸收的現(xiàn)象。離子間的對抗作用，主要表現(xiàn)在根系對離子的選擇性吸收上。一般認(rèn)為，化學(xué)性質(zhì)近似的離子在質(zhì)膜上占有同一結(jié)合位點(diǎn)（即與載體的結(jié)合位點(diǎn)）。在陽離子中，K+、Rb+、Cs+之間，Ca2+、Sr2+與Ba2+之間；在陰離子中，CI-、Br-和I-之間，SO42-和SeO42-之間，H2PO4-與OH-之間，H2PO4-與CI-之間，NO3-與CI-之間，都有對抗作用。這些對抗作用針對性較強(qiáng)，稱為專性對抗作用，或競爭性對抗作用。陽離子間除了競爭載體結(jié)合位點(diǎn)外，還有電荷的競爭。許多試驗(yàn)證明，任意提高膜外某種陽離子的濃度，必然會(huì)影響到其它陽離子的吸收，這種情況與競爭結(jié)合位點(diǎn)不同，例如，在向日葵培養(yǎng)試驗(yàn)中，隨著鎂濃度的增加，向日葵的含鎂量也增加，而鈉、鈣含量減少。但增加鎂濃度對鉀的吸收基本無影響，陽離子總量也幾乎相等。這種現(xiàn)象稱為非競爭性對抗作用。

0.25mMPwithoutPProteoidwurzel+P不缺磷與缺磷培養(yǎng)下產(chǎn)生的排根在形態(tài)上的差別Proteoidwurzel-PSeitenwurzel對照不施磷小麥(TriticumaestivumL.)施用磷礦石

施用水溶性磷肥蠶豆(ViciafabaL.)對照不施磷施用磷礦石

施用水溶性磷肥前茬為小麥前茬為蠶豆前茬為白羽扇豆菠菜(SpinaciaoleraceaL.)第三講肥料的基本知識農(nóng)諺：莊稼一枝花全靠肥當(dāng)家肥料的定義與特點(diǎn)

肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中肥料的應(yīng)用狀況

當(dāng)今肥料應(yīng)用方面所面臨的問題

肥料的定義與特點(diǎn)－肥料肥料指一些能夠直接向植物提供營養(yǎng)元素的有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)肥料{無機(jī)肥料有機(jī)肥料}農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)肥料的定義與特點(diǎn)－肥料分類按來源分：無機(jī)肥料、有機(jī)肥料等按元素分：氮肥、磷肥、鉀肥等按養(yǎng)分多少分：單質(zhì)肥料、復(fù)合肥料等按養(yǎng)分有效性分：速效肥料、緩效肥料、長效肥料按肥料狀態(tài)分：固體肥料和液體肥料1.土壤肥力與施肥

1-1土壤肥力的組成部分

1．土壤深度它決定了植物根系可以達(dá)到的土壤容積。對大多數(shù)旱地作物最好在約1m內(nèi)沒有任何障礙層。

2．土壤結(jié)構(gòu)指顆粒粒徑的分布和排列。它決定了孔徑分布，對根的空氣和水分供應(yīng)有決定性的影響。

3．土壤反應(yīng)化學(xué)過程和平衡的一種指示者和調(diào)節(jié)者。

4．有效性程度不同的養(yǎng)分含量有效性程度不同。

5．庫容量指土壤和肥料中的可溶性養(yǎng)分的保蓄能力。

6．腐殖質(zhì)數(shù)量和品質(zhì)包括礦化態(tài)的比例。

7．土壤微生物的數(shù)量和活性微生物作為轉(zhuǎn)化過程的媒介。

8．有害或有毒物質(zhì)的數(shù)量有的是自然存在的（如鹽土中的鹽分，強(qiáng)酸性土壤中的鋁）；有的是人為的（例如污染）。1-2肥力高（自然的或經(jīng)改良的）、生產(chǎn)力強(qiáng)的土壤應(yīng)具有以下特征

（1）土壤養(yǎng)分從儲(chǔ)備態(tài)活化。（2）肥料養(yǎng)分轉(zhuǎn)化為有效態(tài)。（3）能保持有效態(tài)養(yǎng)分，防止淋失。（4）由于有自我調(diào)節(jié)系統(tǒng)，能平衡地供應(yīng)植物養(yǎng)分。（5）貯藏和供應(yīng)充足的水分。（6）能保持良好的土壤通氣，以滿足根系對氧的需求。（7）不“固定”養(yǎng)分，也就是不將養(yǎng)分轉(zhuǎn)化為無效態(tài)。1-3利用土壤肥力的幾種方式（1）掠奪式，即在耕作中不施任何肥料。輪墾就是一個(gè)例子。

（2）盡可能利用原來土壤肥力中的許多成分，沒有補(bǔ)償時(shí)，尚未出現(xiàn)負(fù)的產(chǎn)量效應(yīng)，例如僅施用中等量的氮、磷肥料。（3）保持和提高土壤肥力，以保證持續(xù)高產(chǎn)。例如補(bǔ)充由于作物帶走所造成的損失以及通過土壤改良提高土壤肥力。在不同土類和亞類之間土壤肥力上的巨大差異必須考慮。2.為什么要施肥？

（1）補(bǔ)充供應(yīng)土壤自然肥力以滿足具有高產(chǎn)潛力作物的需求。（2）補(bǔ)償因作物產(chǎn)品移走或淋溶而損失的養(yǎng)分。（3）改善不良的土壤狀況或保持良好的土壤狀況。(4)養(yǎng)分施用是人及動(dòng)物需求施肥時(shí)也必須考慮到作物的消耗者動(dòng)物和人對養(yǎng)分的需求。例如為了有利于放牧牲畜，有必要增加某些元素的供應(yīng)，而這些元素不是植物必需的，如鈉或者增加銫和鈷作為預(yù)防因缺乏而引起的養(yǎng)分失調(diào)。實(shí)事“肥料是植物的糧食”

中國農(nóng)民有施用有機(jī)肥的優(yōu)良傳統(tǒng)，數(shù)千年來得以保持地力不衰。但是，僅僅依靠農(nóng)業(yè)內(nèi)部的物質(zhì)循環(huán)，難以迅速地、大幅度地提高作物產(chǎn)量，以滿足日益增加的人口對農(nóng)產(chǎn)品的需要。正是施用化肥，為農(nóng)作物提供了新的養(yǎng)分來源，生產(chǎn)出了更多的農(nóng)產(chǎn)品。中國在這兩方面的成功經(jīng)驗(yàn)，也得到了國際上的公認(rèn)。化肥的“正作用”

作物增產(chǎn)土壤培肥生態(tài)環(huán)境保護(hù)改善作物品質(zhì)社會(huì)效益（促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提供就業(yè)，改善人們生活水平和生活質(zhì)量等）肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用－增產(chǎn)據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）統(tǒng)計(jì):在1950－1970年的20年中，世界糧食增產(chǎn)近1倍，其中因播種面積增加而增加的產(chǎn)量占22％，因單位面積產(chǎn)量增加所增加的產(chǎn)量占78％。而在各項(xiàng)增產(chǎn)因素中，增施化肥要起30－50％的作用（一般可按40％估計(jì)）。數(shù)以10萬計(jì)的田間試驗(yàn)結(jié)果表明，每公斤化肥平均可增產(chǎn)8－12kg糧食；4－8kg油料；3－6kg棉花。施化肥增加的農(nóng)產(chǎn)品價(jià)值是化肥投資的4.8倍。

如果中國一直沒有使用化肥，糧食產(chǎn)量一直保持在800公斤/公頃水平，按現(xiàn)有種植面積計(jì)算,我國糧食總產(chǎn)只有0.9億噸，僅能養(yǎng)活2.2億人，有10.4億人沒有飯吃。如果中國停止使用化肥或全部采用有機(jī)農(nóng)業(yè)，以減產(chǎn)30％和人均400公斤口糧估計(jì)，我國將有2.9億人沒有飯吃；中國沒用或停用化肥的后果肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用－促進(jìn)物質(zhì)和能量循環(huán)增施化肥是利用礦物能換取生物能的有效手段每投入1千卡化肥形式的礦物能，可從玉米籽粒中收回6－8千卡生物能，即能量的投入產(chǎn)出比為1:6－8。美國70年代化肥生產(chǎn)耗能占能源消費(fèi)總量的1％，但化肥增產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品可占其全部農(nóng)產(chǎn)品的33％。

有了足夠的農(nóng)產(chǎn)品，才能發(fā)展畜牧業(yè)，滿足和豐富人們的食品需求；同時(shí)也才可能產(chǎn)生更多的糞肥和其它用作有機(jī)肥的廢棄物。

化肥的地位李比希的養(yǎng)分歸還學(xué)說興起了化肥工業(yè)；化肥是“糧食的糧食”，重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料；我國化肥銷售額1000多億元，我國很重要的產(chǎn)業(yè)。我國化工、商業(yè)、農(nóng)業(yè)等部門參與化肥的生產(chǎn)、銷售和使用，提供大量就業(yè)位置?；试谵r(nóng)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮了重要作用，但也引起嚴(yán)重的環(huán)境問題3養(yǎng)分來源作物需要養(yǎng)分的供應(yīng)必須通過土壤、動(dòng)物廄肥或礦質(zhì)肥料。肥料種類

(按來源、成份）有機(jī)肥料礦質(zhì)肥料生物肥料有機(jī)無機(jī)復(fù)合肥有機(jī)無機(jī)生物復(fù)合肥3-1有機(jī)肥料定義：有機(jī)肥是對含有有機(jī)質(zhì)為主的肥料的總稱。特指：主要指農(nóng)家肥和綠肥。特點(diǎn)：來源廣、種類多、取材方便、含有有機(jī)質(zhì)和多種養(yǎng)分。在養(yǎng)分上的特點(diǎn)：有機(jī)肥中的養(yǎng)分需要經(jīng)過微生物分解才能轉(zhuǎn)化為作物吸收利用的養(yǎng)分。功用：土壤改良劑＋提供養(yǎng)分在養(yǎng)分上的優(yōu)點(diǎn)：肥效穩(wěn)而時(shí)間長、是含有多種營養(yǎng)元素的完全肥料。有機(jī)肥料的種類

1．自然存在的物質(zhì)如泥炭。2．農(nóng)場廢棄物作物殘茬（秸稈、葉等）；牲畜肥（廄肥、液肥、廄液）；堆肥（分解的植物殘茬的混合物）；綠肥（豆科的或其它植物摻混入土）。3．植物產(chǎn)品加工后的殘余物例如：纖維（來自造紙工業(yè)）、油餅（來自含油種子加工）；木材物質(zhì)（樹皮、鋸末、來自制紙工業(yè)的木質(zhì)素）；廢糖漿（來自制糖工業(yè)）。4．動(dòng)物產(chǎn)品加工后的殘余物例如：血粉、角粉和骨粉；皮鞘等。

5．城鎮(zhèn)廢棄物家庭垃圾混合物；污泥。6．土壤接種物例如有生命的微生物。有機(jī)肥的重要標(biāo)準(zhǔn)（1）干物質(zhì)含量。（2）腐殖質(zhì)總量和易礦化態(tài)量。（3）含氮總量和速效態(tài)量。（4）C／N值。（5）對植物生長或產(chǎn)品品質(zhì)有害的物質(zhì)含量，特別是重金屬含量應(yīng)低于已規(guī)定的臨界值。有機(jī)物質(zhì)通過土壤對植物生長有以下影響1．改善土壤物理性質(zhì):直接地或通過土壤中活性微生物起作用。2．影響土壤化學(xué)性質(zhì)改善土壤物理性質(zhì)

（1）土壤結(jié)構(gòu)變好（由于使土壤松散，團(tuán)粒穩(wěn)定所致）。

（2）持水性能和土壤通氣性改善。

（3）表土為覆蓋層所保護(hù)。影響土壤化學(xué)性質(zhì)

（1）養(yǎng)分為腐殖酸吸附。

（2）通過從腐殖質(zhì)分解和對土壤礦物的溶解作用提供養(yǎng)分。

（3）養(yǎng)分固定在有機(jī)復(fù)合體中，但就較短或較長時(shí)期來說，這是負(fù)的影響。

（4）在土壤中產(chǎn)生的生長調(diào)節(jié)劑的效用，例如在單一作物栽培中累積的生長抑制劑和防止某些細(xì)菌病害的抗菌素。

當(dāng)心有機(jī)肥！

關(guān)于有機(jī)肥料（特別是廄肥、在某些地區(qū)高量施用的牛、豬廄液、城市堆肥和污泥）的特殊問題是，它們可能含有過量的某些養(yǎng)分，或可能受到重金屬或有毒有機(jī)物質(zhì)的污染。重金屬污染的稻田景觀一朵鮮花插在牛糞上更嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境問題3-2礦質(zhì)肥料俗稱：化學(xué)肥料、化肥、無機(jī)肥料定義：經(jīng)工廠化學(xué)合成加工精制而成的肥料實(shí)質(zhì)范圍：化學(xué)合成的如氮肥、磷銨等＋作商品肥出售的非有機(jī)肥、非生物肥的其他肥料如氯化鉀、磷礦粉、石膏、硫磺等特點(diǎn)：成份單一、速效養(yǎng)分含量高、便于運(yùn)輸和施用，極具商品特點(diǎn)在養(yǎng)分上的特點(diǎn)：速效養(yǎng)分含量高、肥效快。礦質(zhì)肥料的種類可區(qū)分

1．生產(chǎn)方法

（1）自然肥料（存在于自然界或僅稍有加工）。

（2）合成肥料（通過工業(yè)加工制造的）。礦質(zhì)肥料的種類可區(qū)分

2．養(yǎng)分的數(shù)量

（1）單一養(yǎng)分肥料，或直接施用的肥料（無論大量養(yǎng)分、中量養(yǎng)分或微量養(yǎng)分）。

（2）多養(yǎng)分肥料或復(fù)合肥料（含二三個(gè)或更多養(yǎng)分）。礦質(zhì)肥料的種類可區(qū)分

3．結(jié)合的形式

（1）混合肥料，即兩個(gè)或兩個(gè)以上的單一養(yǎng)分肥料的物理混合或多養(yǎng)分肥料。若是顆粒肥產(chǎn)品則是各個(gè)成分顆粒的混合物或是將各個(gè)成分混合制成顆粒。

（2）復(fù)合肥料（兩個(gè)或以上的養(yǎng)分的化學(xué)結(jié)合產(chǎn)品，如硝酸磷肥，磷酸銨）。礦質(zhì)肥料的種類可區(qū)分

4．物理狀況

（1）各種粒度的固體肥料（晶狀、粉狀、粒狀）。

（2）液體肥料（溶液和懸液）。

（3）氣體肥料（高壓時(shí)呈液態(tài)，如氨）。礦質(zhì)肥料的種類可區(qū)分

5．作用方式

（1）速效肥料（水溶性的和立即有效的）。

（2）緩釋肥料（轉(zhuǎn)變成所需的水溶態(tài)）。關(guān)于礦質(zhì)肥料的幾點(diǎn)說明上述這些肥料除了某些有機(jī)化學(xué)制品（例如尿素，它易轉(zhuǎn)化成鹽）外一般是無機(jī)鹽類。習(xí)慣上劃分的單一養(yǎng)分肥料或多養(yǎng)分肥料，通常僅指三個(gè)大量元素。許多所謂的單一養(yǎng)分肥料實(shí)際上提供的養(yǎng)分不止一個(gè)，例如硫酸銨含有氮和硫。養(yǎng)分的含量或品位指的是養(yǎng)分總量或有效養(yǎng)分量，習(xí)慣上某些養(yǎng)分用氧化物形態(tài)（P2O5、K2O）或元素形態(tài)（N、P、K）來表示。為了保證農(nóng)民所使用的肥料品質(zhì)好，無危險(xiǎn)性，許多國家對礦質(zhì)肥料的成分以及礦質(zhì)肥料的貿(mào)易實(shí)施控制。德國自1918年起就這樣做。

3-3生物肥料定義：利用微生物的活性，提高土壤養(yǎng)分的有效性或提高作物對養(yǎng)分吸收的肥料?，F(xiàn)狀：各種生物肥或菌肥滿天飛理論上：固氮、解磷、解鉀、。。。。。。實(shí)際上：豆科作物固氮（根瘤菌）、對有內(nèi)生或外生菌根作物的解磷和吸磷要慎重4施肥方法合理的施肥方法是提高肥效的重要方面。完整的施肥應(yīng)包括施肥時(shí)間、施用位置及施用方法三個(gè)方面。4-1施肥時(shí)間施肥的最適時(shí)間一般應(yīng)由作物需要來定，即應(yīng)保持養(yǎng)分持繼有效地供應(yīng)或是在作物需要期間有效地供應(yīng)，同時(shí)又要使有效養(yǎng)分從土壤中的損失程度減少到最少。

4-2施用位置肥料施用位置對充分發(fā)揮肥料的效果也是很重要的，特別是在土壤中移動(dòng)性差的肥料，如磷肥。肥料的正確施用位置須根據(jù)作物根系的特點(diǎn)、肥料本身的性質(zhì)、氣候情況等來考慮。一般播種作物或大田作物，通常是將肥料施在種子兩旁或下方4~5厘米處，如氨水要施到種子下方10厘米處；固體肥料在用量少的情況下，尤其是磷肥，可施于緊靠種子的地方，或與種子拌合一起播施。在追肥中，肥料必須施于根系生長最多的根區(qū)。4-3施用方法

（1）基肥

基肥是指播種或移植前施到土壤中去的肥料，其目的是供應(yīng)作物整個(gè)生長期所需的養(yǎng)分。有改良土壤性質(zhì)，提高土壤供肥能力的作用。對于難溶的、移動(dòng)性小的磷肥宜用作基肥。

（2）種肥

種肥是指播種或移植時(shí)施用的肥料，其目的是使幼苗一生長便可以吸收到養(yǎng)分。用作種肥的肥料，應(yīng)當(dāng)是容易被幼苗吸收的速效肥料。

（3）追肥

追肥是指作物生長期間，根據(jù)作物對養(yǎng)分的要求，補(bǔ)充因基肥不足而施的肥料。追肥大多使用速效肥料，主要是化學(xué)氮肥或人畜糞尿。追肥的方式多種多樣

撒施：是將肥料均勻地撒到田地里，宜用于淺根作物，如水稻追肥。撒施對于施肥量大的密植作物是有效的方法。其優(yōu)點(diǎn)是簡便，養(yǎng)分分布較為均勻；缺點(diǎn)是需肥量大，肥料利用率不太高。

行施：用于行播作物，成行施于靠近作物的土表，這種方式比撒施肥料集中，肥效較高，但花工較多。

溝施：也用于行播作物，成行施于靠近作物的淺溝，然后蓋土。

條施和穴施：是將肥料施在播種的溝或穴里，或是施到移栽的溝或穴里，肥料可施在種子下方，也可施在種子的一側(cè)或兩側(cè)。多用于多年生作物、大型果樹、林木等。這種方式施肥集中，不易流失，但與根系接觸面較少，花工較多。