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1、化肥及元素一、肥料在农业生产中的作用 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 高作物产量和品质的物质。 肥料的分类 依据不同的目的，肥料可分为不同类型： 直接肥料、间接肥料、有机肥料、无机 肥料、大量元素肥料、微量元素肥料、 单质肥料、复合肥料等。 按组成可把肥料分为三大类： 铵态氮肥：NH3.H2O NH4HCO3 (NH4)2SO4 氮肥 硝态氮肥：NaNO3 Ca(NO3)2 NH4NO3 酰胺态氮肥：CO(NH2)2 水溶性磷肥：过磷酸钙 重过磷酸钙 磷肥 弱酸溶性磷肥：钙镁磷肥 沉淀磷肥 化学肥料 难溶性磷肥：磷矿粉 骨粉 钾肥：硫酸钾 氯化钾
2、 微肥：ZnSO4 Na2B4O7 FeSO4 肥料 化成： 磷酸二氢钾 磷酸氢二铵 复合(混)肥 混成： 各种作物专用肥 生物肥料：磷细菌肥 生物钾肥 固氮菌肥 有机肥料：人畜粪尿 厩肥 绿肥 杂肥 基肥 种肥 追肥 含义 播前或定植前施用播时或定植时施用的生长过程中施用的的肥料 肥料 肥料 满足作物全生育期满足作物苗期对养分满足作物各生育期对养分的要求 的要求 对养分要求 目的 施用原则 培肥土 , 供养分 易吸收 , 无毒害 促生长，不过劲 肥料种类 有机肥为主， 充分腐熟的有机肥， 化肥为主 ， 迟效及不易流失的速效化肥 腐熟的有机肥 化肥 结合深耕撒施，集中拌种， 浸种， 施、 沾秧
3、根 ， 穴施 条施、穴施 根外追肥， 条施、穴施 施用方法 1 四灰分元素： 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，这与植物种类和环境有关。 五 植物的种类： 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。 环境因素： 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 1.缺少这种元素，作物生长发育受阻， 不能完成生活周期。 2.缺少这种元素，作物出现某些特定症 状，只有补充该元素才能恢复正常或 预防。 3.该元素在植物营养生理上表现出直接 的效果，而不是
4、改善了植物生长的环 境条件而产生的间接效果。 十六种必需的营养元素不能缺少， 但不一定都需要通过施肥补充。 C H O： 过去认为大气中取之不尽， 用之不竭。 现在保护地施CO2肥 : 2NH4HCO3+H2SO4 (NH4)2SO4+2CO2+2H2O N P K: 土壤中含量少， 作物需要多，需施肥补充 ，称 肥料三要素。 S Ca Mg: 北方土壤一般够用，施 磷肥时有所补充 Fe Mo Cu Zn B Mn Cl:一般土壤 够用，但随产量提高需补充Zn BFe等。 土壤养分向根表的迁移 1、截获： 植物根系与土壤中各养分直接 接触时获取养分的方式。 影响因素: 根系体积、养分浓度 因根
5、系与土壤所占体积相比，一 般只有14，该方式获取养 分较少。 2 2、扩散： 土壤中的养分离子从高浓度 向低浓度的运动叫扩散。 影响因素：浓度差、土壤湿 度、扩散系数 扩散系数单位：cm2/s10-5 3、质流： 土壤中养分离子随水流动到达根表的过程叫质流。 与植物蒸腾作用有关；与离子浓度有关，但不成正比。 质流、扩散和截获这三种方式是同时存在并相互作用的。 磷以扩散为主，氮、钙、镁以质流为主；铜、锰、铁、锌主要是扩散； 硼以质流和扩散各占一半； 钼含量低时以扩散为主，含量高时以质流为主。 生理酸性和生理碱性肥料： 由于作物的选择性吸收造成外界溶液的酸碱变化称为生理酸性和生理碱性，相应的肥料称
6、为生理酸性和生理碱性肥料。 N P K Mg：易运转，可再利 用力强，缺素症易表现在老 叶上。 Ca Fe Mn B：难运转，再利 用力差，缺素症易表现在新 叶上。 三、作物营养的阶段性和连续性 作物营养的阶段性：作物的生育期不同，所要求养分的数量和比例不完全相同。各生育期有不同的营养特点，就是作物营养的阶段性。 两个关键时期：作物的一生中苗期吸收养分少，随生育进展，对养分吸收增加，结实期达高峰，以后吸收减少甚至外渗。有两个施肥的关键时期： 作物营养的临界期： 作物生长发育过程中的某一时期对某种养分要求的绝对数量虽不多，但很迫切，这时养分过多或过少，对作物的生长发育起显著的不良作用，这个时期称
7、作物营养的临界期。 NPK营养的临界期： 磷：冬小麦： 分蘖始期 玉米： 三叶期 棉花： 23叶期 氮： 冬小麦： 分蘖期 玉米： 幼穗分化期 棉花： 现蕾初期 钾：水稻 ： 分蘖期 植物营养的最大效率期： 作物生长快，吸收养分多，施用肥料能产生最大效能的时期。 氮： 玉米 ：大喇叭口抽穗期 棉花：盛花期 油菜、大豆 ： 开花期 3 作物营养有各自的阶段性，但各生育期又是连续的，前阶段的营养状况直接影响后一阶段的施肥数量和时期，所以应相互联系，灵活运用。 第 三 章 氮 肥 氮是植物必需营养元素，氮肥是农业生产上施用最多的化学肥料，要合理施用氮肥，必须了解 作物的氮素营养功能及各种氮肥的性质及
8、合理施用方法。 二、氮的生理功能 1、氮是蛋白质和核酸的成分 氮构成氨基酸，氨基酸构成蛋白 质，蛋白质含氮16%18%。 氮是含氮碱基的组分，碱基、戊 糖又是核酸成分。 核酸与蛋白质的结合组成核蛋白， 是一切作物生命活动和遗传变异的 基础 。 2、叶绿素的重要组分 叶绿体是制造碳水化合物的工厂，叶绿素是机器，而叶绿素a和叶绿素b都含氮。 叶绿素a C55H72O5N4Mg 叶绿素b C55H70O6N4Mg 所以，作物缺氮叶子发黄，光合作用下降，产量低。 3、许多酶和多种维生素的组分 酶是具有催化功能的蛋白质，作 物体内各种代谢反应需酶参与。 酶是由蛋白质构成，蛋白质含氮。 许多维生素也含氮，
9、B1 、B2、 B3、 B6等是辅酶的成分。 缺氮后作物体内的代谢受影响 四、作物氮素缺乏与过多症状 缺氮症状 1、植株矮小、生长缓慢 2、叶绿素含量低、叶片变黄 3、老叶先黄 氮素过量危害 1、降低植物体内糖分含量、作 物抗性差； 2、机械组织发育差，易倒伏； 3、引起作物徒长、晚熟。 一、铵态氮肥：氯化铵 硫酸铵 碳酸氢铵 液氨 铵态氮肥共性 1、NH4+可被胶体吸附，可作 基肥； 2、易溶速效，可作追肥； 3、不能与碱性物质混合施用； 4、水田施到还原层； 5、氨浓度高时，易损害作物、 4 种子 ，一次用量不能太大。 碳酸氢铵( 氨水吸收二氧化碳制成 1、性质： 含氮17；白色粉末； 化
10、学碱性： pH 8.28.4； 含水量 56.5，易结块； 易自行分解、挥发，称为“气肥”。 NH4HCO3 CO2 H2O NH3 NH4HCO3 )： 2、在土壤中转化 NH4HCO3 NH4+HCO3- NH4+被土壤作物吸收， HCO3-转化 成CO2 和H2O，无副成分残留。 短期内可使pH值上升，随后逐渐恢复 3、施用 深施覆土； 作基肥、追肥，不作种肥； 不能与碱性物质混施； 水田深施； 砂性土上少量多次施用。 硫酸铵 1、性质： 含氮20 21 ，称标准氮肥 无色结晶， 易溶、速效，生理酸性 物理性状好，不吸湿，不结块 3、施用 可作基肥、追肥、种肥； 水田最好不用： SO42
11、- H H2S 石灰性土壤深施； 喜硫作物优选 ； 如：马铃薯、十字花科植物。 氯化铵(NH4Cl )： 1、性质： 含氮2526 白色结晶，易溶、速效 吸湿性稍大，生理酸性肥 3、施用： 可作基肥、追肥； 水田施用优于硫酸铵； 忌氯作物尽量不施； 5 对土壤的酸化能力强于硫 铵，注意配施石灰； 盐碱地上一般不用。 二、硝态氮肥 ： 硝酸铵、硝酸钠 共性 1、易溶于水，是速效性养分 2、易流失、不被胶体吸附、只作追肥 3、吸湿性强、易结块 4、水田及旱田缺氧条件易反硝化脱氮 5、受热时分解放氧，助燃易爆 硝酸铵 用硝酸中和氨制得 1、性质： 含氮3334，硝态氮和铵态氮各占一半 易溶、速效，生
12、理中性肥料 易吸潮结块，制造时在颗粒表面涂有疏水物质 3、施用： 一般作为追肥施用，且用于 旱田。 烟草上优先使用。 施用结块的硝酸铵不能猛砸 硝酸钠(NaNO3 )： 天然矿石或生产硝酸的副产品 1、性质： 含氮1516、易吸湿结块 2、在土壤中转化： NaNO3 Na+ + NO3- 硝酸根被作物吸收后，钠离子残留于土壤中，显碱性。生理碱性肥料。 3、施用： 作旱田追肥； 喜钠植物首选； 盐碱地上尽量不用。 第三节 氮肥的合理施用及分配 施入土壤中的氮当季利用率 水田：3560 旱田：4075 肥料利用率： 当季作物对肥料中的养分吸收量占 施入量的百分数。 氮肥损失途径： 铵态氮挥发 硝态
13、氮流失 尿素流失 硝态氮反硝化 6 第一节 作物的磷素营养 一、磷的含量、分布和形态 作物含磷占植株干重的 0.21.1 ，仅次于氮、钾。 作物生育前期含磷高于后期，种 子高于茎叶，幼嫩组织高于衰 老组织。 磷在作物体内的形态分为： 有机态磷：核酸、植素、 磷脂等 85 磷无机态：磷酸二氢根、磷酸氢根 的钙、镁盐类 15 二、磷的营养作用 1、重要化合物的组分 核酸、核蛋白： 存在于细胞核和原生质中，对植物的生 命活动及遗传变异起重要作用。 磷脂： 生物膜的成分，影响着物质、能量、信 息的交换 ；影响膜的流动性；影响作 物抗性。 2、促进碳水化合物代谢 碳水化合物的合成、分解、互变、运输 都离
14、不开磷参与： C3途径二氧化碳的固定需磷参与： RUDP 2PGA 二磷酸核酮糖 双糖和多糖的合成需要磷酸化作用。 糖的运输以蔗糖磷酸脂的形式进行。 施磷后作物根系发达，籽粒饱满，根茎类作物淀粉含量高。 双糖和多糖的合成需要磷酸化作用。 糖的运输以蔗糖磷酸脂的形式进行。 施磷后作物根系发达，籽粒饱满，根茎类作物淀粉含量高。3、磷参与氮素代谢 养分的吸收，如:硝态氮需ATP 7 三磷酸甘油酸 酶的成分FAD，硝酸还原的黄素 蛋白酶 促进呼吸作用产生酮酸R-C-OOH, 为氮化物合成提供碳骨架 促进豆科植物固氮 4、磷与脂肪代谢 脂肪合成的原料甘油和脂肪酸 的转化需要磷参与 5、提高作物抗逆性 抗
15、旱 A 促进根系发育 B 提高细胞的充水度和原生质胶 体的持水能力 抗寒 可溶性糖、磷脂类物质增加， 冰点下降 抗酸碱性： 作物体内磷酸盐含量提高，缓 冲酸碱的能力增强： KH2PO4 K2HPO4 三、植物对磷的吸收 无机态磷： 正磷酸可直接吸收 偏磷酸HPO3、焦磷酸H4P2O7需转化 成正磷酸后才能同化利用。 有机态磷也可吸收，但量较少。如： 己糖磷酸脂、蔗糖磷酸脂、核酸等。 四、磷素缺乏与过多症状 1、缺磷症状： 植株矮小，叶片暗绿。 细胞变小程度大于叶绿素减少的 程度，叶绿素含量相对增加。 缺磷时，铁的吸收增加，间接促 进叶绿素合成。 严重缺磷时，茎叶出现紫红色条纹 或斑点。 根系小
16、，次生根少，禾本科作物分 蘖少。 症状先从老叶开始。 生长缓慢，延迟成熟。 8 2、磷素过多： 促进呼吸作用，碳水化合物过 多消耗，不利于产量的形成； 发育提前，茎叶早衰； 降低土壤中铁、锌、镁等元 素的有效性。 磷肥生产： 机械粉碎： 粉碎 磷矿石 磷矿粉 酸制磷肥： 磷矿粉硫酸 过磷酸钙 热制磷肥： 加热 磷矿石 硅镁矿物 钙镁磷肥 1350oC 一、难溶性磷肥 磷矿粉 1、成分： 氟磷灰石 Ca10(PO4)6F2 ,以氟磷灰石为 主，氟被氯、氢氧根同晶置换后形成： 羟基磷灰石 Ca10(PO4)6(OH)2 氯磷灰石 Ca10(PO4)6Cl2 全磷含量: 1025 可给性用枸溶率表示
17、，即磷矿粉中 2柠檬 酸溶性磷占全磷的百分数 枸溶率10的磷矿粉才能直接用 作肥料 2、性质：灰白色粉末，难溶于水， 中性偏碱 3、土壤中转化： Ca5(PO4)3F4H+ 5 Ca2+3 HPO42-+HF 4、施用： 作物营养特性： A：CEC大，利用力强的作物， 豆科大于禾本科作物。 B：根系分泌二氧化碳及有机酸 能力的强弱 土壤条件 A 土壤酸碱性 p H2PO4- =2pH5.18 ,有效性与 pH反相关 9 pH小于5时，有效性升高 红壤、黄壤有效性高 B 有效性与土壤有效磷含量反相关 细度与用量 细度：90过100目筛 用量： P2O530， 可给性强， 40Kg/666.7m2
18、; 否则，大于 50Kg/666.7m2，不必连年施用 与其他肥料配合施用 与酸性肥料配合施用 与有机肥混沤后施用 施用方法： 作基肥施用 撒施、深施，加大与土壤 和根系的接触面 骨粉 动物骨骼加工而成； 含五氧化二磷2533； 磷的形态为磷酸三钙 Ca3(PO4)2； 不溶于水，溶于弱酸，肥效缓慢； 发酵后施用效果好； 酸性土上施用,作基肥 二、弱酸溶性磷肥 钙镁磷肥 磷矿石与镁硅酸盐在高温下共熔后球磨而成， 是热制磷肥的一种 3、施用 作基肥、深施； 酸性土上效果好； 喜钙作物、喜硅作物 、绿肥作物、油菜等优 先选用； 与有机肥混沤后施用效果好 沉淀磷肥 磷矿粉 H3PO4 CaHPO4H
19、2O (磷酸二钙) 含五氧化二磷3042； 中性酸性土上效果好； 施用方法：同钙镁磷肥； 可作饲料添加剂。 钢渣磷肥： 10 炼钢工业的副产品 1、性质 强碱性，物理性质良好 形态：磷酸四钙 Ca4P2O9 磷酸四钙与硅酸钙的复盐 Ca4P2O9CaSiO3 有效磷：高者17 低者78 3、施用： 不宜作追肥或种肥，作基肥为好； 与有机肥混沤施用效果好； 果树、豆科作物及生长期长的 作物施用； 水稻施用可使茎杆健壮，增强抗 倒伏能力。 三、水溶性磷肥 过磷酸钙 普通过磷酸钙，简称普钙，是世界 上最早生产的磷肥。 用6267硫酸与磷矿粉充分作用， 熟化12周后，干燥、磨碎、过筛制取。 2、性质：
20、 化学酸性，含游离的 硫酸、磷酸； 稍有酸味，腐蚀性很 强； 易吸湿结块 过磷酸钙(磷酸)的退化 过磷酸钙由于含游离酸，在潮湿条件下吸水，使磷酸一钙与肥料中的硫酸铁、硫酸铝起反应，生成难溶性的磷酸铁铝，降低了磷肥的有效性。 3、在土壤中的转化 磷的固定： 磷肥施入土壤后，向着生 成溶解度低，有效性差的磷 酸盐方面的转化。 磷肥利用率低的主要原因： 化学固定 肥料施入土壤，肥粒 从外界吸水， 磷酸一钙溶解或水解 磷酸向四周扩散 溶解了土壤铁铝钙盐，形成活性离子 与磷酸作用，形成AlP、FeP、 11 CaP沉淀 吸附固定： 磷酸根离子以各种形式被粘土矿物、 铁铝氧化物、碳酸钙和有机质吸附 生物固
21、定： 生物吸收后自身利用，暂时无效 移动性慢： 多数集中在施肥点周围0.5cm范围内 4、施用： 施用原则： 因易固定、移动性小： 尽量减少与土壤的接触面， 又要扩大与根系的接触面。 施用要点： 可以作基肥、追肥、； 基肥要深施、分层施用，与有机肥混合施用集中施 根外追肥效果好(酸性 有利于阴离子吸收) 含游离酸多的磷肥不作种肥用；制造颗粒磷肥施用； 重过磷酸钙 先用硫酸处理磷矿粉，萃取磷酸后用 磷酸处理磷矿粉制取 主要成分为磷酸一钙 Ca(H2PO4)2 含：五氧化二磷 3652 游离酸 4 8 易吸湿结块，不易退化。无硫 酸钙，杂质少。 对喜硫作物肥 效差。 用法与普钙相似 第三节 磷肥的
22、有效施用 磷肥利用率当季为1025，利用 率低于氮肥。 水溶性磷肥施入土壤后立即测定，有 30的磷不溶， 1小时后， 40不溶于水 1天后， 60不溶于水 1月后， 80不溶于水 要根据作物营养特性，土壤条件，肥 料种类等合理施用。 一、根据作物营养特性施磷肥 1、不同作物对磷反应不同 12 对磷肥有良好反应的作物： 豆科作物、糖用作物、 纤维作物、油料作物 对磷肥反应较敏感的作物： 玉米、小麦、大麦 对磷肥反应不敏感的作物： 谷子、水稻 不同作物对磷肥的利用能力： CEC 钙磷比 作物 代表 cmol/kg干根 CaO/P2O5 吸磷力 作物 35 1.3 强 油菜、绿肥作物 作物 1520
23、 1.01.3 中 荞麦、萝卜 15 1.0 弱 小麦、谷子 2、生育期不同，对磷要求不同 初期需磷少，吸磷弱，但 不能缺临界期。 后期吸磷弱，施磷效果差 ，可根外追肥。 二、土壤条件与施磷 1、土壤有效磷 等级： 土壤含量 供磷能力 施磷效果 20 高 多数无效 肥效与土壤有效磷反相关，为均衡增产，磷肥 优先施在低磷的土壤上。 2、有机质含量 有机质含量与有效磷含量正相关； 有机质含量与磷肥肥效反相关； 磷肥优先分配在有机质含量低、土壤肥力差的土壤上。 三、轮作制度与施磷 第 五 章 钾 肥 钾是作物营养的三要素之一, 钾素有品质元素之称。随着产量 水平和种植指数的增高，土壤施 钾成为提高作
24、物产量和农产品品 质的重要措施之一。 第一节 作物的钾素营养 13 豆科一、钾的含量、形态和分布 钾是高等植物体内含量最高的金属元素， 一般15。 以离子态存在于细胞汁液中或吸附在原 生质上，未发现有机态钾。 钾是移动性强的元素，代谢旺盛部位含 钾高，茎叶含量高于籽粒。 二、钾的生理功能 是许多酶的活化剂 有六十多种酶需K+作活化剂。如： ADPG+(葡萄糖基)n ADP+(葡萄糖基)n1 腺苷二磷酸葡萄糖 所以，含糖含淀粉多的作物施钾肥产量高、品质好。 促进光合作用 1.钾促进叶绿素的形成和稳定； 2.促进ATP的合成，为二氧化碳 固定提供能量； 3.促进碳水化合物的及时转运。 促进氮素代谢
25、 1.钾通过促进光合作用为氮素代 谢提供了原料或碳骨架； 2.钾通过酶活化促进硝酸根的还 原及形成氨基酸及多肽，使游 离态氮减少。 增强作物抗性 1、抗旱 钾有调节气孔开闭的作用，减少蒸腾； 细胞汁液含钾高，渗透压升高，提高 原生质的持水度及吸水能力。 2、抗寒钾及可溶性糖类物质含量上升，冰点下 降 3、抗病、抗倒伏 钾使茎叶中纤维素含量高，厚角组织发达； 表皮细胞硅质化程度高，促进酚类化合物形成； 游离态养分下降，因而抗病、抗倒伏 钾素抗下列作物的病害 水稻：胡麻叶斑病、稻瘟病 小麦：赤霉病、锈病 棉花：红叶茎枯病 烟草：花叶病 三、缺钾症状 1、时间 缺钾症状出现在中后期 2、部位 14 下部叶片早于上部叶片 3、典型症状 老叶尖端和边缘发黄，进而变褐 色，渐次枯萎，但叶脉两侧和中 部仍为绿色。 出现褐色斑点或斑块，严重时呈 火烧焦状。 硫酸根能提高合成酶活性，氯 离子减少活性； 植物对盐的忍受能力：KH2PO4 K2SO4 KNO3 KCl 四、施用技术与钾肥肥效 1、钾肥作基肥、追肥都应施 在根系分布密集的土层内, 减少固定，促进吸收。 2、砂质土上应以少量多次的 方法施用。 3.作物生育后期吸钾力弱， 钾肥施用宜早不宜迟。 4.干湿交替有利于钾的固定 ，保持适当的土壤湿度， 有利于钾素的吸收利用。 15
