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第五章植物营养与施肥原理

2017-10-15 42页 doc 67KB 18阅读

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第五章植物营养与施肥原理第五章植物营养与施肥原理 一、植物体内的元素 植物体的组成十分复杂。到目前为止,在不同植物体内发现的化学元素大约有70多种。植物体是由水分、有机物、无机盐三种状态的物质组成。要了解这些物质的含量,可把一定 重量的新鲜的植物材料放在105?的烘箱内烘干至恒重,所减少的重量就是它的含水量,余下 的物质叫干物质。干物质包括有机物和无机物。有机物约占干物质重量(简称干重)的90%—95%它主要含有碳、氢、氧、氮四种元素,其中碳占45%、氧占42%、氢占1.5%。将干物质燃烧,有机物便以二氧化碳、水蒸气、游离氮和氧化氮的形式逸散空气...
第五章植物营养与施肥原理
第五章植物营养与施肥原理 一、植物体内的元素 植物体的组成十分复杂。到目前为止,在不同植物体内发现的化学元素大约有70多种。植物体是由水分、有机物、无机盐三种状态的物质组成。要了解这些物质的含量,可把一定 重量的新鲜的植物材料放在105?的烘箱内烘干至恒重,所减少的重量就是它的含水量,余下 的物质叫干物质。干物质包括有机物和无机物。有机物约占干物质重量(简称干重)的90%—95%它主要含有碳、氢、氧、氮四种元素,其中碳占45%、氧占42%、氢占1.5%。将干物质燃烧,有机物便以二氧化碳、水蒸气、游离氮和氧化氮的形式逸散空气中。干物质经过充分 燃烧后留下的残渣,便是灰分(无机物 )。灰分约占干重5%—10%(表5—1),它所含元素称为灰分元素。由于这些元素是植物吸收土壤中的矿物盐(无机盐)得来的,所以也叫矿质 元素。 表5-1植物体的组成成分 新鲜植物 水分(10—95%) 干物质(5—90%) 有机物(90%) 灰分(10%) 植物体内究竟有那些元素?据研究,地壳中存在的元素几乎都能在不同的植物体中 找到;但不是每种元素对植物都是必需的。试验证明,植物所必需的矿质元素有氮、磷、 钾、钙、镁、硫、铁、铜、硼、锌、锰、钼及氯等十三种。其中铁、铜、硼、锌、氯等 元素,植物所需的量极微,一般各占植物体干重的0.001—0.00001%,所以叫微量元素; 而氮、磷、钾、钙、镁、硫需要量较大,各占植物体干重的10-0.01%,则叫大量元素。 碳及氧主要是从空气中的二氧化碳取得,氢是从水中取得。此外,个别植物还需要其它 一些元素,如水稻需要硅,当硅缺乏时,生长不正常,并出现一定的症状。 二、植物必需营养元素所具备的条件(所具备的) 国际植物营养学会上确定必需矿质(营养)元素一定要具备下列三个条件: 1.缺乏此元素,植物不能进行正常生长和生殖。 2.缺乏此元素时,植物表现了特殊的缺素症,而这种缺素症只有在加入这种元素后, 才能使植物物质恢复正常。 3.此元素的生理作用必须是直接的效果,而不是因土壤或培养基的理化、微生物条 件的改变所产生的间接效果。 研究植物对矿质元素是否需要,不能单靠化学分析,最主要的是通过人 工培养。把含有植物必需元素的无机盐,按不同比例配合成混合的溶液来培养植 物,这种方法叫水培法(或溶液培养)。如在培养液中加入纯净的沙砾等物以固定 1 植物,就叫砂培法。水培法和砂培法是研究植物矿质营养的一个重要方法。例如: 在培养液中去掉或增加一种元素,然后观察植物的生长情况,就能确定哪种元素 是植物正常生长发育所必需的,缺乏这些元素会出现什么病症等。 三、必需营养元素的生理作用及缺乏时的症状 (一)营养元素的一般生理作用 首先,是作为植物体的建造材料。如:细胞的原生质,必须有氮和硫等才能形成, 核蛋白需要磷等。 其次,对植物生命过程起调节作用。如有些金属离子是酶的组成成分,象铁、铜 是氧化酶的成分,锌是钛酶的成分;有的是酶的活化剂,如铁、锰等;有些则影响细 胞原生质的胶体性质,如钾离子能加强原生质的水合作用,而钙离子则能降低其水化 作用。所用这些都直接或间接地对植物生命过程起着调节作用。 (二)各种必需营养元素的生理作用及缺乏时的症状 1.大量元素的生理作用及缺乏时的症状 ? 氮:氮在植物体内的含量虽然只占干重的1.5%左右,但它对植物的生命活动却有重大作用。 首先,氮是蛋白质和核酸的主要成分,蛋白质含氮量可达16—18%,而蛋白质和核酸又是原生质的重要成分。酶本身就是蛋白质,也含有氮。由此可见,没有氮不能 形成蛋白质,也就没有生命,因此氮被称为生命元素。 其次,氮也是叶绿素的组成成分,对光合作用的进行有着重要意义。叶片中含氮 量的高低与光合强度密切相关。试验证明:水稻叶片中氮含量(占干重%)在2—4% 时,光合强度随着氮量减少而降低,若含氮量降至2%以下,则光合强度变得极低。 此外,植物体内一些微量生理活性物质如维生素B (硫胺素)、维生素B(核黄12 素)、泛酸、生长素等,都是含氮的化合物,这些物质对生命活动有调节作用。 氮肥供应充足时,枝叶茂盛,躯体高大,叶片大而深绿,分枝(分叶)能力强, 子实中蛋白质含量高。 当缺氮时,由于蛋白质合成受阻,植物生长矮小,分枝(分叶)很少,叶片小而簿, 花果少而易脱落,枝叶变黄,甚至干枯,导致产量降低。由于氮素在植物体内可以重复利 用,在缺氮时,老叶中的氮化物分解转运到幼嫩组织,所以缺氮时叶片发黄是由下部叶片 开始逐渐向上,老叶很易变黄枯死。 ?磷:磷以多种方式参与植物的生命活动。植物体内许多重要有机化合物中都含有磷, 即使有些化合物不含磷,但在其形成和转化过程中也需要有磷参加。磷在植物体内的幼嫩 组织和种子里含量较多,它是磷脂、核酸的成分,所以磷也是组成细胞质、细胞核和生物 膜的主要成分。 磷也是许多酶的成分,如辅酶?、辅酶?等都含有磷,这些化合物是参与光合、呼吸 过程的重要辅酶,磷与细胞内能量代谢密切相关,因植物体能量的传递与贮备,主要是通 过高能磷酸化合物(如ATP)实现的。 此外,植物体内碳水化合物、蛋白质及脂肪的合成与相互转化,也都需要含磷的化合 物参与。没有磷,这些化合物的合成和相互转化的过程就不能进行,有机物的运输也受到 影响。 总之,磷对于细胞分裂,有机物的合成、转化和运输都有密切关系。磷可以促进根系 及幼芽的生长,促进开花结果,提早成熟和增进果实的品质。磷对于块根、块茎等的生长 也有利,磷还能提高植物的抗寒性与抗旱性。 磷缺乏时,细胞分裂受阻,幼芽和根系生长缓慢,植株矮小,且延迟开花和成熟,种 子不充实,产量低,抗性减弱。另外,磷不足会使蛋白质合成量减低,营养器官中糖含量 2 相对提高,有利于花青素的形成,故缺磷时叶子呈现不正常的暗绿色至紫红色。 磷在植物体内也能重复利用,并极易移动。当缺磷时,老叶中的磷,大部分转移到幼 叶,所以缺磷的症状也先在老叶上出现。 ?钾:钾不是植物体内任何有机化合物的组成成分,但它几乎直接或间接参与植物生 命的每一过程,钾在植物体内以离子状态存在,移动性强,常常随着植物的生长转移到生 命活动最旺盛的部位,它是可以再利用的元素。钾的主要生理功能是: (1)促进植物体内酶系统的活化,这是钾在植物体内最重要的功能。据研究,有60 种以上的酶需要有钾的参与才能充分活化,其中很多酶参与了能量变化过程(ATP的形成)、蛋白质合成、淀粉形成和呼吸作用。 (2)影响光合作用和光合作用产物的运转。植物体的含钾水平可以同时影响其光合 速率和光合产物的运转速率。另外,叶绿体中叶绿素含量、叶面积、光能利用率等均于钾 的水平呈正相关。 (3)有利于蛋白质的合成与运转,试验证明,钾能明显地提高植物对氮的吸收和利 用;并使之很快地转化为蛋白质。 (4)促进植物经济用水,供钾正常时,细胞渗透压增加,促进了根系对水分的吸收, 并有较大的能力将水分保持在植物体内,减少水分的蒸腾,因而,使作物获得单位产量消 耗水分的数量少。 (5)提高植物对干旱、低温、盐害等不良环境的忍受能力和对病虫、倒伏的抵抗能 力。据研究结果表明,钾能提高原生质的水化度,减少水分蒸发,使作物不易受旱、受冻, 可增强作物的耐盐性,提高禾谷类作物体内纤维素的含量,促进茎秆维管束的发育,并且 使细胞壁增厚,增强植物抗倒伏的能力。钾在植物体内可重复利用。 缺钾时:植物的机械组织不发达,细胞壁薄,茎秆不坚韧,易倒伏。作物叶片边缘黄 花、焦枯、碎裂,叶脉间也出现坏死斑点,这是缺钾的典型症状。缺钾的症状也是从下部 老叶开始。 ?硫:硫是含硫氨基酸如半胱氨酸、胱氨酸、蛋氨酸的成分,因此参与蛋白质的合成, 分布于植物体所有组织和器官中。硫也是某些酶的成分,许多酶都是含有硫基(—SH), 如辅酶A含有硫基,它对碳水化合物、脂肪、蛋白质的转化都有重要作用。硫还是某些植 物油(如芥子油、蒜油)的成分。 缺硫时,由于硫在植物体内不易移动,植物一旦缺硫时,叶片失绿,症状首先出现在 新叶上,然后逐渐往下发展。 ?镁:镁是叶绿素的组成成分,叶绿素a和叶绿素b中均含有镁。镁是许多酶的活化剂,与碳水化合物的代谢、磷酸化作用、脱羧作用关系密切。例如镁能活化磷酸果糖激酶、 磷酸甘油激酶等,促进碳水化合物的代谢和植物的呼吸作用,镁能促进ADP合成ATP。镁 也参与脂肪、氮的代谢作用。镁在植物体内的移动性也较强,可以向新生组织转移,属于 可以再利用的营养元素。镁还能促进植物体内维生素A和C的合成,从而有利于提高蔬菜、果品的品质。 缺镁时:植物不会合成叶绿素,叶片变黄,但它与缺氮的情况不同,其叶肉变黄而叶 脉仍为绿色;若缺镁的时间延长,则叶肉组织开始变褐死亡。由于镁在植物体内能够移动 和再利用,因而缺乏症状也从老叶开始。 ?钙:钙是构成细胞壁的重要元素,钙与蛋白质结合,是质膜的重要组成部分。它具 有维持膜的结构,降低渗透性,限制细胞液外渗等作用。钙是某些酶(如淀粉酶、磷脂酶 等)的活化剂,因而影响植物体内的代谢过程。钙对调节介质的生理平衡具有特殊的功能。 钙离子与钾离子的同时存在能使原生质胶体保持生理平衡,有利于细胞正常生命活动的进 行。钙离子能中和代谢过程产生的有机酸,起到调节体内PH值的作用。钙还能消降土壤 3 溶液中某些离子(如铵、氢、铝、钠等)过多产生的毒害。 钙在植物体内可以形成不溶性的钙盐而沉淀下来,是不能被再利用的元素。 缺钙时;植物矮小,根系发育不良,茎和叶及根系的新生组织受损。严重缺钙时,植 物幼叶卷曲,新叶抽出困难,叶尖之间发生粘连现象,叶尖和叶缘发黄或焦枯坏死。 2.微量元素的生理作用及缺乏时的症状 ?铁:铁在植物体含量较少,但它是形成叶绿素所必需的元素;铁是呼吸作用中许多 酶和载体的成分,如过氧化物酶、过氧化氢酶、铁氧还蛋白、细胞色素等都含有铁,它们 在细胞呼吸和代谢中起着电子传递的作用。 缺铁时:铁在植物体内不易转移,故缺铁时的症状出现在幼叶,起初发黄,逐渐变成 黄色或白色;但叶脉是绿色。 ?锰:植物对锰的需要量很少,锰多分布在叶内。锰是许多酶的活化剂。如已糖磷酸 激酶、羧化酶等,都需要锰的活化,所以锰能提高呼吸的强度。锰有利于淀粉酶的活动, 促进淀粉水解和糖类的转移。因此锰能促进种子发芽和植物初期生长。 缺锰时:叶绿体中的类囊体不能形成正常的片层结构,甚至引起叶绿体结构的破坏。 解体锰对叶绿素合成也有影响,故而缺锰时产生缺绿症状,还抑制生长。 ?铜:铜是某些氧化酶的成分,抗坏血酸氧化酶等都含有铜在呼吸过程的氧化还原上 起着重要作用。还可起着一些基本代谢作用。 缺铜时:幼叶尖端缺绿,随后发生枯斑,最后叶片脱落,幼叶黄化。 ?硼:硼是以离子状态存在,一般在植物的花柱和柱头中含量较多,能促进内花粉粒 的萌发和花粉管的伸长,故硼对植物的生殖过程有密切关系。另外有利于碳水化合物运输 和代谢,活化生长调节剂。 缺硼时:根尖或茎端分生组织受害或死亡,生长紊乱,根分枝减少。 ?锌:锌是碳酸酐酶的成分。碳酸酐酶存在于原生质和叶绿体中,因此锌与光合、呼 吸作用有关。锌又是谷氨酸脱氢酶、乙醇酶、脱氢酶的活化剂,锌也是生长素生物合成必 需的元素。 缺锌时:植物体内生长素含量低,生长停滞,发生小叶病或簇叶病,叶色改变。 ?钼:钼是硝酸还原酶的成分,又是固氮酶的成分,所以钼与固氮过程有关,施用钼 肥(如钼酸铵)对花生、大豆等豆科植物有显著增产作用。 缺钼时,叶子萎蔫,缺绿坏死,最后变为褐色,根变成短粗而肥厚,顶端成棒槌状。 上述所有必需元素,植物对它们的需要量虽然有多有少,但都是植物正常生活不可缺 少的,都有它自己的独特作用,不可替代,同等重要。如果缺少任何一种元素,植物的生 长就不正常,就会出现相应的病症,严重时还可使植物死亡。 必须指出,除以上元素外,有些植物还有其特殊的必需元素;如硅必需是水稻元素。 从实践上来看,硅能使禾谷类作物茎秆粗壮,防止倒伏。 四、耕种土壤养分状况简介: 西藏耕种土壤养分的基本情况是:氮素少,磷素缺,钾素和微量元素比较丰实。但是, 主要营养元素在土壤中的协调状况如何,对各元素的有效利用影响较大。如磷素缺乏,即 使土壤中的氮素非常丰实,仍表现土壤肥力不高,最终影响生物总产量的提高。所以,人 们利用土地的根本任务是及时掌握土壤中主要营养元素的含量状况,并采取相应的。 平均为2.10?0.53%,其中耕种土壤含量较高,达到2.13% ;非耕种土壤较低,但仍达到2.07%,仅比耕种土壤稍低0.06个百分点,各地区中,拉萨市全钾含量最高,平均达到 2.35%。依次为:昌都2.14%,那曲2.12%,日喀则2.09%,阿里2.07%,山南2.06%。 总之,各种营养元素在植物体内的正常生命活动中各自有其独特的作用。只有在个各 种必需营养元素的密切配合下,植物体内的各种代谢过程才能正常进行,从而提高产量和 4 改善品质发挥积极作用。 第二节 植物对养分的吸收 一、根的特性 根系是植物吸收养分的重要器官。植物与外界环境进行物质交换,主要是通过庞大 的根系来完成的。根系在土壤中分布的范围极为广阔,加上数目多的根毛,增加了同土壤 的接触,大大增加了根的吸收面积。据观察,播种120天的单株黑麦,总根系达1830万条,总长度达60万米,总表面积为25万平方厘米。如果加上根毛140亿条,根系总表面积约为地上部分总表面积的130倍。根毛区是根系吸收矿物养分的主要区域,而主根和老 根在吸收上所起的作用则很小。 植物的根系有向下延伸的特性,每天都在向前伸长,而且随着老的根毛不断衰退萎缩而脱 落,新的根毛不断地在根尖附近产生。根具有“趋肥性”的特点,因为根系一面吸收,一 面生长,不断地占据新的阵地,并朝着水肥条件适合的地方发展;并且根毛区细胞已分化 出输导组织,被吸收的矿质很快向上运输。 二、根对养分的吸收 (一)土壤中养分的迁移 根系吸收的养分是从土壤溶液中获得的,也可以来自与它紧密接触的土壤颗粒。根系 与土壤养分直接接触获得养分的方式称为截获。但是,单靠植物根从土壤中截取养分,其 数量是很少的。即使根系十分发达,可能截获到的养分一般也不到总量的10%。作物需要的大量的养分主要是靠土壤中养分的扩散作用和质流作用。 植物不断地吸收土壤中的养分,使得那些和根直接接触的那部分土壤溶液的养分浓度 相对降低,导致土体和根土壤之间产生养分的浓度差,从而使养分由高浓度向低浓度扩散, 这叫养分的扩散作用。此外,在施肥或土壤中有机质分解,难溶性养分有效化以后,也会 因局部养分浓度较大而出现向四周扩散的现象,影响扩散作用的因素有土壤中养分离子的 浓度,水分含量及根系活力等。 表5-2 一些离子态养分的扩散系数 离子总数 扩散系数[(m 25/秒)×10] 水中 湿润土壤 硝酸根 1.92 0.5 氯离子 2.03 0.5 钾离子 1.98 0.01-0.24 磷酸根 0.98 0.00001-0.001 作物的蒸腾作用消耗了根土壤中的大量水分,引起土壤中水分向根移动,从而把土壤 溶液中的养分带至根系附近,以补充消耗的养分,这就是质流作用。质流作用的强弱和植 物的蒸腾率及土壤溶液中该离子的浓度有关。蒸腾量大,质流作用就强,土壤溶液中其离 子的浓度高时,其随水流迁移到根表的数量也多。 扩散和质流是使土体养分移至根土壤的重要因素,但在不同的情况下,它的对养分迁 移所起的作用并不完全相同。一般认为,在距离长时,质流是补充养分的主要形式,而在 短距离内,扩散作用则更为重要。不同作物,不同营养元素由截获、扩散和质流所供应的 养分的比例差异也很大。一般来说,硝态氮的移动性大,质流有重要作用,磷、钾则以短 距离的扩散为主。 实践证明,肥料集中施于根系附近,能增加养分的浓度梯度,改善土壤水分状况,都 有利于养分的扩散和质流作用。 (二)、根吸收无机盐的原理 5 土壤中的无机盐要溶于水中成为离子状态,才能被根部吸收。例如,植物吸收的氮主 +--要是铵离子(NH)硝酸根离子(NO);吸收的磷,主要是一价、二价的磷酸根离子(HPO、 4324 -+2-3HPO)三价的磷酸根离子(PO)较难吸收;从钾盐中吸收钾离子(K)或从钙盐中吸442+收钙离子(Ca)等。 虽然无机盐要溶于水中才能被根吸收,但无机盐并不是随着水分的吸收而被动地带入 根内,因为植物吸收水分和无机盐的数量并不成比例,而且各种无机盐进入植物体内的数 量也不相同。 目前认为,根吸收矿质的原理很复杂,它包括被动吸收和主动吸收。 (三)、根对离子态养分的吸收 目前,一般认为,溶液中的离子进入根细胞的方式,可分为两个类型,即被动和主动 吸收。 1.被动吸收是指植物由于物理的或者物理化学的作用而进行的吸收过程,主要是由 高浓度向低浓度的扩散作用。它具有吸收速度快,无选择性,不需要能量等特点。在一定 条件下,已被吸收进入细胞的离子,可以由细胞出来重新进入外部溶液中。 2.主动吸收是指细胞利用呼吸作用释放的能量做功,而逆浓度吸取养分的过程。主 动吸收是一切有生命的有机体所特有的特性。它具有持续时间长,具有明显的选择性,需 要消耗能量的特点。主动吸收的离子(尤其是吸入液泡内的离子),只要细胞保持健康活 力,就不会释放出来。 植物根除了从溶液中吸收离子状态养分还可以通过离子交换的方式进入植物体内,离 子交换的方式有两种:一种是根系表面和土壤胶体之间,通过土壤溶液进行离子交换;而 另一种是根系表面和土壤胶体表面直接进行离子交换,后一种方式也称为接触交换。如下 图5-1。 与接触交换相似,土壤胶体之间或土壤胶体表面的离子(象钾离子之间)也可以进行 离子交换。这种土壤胶体上相邻离子之间的离子交换称为离子表面的迁移。离子表面的迁 移是离子接触交换的补充,它为根系不断地吸收养分创造了条件。 (四)、根对分子态养分的吸收 植物不仅能吸收离子态的矿质养分,对一些分子量较小,结构比较简单的分子态有机 养分也能吸收。一般认为,有机分子透过质膜的难易程度决定于分子的大小和酯溶性的强 弱。凡是酯溶性强的化合物都比较容易透过质膜,酯溶性愈强,愈容易透过,小分子的有 机物也容易透过。根对分子态有机养分的吸收也有选择性,属主动吸收。 (五)、营养元素的相互作用与养分吸收 植物吸收养分与外界环境条件有密切关系。由于植物吸收养分是一个主动的、有选择 的过程,主动吸收所需的能量和养分进入植物体后进一步合成需要的原料等,和光合作用、 呼吸作用有联系;因此,凡是影响代谢作用的各个因素,都会影响养分的吸收。其中主要 有土壤温度、水分、通气状况和酸碱度等。一般来说,接近中性,有比较好的结构性和空 隙性,且水、气热状况比较协调的土壤,均有利于根系对养分的吸收。 各种营养元素之间的相互作用也能影响植物根对养分的吸收,其关系十分复杂,一般 可能出现三种情况:相互促进、相互对抗和相互间无密切关系。 1、促进作用 一种元素的存在可以促进作物对另一种元素的吸收利用,或者相互促进,叫做营养元 素之间的促进作用。营养元素之间的促进作用原因十分复杂。有的是一种元素促进了作物 的生长,从而促进了作物对另一种元素的吸收,有的是由于它们在生理上有相互促进的功 能,有的由于一种元素增加了另一种元素的有效性。例如:施用氮肥可以增加作物对磷酸 6 盐的吸收,从而提高了磷肥的利用率,能更好地发挥磷肥的作用。反过来,施用磷肥有利 用氮的吸收、转化和利用。试验证明,氮磷配合施用的效果大于氮、磷单独施用效果的总 和。我们把氮、磷肥配合施用的效果大于氮、磷单独施用效果总和的现象称为正连应效应。 因此生产上应大力提倡氮、磷肥料的配合施用。 氮、钾之间也有相互促进作用。目前在我国一些高产地区,对缺钾土壤和需钾的植物, 应重视钾肥的合理施用,强调氮钾配合施用(表5-2)。此外磷与钼、钾与硼、磷与镁之间 都表现出相互促进的关系。 表5-2 水稻幼穗分化期氮钾之间的相互促进作用 硫酸铵 硫酸钾 干重 吸收N量 吸收K量 非蛋白氮占 (?/亩) (?/亩) (g/株) (?/株) (?/株) 全氮(%) 0 0.85 16.1 4.7 15.2 20 7.5 1.17 18.1 17.6 6.5 15 1.81 26.4 38.4 5.5 0 0.88 21.5 5.4 18.0 40 7.5 1.90 38.1 23.5 6.5 15 2.28 39.9 43.3 5.7 2、拮抗作用 一种元素的存在可减低作物对另一种元素的吸收利用,或者相互抑制,叫做营养元素 间的拮抗作用或对抗作用。磷锌之间具有拮抗作用。一般施用磷肥过量会影响植物对锌的 吸收利用,导致植物产生缺锌现象。镁对钾、钙的吸收也起抑制作用(图5-2)。另外,氮锌之间、钾铁之间以及铁与氮、磷之间也有拮抗的关系。一般说,活动性较大的离子较易 抑制其它离子的吸收,而活动性较小的离子的情况则相反。任何植物长期培养在单一的盐 类溶液中,会渐渐死亡,即使是植物所需的大量元素,也是如此,这种现象叫单盐毒害。 各种营养元素间的促进作用和拮抗作用有时也是相对的。如果条件不同,就会发生变 化,甚至会得出相反的结果。例如:钙离子在一定浓度范围内能显著地促进钾的吸收,而 在更高浓度下,则表现为强烈的拮抗作用。在生产上考虑营养元素间的相互作用是充分发 挥有利因素和克服不利因素的重要途径。这不仅是合理施肥的要求,也是降低生产成本, 提高肥效的有效措施之一。 三、植物的根外营养 植物除了根系从土壤中吸收矿质外,地上部分的茎、叶、芽也能吸收少量矿质元素。 但主要是叶片吸收。生产上常将微量元素或肥料的溶液或粉末状态用喷雾或喷粉方法喷洒 在叶片上,让植物吸收利用,这种施肥方法,叫做叶面施肥或根外施肥。 针对矿质元素的吸收是通过气孔和浸润的角质层进入叶肉细胞。当矿质元素到达叶肉 细胞表面就转移到细胞内部,最后到达叶脉韧皮部,也可横向运到木质部,而后再运往各 处利用。 (一)、根外营养的特点:与植物的根部营养相比,根外营养具有以下特点: 1、叶部直接供给作物以有效养分,可防止养分施入土壤时被固定而降低其有效性。对 于铜、锰、锌、铁等易被土壤固定的元素,采用叶面施肥,效果会显著提高。 2、叶部所吸收的养分运输后,能及时满足作物需要。由于叶部营养的吸收和运转的 7 速度快,因此,根外追肥是矫正某些缺素症或特殊情况下需立即补充养分的重要措施。 3、叶部施肥用量少,尤其是磷、钾肥和微量元素肥料。用量只相当于土壤施肥量的 1/5-1/10或更少,可大大减少肥料投资。减少微量元素肥料用量,还可避免因用量过多而 造成的毒害。 4、叶部营养与根部施肥相结合,可以起到相互促进,相互补充的作用。根外施肥可 以提高光合作用和呼吸作用的强度。并显著提高酶的活性,直接影响植物体内的一系列重 要的生理过程,使根系吸收能力增强。根系吸收能力增强后,形成健壮的地上部分,又有 利于叶部营养状况的改善,两者之间相互促进,相互补充,特别是在植物生长中后期,根 系吸收能力减弱时,叶面施肥是防止后期脱肥的好方法。 应当指出,叶部营养虽然有很多优点,但它只是一种辅助性的吸收方式,不能完全代 替土壤营养。对于作物需要量大的营养元素,应该主要通过土壤来供给,只是在植物生长 后期根系吸收养分能力减弱,出现缺素症状,或因遭受自然灾害而需要迅速补给养分等特 殊情况时,才应用叶部施肥。同时,叶面施肥受许多条件的限制,很难满足植物各个生育 时期对养分的要求,增加叶面施肥的次数既会增加生产投资,也未必能获得高产。 (二)、影响根外营养效果的条件 根外施肥的效果与叶内外因素有关。首先是叶龄越小,角质层越薄,肥料的透过性越 大;一定范围内的温度和湿度越高,肥料的吸收越快;叶的呼吸作用受阻,肥料吸收就减 慢,肥液在叶面上停留时间长,吸收就多。所以,凡是影响液体蒸发的外界因素,如风、 气温、大气湿度等都会影响叶片对肥料的吸收。 1.叶片与养分吸收:一般双子叶植物(如棉花、油菜、豆类等)叶面积大,角质层薄, 溶液中的养分吸收比较困难,在这类作物上进行根外追肥时,要加大浓度,从叶片结构看, 在叶子背面喷肥,养分吸收速度快些。 2.溶液湿润叶片的时间:溶液湿润叶片的时间与喷肥效果有密切关系。湿润叶片的时 间越长,一般效果越好。许多试验证明,在傍晚无风的天气进行根外追肥效果最为理想; 同时,使用“湿润剂”等降低溶液的表面张力增强溶液与叶片的接触面积,对提高喷施效 果也有良好作用。 3.溶液浓度与PH值:在一定浓度范围内,养分进入叶片的速度和数量随着浓度的增 加而增强。在不产生盐害的情况下,适当提高喷洒溶液的PH值,可以有目的地促进某些 离子进入植物体内。 4.喷施部位与次数:各种养分在植物体内移动的速度不同。据研究,氮、钾的移动性 强,其次是磷,铜、锰、铁的移动性差,而硼、钙则是不移动的元素。在喷施移动性小的 元素时,应注意喷施的部位,并适当增加喷施次数。例如:由于铁在植物体内移动性小, 喷施铁肥时,只有喷在新叶上才有良好效果。 5.溶液的组成:在选用具体肥料时,需要考虑肥料的各种成分和吸收速率,就钾肥来 讲,叶片吸收的速率为:氯化钾>硝酸钾>磷酸二氢钾;而氮肥,叶面吸收的速率为:尿 素>硝酸盐>铵盐。一般无机盐比有机盐的吸收速率快。在喷施生理活性的物质(如生长 素、刺激素等)和微量元素肥料(如锌、硼、铁等)时,加入尿素可提高吸收速率和防止 出现暂时的黄化。 四、施肥与作物生产及产量的关系 经验证明,有时作物表现缺肥,并不是土壤中缺少养分,而是土壤条件不良所致。此 时通过耕作改善土壤条件可以促进养分的有效化并增强根的吸肥能力,从而改善作物的营 养状况。 耕作与施肥相结合,可以更好地发挥肥料的效果。一般种肥要与播种深度相适应,基 肥应施到根系分布最密集的耕作层中,追肥则应根据肥料性质、作物生长状况和发育时期 8 将肥料施到离根不太远的适当地方。不要把肥料撒施于地表,尤其是对溶解性小,在土壤 中容易发生固定和容易挥发或流失的肥料,更应注意施肥深度。 种子萌芽形成幼芽,先利用种子中的养料包括矿质元素,以后植物生长主要用从土壤 吸收大量矿质营养元素。外界的矿质元素是化肥或有机肥,后者在土壤中大部分必先经矿 质化,才被吸收。此外,当有少量化肥溶液喷射在茎叶表面时,茎叶也可吸收。这些矿质 元素必先通过细胞壁,然后经原生质膜,才进入细胞液,并积累下来。 下面列举一些实际例子: 尿素施用量,每亩28.9 斤比不施尿素增产非常显著。在中肥的水平(氮磷的处理1: 0)即不施磷肥每亩施28.9 斤尿素,青稞每亩地产200.3斤,每斤尿素可收6.9斤青稞,即每斤纯氮产青稞15斤。 尿素的单独施用或与磷肥的配合施用,均能显著增加青稞的分叶,提高总茎数和成穗 数。磷肥单施或配合施氮都能提高单粒重,单施磷肥可促进植物生长,有利于穗部性状的 提高,试验结果说明,氮、磷配合施用,能使青稞各阶段得到协调发展。根据试验结果表 明,仍以氮为1,磷为0.5的比例较合适,产量和经济效益都高,这在中肥到高肥水平, 得到了基本的相同结果。 表5-3 西藏主要作物每百斤产量吸收氮磷钾的数量 作物 氮 磷 钾 小麦 3.00 1.25 2.50 青稞 2.70 0.90 2.20 豌豆 3.09 2.86 微量 油菜 3.54 1.72 1.00 土豆(块茎) 0.50 0.20 1.06 作物在从种子萌发经营养生长、生殖生长到形成种子的整个生长周期内,要经历几个 不同的生长发育阶段。在这些生育阶段中,除前期种子营养阶段和后期根部停止吸收的阶 段外,在其它的生育阶段都要通过根系从土壤中吸收养分。作物通过根系从土壤中吸收养 分的整个时期称为作物的营养期。在作物的营养期中,不同的生育阶段作物对养分的吸收 有不同的特点,主要表现在对营养元素的种类、数量和比例等方面有不同的要求,这就是 作物营养的阶段性(图5—3,5—4)。总的来说,作物吸收养分的一般规律是:生长初期 吸收的数量和强度都较低,随着时间的推移,对养分的吸收逐渐增加,到成熟期又趋于减 少。 从作物在不同生育时期对养分的吸收状况来看,有两个极其重要的时期,一个是作物 营养的临界期,另一个是强度营养期。如能满足这两个重要时期作物对养分的要求,可以 显著地提高产量。 一、作物营养的临界期 在作物生长发育过程中,常有一个阶段对某种养分需要的绝 对数量虽然不多,但要求却很迫切,此时如果不能满足作物对该种养分的要求,作物的生 长发育将会受到严重影响;也就是说,错过了这个时期,即使大量补给含有这种养分的肥 料,也基本无效。这个时期称为作物营养的临界期。 作物营养的临界期一般出现在作物生长的早期阶段。不同养分的临界期略有不同。 大多数作物需磷的临界期在幼苗期,即从种子营养转向土壤营养的时候。此时作物种 子里所贮藏的磷素已经用完或将近用完,但根系还很细弱,吸收的范围和能力都比较小, 如果土壤中速效磷缺乏,幼苗生长就会受到阻碍。据试验,在大麦发育的最初15天中,把磷从营养液中除去,会使植物生长发育受到很大抑制,以致颗粒无收。而在植株发育的 9 后期从营养液中除去磷,却对大麦产量无不良作用(表5—4)。 表5—4磷的定期营养对大麦产量的影响 营养条件 总产量(%) 子粒产量(%) 全部时间营养正常 100.0 100.0 最初15天无磷 17.4 0 第45—60天无磷 102.0 104.0 另据研究,棉花需磷的临界期在出苗后10—20天,玉米在出苗后一周左右,水稻、小 麦在三叶期,油菜在3—5叶期。根据一般作物需磷的临界期在幼苗阶段,并考虑到磷在 土壤中移动性小,易被固定以及缺少有效磷时,应强调用少量速效磷肥做种肥施用。 作物需氮的临界期一般也在幼苗阶段,但比磷的临界期稍晚。如果此时缺乏氮素,植 株的营养生长将受到阻碍,叶色变黄,生长缓慢,植株矮小,搭不起丰产架子,这种损失 也常常是后期施肥所无法弥补的。例如,冬小麦氮的营养临界期在分蘖初期,此时如果缺 少氮素,就会导致分蘖少,降低每亩穗数,即使后期补施氮肥,由于每亩穗数不足,也会 严重影响产量。在生产实践中,在中、低产土壤上,氮素化肥做底肥和种肥施用常常可以 收到良好的效果,道理就在于此。 关于钾的营养临界期,据日本研究,水稻在分蘖初期和幼穗形成期。正常生长的茎秆 含钾量须在2.5%以上。分蘖初期缺钾、茎秆中含K O量在1.5%以下时,分蘖缓慢;1.0%2 以下时,分蘖停止;幼穗形成期在1%以下时,每穗粒数显著减少。 应当指出的是,由于苗期需肥的绝对数量比较少,在地力水平较高的情况下,通常临 界期不施肥也能满足幼苗正常生长的需要。因此,临界期施肥只是在严重缺肥、地力很低 的情况下才表现出较为显著的增产效果。 二、作物营养的强度营养期 作物在生长发育的不同阶段吸收养分的数量常有很大差别。由于各生育阶段经历的日 数不同,在单位时间内作物吸收养分的数量差别很大。据表5—5,按照阶段吸收量,小麦 以在返青至拔节期吸收氮素养分的数量最多,每亩1.99?,开花至乳熟次之,每亩1.71 ?。而按照平均每日吸收量计算,则以开花至乳熟期为最多,每亩190g,而返青至拔节期 退居第四位,每亩只有44.2g,数量只有开花至乳熟期的23.26%。另外,大量试验结果及 试验经验证明,返青期追肥在贫瘠地不如基肥、种肥或冬前追肥;而在水肥地,在已有壮 苗的基础上又不如拔节期追肥。由此看来,简单地根据各阶段的每亩吸收量来确定追肥时 期而不考虑各阶段的经历日数,未必适宜。据此,应该把单位时间内吸收养分数量最多的 时期,称为作物需肥的强度营养期。 表5—5 小麦对氮素养料的吸收状况 阶段及日期 越冬 返青 拔节 孕穗 开花 乳熟 成熟 项目 11.27 3.1 4.14 4.29 5.16 5.25 6.9 阶段吸收量(g/亩) 1210 225 1990 1465 1170 1710 680 吸收累计% 14.4 17.0 40.7 58.1 72.0 92.3 100.0 相隔天数 40 94 45 15 17 9 15 平均每日吸收量(g/亩) 30.2 2.4 44.2 97.3 68.8 190.0 45.3 注:表中数据系编者根据山东省农科院资料(1965)折算而来 作物的强度营养期一般是在作物营养生长的盛期或营养生长与生殖生长同时并进的时 期。此时,作物吸收养分的数量最大、速度快,单靠土壤中以正常速度释放出的速效养分 已不能满足作物的要求,应该及时追肥加以补充。此时追肥往往能得到较大的经济效果。 对于追肥来说,这个时期就是施肥的高效期,或称为追肥的最大效率期。在生产实践中, 10 强调施用小麦的拔节肥,水稻的穗肥,玉米的大喇叭口肥,棉花的花铃肥,油菜的苔肥等, 道理就在于此。 作物的强度营养期和施肥的最大效率期是两个不同的概念。前者主要对作物而言,是 作物需肥规律的反映;后者则主要是对肥料而言,是施肥经济效益的反映。在这里还要注 意的是,施肥时期的确定并不简单地决定与养分吸收曲线,还要受土壤保肥供肥能力、气 象条件、肥料种类、农业技术措施以及作物的长相、长势等多种因素影响。如陕西关中地 区的小麦一般于3月22—25日拔节,4月下旬抽穗。据研究,在施足基肥,已有壮苗和足够大蘖的基础上,高产麦田追肥以在3月底的十天前后为宜。此时小麦基部第一节间已经定长,生长中心已经转移,适时追肥既能改善拔节、育穗期的通风、透光状况,预防倒伏, 又能满足育穗后对养分的迫切需要。这样就能保证一定合理穗数的前提下,主要通过结实 率的提高而达到增产的目的。 在水稻方面,据松岛省三(日本)研究,于出穗前48天前后追施氮肥,特别是出穗前 38—33天(幼穗分化开始)前后追氮,会使顶三叶加长,叶面积增大,导致群体内部通风、 透光不良,且由于基部一、二节间伸长过快,易于倒伏,不利结实。而在施足基肥的基础 上,推迟到出穗前20天(25—15天),基节和叶面积已经定型,幼穗长约2?(1.5—2.5 ?)时追肥,可以缓和穗分化后期营养物质的供需矛盾,并主要通过有效小穗数、结实率 和千粒重的提高而达到增产的目的。 作物营养临界期和强度营养期是作物营养中的两个关键时期,保证关键时期有适量的 养分供应,对提高作物产量有重要意义。但是,作物营养的各个阶段是相互联系、彼此影 响的,前一阶段营养状况的好坏会影响下一阶段作物的生长与施肥效果。除临界期和强度 营养期外,在其它发育阶段中,根据苗情或长相适当地供给养分有时也是必要的。根据作 物营养的连续性和阶段性的特点,在农业生产中,不仅应施足基肥,为作物整个生育期中 养分的持续供应打好基础,同时,还要重视适量施用种肥和适时施用追肥,保证重点满足 关键时期对养分的迫切需要。 合理施肥是保证农业持续、稳定增产的重要措施之一。劳动人民在长期的农业生产实 践中,积累了丰富的施肥经验。许多科学家通过科学实验和实践经验总结,揭示出一些有 关施肥方面的规律性认识,如养分归还学说、最小养分律、限制因子律、报酬递减律等。 这些学说、定律和规律对指导合理施肥都有重要帮助。 合理施肥是指在一定气候、土壤条件下,人们在栽培某种作物或一系列作物时所采取 的正确的施肥措施。它包括有机肥料和无机肥料的配合,各种养分的配合,肥料品种的选 择,适宜的施肥时期和施肥方法的选择和经济的施肥量的确定等。为简便起见,常把 上述合理施肥的内容简称为施肥制度,它可以是对某一季作物而言,也可以是对一定的轮 作体系而言,有时也针对多年生林木或天然草场而言。 施肥是一项技术性很强的农业技术措施。人们总是希望以有限的肥料投资,获得尽可 能大的增产效益,因此,合理施肥应该考虑两个标准:一是产量标准,即通过改进肥料技 术减少损失,提高肥料利用率,使单位重量的肥料能够换回更多的农产品;二是经济标准, 即在用较少肥料投资获得较高产量的同时,努力降低施肥成本,以期获得最大的经济效益。 为了达到这两个标准,必须首先掌握合理施肥的基本原理。另外,对有些作物还要考虑改 善品质的要求。 一、植物必需营养元素的同等重要、不可代替律 植物必需的各种营养元素,尽管植物对它们的需要量有所不同,但就它们对植物的重 要性来讲,都是同等重要的,因为它们各自具有特殊的生理功能,不能相互代替。这就是 11 必需营养元素的同等重要和不可代替律。各种大量营养元素固然对植物十分重要,不可缺 少,而缺少微量元素同样也会影响植物的生长发育,并在产量上反映出来。 在农业生产中,氮、磷、钾三种营养元素植物需要量大,而土壤可供给的有效含量又 少;收获时作物带走的较多,而它们以残茬的形式归还给土壤的数量也不多(一般均低于 10%),供需之间的差距较大,往往需要通过施肥来满足植物要求,以进一步提高作物产量, 因此人们称它们为“肥料三要素”。在生产中,人们强调施用氮、磷、钾三要素,这仅仅 是因为作物与土壤间在供求数量上不协调,需要通过施肥来调节,而未被强调施用的那些 营养元素并非不重要,只是在作物与土壤的供求关系上没有达到必需采取施肥来调节的程 度而已。 作物通过它的选择吸收性能从土壤中吸收的各种养分虽然不能互相代替,但在数量上 却有多有少,差别很大,也就是说,植物对各种养分的需要量还有一定的比例关系,为此 需要通过施肥加以调节,使之大体上符合作物的要求,以维持养分的平衡。土壤养分平衡 是作物正常生长发育的重要条件之一。因为当土壤在任何一种必需养分供给不足时,作物 的生长都会受到明显的抑制,产量不可能提高。但是如果施肥过多,尤其是偏施某种养分, 破坏了养分平衡,对作物的不利影响也很大。人为施肥造成的养分比例不平衡称为养分比 例失调。养分比例失调往往造成作物对某种养分的过量吸收,造成肥料的浪费,或者影响 作物对其它养分的吸收,或者影响作物体内的代谢过程,降低产量和品质,严重时还会造 成肥害,甚至污染环境,危害人类。理论和实践证明,在土壤严重缺磷(或钾)的情况下, 由于限制因子是磷,以致单纯施用氮肥并无任何增产效果。近年来随着化学氮肥用量的迅 速、大量增加,土壤中磷、钾的消耗又得不到补充,从而氮磷或氮钾失调的现象有所发展, 影响了氮肥的肥效。在这种情况下,重视养分的平衡供应,氮磷或氮钾配合施用,不仅可 以充分发挥各种养分的增产作用,而且能够在不增加施肥量的条件下发挥各种养分间的相 互促进作用,提高施肥的经济效益。 二、养分归还学说 十九世纪中期,德国化学家李比希根据前人的研究和他本人的大量化学分析资料,提 出了养分归还学说。其中心内容是:植物仅从土壤中摄取为其生活所必需的矿物质养分, 由于不断地栽培作物,这种摄取势必引起土壤中矿物质养料的消耗,长期不归还这部分养 分,会使土壤变得十分贫瘠,甚至寸草不生。轮作倒茬只能减缓土壤中养分的贫竭和协调 地利用土壤中现存的养分,但不能彻底解决问题。为了保持土壤肥力,就必须把植物从土 壤中所摄走的物质,以施肥的方式归还给土壤,否则就是掠夺式的农业生产。 养分归还学说总的来说是正确的。马克思和恩格斯对李比希的这个学说给予了很高的 评价。应该指出的是:养分虽然应当归还,但并不是作物取走的所有养分都必须全部以施 肥的方式归还给土壤,应该归还哪些元素,要根据实际情况加以判断。中国科学院植物研 究所用小麦、大麦、玉米、高粱和花生等作物进行的测定结果表明,不同营养元素在归还 给土壤的程度上,大致可分为低度、中度和高度三个等级(表5—6)。 表5—6 不同元素的归还比例 归还程度 归还比例(%) 元素 补充要求 低度归还 <10 氮、磷、钾 重点补充 中度归还 10—30 钙、镁、硫、硅 依土壤和作物而定 高度归还 >30 铁、铝、锰 一般不补充 (中国科学院植物研究所资料) 注:归还比例是指以根茬方式残留给土壤的养分占吸收总量的百分数 从表中可以看出,氮、磷、钾三种元素是属于低度归还的营养元素,经常要以施肥的 方式加以补充。豆科作物因有根瘤菌共生,能够固定空气中的氮素,需要补充的较少,是 12 个例外。属于中等归还的钙、镁、硫、硅等元素,虽然作物地上部分所取走的数量大于根 茬残留给土壤的数量,但由于土壤和作物种类不同,施肥上也应有所区别。例如在华北石 灰性土壤上,即使种植喜钙的豆科作物,也不必考虑归还钙素的问题;但在华南缺钙土壤 上,则必须使用石灰。又如在红壤上种植水稻时,施用硅肥有很好的效果,而种植其它作 物时,则不必归还硅素。至于铁、锰等元素,作物需要量少,归还比例大(甚至可多达80% 以上),土壤中的含量也较多,一般不必补充。但在一定的土壤条件下,对于某些作物适 量补充这些元素仍然是必不可少的。 三、最小养分律 最小养分律也是李比希在试验的基础上最早提出来的重要施肥原理之一。它的中心意 思是:植物为了生长发育,需要吸收各种养分,但是决定植物产量的却是土壤中那个相对 含量最小的有效养分。在一定限度内,产量随着最小养分的增减而变化(图5—5)。 应该指出,上图只是表示作物对养分需要的程度,并不是说作物对氮、磷、钾的绝对 需要量是相等的。另外,图中只表明了三种主要养分,并未将其它养分表示出来,根据最 小养分律指导施肥时要注意以下几点: ?最小养分不是指土壤中绝对含量最少的养分,而是指按照作物对养分的需要来讲, 土壤中相对含量最少(即土壤供给能力最小)的那种养分。 ?最小养分是限制作物生长和提高产量的关键,为此在施肥时必须首先补充这种养分。 ?最小养分因作物产量水平和肥料供应数量不同而变化。当某种最小养分增加到能够 满足作物需要时,这种养分就不再是最小养分了,另一种元素又会成为新的最小养分。 ?最小养分一般是指大量元素,对于某些土壤和某些作物,也可能是指某种微量元素。 ?如果不是最小养分,即使它的用量增加很多,也不能够提高产量,只能造成肥料的 浪费。例如在极端缺磷的土壤上,单纯增施氮肥并不增产。 建国三十多年来,我们的农业发展的历史证明,最小养分律是选择肥料品种时必须遵 循的规律,它对于合理施肥,维持养分平衡、促进农业生产的发展具有重要意义。解放初 期,我国农田土壤普遍缺氮,氮就是当时限制产量提高的最小养分,那时增施氮肥的增产 效果非常明显。60年代以后,由于化学氮肥施用数量逐年增加,在作物氮素营养较为充裕 的情况下,不少地区出现了氮肥增产效果不显著的现象,此时土壤供磷水平相对不足,磷 就成了进一步提高产量的最小养分。因此,在施氮肥的基础上增施磷肥,氮磷配合施用, 作物产量又大幅度增加;特别是在严重缺磷地区,施用磷肥的增产效果更为突出。到了70 年代,随着复种指数的提高,单位面积产量的增加,对化肥的需要又突出了新的要求,例 如,在南方水稻产区,在增施氮、磷肥料的基础上配合施用钾肥,增产效果明显。这说明 了在作物对氮、磷营养基本得到满足后,钾就成为限制产量的新的最小养分。同样道理, 对微量元素的需要也是这样。 四、限制因子律 最小养分律是针对养分供给来讲的,但是在作物生长过程中,影响作物生长的因素很 多,不仅限于养分,因此有人把养分条件进一步引申扩大到作物生长所需的其它条件,从 而构成另一定律—限制因子律。限制因子律包括养分以外的因素,如土壤物理因素(质地 粗细,结构松紧,通气好坏,水分多少,有害物质的有无等),气候因素(光照长短、强 弱,温度高低,降雨情况等),以及其它农业技术因素。作物的生长状况和产量高低取决 于这些因素和它们之间的良好配合。如果其中某一因素供应不足、过量或者其它因素的关 系失调,就有可能成为作物增产的限制因子,这就称为限制因子律。在限制因子律中,各 因子与产量之间的关系可以用木桶原理来表示(图5—6)。图中木桶水平面(代表产量)的高低,取决于组成木桶的各块木板(代表各种环境条件)的长短,只有在各种条件配合 协调,都能满足需要时,才能获得最高的产量。否则,其中任何一个条件的供应相对不足, 13 都会对作物的产量造成严重影响。 限制因子律对于分析具体田块的存在问题和增产措施具有重要的指导意义。在施肥方 面,它有助于更好地发挥肥料的增产潜力。因为施肥不能只注意养分的种类和数量,还要 考虑影响作物生育的各个因素之间的综合作用,也是经济合理施肥的重要原理之一。例如, 施肥与灌溉相结合,可以同时大大提高肥料和灌溉的经济效益。因为作物生长既需要养分, 也离不开水,而且水分含量还会影响养分的转化、移动和作物对养分的吸收。另外,增施 肥料还能收到以肥调水和以肥节水的良好效果(图5—7)。 五、报酬递减律 十八世纪后期,欧洲经济学家根据投入与产出之间的关系,提出了报酬递减法则(或 定律)。它的主要内容是:在一定的土地或土壤上投入劳力和资金后,单位投资与劳力所 得的报酬随着投入劳力和投资数量的增加而递减。也就是说,最初投入的单位劳动和资金 所得的报酬最高,随着投入劳力和资金的增加,每单位投资和劳力所得到的报酬依次递减。 在前人工作的基础上,德国农业化学家米采利希于1909年用砂培所做的燕麦磷肥试验的 结果表明,在其它技术条件(如品种、灌溉、密度等)相对稳定的前提下,随着施肥量的 增加,作物产量也随着增加,但是施肥量越多,每一单位数量肥料所增加的产量越少,即 作物的增产量随着施肥量的增加而逐渐减少(表5—10)。报酬递减率是客观的经济规律, 报酬递减现象已为国内外无数肥料试验的结果所证实。在施肥实践中,一方面我们要承认, 特别是在化肥用量不断增加的情况下,不可避免地会出现报酬递减现象。另一方面,利用 报酬递减律,经常注意研究投入(施肥)和产出(报酬)的关系,并据以适当确定既高产 又经济的最适施肥量,对获得最好的或较好的经济效益有很大作用。 表5—10 燕麦磷肥试验(砂培,1909) 施磷量 (P 干物质 用的计算值 每0.05 g O,g) (g) PO的增产量(g) 2525 0 9.8?0.50 9.80 — 0.05 19.3?0.52 18.91 9.11 0.10 27.7?2.00 26.64 7.73 0.20 41.0?0.85 38.63 5.99 0.30 43.9?1.12 47.12 4.25 0.50 54.9?3.66 57.39 2.57 2.00 61.0?2.24 67.64 0.34 报酬递减律是有前提的,即假定其它生产条件保持相对稳定、固定不变,此时,递加 某一个或一些生产条件(如施肥),会出现报酬递减现象。但是,从长远看,人类社会是 发展的,各项技术条件也会不断得到革新和改进。因此产量也就能够逐步提高,永远不会 到顶。不过在生产条件相对稳定的情况下,产量的增长也有一定的限度,不可能凭主观想 象无限地提高。 施肥是夺取农业高产稳产的重要因素,但并不是唯一因素。同时,施肥是否合理,这要 受到许多因素的影响。我国劳动人民在长期的生产实践中总结出了一整套“看天(气候), 看地(土壤),看作物,看肥料”的施肥经验,把耕作与施肥结合起来,采取综合措施, 促进单产的继续提高。坚持理论与实际相结合,一切从实际出发,全面考虑,因地制宜 地制定出合理的施肥计划和措施,就一定能通过培肥土壤和营养作物达到高产、稳产、 优质和低成本的要求。 14 15
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