钙镁磷肥的性质及应用.ppt
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1、植物营养环境,任务一 植物营养与施肥原理 1、植物营养 2、施肥原理 实训 水培营养液的配制任务二 认识肥料 1、氮、磷、钾肥 2、钙、镁、硫肥及微量元素肥料 3、复合肥料及新型肥料 4、CO2气肥 5、有机肥料 实训 真假化肥的识别(化肥的定性鉴定)任务三合理施肥 1、施肥时期 2、施肥方法 3、施肥量实训 土壤速效氮、磷、钾的测定实训 叶面施肥,土地、淡水、人口,1998年 19.5亿亩2003年 18.5亿亩(当年减少3800万亩)2005年 18亿亩(03到05两年减少5000万亩)人口 2004年13亿年增1500万人到现在13.3亿人口。耕地占世界7,淡水资源7,人口22。,第二章
2、 植物生产的营养环境,学习目标:了解植物必需的营养元素、植物对矿质营养的吸收规律;了解植物营养临界期和植物营养最大效率期的基本概念核施肥的基本原理;基本掌握植物对氮素、磷素、钾素、钙、镁、硫和微量元素营养的需求规律以及各种营养元素在土壤中的存在形态与转化规律;基本掌握氮、磷、钾等还学肥料的性质与施用方法;了解钙、镁、硫和微量元素肥料的性质与施用方法,了解复合肥料和二氧化碳气肥的施用技术;掌握基本有机肥料的特点和施用非法;掌握常规施肥技术和作物配方施肥技术;掌握化学肥料的定性鉴定、土壤速效氮(磷、钾)的测定、营养土和水培营养液的配制、植物营养缺素症的观察与诊断和有机肥料的积制等基本技能。,植物的
3、生长需要吸收土壤养分植物的收获要带走部分土壤养分,土壤肥力下降土壤结构改变,.,黄瓜中水分与固形物的比较,第一节 植物元素与植物生长发育,1.植物必需的营养元素 在植物525的干物质中,有机质占9095,主要组成元素:C H O N:另510为矿物质,可检测到70多种元素。,不可缺少:这种元素对所有高等植物的生长发育是不可缺少的。如果缺少该元素,植物就不能完成其生活史必要性 不可代替: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,目前 国内外公认的高等植物所必需的营养元素有17种。它们是碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫
4、、铁、硼、锰、铜、锌、鉬、氯、镍。,Mn,B,Fe,S,N,C,O,H,Ca,K,P,Cu,Cl,Zn,Mg,Mo,Ni,Ni,植物体内17种必需营养元素的分组(1)大量营养元素:C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S(2)微量营养元素:Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、B、Cl、Ni(其中Ni是1986年发现的)(3)肥料三要素:N、P、K,(一)植物根系对养分的吸收(二)植物吸收养分的特性,二、植物对矿质营养的吸收,根吸收养分的部位,离根尖10cm以内根吸收养分最多。,根吸收养分形态,气态 CO2、O2、H2O离子态 阴、阳离子分子态 氨基酸、尿素,(一)植物根系对养分的吸收,四个过程:A.养
5、分自土体向根表的迁移;B.养分从根表进入根内自由空间,并在细胞外膜积聚;C.养分跨膜进入原生质体;D.养分由根部运输到地上部。,1.养分自土体向根系的迁移土壤养分到达根表的方式有三种:质流、扩散、截获。(1)质流:养分作为土壤溶液中的溶质随土壤溶液运送到根表的过程。运送动力是蒸腾作用。(2)扩散:养分沿着浓度梯度向根表迁移,形成养分的扩散作用。特点是速度慢,距离短。(3)截获:根系伸长过程中直接接触土壤颗粒,从其表面吸收养分。,2.养分在细胞膜聚集到达根系的养分穿过细胞壁微孔,进入细胞质膜。3.养分进入细胞原生质体进入细胞质膜的养分,穿过各种细胞器,进入细胞参与各种代谢活动。4.养分从根部运送
6、到植物体各处吸收进入植物体根部的养分通过木质部导管向植物体各部运送。,(二)植物吸收养分的特性,1.植物的基本营养方式:无机营养。需要无机离子2.植物吸收养分的选择性:植物有主动性。3.植物吸收养分的相对稳定性:不同的植物喜欢吸收的养分不同,吸收数量、比例不同;同一植物在不同环境中需要的养分相同,数量、比例相同。,三、植物营养的阶段性,植物在不同的生长阶段需要的营养元素的种类、数量和比例等都有不同的要求,这种特性就是植物营养的阶段性。总趋势是:苗期少,中期多,后期又少。,(一)植物营养临界期,概念:某种养分缺乏、过多或比例不当,对于植物生长发育起着明显不良影响的那段时间。意义:在植物生长临界期
7、,植物对某种养分需求的绝对数量不是最多,但很迫切,因缺乏或比例不当植物生长受损,即使以后改养分供应正常也很难弥补。,(二)植物营养最大效率期,概念:指某种养分能够发挥最大效能的那段时间。这段时间植物生长量大,对养分的需求量和吸收量都是最多的。意义:此期一般植物生长旺盛,吸收养分能力强,满足此期植物对养分的需求,增产效果非常显著。如小麦的拔节抽穗期、玉米的喇叭口期、棉花的开花结铃期。,四、施肥的基本原理,养分归还学说 最小养分律 限制因子律报酬递减律,(一)养分归还学说,为恢复地力和提高作物单产,通过施肥把作物从土壤中摄取并随收获物而移走的那些养分归还给土壤的学说。Justus Liebig,论
8、点:1.随着作物的每次收获,必然从土壤中带走一定量的养分,土壤中的养分会因此逐渐减少。2.若不及时归还作物从土壤中带走的养分,地力会逐渐下降,产量逐渐降低。3.为保持养分平衡,应该向土壤中施入肥料。,意义:对恢复和维持土壤肥力有积极作用,防止片面性:1.有重点地归还养分,而不是全部归还。2.因作物而异,豆科作物的固氮作用不容忽视。3.单纯的归还忽视了氮肥的增产作用。,(二)最小养分律(木桶理论),论点:1.土壤中某一相对含量最少的养分制约着作物产量的提高。2.最小养分会随条件的改变而改变。3.只有补施最小养分,才能提高产量。,最小养分随条件而变化的示意图,注:最小养分不是绝对量最小的;是限制植
9、物生长最大的;是会随条件变化而变的!,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。,1.作物丰产是光照、温、水、养分、空气等综合作用的结果;2.利用因子间的交互效应提高肥效是因子综合作用律的特点;意义:施肥只是综合因子中起重要作用的一项技术措施;把任一因子孤立起来是不对的;施肥与灌溉结合、施肥与良种结合以及营养元素的配合等已成为不增加施肥量也能增产的有效途径,(三)限制因子律(综合因子作用律),(四)报酬递减律,论点:从单位面积土地所得到的报酬,随着投入的增加而增加;达到一定限度后,随着投入的增加,报酬却呈递减的趋势。,欧洲经济学家杜尔哥和安德森提出的,意义:在各项技
10、术相对稳定的前提下有效。说明了:“增产不增收”的现象。探讨最佳施肥量(高产、优质、低成本),第二节 土壤中主要养分元素的供给与土壤施肥,氮素营养磷素营养钾素营养钙、镁、硫营养微量元素营养复合肥料施用技术二氧化碳气肥的施用,一、氮素营养,N,氮,植物必需的三大营养元素之一,植株缺氮的症状,左为正常的秋季苹果叶;右为缺氮的苹果叶,(一)植物对氮素营养的需求规律,1.植物体内氮的含量与分布氮是植物需要量最多的营养元素之一含量:植物干重的0.3%5%分布:种子叶根茎 幼嫩组织成熟组织衰老组织 生长点非生长点 营养生长期生殖生长期 豆科植物非豆科植物 双子叶植物单子叶植物,2.植物体内含氮化合物的种类以
11、有机化合物和无机盐的形式存在有机化合物:蛋白质、酶、核酸、叶绿素、维生素、生物碱、激素等无机盐:硝酸盐、NH3、NH4 有毒害作用,3.植物氮素营养失调的症状缺氮:植物生长点细胞分裂和生长受到抑制,植株矮小、瘦弱、分蘖分枝减少、根量少、叶片小、叶与茎的夹角小、叶色均匀变淡绿或黄色;老叶先黄,然后向上蔓延(氮素在植物体内有移动性)。氮过多:植株徒长、叶色浓绿、叶片下披、贪青晚熟、茎杆软弱容易倒伏,抗病力减弱,品质变差、糖分减少、淀粉减少、硝酸盐含量增加。,2.土壤中氮的形态(全部是外来的)水溶性 速效氮源 95%)非水解性 难利用 占3050%离子态 土壤溶液中 NH4+N03-N02-B.无机
12、氮 吸附态 土壤胶体吸附(12)固定态 2:1型粘土矿物固定(铵态氮、硝态氮),2.土壤中氮素的转化(主要有7条途径),铵态氮 硝态氮,吸附态铵或固定态铵,水体中的硝态氮,矿化作用 硝化作用 微生物利用 硝酸还原作用 微生物利用,NH3 N2、NO、N2O,挥发损失 反硝化作用 生物固氮,吸附固定 淋溶损失,有机质,有机氮,(1)矿化作用,定义:在微生物作用下,土壤中的含氮有机物分解形成无机氮的过程。过程:有机氮 氨基酸 NH4 NH3(铵离子或氨气)条件:温度、水分、空气、酶等 步骤:水解、氨化,土壤微生物 水解酶作用下水解,土壤微生物 氨化细菌作用下氨化,(3)反硝化作用硝酸盐或亚硝酸盐还
13、原为气体分子态氮氧化物的过程。,A.生物反硝化作用(嫌气条件下)过程:NO3-NO2-NO N2 条件:土壤温度、水分、通气、有机质、肥料种类数量等。最适条件:通气不良,新鲜有机质丰富,pH58,温度3035。,(4)生物固氮固氮菌将空气中的气态氮固定到植物根系的过程。,一般豆科植物有固氮菌伴生。苗期固氮能力弱,应该适当施用氮肥。,(6)淋溶损失硝酸和亚硝酸形态氮素容易随水流失。,灌溉和降水过多容易造成淋溶损失。干旱和半干旱状态下淋溶损失少。,影响氮素淋失的因素:,降雨量或灌水量土壤质地地表植被施肥量,(7)氨的挥发损失(碱性环境)定义:土壤中的NH4转化为NH3而挥发的过程过程:NH4 NH
14、3 H影响因素:pH值、阳离子代换量、温度、NH4+浓度等 pH值越高损失NH3多 6 0.1%7 1.0%8 10.0%9 50.0%,OH H,温度高、光照强:挥发多施肥深度:浅施深施土壤中NH4的含量高,易挥发风速大挥发多代换量大挥发少结果:造成氮素损失,(三)氮肥化肥的种类、性质与施用,氮素化肥的分类1.铵(氨)态氮肥:液铵、氨水、碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵 2.硝态-硝铵态氮肥:硝酸铵、硝酸钠、硝酸钾3.酰胺态氮肥:尿素4.长效氮肥:控释肥、缓释肥等,1.铵态氮肥的性质与施用,(1)特点:A.易溶于水B.施入土壤后,解离出的铵离子能被胶体吸附,不易流失。C.遇碱性物质,易放出氨气挥发损
15、失。D.通气良好条件下,经硝化作用变为硝态氮,易流失。E.长期和过量施用能导致土壤板结。,(2)铵态氮肥的施用A.氨水:稀释后注入(划入)土壤,防挥发。B.碳酸氢铵:易挥发,深施盖土。可作基肥、追肥、种肥。C.硫酸铵:适用于各类土壤和作物,能造成土壤板结。可作基肥、追肥、种肥。D.氯化铵:用于水田,可作基肥、追肥,不易作种肥。忌氯作物不要用(如:烟草、果树、糖料作物、薯类作物),2.硝态氮肥的特点与施用,(1)特点A.易溶于水,肥效快。B.N03-易随水流失C.在通气不良的条件下,易发生反硝化作用形成NO、N2,挥发损失氮素。D.易吸湿结块、助燃、爆炸。(2)施用适用旱地,可作基肥、追肥、种肥
16、。烟草、糖料 等作物。,3.酰胺态氮肥的特点与施用,(1)特点氮素形态是酰胺态(CONH2),需要转化成铵态氮才能被植物吸收利用,因此肥效比其它氮肥迟缓。代表肥料:尿素,含氮46,白色结晶,中性易吸湿,易溶于水。(2)施用可用作基肥、种肥、追肥,做种肥要防止烧苗和缩二脲(造粒过程高温形成的)危害。施用与各种土壤和作物。连年施用无害。,7.尿素(CO(NH2)2,性质:白色结晶,无味,CO(NH2)2,含氮46%,有一定的吸湿性,当相对湿度超过89%,温度高于20时,吸湿性很快增加,因此贮藏过程中要防潮。溶解性较强。生理中性肥料。在常温常压下稳定。当温度超过135(生产造粒过程)时,会生成缩二脲
17、。缩二脲含量超过2%,会影响种子萌发和植株生长。因此尿素中的缩二脲含量不能超过1%,用做叶面肥时,不能超过0.5%。,尿素在土壤中的转化:在土壤中,经土壤脲酶、微生物等作用下,水解形成碳酸铵,碳酸铵进一步转化为碳酸氢铵。没有有害离子产生。上述过程冬季10左右约需7天,夏季30 左右需23天,因此施肥后肥效48天见效,要提前施用。,4.长效氮肥,又称为缓效或缓释氮肥。(1)特点有3个:养分释放速度慢,减少损失;肥效长久,可满足整个生长期需要;可一次大量施用,减少施肥次数,施肥成本低。(2)种类 合成长效氮肥 以尿素为基体与醛反应形成的低水溶性聚合物,只有经化学或生物化学作用才能逐渐分解,供作物吸
18、收利用。种类有:脲甲醛、脲乙醛、脲异丁醛、草酰胺等。,包膜肥料:在速效氮肥颗粒外面包裹一层惰性膜状物质,延缓氮素释放速度。种类有:硫衣尿素、长效碳铵、涂层尿素等。控释肥料:在包膜肥料的基础上,改进包膜技术,人为控制养分释放速度,使之与作物吸肥速度相一致。,膜内各种养分通过膜孔释放,养分释放与植物需求基本一致,日本在水稻上应用控释肥面积占 20%,“接触施肥”氮肥利用率 80%,二、磷素营养,(一)植物对磷素营养的需求规律,1.植物体内磷的含量与分布含量:植物体内磷的含量(P2O5)约为干物重的0.2-1.1%,分布:油料作物豆科植物禾本科作物 生育前期生育后期 幼嫩器官衰老器官 繁殖器官营养器
19、官,2.植物对磷的吸收以无机磷为主是逆浓度梯度的主动吸收由根系的根毛区吸收油料作物的吸收磷的能力较强良好的土壤环境有利于磷的吸收。,3.植物磷素营养失调的症状,缺磷:植株生长迟缓,矮小,瘦弱;叶片小,叶色暗绿或灰绿,无光泽;茎叶出现紫红色斑点或条纹,甚至枯死脱落。磷可以再利用,所以缺磷症状从基部老叶开始。磷过量:无效蘖增多,抽穗不齐,空瘪粒增加;叶片肥厚密集;生殖生长提前,影响茎叶生长。造成铁、锌、镁缺失。,(二)土壤中磷的形态与转化,1.土壤中磷的形态植物体内的磷大部分是有机态磷,占全磷量的85%,无机磷仅占15%左右。土壤中的磷分为有机磷和无机磷两大类。它们之间可以互相转化。一般无机态磷占
20、5090%,其余1015是有机态磷。,土壤中磷的形态(书70页图25),水溶性磷酸盐,弱酸溶性磷酸盐,有效磷10以下,迟效磷99以上,无机态磷50%90%,全磷100%,有机态磷1015,有机磷,无机磷,土壤溶液磷,土壤中磷,有机态磷主要以核酸、磷脂和植素等形态存在。无机态磷主要以钙、镁、钾的磷酸盐形态存在。无机磷取决于成土母质、风化程度和土壤中磷的淋出。,(1)土壤中的有机磷,来源于有机肥和生物残体,与土壤有机质含量成正比。占1015以磷酯、植素、核酸、核蛋白等形式存在。有机磷少数可以被植物直接吸收,大部分需要经过微生物的作用,将有机磷变为无机磷才能被植物吸收利用。,(2)土壤中的无机磷,土
21、壤无机磷占5090,主要来自岩石的风化。A.水溶性磷:易溶于水的磷酸钾、磷酸钠、磷酸一钙等可被植物直接利用的磷酸盐。是速效磷,不稳定,易生成难溶性的磷酸盐。B.弱酸溶性磷:能被弱酸溶解,不溶于水的磷酸氢钙等。植物能吸收。C.难溶性磷:不能被水和弱酸溶解,能溶于强酸,植物不能吸收利用。条件适宜时可以逐渐转化为有效磷。A、B称为土壤速效磷。,2.土壤中磷的转化,(1)有机磷的水解卵磷脂 磷酸甘油 H3PO4植素 植酸 H3PO4脂蛋白 植酸 H3PO4,水解,水解,水解,水解,(2)无机磷(有效变无效)的固定,化学固定:水溶核弱酸溶性磷酸盐与土壤中铁、铝等代换生成难溶性磷酸盐。晶格固定:酸性土壤胶
22、体表面(OH)与磷酸根交换被吸附固定在黏粒表面晶格中。生物固定:被微生物利用,和植物争磷。,土壤溶液H2PO4-HPO42-,铁铝磷酸盐,酸性土壤,作物吸收,磷在土壤中的循环(书71页图26),土壤有机磷,动植物残体磷,化肥磷,磷酸二钙和磷酸三钙,石灰性土壤,磷灰石磷,表面吸收磷,固定作用,固定作用,矿化作用,固定作用,(三)磷素化学肥料的性质与施用,磷肥的种类1.水溶性磷肥:过磷酸钙、重过磷酸钙,所含磷易被植物吸收。2.弱酸溶性磷肥:钙镁磷肥、钢渣磷肥、偏磷酸钙等,肥效较慢。3.难溶性磷肥:磷矿粉、骨粉等,肥效迟缓且长。,1.水溶性磷肥的性质与施用,(1)过磷酸钙又称普钙,磷矿粉用酸处理后制
23、成。主要成分:水溶性的磷酸一钙30%50%,难溶于水的硫酸钙40%。有效磷12%20%。主要性质:深灰色,水溶液酸性,腐蚀性,易吸湿结块。吸湿后磷酸一钙与硫酸铁、铝等杂质反应,退化成难溶磷酸铁、磷酸铝失效。转化:施入土壤后,磷酸一钙溶解、水解,施肥点造成离子高浓度梯度,磷酸根离子向四周扩散,水解产生的H3PO4使施肥点PH降至1.5,黏土矿物遭到破坏,铁、铝、钙、镁等溶解出来,和扩散的磷结合形成难溶的磷酸盐。,施用原则:可以做基肥、种肥和追肥。磷宜被固定,移动性小,生产中尽量减少肥料和土壤颗粒的接触,将磷尽量施在植物根系密集分布的区域。,过磷酸钙施用技术,集中施用:集中条施、穴施、深施分层施用
24、:2/3做基肥深施,1/3施于浅层与有机肥混施:减少磷于土壤接触,酸性环境和微生物的活动有助于难溶性磷的释放。制成颗粒肥料:减少与土壤接触面积,根系发达的不需要。根外追肥:1%2%的浓度,经济,高效。,其它磷肥的性质与施用自学,水溶性磷肥:过磷酸钙使用最多(Ca(H2PO4)2H2O-CaSO42H2O)另外:重过磷酸钙弱酸性磷肥:钙镁磷肥、钢渣磷肥难溶性磷肥:磷矿粉、骨粉等,磷肥的综合合理施用技术,1.根据植物特性和轮作制度合理施用:作物各个时期都吸收磷,但以生长早期吸收多而快;当季磷肥利用率是10%25%。生长期短的作物喜水溶性磷肥。2.根据土壤条件合理施用:碱性/石灰性土壤喜水溶性磷肥;
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