南京农业大学精品课程土壤肥料学6植物营养与施肥的.doc
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6植物营养与施肥的基本原理
本章提要：本章围绕植物营养的基本规律，介绍植物必需营养元素的概念及其分组，植物根系与根外器官对养分吸收、运输和利用特点及影响其吸收与分配的基因型差异和环境因素。了解合理施肥应遵循的三项基本原理，即养分归还学说，最小养分律和报酬递减律，掌握确定施肥量、施肥时期和施肥方法的三项技术。
6.1 植物必需营养元素
6.1.1 植物必需营养元素概念
6.1.1.1 植物体内元素的组成
新鲜植物体=水+干物质。水占鲜体75~95％，干物质占5~25％。
干物质=有机质+矿物质。干物质中有机物占90~95％， 5~10％是无机物。
干物质经灼烧后，有机物质被氧化分解、逸出。不挥发的残留部分为灰分。成分包括磷（P）、钾（K）、钙（Ca）、镁(Mg)、硫(S)、铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、铜(Cu)、钼(Mo）、硼(B)、氯(Cl)、硅(Si)、钠(Na)、钴(Co)、铝(Al)、镍(Ni)、钒(V)、硒(Se)等。植物体内可检出70多种矿质元素。植物体内吸收的元素，一方面受植物的基因所决定；另一方面还受环境条件所影响。植物体内的元素可分为必需营养元素和非必需营养元素。
6.1.1.2 植物必需营养元素（essential element）的概念
通过营养液培养法来确定植物必需营养元素。方法是在培养液中系统地减去植物灰分中某些元素，而植物不能正常生长发育，这些缺少的元素，无疑是植物营养中所必需的。如省去某种元素后，植物照常生长发育，则此元素属非必需的。1939年阿诺（Arnon）和斯吐特（Stout）提出了高等植物必需营养元素判断的三条标准：
第一，如缺少某种营养元素，植物就不能完成其生活周期；
第二，如缺少某种营养元素，植物呈现专一的缺素症，其它营养元素不能代替它的功能，只有补充它后症状才能减轻或消失；
第三，在植物营养上直接参与植物代谢作用，并非由于它改善了植物生活条件所产生的间接作用。
当某一元素符合这三条标准的，则称为必需营养元素。目前确定了以下17种高等植物必需营养元素：氮（N）、磷（P）、钾（K）、钙（Ca）、镁(Mg)、硫(S)、铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、铜(Cu)、钼(Mo）、硼(B)、氯(Cl)、,碳（C）、氢（H）、氧（O)和镍（Ni）。
6.1.2 植物必需营养元素的分组
6.1.2.1 按必需营养元素在植物体内的含量分组
在17种必需营养元素中，由于植物对它们的需要量不同（表6-1），可以分为大量营养元素、中量营养元素和微量营养元素。
表6-1 高等植物必需营养元素的种类、可利用形态及其较适宜浓度
营养
元素
化学
符号
植物可利用的形态
在干组织中的含量
%
Mg/kg
大量营养元素
碳
氧
氢
氮
磷
钾
C
O
H
N
P
K
CO2
O2 H2O
H2O
NO3- NH4＋
H2PO4- HPO42-
K+
45
45
6
1.5
0.2
1.0
450,000
450,000 60,000
15,000 2,000
10,000
中量营养元素
钙 镁
硫
Ca
Mg
S
Ca2+
Mg2+
SO42-
0.5
0.2
0.1
5,000
2,000
1,000
微量营养元素
氯
铁
锰
硼
锌
铜
钼
镍
Cl
Fe
Mn
B
Zn
Cu
Mo
Ni
Cl-
Fe3+ Fe2+
Mn2+
H2BO3- B4O72-
Zn2+
Cu2+ Cu+
MoO42-
Ni2+
0.01
0.01
0.005
0.002
0.002
0.0006
0.00001
0.00001
100
100
50
20
20
6
0.1
0.1
（1）大量营养元素（macronutrient） 大量营养元素一般占植株干物质重量的百分之几十到千分之几。它们是碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、钾（K）6种。
（2） 微量营养元素（micronutrient） 微量营养元素的含量只占植株干物质重量的千分之几到十万分之几。它们是铁(Fe)、硼(B)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo）、氯(Cl)、镍（Ni）8种。
（3）中量营养元素（nutrient between macronutrient and micronutrient） 中量营养元素的含量占植株干物质重量的百分之几到千分之几，它们是钙（Ca）、镁(Mg)、硫（S）3种，有人也称这三种营养元素叫次量元素。
6.1.2.2 按必需营养元素的一般生理功能分组
把营养元素分为以下四组——
（1）构成植物活体的结构物质和生活物质的营养元素，它们是C、H、O、N、S。结构物质是构成植物活体的基本物质，如纤维素、半纤维素、木质素及果胶物质等。而生活物质是植物代谢过
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