植物营养学 (9).pdf
植物营养学植物营养学 之之 绪绪 论论 1 第一章第一章 绪绪 论论 一、植物营养学的基本任务一、植物营养学的基本任务 1 施肥在提高作物产量上的作用施肥在提高作物产量上的作用 据美国研究机构报道，战后美国农业产量的增加，41%靠肥料，1520%靠 农药，15%靠改造栽培措施，8%靠采用杂交种子，5%靠灌溉，1118%靠其他因 素。中国农科院认为：化肥对我国粮食的贡献率为 35-40%。 2 2 不合理施肥对环境的影响不合理施肥对环境的影响 由于化肥增产显著，世界各国施用化肥大幅度增加，虽然产量也由此而提 高，但同时带来了生态环境污染的问题。 氮：施用 N 肥增加地下水、农产品 NO3 -N 含量，空气 N 2O 增高，破坏 O3层。 我国化肥的当季利用率氮约为 30%35%，每年损失的氮相当于 1900 多万吨尿素，折合人民币 380 多亿元。如能提高利用率 10%，则节约氮相当于 430 多万吨尿素， 折合人民币 86 亿元。 因此， 化肥损失是一个相当严重的问题， 它不仅仅是经济的直接损失，更严重的是损失的化肥已经和继续给我们生存的 环境产生不良后果，如水体污染，农产品污染及温室效应等问题。人体积累硝 酸盐的 70%-80%来自于蔬菜，在已发现的 120 种亚硝胺化合物中，约 75%的亚 硝胺能诱发消化系统发生癌变。 建国以来， 福州市蔬菜种植面积增加了 18.7 倍, 肥料结构和施肥水平也发生了明显的变化,农家肥用量由建国初期的75吨/公顷. 年,降至39吨/公顷.年;化肥用量从零起步,增加至2640 Kg/公顷.年 (实物量),超过 全国平均用量水平(400.95 Kg/公顷.年)的 6.58 倍。恶性肿瘤的流行病调查表明， 胃癌与环境中硝酸盐水平及从饮水和蔬菜中硝酸盐摄入量成正相关，我国男性 胃癌死亡率最高的福州长乐,井水硝酸盐含量超过 100mg/L 的水样占采水样的 81%。福州市 8 种类型 35 种大路菜的硝酸盐和亚硝酸盐检测结果，有 12 种蔬 菜硝酸盐含量超标，检出超标率达 34.3%,不同蔬菜类型的硝酸盐含量高低趋势 表现为: 叶菜类根茎类瓜果类豆荚类鲜菌菇、笋类。叶菜类检测 8 种,硝酸 盐含量全部超标,平均超标 5.32 倍,如花瓶菜,小白菜超标分别达 9 和 7.98 倍。 2 磷： P 施用量增加， 易造成湖泊的富营养化作用。 据统计， 从 1949 年到 1992 年间，我国累计施入农田的磷肥有 7.88*10 7t（P 2O5） ，其中大约有 6*10 7t（P 2O5） 积累在土壤中 17。北京地区农田土壤磷素在 80 年代积累明显，近年来速效磷 平均含量以每年 1mg/kg 的速度增长。 土壤磷素过量累积给环境造成了巨大的潜 在威胁。农田土壤中的磷极易通过地表径流、侵蚀、淋溶（渗漏或亚表层径流） 和农田排水进入地表和地下水 46,47，造成水体中磷营养富集，给水体富营养化 带来了巨大的压力。最近太湖的一项测定表明，入湖总磷中，非点源磷占 59%。 另外，我国磷矿主要是氟磷灰石（Ca10(PO4)6F2） 。存在 Cd 和 F 污染的问题。 微量元素：缺铁，造成贫血；缺锌，侏儒症。 土壤肥力退化：重施化肥，轻施有机肥造成地力下降，也应重视。 土壤污染：工农业废弃物的排放造成土壤重金属和有机物的污染。 所以，施肥除了要考虑经济效益外，还要考虑社会效应。要建立合理施肥 的生态观； 3 3 我国今后肥料科学的发展方向我国今后肥料科学的发展方向 植物营养学的基本任务在于指导合理施肥， 施肥的目的在于提高作物产量， 品质和土壤肥力。合理施肥的依据：植物营养原理；作物营养特性；外 界环境条件。 我国今后肥料科学的发展方向： 建立与完善有机-无机肥料配合施用体系； 把增施化肥和提高肥料利用率放在同等位置对待；大量研究表明，氮肥利 用率仅为 40%60%，水稻田氮肥利用率只有 20%40%；磷肥利用率为 10%20%，钾肥利用率为 40%60%。我国肥料利用率一般低于上述各水 平，每年所施化肥的一半左右由各种途径损失掉。 强调平衡施肥：目前我国化肥施用中氮、磷、钾的比例为 1：0.45：0.19， 氮磷比例已基本趋于合理，钾肥用量明显偏低，钾肥投入不足已成为影响 肥效发挥的重要因素。近年来我国南方土壤出现钙、镁、硫的概率也相当 3 高，这方面的问题并未引起足够重视。 建立合理施肥的生态观； 必须加强施肥对作物品质影响的研究。 二、植物营养与施肥研究的发展二、植物营养与施肥研究的发展 1 1、萌发阶段： （、萌发阶段： （ ？- -18401840 年）年） 德国泰伊尔提出腐殖质营养学说：除了水份，只有腐殖质才能供应作物营 养。这一学说包含二方面内容：腐殖质是决定土壤肥力的主要因素；腐殖 质是土壤中唯一可作为植物营养的物质。 2 2、矿质营养学观确定时期（、矿质营养学观确定时期（18401840- -19201920） Libig化学在农业和生理学上的应用一书，提出 矿质营养学论：土壤中矿物质是一切绿色植物唯一的养料，厩肥及其肥 料对于植物生长所起的作用，并不是由于其中所含的有机质，而是由于这些有 机质在分解时所形成的矿物质。 归还学论：由于不断栽培作物，土壤中矿物质势必引起损耗，如果不把 由土壤中摄取的哪此矿物质归还土壤，那么到最后土壤会变得十分瘠薄，甚至 寸草不生，要想完全避免土壤这种损耗是不可能的，但恢复土中这种损耗的物 质是可能的。办法是施用矿质肥料，使土壤损耗和营养物质的归还之间保持一 定平衡。 最小养分律：在作物生长因子中，如果有一个生长因子含量相对最少， 其他因子即或丰富，也难以提高产量即作物产量是受最小养分所支配。 此外，在这一时期，法国布森高发现豆科植物的固氮作用：豆科植物能移 增加土壤 N 素，这部分 N 来自空气。 3 3、矿质营养学说的发展时期（、矿质营养学说的发展时期（19201920- -19601960） 土壤肥力：石灰施用；土壤中养料含量及有效性；微量元素的发现。 4 4、生长、生长因子综合理论时期（因子综合理论时期（19601960-19901990） 5 5、现阶段植物营养学研究内容及热点问题现阶段植物营养学研究内容及热点问题 4 根际微生态系统中的物质循环及其调控植物营养的研究：包括根-土界面 微域养分、水分及其他物质的变化规律和生物效应；植物-微生物-土壤及 其环境因素相互作用的机制与调控机理和措施。 逆境植物营养生理学：研究植物在旱、涝、盐、碱、高温、冷害、通气不良、 CO2加富、 营养缺乏或毒害等环境胁迫条件下的植物营养生理学及其适应性变 化规律，为选育优良抗性品种提供依据。 植物营养生态学：研究不同生态类型中各种营养元素在土壤圈、水圈、大气 圈中的转化和迁移规律及其与环境生态系统的关系。如：CH4产生、反硝化作 用、 NO3-N、磷迁移与水体富营养化、化感作用、重金属形态与生物毒性、 稀土的作用、合理施肥与食品安全等。 植物矿质营养遗传学：重点研究不同种类或不同品种植物的矿质营养基因型 差异的特性和机理，寻求植物营养基因型差异的生理生化标记，应用分子生物 学手段发掘和培养高效营养基因型植物（耐低钾、耐高铝、重金属超积累植物、 铁营养高效型作物的筛选等） 新型肥料的研究和应用：长效肥料；控效肥料；液体肥料；药肥；CO2肥料； 硝化抑制剂；脲酶抑制剂；生物菌肥（剂） ；生物有机肥料； 三、植物营养与肥料的研究方法三、植物营养与肥料的研究方法 1 1、调查研究、调查研究 2 2、试验研究、试验研究
