土壤与植物中微量元素营养与中微量元素肥料PPT演示文稿课件.ppt
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1、2022/5/161第十二章 土壤与植物的中、微量元素营养与中、微量元素肥料闫飞吉林大学植物科学学院2022/5/162主要内容主要内容l第一节 土壤与植物的中量元素营养与中量元素肥料l一、土壤中的硫钙镁素营养一、土壤中的硫钙镁素营养l二、植物体内硫钙镁元素的主要功能二、植物体内硫钙镁元素的主要功能l三、硫钙镁肥的性质及其施用三、硫钙镁肥的性质及其施用l第二节 土壤与植物的微量元素营养与微量元素肥料l一、土壤中的微量元素一、土壤中的微量元素l二、植物的微量元素营养二、植物的微量元素营养l微量元素肥料及其施用微量元素肥料及其施用2022/5/163第一节第一节 土壤与植物的中量元素营养土壤与植物
2、的中量元素营养与中量元素肥料与中量元素肥料l一、土壤中的硫钙镁素营养l二、植物体内硫钙镁元素的主要功能l三、硫钙镁肥的性质及其施用2022/5/164一、土壤中的硫钙镁素营养一、土壤中的硫钙镁素营养 (一)土壤中(一)土壤中Ca的含量、形态和转化的含量、形态和转化l含量:l地壳中钙的平均含量为地壳中钙的平均含量为36.4g/(Ca),土壤中全钙的含量主要受成土壤中全钙的含量主要受成土母质、风化条件、淋溶强度、耕作利用方式的影响,不同的土土母质、风化条件、淋溶强度、耕作利用方式的影响,不同的土壤差异很大。壤差异很大。 l形态:l矿物态钙矿物态钙存在于矿物晶格中的钙,占全存在于矿物晶格中的钙,占全
3、Ca的的4090%,植物,植物难以吸收利用;难以吸收利用;l交换性钙交换性钙土壤胶体表面吸附钙,植物可利用钙;土壤胶体表面吸附钙,植物可利用钙;l溶液钙溶液钙土壤溶液中的土壤溶液中的Ca离子,植物可利用钙;离子,植物可利用钙;l转化:l矿物态钙风化后以离子形态进入土壤溶液,一部分被土壤胶体吸矿物态钙风化后以离子形态进入土壤溶液,一部分被土壤胶体吸附成为交换性钙,而交换性钙与溶液中的钙处在动态平衡之中。附成为交换性钙,而交换性钙与溶液中的钙处在动态平衡之中。 2022/5/165(二)土壤中(二)土壤中Mg的含量、形态和转化的含量、形态和转化l含量:l地壳中镁的平均含量为地壳中镁的平均含量为19
4、.3g/(Mg),土壤中全镁的含量主要受成土壤中全镁的含量主要受成土母质、风化条件的影响,不同的土壤差异很大。土母质、风化条件的影响,不同的土壤差异很大。l形态:l 矿物态镁矿物态镁占全占全Ca的的4090%,植物难以吸收利用,植物难以吸收利用l 交换性镁交换性镁土壤胶体表面吸附的镁,植物可利用的镁土壤胶体表面吸附的镁,植物可利用的镁l 非交换性镁非交换性镁能被酸提出的潜在镁能被酸提出的潜在镁l 溶液镁溶液镁土壤溶液中的土壤溶液中的Mg离子,植物可利用钙离子,植物可利用钙l转化:l矿物态镁矿物态镁非交换性镁非交换性镁交换性镁交换性镁溶液镁溶液镁2022/5/166(三)土壤中(三)土壤中S的含
5、量、形态和转化的含量、形态和转化l含量:l土壤中全硫的含量主要受成土条件、粘土矿物和有机质的含量影响。土壤中全硫的含量主要受成土条件、粘土矿物和有机质的含量影响。l温暖多湿地区,在强风化、强淋溶条件下,含硫矿物大部分分解淋失,可温暖多湿地区,在强风化、强淋溶条件下,含硫矿物大部分分解淋失,可溶性硫酸盐很少集聚,硫主要存在于有机质中。溶性硫酸盐很少集聚,硫主要存在于有机质中。l干旱地区土壤中干旱地区土壤中Ca、Mg、K、Na的硫酸盐则大量沉积在土层中,的硫酸盐则大量沉积在土层中,1:1型型的粘土矿物、的粘土矿物、Fe、Al的含水氧化物,有时能带正电荷,也能吸附一部分交的含水氧化物,有时能带正电荷
6、,也能吸附一部分交换性的换性的SO42-。l形态:无机态硫:来自岩石的风化过程包括:水溶性硫、吸附态硫、与碳酸钙共沉淀的 硫化物(H2S、FeS等) 有机态硫:来自动植物残体、微生物体及其分解合成的中间产物、土壤腐殖质包 括:HI还原硫、碳链硫、惰性硫. 2022/5/167二二. 植物的钙、镁、硫营养植物的钙、镁、硫营养l(一)(一) 、植物的钙营养与钙肥、植物的钙营养与钙肥l1. 植物体内钙形态、含量、分布及吸收植物体内钙形态、含量、分布及吸收l含量:含量:植物含钙量0.53。豆科、甜菜、莴苣、甘蓝等需钙较多,谷类、马铃薯等需钙较少。l分布:分布:茎、叶中较多,根、果实、籽粒中较少。l形态
7、:形态:Ca在植物体内以果胶酸钙的形态存在,是细胞壁、果胶质的结构成分。l移动:移动:Ca在植物体内移动性很小,缺钙时从新叶、茎尖等幼嫩部位开始表现。l吸收:吸收:主动、被动都能吸收,决定于介质中Ca2+ 浓度。l运输:运输:通过质外体到达木质部,随蒸腾流向上运输。 2022/5/1682. 钙的生理功能钙的生理功能l1)Ca是细胞壁中果胶质的组成成分,缺钙细胞壁不能形成。l2)Ca调节细胞质膜透性,使其吸收离子具有选择性。防养分外渗,防有毒离子进入。l3)Ca影响植物体内NO3-还原。l4)Ca是多种酶的激活剂。l5)Ca能中和代谢过程中产生的有机酸,调节体内pH,并能和K配合,调节原生质状
8、态。2022/5/1693. 植物钙缺乏的条件及缺钙症状植物钙缺乏的条件及缺钙症状l介质中Ca2+浓度10-410-3mol/L时最适宜植物吸收。l 土壤交换性钙1mmol/L时植物不出现缺钙。 l根系受害(淹水、干旱、冷害),蒸腾减弱(空气湿度大)时植物易出现缺钙。 lCa在植物体内移动性很弱,富集于老叶中。缺钙时发生在根尖、顶芽等部分。2022/5/1610l植物缺钙症状:植物缺钙症状:l生长点发粘、腐烂、死亡,幼叶卷曲、畸型、缺刻状,生长点发粘、腐烂、死亡,幼叶卷曲、畸型、缺刻状,新叶叶缘坏死。新叶叶缘坏死。l果树、蔬菜常见的缺钙症:果树、蔬菜常见的缺钙症:l白菜、甘蓝、莴苣新叶叶焦病(
9、干烧心)白菜、甘蓝、莴苣新叶叶焦病(干烧心)l番茄、辣椒、西瓜顶腐病番茄、辣椒、西瓜顶腐病l苹果、梨苦痘病、水心病苹果、梨苦痘病、水心病l花生空壳花生空壳2022/5/16112022/5/16124、含钙的肥料、含钙的肥料l土壤中钙含量概况l地壳中平均含钙为地壳中平均含钙为36.4g/kg。土壤全钙含量变化很大,。土壤全钙含量变化很大,受土壤类型影响。土壤溶液中钙一般为受土壤类型影响。土壤溶液中钙一般为10-2 mol/L,石,石灰性土壤上更高,强酸性土壤上较低。灰性土壤上更高,强酸性土壤上较低。l含钙的肥料:l生石灰生石灰 CaOl熟石灰熟石灰 Ca(OH)2l碳酸石灰碳酸石灰 CaCO3
10、l其它含钙的磷肥、含钙的钾肥。其它含钙的磷肥、含钙的钾肥。l石膏石膏 CaSO4 、CaCl22022/5/1613石灰类钙肥的施用石灰类钙肥的施用l石灰的作用:l1)中和土壤酸性。)中和土壤酸性。l2)消除铝毒。)消除铝毒。l3)增加土壤养分有效性)增加土壤养分有效性 Ca、N。l4)改善土壤物理性状,减少病害。)改善土壤物理性状,减少病害。l石灰的用量:l石灰用量决定于土壤酸度石灰用量决定于土壤酸度测定土壤可提取酸。测定土壤可提取酸。l石灰施用过量的危害石灰施用过量的危害有机质分解、土壤结构破坏、有机质分解、土壤结构破坏、降低土壤降低土壤Fe、Mn、Cu、Zn、P等的有效性。等的有效性。l
11、石灰的施用方法:l基肥、追肥。基肥、追肥。2022/5/1614(二)植物镁营养与含镁肥料(二)植物镁营养与含镁肥料l1.镁在植物体内的含量和分布l植物体内镁含量:植物体内镁含量:l干物重的0.040.7,正常叶片中含量0.20.25,低于0.2植物易出现缺镁症。l植物体内镁分布:植物体内镁分布:l种子茎、叶根、块根、块茎豆科禾本科2022/5/16152.镁的生理功能镁的生理功能l1)镁是叶绿素的成分。叶绿素含Mg 2.7。l C55H72O5N4Mg 叶绿素叶绿素al C55H70ON6Mg 叶绿素叶绿素bl2)镁是多种酶的活化剂。l3)镁参与脂肪和蛋白质的合成。l4)镁参与DNA和RNA
12、的生物合成。l5)镁能促进Va、Vc的生物合成,提高水果、蔬菜的品质。2022/5/16163. 镁的吸收与运输镁的吸收与运输l镁同钙一样,以离子(Mg2+)的形态被作物吸收,属被动吸收过程l镁可以通过韧皮部运输,故果实和贮藏器官中的镁含量高于钙l属于较易移动的元素,70%的镁在植物体内以游离态存在,容易从老器官向新组织转移2022/5/16174. 缺镁症状缺镁症状 l豆类、甘蔗、甜菜、柑桔、葡萄、香蕉、番茄、棉花、烟草以及芸香料作物等对缺镁敏感l症状:症状:l植株矮小、生长缓慢。从老叶开始叶脉间失绿,叶脉仍为绿色。禾本科植物叶子出现“连珠状”黄色条纹。多年生果树缺镁果实小或不能发育。202
13、2/5/16182022/5/16195.镁肥及其施用镁肥及其施用l常用的镁肥常用的镁肥lMgSO47H2O; MgO; Mg(NO3)2; MgCO3; MgCl2;l镁肥的施用:镁肥的施用:l基肥、追肥、根外追肥。2022/5/1620(三)植物的硫营养与含硫肥料(三)植物的硫营养与含硫肥料l1. 植物体内硫的含量与分布l植物含硫量为植物含硫量为0.2%-1.1%,其变幅明显受植物种类、品种、器官,其变幅明显受植物种类、品种、器官和生育期的影响。和生育期的影响。l硫也是需求量大的主要营养元素,其需要量和磷相当,对某些作硫也是需求量大的主要营养元素,其需要量和磷相当,对某些作物其需求量甚至超
14、过磷。十子花科植物需硫最多,豆科、百合科物其需求量甚至超过磷。十子花科植物需硫最多,豆科、百合科植物次之,禾本科植物较少。植物次之,禾本科植物较少。l种子茎秆种子茎秆 2.植物体内硫的形态植物体内硫的形态l植物体内的硫有无机硫酸盐(植物体内的硫有无机硫酸盐(SO42-)和有机硫化合物两种形态。)和有机硫化合物两种形态。l无机态硫酸盐主要储藏在液泡中,而有机含硫化合物主要是以含无机态硫酸盐主要储藏在液泡中,而有机含硫化合物主要是以含硫氨基酸及其化合物的形式存在于植物体的各器官中。有机的硫硫氨基酸及其化合物的形式存在于植物体的各器官中。有机的硫是组成蛋白质的必需成分。是组成蛋白质的必需成分。202
15、2/5/16213. 硫的生理功能硫的生理功能 l1)硫是蛋白质的成分:l硫是胱氨酸,半胱氨酸和蛋氨酸的重要组成分,而这些硫是胱氨酸,半胱氨酸和蛋氨酸的重要组成分,而这些含硫氨基酸是蛋白质的主要成份,在植物体内约有含硫氨基酸是蛋白质的主要成份,在植物体内约有90的硫存在于含硫氨基酸中。的硫存在于含硫氨基酸中。l2)硫是许多酶的成分:l在脲酶、在脲酶、APS磺基转移酶和辅酶磺基转移酶和辅酶A中,中,-SH基起着酶反基起着酶反应功能团的作用。应功能团的作用。l3)硫参与作物体内的氧化还原过程l4)许多生理活性物质的成分:l维生素维生素H,维生素,维生素B1,辅酶,辅酶A和乙酰铺酶和乙酰铺酶A202
16、2/5/16223. 硫的生理功能(续)硫的生理功能(续)l5)硫能促进叶绿素的形成l6)影响氮的生物固定与代谢:l硫与根瘤菌和自生固氮菌的固氮作用有关。硫与根瘤菌和自生固氮菌的固氮作用有关。l7)能增强作物的抗寒性和耐旱性:l硫与影响到植物抗寒和抗旱性的蛋白质结构有关,硫能硫与影响到植物抗寒和抗旱性的蛋白质结构有关,硫能增加某些作物的抗寒和抗旱性增加某些作物的抗寒和抗旱性l8)其它作用:l硫还是许多挥发性化合物,如异硫氰酸盐和亚矾的结构硫还是许多挥发性化合物,如异硫氰酸盐和亚矾的结构成分。这些成分使洋葱、大蒜、大葱和芥菜等植物具有成分。这些成分使洋葱、大蒜、大葱和芥菜等植物具有特殊的气味。特
17、殊的气味。l硫形成十字花科植物的糖苷油硫形成十字花科植物的糖苷油2022/5/1623l4.植物对硫的吸收植物对硫的吸收l土壤中的SO42-,大气中的SO2,都可同化后形成硫的有机化合物。l大气中SO2为36g/m3,超过500g/m3叶片会受害。l5.植物的缺硫症植物的缺硫症l植物缺硫时影响蛋白质和叶绿素的合成,症状与缺N类似。植株矮小、细弱、发黄。l不同的是从新叶开始。2022/5/1624苜蓿缺硫苜蓿缺硫分蘖减分蘖减少,新叶呈浅黄绿色少,新叶呈浅黄绿色小麦小麦- -有硫和无硫有硫和无硫2022/5/1625l6.常用硫肥l1)石膏)石膏 l生石膏 CaSO42H2Ol熟石膏 CaSO41
18、/2H2O l2)其它含硫肥料)其它含硫肥料lK2SO4、(NH4)2SO4、过磷酸钙l7. 硫肥的施用方法与技术l1)以提供硫素营养为目的石膏施用技术)以提供硫素营养为目的石膏施用技术 l石膏可作基肥、追肥和种肥。 l旱地作基肥, 一般每亩用量为15-26kg,将石膏粉碎后撒于地面,结合耕作施入土中。花生是需钙和硫均较多的作物,可在果针入土后15-30天施用石膏,通常每亩用量为15-25kg。l稻田施用石膏,可结合耕地施用,也可于栽秧后撤施或塞秧根,一般每亩用量为5-10kg,若用量较少(2.5Kg)可用作蘸秧根。l(2)以改良土壤为目的的石膏施用技术)以改良土壤为目的的石膏施用技术 l施用
19、石膏必须与灌排工程相结合。l在雨前或灌水前将石膏均匀施于地面,并耕翻入土;使之与土混匀,与土壤中的交换性钠起交换作用,形成硫酸钠,通过雨水或灌溉水,冲洗排碱。 2022/5/1626第二节第二节 土壤与植物的微量元素营养土壤与植物的微量元素营养与微量元素肥料与微量元素肥料l一、土壤中的微量元素l二、植物的微量元素营养l三、微量元素肥料及其施用2022/5/1627植物必需微量元素养分确认时间植物必需微量元素养分确认时间:lFe 1844 Gris,E.lMn 1922 Mchargue,J.S.lB 1923 Warington,K.lZn 1926 Sommer,A.L. Lipman,C.
20、B.lCu 1931 Lipman,C.B.McKinney,G.lMo 1939 Arnon,D.I . Stout,P.RlCl 1954 Broyer,T.C.2022/5/1628一、土壤中的微量元素一、土壤中的微量元素l土壤微量元素的含量,主要由成土母质和成土过土壤微量元素的含量,主要由成土母质和成土过程决定。程决定。l土壤微量元素是否缺乏,一般不决定于其总量,土壤微量元素是否缺乏,一般不决定于其总量,而主要决定于其有效性。而主要决定于其有效性。l影响微量元素有效性的因素有:影响微量元素有效性的因素有:l土壤pHl土壤有机质:可提高微量元素的有效性;l土壤氧化还原状况影响Fe、Mn的
21、有效性2022/5/16292022/5/1630(一)土壤中的硼(一)土壤中的硼l我国土壤中的硼含量:l痕量痕量500 mg/kg,平均,平均64 mg/kg。l干旱地区土壤含硼比湿润地区土壤高。干旱地区土壤含硼比湿润地区土壤高。l南方酸性红、黄壤上一般全硼和有效硼含量都较低,而南方酸性红、黄壤上一般全硼和有效硼含量都较低,而北方土壤一般是有效硼含量低。北方土壤一般是有效硼含量低。l 土壤热水溶性硼l0.5 mg/kg 缺硼缺硼l0.25mg/kg 严重缺硼严重缺硼l 硼以B(OH)3或B(OH)4-形态存在于土壤溶液中。 2022/5/1631(二)土壤中的锌(二)土壤中的锌l我国土壤全锌
22、含量10300 mg/kg,平均含量100 mg/kg。主要决定于成土母质。l目前用pH 7.3的DTPA提取土壤有效锌(中性、石灰性土壤),临界值0.5 mg/kg。酸性土壤则用0.1 mol/L HCl提取土壤有效锌, 临界值1.5 mg/kg。l土壤溶液中锌的形态:Zn2+、Zn(OH)+、ZnCl+、ZnNO3+l缺锌一般发生在pH7的土壤上。 2022/5/1632(三)土壤中的钼(三)土壤中的钼l我国土壤全钼范围0.16.0 mg/kg。平均含量1.7 mg/kg。l南方红、黄壤地区土壤全钼含量高,但有效性低。北方土壤全钼含量低,但有效性高。lpH56时,土壤钼主要以MoO42-
23、形态存在,pH5.5时,土壤钼以HMoO4-形态存在。 l酸性土壤上,钼酸根被铁、铝氧化物所吸附,造成有效钼含量降低。随土壤pH增加,吸附量减少,土壤有效钼含量增加。2022/5/1633(四)土壤中的锰(四)土壤中的锰l土壤中锰含量很高,425000 mg/kg。特别是红、黄壤上含量更高。l缺锰的土壤主要是我国北方石灰性土壤。l石灰性土壤交换态锰3mg/kg,易还原态锰100 mg/kg时植物出现缺锰,二者总和称为活性锰。l酸性、还原条件下:Mn4+ Mn3+ Mn2+ l碱性、氧化条件下:Mn2+ Mn3+ Mn4+2022/5/1634(五)(五) 土壤中的铁土壤中的铁l土壤中全铁含量很
24、高,是岩石和土壤中含量最多的三个元素(Si、Fe、Al)之一。全铁含量110(10000100000 mg/kg),而有效铁的含量较低,影响因素主要是土壤pH和Eh。l土壤可溶性铁在pH6.58.0时最高,形态为Fe2+、Fe3+ 和络合铁。l缺铁主要是北方石灰性土壤,连续阴雨会加速植物缺铁症(HCO3-)。南方水田上Fe2+过多也会出现中毒。l DTPAFe的临界值:2.54.5 mg/kg。2022/5/1635(六)土壤中的铜(六)土壤中的铜l我国土壤全铜3300 mg/kg。l大部分存在于原生和次生矿物的晶格内。l碱性、有机质含量较高的土壤上易出现缺铜现象。l土壤溶液中Cu2+浓度很低
25、,98以上铜被有机物络合。lDTPACu0.2mg/kg时植物可能缺铜。 2022/5/16362022/5/16372022/5/16382022/5/16392022/5/1640(七)、引起土壤微量元素缺乏的原因(七)、引起土壤微量元素缺乏的原因l1、高产品种的引用 l 对微量养分要求高了(高产)对微量养分要求高了(高产)l 吸收微量养分的能力不高吸收微量养分的能力不高l2、土地平整 l 养分贫瘠养分贫瘠 低产田开发利用低产田开发利用l3、耕作制度的改革栽培措施的改变引起l4、农业集约化生产的发展l 增加大量元素养分增加大量元素养分引起养分不平衡引起养分不平衡l5、违反养分平衡原则微量养
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