作物营养与平衡施肥【武汉中农】

作物营养与平衡施肥张德才推广研究员一级配方师湖北省土壤肥料工作站*1.作物必需的营养元素和来源非矿质营养元素：碳(C)、氢(H)、氧(O)，来源于空气和水。矿质营养元素：主要来源于土壤和肥料。大量元素：氮N、磷P、钾K(三要素)中量元素：硫S、钙Ca、镁Mg、硅Si微量元素：硼B、铁Fe、铜Cu、锌Zn锰Mn、钼Mo、氯Cl1.作物必需的营养元素和来源作物必需的各种养分同等重要，相互不可代替；作物产量受土壤中作物必需的某种有效养分含量相对最低的营养元素限制；缺乏任何一种必需营养元素，作物都不能正常生长。1.作物必需的营养元素和来源氮为植物结构组分元素，主要构成蛋白质、核酸、叶绿素、酶、辅酶、辅基、维生素、生物碱、植物激素、酰脲。氮常以硝态氮（NO3-）、铵态氮（NH4+）和酰胺态（-NH2）被植物吸收。旱田作物以吸收硝酸氮为主，水田作物以吸收铵态氮为主。根系吸收的氮通过蒸腾作用由木质部输送到地上部器官。植物吸收的铵态氮绝大部分在根系中同化为氨基酸，并以氨基酸、酰胺形式向上运输。植物吸收的硝态氮以硝酸根或在根系中同化为氨基酸再向上运输。植物吸收的硝酸盐在植物根系或叶细胞中利用光合作用等提供的能量还原为亚硝态氮，继而还原为氨。这一过程称为硝酸盐还原作用。氨在植株体内参与蛋白质、叶绿素、酶等各种代谢物质的生成。2.1氮营养元素生理功能2.主要几种营养元素生理功能磷是植物结构组分元素，主要构成核酸、磷脂、腺苷磷酸、磷酸酯、肌醇六磷酸。磷常以一价（H2PO4-）和二价（HPO42-）正磷酸盐形式被植物吸收。土壤中的磷通过根系主动吸收进入植物体内。根吸收的磷经木质部薄壁细胞运入木质部导管后可随蒸腾液流很快运到地上部。无机磷酸盐在液泡内对代谢有调节作用。叶中碳水化合物代谢和蔗糖运输也受磷的调节。磷参与能量代谢，遗传信息的储存和传递，细胞膜的构成和酶活动。2.2磷营养元素生理功能钾是非植物结构组分元素。钾的功能主要有：在植物体内激活酶、参与光合作用、对植物水分平衡的调节作用、调节阴阳离子平衡和pH值、促进蛋白质代谢、可平衡酸性氨基酸中的负电荷等。植物以钾离子（K+）形态吸收钾。根吸收钾的方式有主动吸收和被动吸收两种。钾首先要满足细胞质内代谢的需要。钾不是植物细胞结构组分，在植物体内钾以钾离子形态存在，很易运输。进入导管后靠根压和蒸腾拉力向地上部运输。钾在合成代谢中的功能主要是促进韧皮部运输。钾能促进蔗糖、淀粉和蛋白质的合成，促进同化产物物从源到库的运输。促进茎杆生长而健壮，抗病虫草害，抗冻害风害，促进蔗糖、淀粉和蛋白质的合成和向收获物部分运输，为品质元素。缺钾易发生缺钾性生理病害和诱发病虫害。2.3钾营养元素生理功能硫是植物结构组分元素。主要构成含硫氨基酸、谷胱苷肽、硫胺素、生物素、铁氧还蛋白、辅酶A等。某些植物中带有难闻气味的挥发性物质主要是含硫化合物等。植物主要以硫酸盐（SO42-）形态吸收硫。空气中的二氧化硫也可被高等植物直接吸收利用。硫进入植物体后大部分以硫氢基和联硫基形态存在于胱氨酸、半胱氨酸、甲硫氨酸和蛋氨酸等化合物中。促进含硫氨基酸、蛋白质、硫胺素、生物素、叶绿素、油脂等物质的合成，抑制植株体内硝酸盐积累。硫不是叶绿素的成分，但影响叶绿素的合成，这可能是由于叶绿体内的蛋白质含硫所致。洋葱、大蒜、芥菜的特殊气味主要与以硫为结构成分的硫代异氰酸盐和亚砜等挥发性化合物有关。硫与十字花科植物油菜、芥菜中的芥子油含量有关。2.4硫营养元素生理功能镁是植物结构组分元素。主要构成叶绿素、肌醇六磷酸钙镁、果胶、酶等。镁以二价镁离子形式被根尖吸收，细胞膜对镁离子的透过性较小。植物根吸收镁的速率很低。在植物组织中，70%以上的镁与无机阴离子（硝酸根、氯离子、硫酸根）和有机阴离子（苹果酸、柠檬酸）相结合，呈易扩散态；镁离子和钾离子在光合电子传递过程中共同作为氢离子的对应离子，维持类囊体的跨膜质子梯度。镁是构成叶绿素关键成分，而主导光合作用，促进蛋白质、油脂和糖的形成，抑制植株体内非蛋白质氮（硝酸盐）积累，提高产量和农产品品质。镁是一些酶的组成元素和另一些酶的活化剂。作物缺镁同样易导致减产和品质下降。2.5镁营养元素生理功能氯是植物结构组分元素。氯容易被植物吸收，常以氯离子(Cl-)形态被植物根系吸收，并能透过质膜。叶片也可以从空气中吸收氯。多数植物对氯的需要量较大。能增强植株防病抗病能力，在土壤中，抑制反硝化作用，提高氮肥肥效。氯在植株体内移动性很高。在植物体内氯主要以离子形态存在，维持细胞的膨压及电荷平衡。氯作为钾的伴随离子参与调节叶片上气孔的开闭，影响到光合作用与水分蒸腾。氯作为含锰放氧系统的辅助因子参与光合系统II的光解水放氧反应。同时氯在叶绿体中优先积累，对叶绿素的稳定起保护作用。适量的氯还能促进氮代谢中谷氨酰胺的转化以及有利于碳水化合物的合成与转化。2.6氯营养元素生理功能3.1水稻营养特性与失衡症状水稻对营养的需求是多方面的，氮、磷、钾，硅、镁、硫、钙的需要量较大；铁、锰、锌、硼、钼微量元素也不可忽视。水稻的一生对养分平衡状况较为敏感，任一种营养元素的不足或过量都会对正常生长和产量形成以及病虫害轻重程度造成影响。穗分化至灌浆盛期是结实关键期。抽穗结实期需大量水分和矿质营养。此时期营养状况平衡和高光效，能有效提高结实率和粒重。每形成1千克稻谷约需水500～800千克。3.作物营养特性与失衡症状水稻缺氮整株褪淡，下位叶黄枯，植株矮小，分蘖少早衰，穗小子粒不饱满。但氮过多则植株徒长，贪青倒伏，延迟成熟，空秕粒增加。3.1水稻营养特性与失衡症状水稻缺磷植株紧束呈“一柱香”株型，生长迟缓不封行，叶片及茎为暗绿色或灰兰色，叶尖及叶缘常带紫红色，无光泽。缺磷水稻未老先衰。3.1水稻营养特性与失衡症状3.1水稻营养特性与失衡症状水稻缺钾生理病害：一类是返青分蘖期发生缺钾性赤枯病，或称“青铜病”。第二类是缺钾性褐斑病。第三类是缺钾性胡麻叶斑病。偏施氮肥导致缺钾3.1水稻营养特性与失衡症状水稻缺硫上部叶片失绿。缺硫生长受阻，尤其是营养生长，症状类似缺氮。水稻缺镁症状先出现在低位衰老叶片上，缺镁症大多数在生育后期发生，病叶从叶枕处成直角下垂。3.1水稻营养特性与失衡症状3.2小麦营养特性与失衡症状小麦需肥较多。以土层深厚、排水良好、富含腐殖质的壤土、粘壤土最为适宜。每生产100千克子粒需从土壤中吸收氮素3～3.5千克，磷酸1～1.3千克,氧化钾2～3千克。为促进苗期早发,使冬前达到一定分蘖和拔节期巩固分蘖成穗，要施足基肥和重施拔节肥。干旱地区以重施底肥为主。分蘖期至开花期对磷、钾需量很大，要保证供应。在酸性土壤中往往由于铝离子过多而引起小麦铝中毒，可施用石灰中和，并选用耐铝害品种。小麦较耐旱,但一生中耗水量仍达400～600毫米。拔节到乳熟期需水量最多，占总耗水量的60％。其中以抽穗到开花期的日耗水量最大，拔节至抽穗、开花至成熟期次之。小麦缺氮时氮素从老叶转移到新叶，老叶均匀发黄，植株生长矮小细弱，无分蘖或少分蘖，穗小粒少。3.2小麦营养特性与失衡症状小麦缺磷苗期叶鞘呈紫色，新叶呈暗绿色，分蘖不良。叶片细狭，叶尖发焦，穗小，穗上部的小花不孕或空粒。3.2小麦营养特性与失衡症状小麦缺钾植株矮化，干旱季节表现为枯萎。老叶叶尖发生褪绿，继而坏死。茎秆细弱，较易遭受霜冻、干旱和病害，缺钾也使氮的效用不能发挥。麦穗不饱满，籽粒特别是穗尖发育差。3.2小麦营养特性与失衡症状小麦缺硫全株褪淡、黄化，与缺氮症状极相似，但缺硫新叶比老叶重不易枯干，发育延迟。3.2小麦营养特性与失衡症状小麦缺镁小麦缺镁叶片脉间黄化，中下位叶脉间失绿明显残留绿斑相连成串呈念珠状，对光观察时明显。3.2小麦营养特性与失衡症状小麦缺氯会出现生理性叶斑病，缺氯严重时导致根和茎部病害全株萎蔫。3.2小麦营养特性与失衡症状玉米为短日照作物,日照时数在12小时内,成熟提早。长日照则开花延迟，甚至不能结穗。玉米在砂壤、壤土、粘土上均可生长。玉米适宜的土壤pH为5～8，以6.5～7.0最适。玉米耐盐碱能力差，特别是氯离子对玉米为害大。玉米是一种高投入高产出的作物，营养充足且处于平衡状态才能保证高产和优质。3.3玉米营养特性与失衡症状氮是生成玉米蛋白质、叶绿素等重要生命物质的组成部分;玉米对缺氮反应敏感，首先表现为下位叶黄化，叶尖枯萎，常呈“V”字形向下延展。3.3玉米营养特性与失衡症状3.3玉米营养特性与失衡症状钾是玉米重要的品质元素。钾可激活酶的活性，促进光合作用，加快淀粉和糖的运转，防止病虫害侵入，增强玉米的抗旱能力，提高水分利用率，减少倒伏，延长贮存期，提高产量和品质。玉米缺钾出苗几周即出现症状，下位叶尖和叶缘黄化，老叶逐渐枯萎，节间缩短；生育延迟，果穗变小，穗顶变细不着粒或籽粒不饱满，淀粉含量降低，穗易感病。3.3玉米营养特性与失衡症状玉米缺硫整株褪淡、黄化、色泽均匀。叶脉间黄化，随后茎和叶变红。红色始于叶缘，逐渐向中部蔓延。老叶保持绿色。3.3玉米营养特性与失衡症状玉米缺镁叶片中叶脉间呈现黄绿条纹、植株矮小，先出现条纹花叶，后叶缘出现显著紫红色。缺镁症大多数在生育后期发生，易与叶片生理衰老混淆，但衰老叶片为全叶均匀发黄，而缺镁则是脉绿肉黄。3.3玉米营养特性与失衡症状3.4棉花营养特性与失衡症状棉花喜温好光，温度和光照对纤维成熟和强度影响大。棉花适宜生长在通气排水良好、土层深厚肥沃的土壤上。土壤pH以6.5～8.0为宜。棉花具有营养生长和生殖生长并进期长、蕾铃易脱落的特点，尤其在开花3～5天和幼蕾10～20天脱落最多，原因大致有：水分不足、养分不足、偏施氮肥、灌水过多、棉田荫蔽光照不足等。棉花不同生育期对各种营养需求不同，在开花至吐絮期需营养最多，协调营养生长和生殖生长的矛盾是解决问题的关键。棉花缺氮植株矮小，叶色淡，呈浅绿或黄绿；叶片变黄从下部叶到上部叶。株型瘦小、茎杆细瘦，籽棉品质低。棉花缺磷叶色暗绿，蕾、铃易脱落，严重时下部叶片出现紫红色斑块，棉铃开裂，吐絮不良。3.4棉花营养特性与失衡症状棉花缺钾在5~6叶显现，黄斑花叶，叶缘反卷发展为叶缘焦枯坏死，呈残破缺刻状，落叶早。蕾期棉田长势弱、棉铃萎缩，成熟推迟。磷、钾肥可促进棉株生殖生长，有利早发早熟，增强抗逆力，并提高种子饱满度及纤维品质。3.4棉花营养特性与失衡症状棉花缺镁时老叶叶脉间失绿，网状脉纹清晰，以后出现紫色斑块甚至全叶变红，叶脉保持绿色，呈红叶绿脉状，下部叶脱落早。3.4棉花营养特性与失衡症状棉花对缺硫反应较敏感，生长受阻，营养生长期缺硫症状类似缺氮，症状在幼嫩部位表现明显。3.4棉花营养特性与失衡症状3.5油菜营养特性与失衡症状油菜需肥较多，底肥需施足，现苔抽苔期需肥量占总吸收量的1/3～1/2。幼苗3～5片真叶以前是磷元素营养的临界期，磷的利用效率最高。钾肥在全生育期都可吸收利用，能促进生长，增加分枝，增强耐寒、抗病和抗倒的能力，并能促使早熟，提高含油量。氮、磷、钾配合使用的合理比例为1:0.35:0.95。油菜对硼很敏感。在土壤严重缺硼（土壤水溶性硼含量在0.3ppm以下）时，苗期可导致死苗，苔期可使提早脱叶，花蕾干枯或脱落，开花延缓或不能正常开花。硼能使吸收的氮素迅速转化为有机氮形成蛋白质，缺硼则蛋白质的合成受到阻碍，产生氨中毒。硼还能促进花粉萌发和受精。营养平衡是油菜健壮生长的关键。油菜缺氮，叶色由淡黄绿渐变淡黄红，缺氮油菜根系特别细长。3.5油菜营养特性与失衡症状油菜常作为缺磷指示作物。油菜缺磷子叶期即现症状：叶小色深，背面紫红色，真叶迟出，直挺竖立；3.5油菜营养特性与失衡症状随后上位叶呈暗绿，基部叶呈暗紫，叶柄及叶脉症状明显；叶缘或叶脉间现斑点或斑块；分枝节位高，分枝少角果稀细瘦，荚少粒小；生育期延迟。油菜缺钾苗期叶缘现灰白或白小斑；开春后叶缘及叶脉间失绿并有褐斑或白枯组织，严重时叶缘焦枯、凋萎，叶肉呈烧灼状；茎杆现褐条纹，杆壁变薄且脆遇风雨常折断；着生荚果稀少，角果发育不良。3.5油菜营养特性与失衡症状油菜缺硫初期叶背现淡红色，叶缘向上卷曲成杯状，渐现紫红斑；茎杆细矮并趋向木质化；花、荚色淡，角果尖端干瘪。3.5油菜营养特性与失衡症状油菜缺镁子叶出现紫红色斑块，中后期老叶脉间失绿，显示出橙、红、紫等各种色彩的大理石花纹，落叶提早。3.5油菜营养特性与失衡症状蕃茄（Lycopersiconesculentum）又名西红柿，果实用作蔬菜或水果，是人类维生素C的重要来源。蕃茄对日照长短不敏感，如温度适宜四季均可栽培。番茄对土壤的适应性较广。但耐涝力弱，土壤忽干忽湿易形成开裂果。蕃茄是在生长茎叶的同时开花结实，因而协调营养生长及生殖生长，是丰产的关键。蕃茄一生对营养的有较高的需求，在各种营养都充足的情况下才能保证果实的产量和品质。营养不平衡会出现生长不良的症状。3.6蕃茄营养特性与失衡症状3.6蕃茄营养特性与失衡症状番茄氮过量营养生长过旺，座果率低，抗病虫能力下降，果实不耐挤压保鲜期短，氮过量果实症状与缺钾相似，可用钾肥纠正氮过量症状。钾是番茄的重要品质元素，钾提高果实甜度，减少作物病害的入侵；钾能提高番茄开花座果率，还有催花作用，提早开花结果、提早成熟，延长果实保鲜期效果明显。钾不足蕃茄下位叶叶缘卷曲、黄萎，灰白色斑点，缺钾果实表现为“绿背病”。3.6蕃茄营养特性与失衡症状蕃茄对缺镁敏感，缺镁下位叶脉间出现失绿黄斑，叶缘变为橙、赤、紫等各种色彩，果实亦由红色褪成淡橙色，果肉粘性减少。3.6蕃茄营养特性与失衡症状番茄缺硫叶脉间黄化，叶柄和茎变红，节间缩短，叶片变小。全株体色褪淡，呈浅绿色或黄绿色。3.6蕃茄营养特性与失衡症状3.7大豆营养特性与失衡症状大豆食用兼作饲料；是人类植物蛋白的重要来源。大豆为短日照作物，需要充足的阳光。自幼苗至分枝期土壤持水量75～80％时便能正常生长。开花结荚期和鼓粒期需大量水分。萌芽12℃以上，生育期适温26℃左右，最适昼夜温差5～10℃。最适土壤pH6.2～6.8。大豆对氮、磷、钾养分要求较多，其次为钙、镁、硫，硼、钼、铜、锌、锰等微量元素也不可少。自分枝期起，大豆对氮的吸收与积累随植株的增长而逐步增加，鼓粒期最大；大豆可以依赖自身的固氮能力来满足对氮的需要；对磷的吸收高峰在分枝期-结荚期。幼苗到开花期吸磷量虽不大，但对全期生育的影响却很大；生育前期对钾的吸收较多，结荚后吸钾达到高峰。施肥方法可以采用播种时深施磷钾肥,开花后再追施氮肥,使大豆得到良好的养分供应。用钼酸铵拌种或于开花期叶面喷施,可促使根瘤发育良好。大豆缺氮植株生长矮小，分枝少，叶色淡呈浅绿或黄绿，色泽均一，尤其是基部叶片下部叶片先黄。3.7大豆营养特性与失衡症状大豆缺磷开花后叶片出现棕色斑点，种子小。严重时茎和叶均呈暗红色，根瘤发育差。3.7大豆营养特性与失衡症状大豆容易缺钾，5~6片即出现症状。中下位叶缘失绿变黄呈“金镶边”状。老叶脉间组织突出皱缩边缘反卷，叶柄变棕褐色。结荚稀瘪荚瘪粒多。3.7大豆营养特性与失衡症状大豆缺硫生长受阻，尤其是营养生长，症状类似缺氮。大豆生育前期新叶失绿，后期老叶黄化，出现棕色斑点。根细长，植株瘦弱，根瘤发育不良。3.7大豆营养特性与失衡症状大豆缺镁症状第一对真叶即现，成株后中下部叶先褪淡，后呈橘黄或橙红色，但叶脉保持绿色，脉间叶肉常微凸而使叶片起皱。3.7大豆营养特性与失衡症状南方耕地土壤，普遍缺钾、硼、锌且严重，部分缺硫、镁、钙；北方耕地土壤，普遍缺磷、硼、锌且严重，部分缺硫、镁；氮一般是作物需要最多的养分，无论土壤缺氮与否，均需要施用氮肥，缺氮严重，则适当多施，不缺则适当少施；多只注重大量元素氮、磷、钾三要素养分和肥料的研究与应用，且氮、磷、钾三要素养分施用也不平衡；中微量元素养分和肥料研究与应用则严重薄弱和滞后，土壤中量元素和微量元素逐渐缺乏，施用效果越来越明显；由此导致营养失去平衡，肥料养分利用率低，仅30%左右，作物产量、品质和投肥效益不高。4土壤肥力与施肥现状施肥是农业生产的一项十分重要的措施。在各项农业增产措施中，如肥料、种子、栽培、灌溉等，肥料的增产作用可占到30-50%。施肥还影响品质、效益、耕地质量和生态环境。要达到增产增收，必需平衡；适宜的时期和方法施用肥料；选择适宜的肥料品种：淘汰单质磷肥普钙、碳铵肥料品种。推荐应用或销售大量元素三要素的配合肥料即复混合肥料（含氯复混肥、含硫复混肥、硝基复混肥）、大量元素与中量元素的配合肥料如氯化钾硫镁等肥料。选择适宜的配方肥料，如适宜南方的高氮高钾的配方。慎用3×15或3×16的配方。等5平衡施肥概念5平衡施肥概念适量施用肥料养分，施用不足和施用过多都是不当的施肥行为；应根据土壤肥料状况和作物需肥特性，配比所需施用的各种肥料养分；6肥料新技术产品开发与应用大量元素氮、磷、钾配合肥料即复混肥料的开发应用；大量元素与中量元素的配合肥料的开发应用已经引起国家农业部和中农科院的重视，应加强中量元素肥料的研究应用。在湖北省，我们科研和技术推广部门与企业已联合开发出了相关产品，并着力推广应用。产品类型包括氯化钾硫镁、硝酸钾硫镁、含硫尿素、硫衣尿素、氮钾硫肥、硫酸钾铵等。这类产品的开发与应用正是方兴未艾。在湖北已有较大的应用，施用效果显著。6肥料新技术产品开发与应用氯化钾硫镁特点：全有效养分，全水溶性，不含杂质污染成分，含钾20-40%，含硫10-20%，含镁2-4%，还含有作物必须的氮和氯，养分间相互促进吸收利用。产品配方科学合理，养分平衡吸收，利用效率高。施用效果：在湖北省水稻、小麦、玉米、棉花、蔬菜、甘蔗等作物多点试验示范应用表明：施用氯化钾硫镁相比施用等价值的氯化钾或硫酸钾一般增产8～15%，高的达20%以上。6肥料新技术产品开发与应用氯化钾硫镁施用方法：既可作基肥，又可作追肥，既可与其它氮肥、磷肥和复混合肥配合基追施用，也可与有机肥配合基施。适于水稻、小麦、玉米、棉花、油菜、番茄、香蕉、甘蔗等作物和土壤有效钾、硫、镁缺乏地区使用。在不施用其它钾肥情况下，粮棉油等作物亩施用总量10～30公斤，高产高效作物亩施用总量30～50公斤，基肥比例40～70%，追施比例30～60%。谢谢大家！祝农民朋友：捲金浪五谷丰登！祝各位老板：缠万贯笑逐颜开！