农学专业基础知识材料

植物营养一一植物体从外界环境中吸取其生长发育所需的养分，用以维持其生命活动营养元素一一植物体用于维持正常新陈代谢完毕生命周期所需的化学元素植物营养学是研究植物对营养物质吸取、运送、转化和运用的规律及植物与外界环境之间营养物质和能量互换的科学植物营养学的重要任务一一阐明植物体与外界环境及养物质运送、分派和能量转化的规律，并在此基础上通过施肥手段为植物提供充足的养分，发明良好的营养环境，或通过改良植物遗传特性的手段调节植物体时代谢，提高植物营养效率，从而达到明显提高作物产量改善产品品质日勺目电肥料分类:按来源分无机肥料、有机肥料等按元素分氮肥、磷肥、钾肥等按养分多少分单质肥料、复合肥料等按养分有效性分速效肥料、缓效肥料、长效肥料按肥料状态分固体肥料和液体肥料第二节源-库关系与产量一般，植物体内进行光合伙用或能合成有机物质为其他器官提供营养的部位称之为源（如成熟日勺绿色叶片），而把消耗或储存部位称之为库（如根、茎、生长顶端和果实等）植物体内，同化产物和其他物质常常进行着从源到库的运送“土壤养分生物有效性”的含义（）土壤中矿质态养分的浓度、容量与动态变化；1（）根对养分的获取与养分向根表迁移方式与速度；（）在根系生长与吸取时作用下，土23壤中养分时有效化过程以及环境因素对养分有效化的影响土壤养分向根表日勺迁移有两种方式

（一）质流植物日勺蒸腾作用和根系吸水导致根表土壤与土体之间浮现明显水势差，土壤溶液中的养分随水流向根表迁移其特点I是运送养分数量多，养分迁移的距离长养分通过质流达到根部的数量取决于植物的蒸腾速率和土壤溶液中该养分的浓度

（二）扩散当根系截获和质流作用不致土壤溶液盐浓度增高对硝化作用有明显的克制作用，故硝化流失少长期施用导CI-致土壤板结或更强的盐渍化不能作种肥可作基肥和追肥，不适宜作种肥，特别注意不能与种子接触，以防影响种子发芽或导致烧苗施用时要注意深施覆土马铃薯、亚麻、烟草、甘薯、茶等作物为明显的忌氯作物钾在植物体内具有较大的移动性，随植物生长中心转移而转移，即再运用率高重要分布在代谢最活跃的器官和组织中，如幼芽、幼叶、根尖等钾的营养作用钾有高速度透过生物膜，且与酶促反映关系密切的特点钾不仅在生物物理和生物化学方面有重要作用，并且对体内同化产物的运送，能量转变也有增进作用

（一）钾与光合伙用钾能增进光合伙用，提高的同化率钾对光合伙用时影响C02是⑴钾能增进叶绿素的合成；⑵钾能改善叶绿体的构造；⑶钾能增进叶片对的同化增强植物的抗逆性钾有多方面的抗逆功能，它能增强作物的抗旱、C02抗高温、抗寒、抗病、抗盐、抗倒等的能力，从而提高其抵御外界恶劣环境的忍耐能力这对作物稳产、高产有明显作用抗旱性增长钾离子的浓度，提高细胞的渗入势；提高胶体对水的束缚能力，使细胞膜保持稳定的透性；气孔时开闭随植物的生理需要而调节自如；增进根系生长，提高根冠比，增强作物吸水能力抗高温:保持较高的水势和膨压，保证植物的正常代谢；增进植物时光合伙用，加速蛋白质和淀粉的合成；调节气孔和渗入，提高作物对高温的忍耐能力抗盐类稳定质膜中蛋白质分子上的基，S-H避免蛋白质变性；避免类脂中的不饱和脂肪酸被氧化抗病性:增厚细胞壁提高细胞木质化限度;增进植物体内低分子化合物转变为高分子化合物抗倒伏增进作物茎秆维管束的发育，使茎壁增厚，髓腔变小，机械组织内细胞排列整洁抗早衰延长籽粒灌浆时间，增长千粒重作物钾素营养与品质公认的“品质元素”油料作物施钾，种子脂肪含量增长纤维素作物施钾，有助于纤维素合成淀粉类作物施钾，能增进碳水化合物的合成禾谷类作物施钾，能提高千粒重蔬菜施钾，能提高产量和品质施钾能提高烟草产量和品质果树施钾，能提高果实全糖量、改善糖酸比，增长果实风味VC,

四、作物的钾素营养失调症状植物缺钾的常见症状.一般茎叶柔软，叶片细长、下披；.老叶叶尖和叶缘发黄，12进而变褐，逐渐枯萎；.在叶片上往往浮现褐色斑点，甚至成为斑块，严重缺钾时幼叶3也会浮现同样的症状；.根系生长停滞，活力差，易发生根腐病4禾谷类作物缺钾时，先在下部叶片上浮现褐色斑点，严重缺钾时新叶也会浮现这样的症状，然后枯黄，症状由下至上发展水稻缺钾易浮现胡麻叶斑病的症状，发病植株新叶抽出困难，抽穗不齐根量少，呈黑褐色玉米缺钾时，所形成的果穗尖端呈空粒，如可以形成籽粒也不充实，淀粉含量低氯化钾可作基肥和追肥，但不能作种肥.,硫酸钾.可作基肥、追肥（240〜300kg/ha,砂性土和喜钾作物上可提高到300〜450kg/ha）、种肥（45〜90kg/ha）和根外追肥（1〜2%）硫酸钾作基肥、种肥、追肥均可由于钾在土壤中的移动性较a小，一般以基肥最为合适，并注意施肥深度应增施有机肥料以改善土壤构造、避免土.b.壤板结酸性土壤上应增长石灰以中和酸性草木灰成分和性质具有多种营养成分，如、、、及微量元素不同植物灰分

1.K CaMg P中、、含量各不相似；同种植物，因组织、部位不同，灰分含量也有所差别;土壤P KCa类型、土壤肥力、施肥状况、气候条件都会影响植物灰分的成分和含量可作基肥、追肥、种肥和根外追肥，适合多种作物

一、植物体内磷的含量、分布和形态.含量（）植株干物重影响因1P2O5:.

0.2~

1.1%素植物种类油料作..豆科作..禾本科作物；生育期生育前..生育后期；器官幼嫩器..衰老器官、繁殖器..营养器官；种..叶..根.茎秆；生长环境高・磷土..低磷土

（三）影响植物吸取磷的因素.作物种类和生育期⑴喜磷作物（豆科绿肥、油1菜、养麦）》一般豆类、越冬禾本科〉水稻；⑵根系发达或根毛多或有菌根的作物吸磷多；⑶幼苗期对磷的规定较为迫切.生长前期吸取的磷占全吸取量的60〜；后期重要依赖磷在植物体内的运转再运用，运转率可达70%70-80%o

五、植物磷素失调症状及其丰缺指标失调症状⑴缺磷症状植株生长发育缓慢、L矮小、瘦弱在缺磷初期，叶片较小，叶色呈暗绿或灰绿，缺少光泽；在某些植物的茎叶上会浮现紫红色斑点或条纹缺磷严重时，叶片枯死脱落缺磷症状一般从基部老叶开始，逐渐向上扩展（）磷过量症状作物的无效分菜和瘪籽增长，2叶片肥厚而密集，叶色浓绿，植株矮小，节间过短,生长明显受克制；繁殖器官成熟进程加快，导致营养体小，产量减少；阻碍对、、时吸取和运送，Zn CuFe引起植物对这些元素的营养不良反映I能向植物提供足够的养分时，根系不断日勺吸取可使根表有效养分的浓度明显减少,并在根表垂直方向上浮现养分浓度梯度差，从而引起土壤养分以扩散方式顺浓度梯度向根表运送土壤养分的扩散作用品有速度慢距离短的特点扩散速率重要取决于扩散系数在植物养分吸取总量中，通过根系截获的数量很少大多数状况下，质流和扩散是植物根系获取养分日勺重要途径对不同营养元素而言，不同供应方式的奉献各不相似、和-重要靠质流供应，而、、等扩散是重要日勺迁移方Ca2+Mg2+N03H2P04-K+NH4+式在相似蒸腾条件下，土壤溶液中浓度高的元素，质流供应的量就大I养分向根表日勺迁移受到根系吸取和土壤供应两方面的影响

（一）土壤湿度增长土壤湿度，可使土壤表面水膜加厚，一方面能增长根表与土粒间的接触吸取；另一方面又可减少养分扩散的曲径，从而提高养分扩散速率

（二）施肥施肥可增长土壤溶液中养分的浓度，直接增长质流和截获的供应量同步，施肥加大了土体与根表间的养分浓度差，也增长了养分扩散迁移量根系密度是指单位土壤体积中根的总长度，表达有多大比例的土壤体积向根供应养分影响根系生长的环境因素

（一）土壤物理因素土壤容重增长意味着紧实度变大,大孔隙减少，根的伸长速度减少，平均直径减少主根伸长受阻会激发侧根的发展,形成密集的表层根系一般根系生长最适温度范畴在20〜25℃之间，土壤温度过高或过低都也许克制根系的生长

（二）土壤养分状况增长养分供应可增进根系生长一般根系集中生长在养分浓度较高的地方合适深施肥料有助于根系下扎和吸取下层土壤水分和养分在局部根区提高养分浓度对根系形态有明显影响，其中以供应硝酸盐最为突出矿质养分的供应对根毛的长度和密度也有很大影响土壤硝酸盐和土壤磷的浓度与根毛数目及根毛长度之间呈负有关关系；而镂盐的存在则增长根毛I欧密度与长度I

（一）根际养分浓度分布.累积当土壤溶液中养分浓度高，植物蒸腾量大,养分供1应以质流方式为主时，根对水分的吸取速率高于养分吸取速率，根际养分浓度增长并高于土体的养分浓度，浮现养分累积区；.亏缺当土壤溶液中养分浓度低，植物蒸腾强2度小，根系吸取土壤溶液中养分时速率大于吸取水分的速率时，根际即浮现养分亏缺区;.3持平一定条件下，当水分蒸腾速率和养分吸取速率相等时，根际没有养分浓度梯度差

（二）根际养分浓度分布的影响因素营养元素种类、、等

1.Ca2+N03-SO42-Mg2+养分在土壤溶液中含量较高，在根际一般呈累积分布；、、和某些微量H2P04-NH4+K+元素、、等养分在土壤溶液中的浓度低，由于植物吸取，根际浮现亏缺Fe2+Mn2+Zn2+分布养分在根际亏缺的强度、范畴与该种养分的扩散系数、迁移速率等特性密切有关.土壤缓冲性能根际养分分布与粘粒含量和缓冲能力有关粘粒含量少的土壤，对养分2的吸附力弱，离子迁移速率快，养分亏缺范畴大粘粒含量多的土壤，缓冲能力强，对养分的吸附力强，土壤溶液中养分浓度低，离子迁移速率小，养分亏缺范畴小.植物3营养特性根系吸取养分能力的强弱能影响根际养分浓度时分布，不同植物之间在根系容积，养分吸取速率，最低吸取浓度，蒸腾强度等方面均有差别因此，同一养分在不同种类植物的根际，其浓度分布是不同时根毛的形态、密度和长度对移动性弱的养分（如磷）有重要影响影响根际变化的因素.氮素形态施用根系向外释放根际下降；pH1NH4+-N H+,pH施用根系释放或根际上升使根际上升的幅度一般低于N03-N0H-HC03-,pH N03-N pH使根际下降的幅度，不同种类植物间有明显差别NH4+-N pHI.共生固氮作用某些豆科植物在固定空气中的时，也会减少根际值养分胁迫2N2pH

3.双子叶植物和某些耐低铁的非禾本科单子叶植物在铁胁迫时，根系积极分泌还原性物质，根在释放电子的同步也释放质子，以酸化根际环境石灰性土壤上，白羽扇豆缺磷时，可形成排根，向体外分泌大量柠檬酸，酸化根际，螯合钙、铁、铝等.植物遗传特性4不同种类植物在选择吸取、体内酸碱平衡的生理调节方式和能力等方面均有差别.根5际微生物微生物既可通过呼吸作用释放又可合C02,成并分泌某些有机酸而引起根际值的变化pH吸取了的养分的去向.在原细胞被同化，参与代谢或物质形成，或积累在液泡中成.1为贮存物.转移到根部相邻的细胞.通过输导组织转移到地上部各器官

23.随分泌物一道排回介质中根外介质中的养分从根表皮细胞进入根内经皮层组织4达到中柱时迁移过程叫养分的横向运送由于其迁移距离短，又称为短距离运送养分从根经木质部或韧皮部达到地上部的运送以及养分从地上部经韧皮部向根的运送I过程，称为养分的纵向运送由于养分迁移距离较长，又称为长距离运送两条途径.质外..是由细胞壁和细胞间隙所构成的持续体在质外体中水分和养分可以自由出入共质..是由细胞的原生质（不涉及液泡）构成，穿过细胞壁的胞间连丝把细胞与细胞连成一种整体，这些互相联系起来的原生质整体称为共质体影响养分横向运送时因.养分在横向运送过程中是路过质外体还是共质体，重要取决于养分种类，养分浓度、根毛密度、胞间连丝的数量，表皮细胞木栓化限度等多种因素

二、运送部位根尖生理活动旺盛，细胞吸取养分的能力较强，但输导系统尚未形成，而根毛区后来，外周木栓化限度较高，水分和养分都难以进入，因而这两个部位养分的横向运送量都很低伸长区及稍后的区域输导系统初步形成，同步内皮层尚未形成完整的凯氏带，养分可以通过质外体直接进入木质部导管这个区域是靠质外体运送的养分的重要吸取区，如钙、硅根毛区内皮层形成了凯氏带，制止质外体中的养分直接进入中柱木质部，养分时运送重要以共质体形式进行根压:当离子进入木质部导管后，增长了导管汁液的浓度，使水势下降，引起导管周边的水分在水势差的作用下扩散进入导管，从而产生一种使导管汁液向上移动的压力吐水由于根压的作用使水分和离子在导管中向地上部移动，可在叶尖或叶缘泌出水珠，即吐水现象伤流液若把幼苗茎基部切断，可以收集到木质部汁液，即伤流液影响离子进入木质部数量的因素外界离子浓度影响木质部汁液的浓度,并且影响木

1.质部汁液的体积如果外部介质离子浓度过高，水势太低时，则会浮现水分难以进入，而导致木质部汁液体积下降.温度介质温度影响着木质部汁液的体积2和离子浓度，其中对体积的影响大于浓度随着温度的升高，水分的粘滞度减少，因而更易于扩散进入木质部，使木质部汁液体积增长.呼吸作用木质部中养分移动的驱动3力是根压和蒸腾作用一般在蒸腾作用强的条件下，蒸腾起主导作用，在蒸腾作用单薄或停止的条件下，根压则上升为主导作用由于根压和蒸腾作用只能使木质部汁液向上运动，木质部中养分的移动是单向时植物某一器官或部位中的矿质养分可通过韧皮部运往其他器官或部位，而被再度运用，这种现象叫做矿质养分的再运用矿质养分再运用时限度取决于养分在韧皮部中移动性的大小，韧皮部中移动性大的养分元素，如氮、磷、钾等，其再运用限度高而钙、硼时再运用限度低养分再运用的过程第一步，养分的激活养分离子在细胞中被转化为可运送的形态，这一过程也许是通过第二信使来实现时第二步，进入韧皮部被激活的养分转移到细胞外肚质外体后，再通过原生质膜的积极运送进入韧皮部筛管中第I三步，进入新器官养分通过韧皮部或木质部先运至接近新器官的部位，再通过跨质膜的积极运送过程卸入需要养分的新器官细胞内

二、养分再运用与缺素部位再运用限度大的元素，养分的缺少症状一方面出目前老的部位，而不能再运用时养分，在缺少时由于不能从老部位运向新部位，而使缺素症状一方面表目前幼嫩器官

三、养分再运用与生殖生长植物生长进入生殖生长阶段后，根的活力削弱，养分吸取功能衰退，各器官中养分含量重要靠体内再分派进行调节营养器官将养分不断地运往生殖器官，随着时间的延长，营养器官中的养分，所占比例逐渐减少逆境土壤自然界植物生长的土壤往往存在着多种各样的障碍因素，限制着植物生长这些具有植物生长障碍因素的土壤称为逆境土壤重要障碍因素盐碱土中有高浓度的盐分离子；酸性土壤中有高浓度的、、、+等;AI3+H+Mn2+Fe2淹水土壤中有过量的还原性物质和等；石灰性土壤中缺少足够的有效磷、铁和锌等Fe2+植物在长期的生长发育过程中对环境产生了一定的适应能力分棕壤等酸性土壤的重要障碍因子氢离子毒害铝的毒害镒的毒害缺少酸性土壤酸性土壤是低土壤时总称，涉及红壤、黄壤、砖红壤、赤红壤和部pH有效养分

（二）铝的毒害当土壤溶液中可溶性铝离子浓度超过一定限度时，植物根就会体现出典型的中毒症状根系生长明显受阻，根短小，浮现畸形卷曲，脆弱易断在植株地上部往往体现出缺钙和缺铁的症状过量铝会克制根对磷、钙、镁、铁等营养元素时吸取铝对磷的影响重要是形成难溶性的沉淀，使磷淀积在根表或自由空间之AIP04中，直接影响植物对磷的吸取铝克制钙镁吸取的重要因素是铝与钙镁离子竞争质膜上载体结合位点铝的这种克制作用会导致多种作物（如大豆、就豆、玉米）顶端分生组织缺钙，导致严重减产过量铝还影响植物铁营养状况铝对铁时影响重要是它干扰Fe3+还原成的过程，阻碍植物根系对铁时吸取，并使植物体内的铁不能充足发挥作用Fe2+

（三）镒的毒害镒毒多发生在淹水的酸性土壤上是致毒的形态，而只有Mn2+Mn2+在较低的和条件下才会浮现植物镒中毒的症状一方面出目前地上部,体现为叶pH Eh片失绿，嫩叶变黄，严重时浮现坏死斑点镒中毒的老叶常浮既有黑色斑点，通过切片观测和成分分析，证明这是二氧化镒的沉淀物

（四）缺少有效养分酸性土壤中铁、铝活性高，与磷形成难溶性的铁磷（・）和铝Fe P磷（）直至有效性更低的闭蓄态磷（）使土壤磷以及施入土壤中肥料磷的绝大部分ALP0-P,转化为固定态磷，致使绝大多数的酸性土壤都严重缺磷一般，根系越长，根毛越密，植物吸磷能力就越大，其适应低磷土壤的能力也就越强植物重要是通过减少对钙的需要或提高体内钙的生理功能来保证低钙条件下植物的正常生长酸性土壤上植物对低钾日勺适应重要有两个途径一是依托庞大的根系，以较大的吸取表面积吸取足够的钾；二是依托有利的根吸取动力学特性，具有较低的值I Cmin和值，使根系在低钾土壤中仍能保持较高的吸取速率Km盐渍土上植物生长的障碍重要是由于盐分浓度过高引起的盐渍土盐分危害的因素:

（一）减少水分有效性土壤溶液中盐分含量增长时，渗入压随之提高，水分的有效性，即水势却相应减少因而，植物根系吸水困难，浮现生理干旱现象

（二）单盐毒害作用在盐渍土中，若某一种盐分浓度过高，其危害限度比多种盐分同步存在时要大当加入其他盐分时，几种盐分形成混合液时则危害变小..我国耕地土壤全氮含量为之间，与土壤有机质含量呈正有关土壤中氮

0.04〜

0.35%的形.

1.有机.（＞98%.水溶.速效氮〈全氮的

5..水解.缓效氮.占50〜

70.非水解.难运.占30〜

2.无机.（1〜2%.离子.土壤溶液.吸附.土壤胶体吸.固定.21型粘土矿物固氮在植物体内日勺含量与分..含量占植物干重日勺..影响因素植物种类

10.3〜5豆科植物〉非豆科植物.品种高产品种,低产品种；器官种子＞叶＞茎＞根.组织幼嫩组织〉成熟组织〉衰老组织，生长点〉非生长点生长时期苗期＞旺长期＞成熟期＞衰老期，营养生长期〉生殖生长期.分布幼嫩组织〉成熟组织〉衰老组织;生2长点,非生长点因素氮在植物体内日勺移动性强在作物毕生中，氮素的分布是在I变化的营养生长期大部分在营养器官中（叶、茎、根）；生殖生长期转移到贮藏器官（块茎、块根、果实、籽粒），约占植株体内全氮的70%

四、植物氮素营养失调症状氮缺少⑴外观体现整株植株矮小，瘦弱；叶片细小直立，叶色转为淡绿L色、浅黄色、乃至黄色，从下部老叶开始浮现症状；叶脉、叶柄有些作物呈紫红色；茎细小，分篥或分枝少，基部呈黄色或红黄色；花稀少，提前开放；种子、果实少且小，早熟，不充实；根色白而细长，量少，后期呈褐色（）对品质的影响影响2蛋白质含量和质量（必需氨基酸的含量）；影响糖分、淀粉等的合成.氮过.（.外观体现营养体徒长，贪青迟熟；叶面积增大，叶色浓绿，叶片下21披互相遮荫；茎秆软弱，抗病虫、抗倒伏能力差；根系短而少，早衰（.作物例子:禾2谷类无效分蕤增长；迟熟，枇粒多叶菜类水分多，不耐贮存和运送；体内硝酸盐含量增长麻类纤维量减少，纤维拉力下降苹果树枝条徒长，花芽分化不充足；易发生病虫害；果实不甜，着色不良，晚熟.碳酸氢钱分子式含氮左右（）性质物理性质无色或白色1NH4HCO3,17%1化合物，粒状、板状、粉状或柱状细结晶，比重容重易溶于水，水溶液值

1.57,

0.75,pH

8.2〜

8.4易吸湿结块

（2）在土壤中的转化溶于水，解离为NH4+和均能被吸取易被吸附，不易流失，淋失量仅为其他氮肥的小（）施用应HC03-,NH4+3注意氨时挥发损失和氨伤害作物工业措施加表面活性剂（十五烷基磺酰氯、十烷基苯磺酸镂等）、机械压粒和化学变化性质（）农业措施可作基肥（公顷）、MgO+NH4H2PO4+5H2O=MgNH4PO

4.6H2O o375-600kg/追肥（公顷），不能作种肥农业措施.不离土规定深施覆土深施肥效的高225-300kg/:1峰期在天作基肥时，施用时深度为粘土壤土砂土；25-3010-15cm,14-15cm,12-18cm作追肥时施用深度为粘土壤土砂土.要尽量避免高温季节7-lOcm,10-12cm,10-15cm2和高温时间施用应在气温＜℃时季节施用，一20天中应避开中午气温较高的时段施用高温季节可选其他氮肥品种，如尿素、硫酸钱等.硫酸镂溶于水，解离为和由于作物吸取前者多，导致土壤中2NH4+SO42-,SO42-累积，其与结合，导致土壤变酸，故称之为生理酸性肥料酸性土壤上增强土壤的酸H+性；中性和石灰性土壤中产生的硫酸与碳酸钙反映生成硫酸钙，其充填于土壤空隙中使土壤颗粒粘连，导致闭塞、板结硫酸根在还原性较强的土壤上可被还原为侵入根H2S,细胞使根变黑，部分甚至所有丧失吸取功能当有较多存在时，可生成在根内Fe2+FeSz形成沉淀，同样阻碍作物根系日勺吸取施用除还原性很强的土壤外，适合在多种土壤和作物上施用可做基肥、追肥和种肥在酸性土壤上施用应配合石灰等碱性物质，但注意不要直接混合施用在缺硫土壤及喜硫忌氯作物，如葱、蒜、油菜、薯类、烟草等上应优先考虑.氯化钱溶于水，解离为和也为生理酸性肥料在酸性土壤中使土壤溶3NH4+CI-,液酸性加强在中性和石灰性土壤中生成易溶于水，在雨季及排水良好的地区可CaCI2,被淋失，导致土壤胶体品质下降，在干旱及排水不良的土壤中被积累，导。