⼀.名词解释1.⼟壤的物质组成
⼟壤:⼟壤是有裸露在地表的岩⽯矿物经过⾃然和⼈为因素作⽤,发⽣⼀系列化学、物理及⽣物变化⽽形成的产物。⼟壤矿物质:存在于⼟壤中的各种原⽣矿物和次⽣矿物。
原⽣矿物:在衍⽣的风化过程中没有改变化学组成⽽遗留在⼟壤中的⼀类矿物称为原⽣矿物。次⽣矿物:原⽣矿物在风化和成⼟过程中,通过化学作⽤或⽣物作⽤⽽新⽣成的矿物叫做次⽣矿物。⼟壤颗粒组成:⼟壤中各粒级⼟粒含量百分率的组合。⼟壤质地:根据机械组成的⼀定范围划分的⼟壤类型。⼟壤有机质:存在于⼟壤中的所有有机物质。
⽆机胶体:⼟壤的⽆机胶体⼜叫做矿质胶体,他是岩⽯风化和成⼟过程的产物。有机胶体:有机胶体是指⼟壤腐殖质以及少量的⽊质素、蛋⽩质、纤维素、半纤维素、多肽和氨基酸。
⽆机有机复合胶体:有机胶体很少单独存在,有50%到90%是与⽆机胶体通过物理作⽤、化学作⽤或物理化学作⽤⽽紧密地结合在⼀起形成有机⽆机复合胶体。永久电荷:有黏粒矿物晶层内的同晶替代或同晶置换。可变电荷:可变电荷室友胶体表⾯分⼦或原⼦团解离所产⽣的电荷。⼟壤溶液:含有溶质和溶解性⽓体的⼟壤间歇⽔。2.⼟壤的形成、分类与分布
⼟壤剖⾯:⼀个具体⼟壤的垂直断⾯。
原始成⼟过程:从岩⽯露出地表着省微⽣物和低等植物开始到⾼等植物定居之前⼟壤形成过程。有机质聚集过程:在植物作⽤下,有机质在⼟体上部积累的过程。黏化过程:⼟壤剖⾯中黏粒形成和积累的过程。
钙积过程:⼲旱、半⼲旱地区⼟壤钙的碳酸盐发⽣移动积累的过程。3.⼟壤的基本性状
⼟壤相对密度:单位体积⼟壤固体颗粒的质量与同体积⽔质量之⽐。⼟壤容重:单位体积的⾃然状态⼟壤的质量或重量。
⼟壤孔隙度:⼀定提的⼟壤,孔隙的体积占整个⼟壤体积的⽐例。
结构体(团聚体):⼟壤中的⼟粒,⼀般不呈单粒状态存在,⽽是相互胶体结成各种形状和⼤⼩不⼀的⼟团存在于存在于⼟壤中。
⼟壤耕性:在耕种过程中⼟壤物理、机械、⼒学性质特别是⼟壤结构性的综合表现。⼟壤粘结性:⼟粒之间相互吸引黏结的性能。⼟壤黏着性:⼟壤黏附外物的能⼒。
⼟壤可塑性:⼟壤在⼀定含⽔量范围内,可以被外⼒任意改变成各种形状,外⼒消失或⼲燥后,仍能保持其变形的性能称为可塑性。
⼟壤胀缩性:⼟壤吸⽔后体积膨胀,⼲燥后⼟体收缩的性质。
⼟壤压实:耕种⼟壤在⼟粒本⾝的重量、⾬滴冲击、⼈畜践踏、机具挤压等的作⽤下,⼟壤由松变紧。孔隙度减⼩的现象。缓冲性能:当加酸或加碱于⼟壤中时,⼟壤的酸碱反应并不因此⽽产⽣剧烈变化
的这种缓和⼟壤酸碱度变化的能⼒。
阳离⼦交换作⽤:⼟壤胶体吸附和解吸各种阳离⼦的作⽤。
阳离⼦交换能⼒:⼀种阳离⼦将胶体上的另⼀种阳离⼦交换出来的能⼒。
阳离⼦交换量:在⼀定的ph条件下,1000g⼲⼟所能吸附的全部交换性阳离⼦的厘摩尔数。4.⼟壤肥⼒
狭义⼟壤肥⼒:⼟壤供给给植物养分的能⼒。
⼴义⼟壤肥⼒:⼟壤为植物⽣长提供和协调营养条件和环境条件的能⼒。
速效养分:能够直接被植物吸收李永红或通过便捷的形态转化后就能被植物吸收利⽤的养分形态。缓效养分:不易直接被植物吸收,但可以缓慢释放出来转化为速效养分。⽆效养分:不能被植物直接吸收利⽤,且较难向速效养分形态转化的养分。⼟壤绝对含⽔率:⼟壤中⽔的实际含量,⼜称为⾃然含⽔率。⼟壤储⽔量:⼀定⾯积和厚度的⼟壤中⽔分的绝对数量。
⽥间持⽔量:在地下⽔埋藏较深、排⽔条件良好的平地上,充分供⽔,地表覆盖避免蒸发,待⽔⼊渗玩1到2d之后,排除⼟壤不能吸持保存的⽔测得的⼟壤含⽔量。
⼟壤⽔势:⼟壤⽔在各种⼒的作⽤下,与⼤⽓压下同温度和同⾼度的⾃由纯⽔相⽐其⾃由能必然不同,⼆者势能的差值⽤来表征⼟壤⽔势。
⼟壤⽔吸⼒:⼟壤⽔在承受⼀定吸⼒的情况下所处的能量状态。
⼟壤容积热容量:单位容积的⼟壤,在温度升降1℃时所吸收或释放的能量。⼟壤热导率:在单位温度梯度下,单位时间通过单位⾯积⼟壤传导的热量。
⼟壤热扩散率:单位时间流⼊单位容积⼟壤的⼀定热量,导致⼟壤温度升⾼或降低的程度。⼟壤保肥性:⼟壤保蓄养分的性能。
⼟壤供肥性:⼟壤向植物供应养分的数量强度和持续性。
⼟壤肥⼒因素制约:各肥⼒因⼦⽔平的不相适应,其中供应⽔平较低的因素限制植物⽣长和其他因素发挥应有的作⽤。⼟壤肥⼒因素胁迫:当某个或某⼏个⼟壤肥⼒因素供应严重不⾜或过量的情况下,植物通过⾃⾝的适应能⼒和抗逆性,在⼟壤肥⼒因素严重不适的条件下⽣长发育,勉强度过某⼀个⽣长阶段和完成⽣育周期。5.⼟壤培肥与利⽤改良
⼟壤培肥:通过科学耕种、合理施肥以及⽔利⼯程等⼀系列措施,协调⼟壤的⽔、肥、⽓、热,并使之成为⾼产、稳产的肥沃⼟壤。
6.植物营养概论、⼟壤养分的⽣物有效性、植物吸收和运输养分的机理截获:由于植物根系的⽣长⽽接近⼟壤养分的过程。被动吸收:离⼦随着电化学势梯度进⾏的过程。拮抗作⽤:某⼀离⼦的存在会抑制另⼀离⼦的吸收。协助作⽤:某⼀离⼦的存在能促进另⼀离⼦的吸收。
最⼩养分率:⽥间作物产量受⼟壤中最缺少的养分限制,增加该养分的供应作物产量随之提⾼,反之亦然。
报酬递减现象:从⼀定⼟地上得到的报酬随着向该⼟地投⼊的劳动和资本量的增⼤⽽增加,但单位劳动和资本量所获得的报酬却在逐渐减少。
7.⼤量元素营养与肥料以及中微量元素营养与肥料
当季利⽤率:当季作物吸收的来⾃肥料中的养分占施⼊肥料中该养分的⽐例。积累利⽤率:⼀次施⽤磷肥后,连续种植各季作物吸收来⾃肥料中磷的总量占施⼊肥料中磷总量的⽐例。8.复混(合)肥料与有机肥料
复混肥料:在肥料养分标明量中⾄少含有氮磷钾三种养分中的任何两种或两种以上的肥料。复合肥料:物料通过化学反应⽽成的肥料,具有确定的分⼦式,可通过分⼦式计算出各养分的含量。
微⽣物制剂:由有益微⽣物制成的,含有能够改善作物营养条件,⽤于农业⽣产中能够获得肥料效应的活体微⽣物制剂。根外营养(叶⾯肥):植物通过地上部分器官吸收养分和进⾏代谢的过程。
堆肥:采⽤秸秆等有机废物或其他植物残体在好⽓条件下堆腐⽽成的有机肥料。沤肥:以植物茎秆、绿肥、⼭青湖草等植物性物质与泥炭、⼈畜粪尿、化学氮肥和⽯灰等材料混合堆积、经嫌⽓微⽣物分解腐熟⽽成的肥料。绿肥:利⽤绿⾊植物直接翻压到⼟壤做肥料的称为绿肥。
饼肥:各种含油较多的种⼦,压榨去油后剩余的残渣所做成的肥料叫饼肥。⼆.解答题
1.⼟壤肥⼒在农业可持续发展中的地位与作⽤
肥沃的⼟壤能持续协调地提供农作物⽣长所需的各种⼟壤肥⼒因素,保持农产品产量与质量的稳定与提⾼。因此,⼟壤肥⼒是农业可持续发展的重要基础。作为⼈类⽣存的基本资源的⼟壤以及与之密切关联的⼟壤肥料学的发展对可持续农业的发展起着举⾜轻重的作⽤。许多国家都把提⾼⼟壤肥⼒,防⽌⼟地退化的综合治理纳⼊发展农业与整个国家经济计划之中。2.五⼤成⼟因素:母质、⽓候、⽣物、地形和时间①母质:是⼟壤形成的物质基础
②⽓候:主要决定着成⼟过程中⽔热条件
③⽣物:通过⽣物⼩循环作⽤于⼟壤的形成,是形成⼟壤的主导因⼦,它使母质飞跃成⼟壤。④地形:(1)影响母质在地表进⾏再分配(2)影响⽔分和热量分布(海拔、坡度、坡向)⑤时间(年龄):⼟壤的形成过程随着时间的进展⽽不断加深。3.各级⼟粒特性
⽯砾:多为岩⽯碎块,直径较⼩,⼭区和河漫滩⼟壤中常见,矿物组成与母岩基本⼀致,速效养分很少,吸持性很差,通透性极强。
砂粒:矿物组成主要是⽯英等原⽣矿物,颗粒较粗,⽐表⾯较⼩,吸持性能较弱,矿质养分较低,⽆粘结性和粘着性,表现松散,粒间孔隙较⼤,通透性良好。粉粒:颗粒中次⽣矿物含量增加,⽯英含量减少。⽐表⾯⽐砂粒⼤,吸持性能增强,养分含量⽐砂粒⾼,具有⼀定的粘结性、粘着性、可塑性和涨缩性,通⽓透⽔能⼒⽐砂粒差。
粘粒:是化学风化的产物,矿物组成以次⽣矿物为主,粒径⼩,⽐表⾯⼤,粘结性、粘着性、可塑性、涨缩性和吸附能⼒均很强,矿质养分丰富,粒间孔隙⼩,通透性能差,粘粒多的⼟壤常表现为湿时粘韧,⼲时坚硬。4.砂⼟,壤⼟,粘⼟的肥⼒特点(1)砂⼟类
质地特点:松散的⼟壤固相⾻架,砂粒多,粘粒少粒间空隙⼤;
肥⼒特点:通⽓性、透⽔性强,易耕作,蓄⽔弱,抗旱能⼒弱,养分含量少,保肥能⼒差,有机质分解快,养分供应快,温变化快;
对植物⽣长影响:“发⼩苗不发⽼苗”。(2)粘⼟类
质地特点:孔隙⼩,多为极细的⽑管孔隙;
肥⼒特点:保⽔保肥性强,养分含量丰富(肥效缓慢,劲长),⼟温较稳定,温差⼩,透⽔、透⽓性差,耕作困难,宜耕期短;
对植物⽣长的影响:“发⽼苗⽽不发⼩苗”。(3)壤⼟类
质地特点:含有适量的砂粒、粉粒和粘粒,兼砂质⼟和粘质⼟的优点,是理想的农业⼟壤;肥⼒特点:含⽔量适宜,耕性好,通透性好,相当的⽑管孔隙;对植物⽣长的影响:适宜种植各种植物,既发⼩苗⼜发⽼苗。5.⼟壤质地的改良措施:
①增施有机肥料:有机质的粘结⼒⽐砂粒强,⽐粘粒弱,家畜粪便,绿肥,秸杆还⽥②掺砂掺粘、客⼟调剂(遍掺、条掺、点掺)③翻淤压砂、翻砂压淤④引洪放淤、引洪漫沙(出⽔⼝的调节)6.⼟壤有机质的来源,类型,组成⼀、⼟壤有机质的来源:
(1)植物残体:包括各类植物的凋落物、死亡的植物体及根系。(2)动物、微⽣物残体:包括⼟壤动物的残体,及各种微⽣物的残体(3)动物、植物、微⽣物的排泄物和分泌物。(4)⼈为施⼊⼟壤中的各种有机肥料。⼆.⼟壤有机质的类型:
(1)新鲜有机质:指⼟壤中未被分解的动.植物残体(2)半分解的有机质(3)腐殖质
三.⼟壤有机质的组成:
(1)碳⽔化合物:占有机质总量的15-27%,包括糖类、纤维素、半纤维素,果胶质、甲壳质等。(2)⽊质素:⽊质部的主要组成部分,是⼀种芳⾹族的聚合物。(3)含氮化合物:主要是蛋⽩质。(4)树脂、蜡质、脂肪、单宁、灰分物质7.矿质化过程和腐殖化过程的关系
⼟壤有机质的矿质化过程和腐殖化过程是即相对⽴,⼜相联系,即相独⽴,⼜相渗透的两个过程。矿质化过程是有机质释放养分的过程,⼜是为有腐殖质合成提供原料的过程,没有矿质化过程就没有腐殖化过程,同时腐殖化过程的产物—腐殖质并不是⼀成不变的,它可以再经矿质化过程⽽释放养分以供植物吸收利⽤。8.影响⼟壤有机质转化的因素
凡是能影响微⽣物活动及其⽣理作⽤的因素都会影响有机物质的分解和转化(1)⼟壤温度微⽣物活动响应于温度变化⽆分解:≤0℃;
分解随温度⽽加强:0-35℃;升温10℃,分解速率提⾼2~3倍;最适分解温度:20~35 ℃。(2)⼟壤⽔分(3)⼟壤通⽓状况
(4)植物残体的特性(有机质的碳氮⽐和物理状态)
(5)⼟壤特性(酸碱性)9.⼟壤有机质的作⽤⼀.、在⼟壤肥⼒上的作⽤(1)提供植物需要的养分。(2)促进植物⽣长发育。(3)改善⼟壤的物理性质。(4)促进微⽣物和动物的活动。(5)提⾼⼟壤的保肥性和缓冲性。(6)有机质具有活化磷的作⽤。⼆.在⽣态环境上的作⽤
(1)有机质可降低或延缓重⾦属污染。(2)有机质对农药等有机污染物的固定作⽤。(3)⼟壤有机质对全球碳平衡的影响。10.⼟壤⽔分的形态及其有效性如何有效性:
(1)吸湿⽔:⽔分⼦呈定向紧密排列、密度1.2~2.4g/cm3、⽆溶解能⼒、不能以液态⽔⾃由移动,也不能被植物吸收。(2)膜状⽔:重⼒不能使膜状⽔移动,但是膜状⽔能从膜厚的地⽅向薄的部位移动。部分膜状⽔可以利⽤。
(3)⽑管⽔:这种⽔可以在⼟壤中移动,具有溶解养分的能⼒、作物可以吸收利⽤。分为⽑管⽀持⽔(指⼟壤中受到地下⽔源⽀持并上升到⼀定⾼度的⽑管⽔,即地下⽔沿着⼟壤⽑管系统上升并保持在⼟壤中的那⼀部分⽔分)和⽑管悬着⽔(指不受地下⽔源补给影响的⽑管⽔,即当⼤⽓降⽔或灌溉后⼟壤中所吸持的液态⽔)。
(4)重⼒⽔(指⼟壤⽔分含量超过⽥间持⽔量之后,过量的⽔分不能被⽑管吸持,⽽在重⼒的作⽤下沿着⼤孔隙向下渗漏成为多余的⽔。)当⼟壤被重⼒⽔所饱和,即⼟壤⼤⼩孔隙全部被⽔份充满时的⼟壤含⽔量称为饱和持⽔量,或称最⼤持⽔量。11.⼟壤空⽓组成的特点
⼟壤空⽓中的CO2含量⽐⼤⽓⾼⼗⾄数百倍;⼟壤空⽓中氧的含量低;⼟壤空⽓中的相对湿度⽐⼤⽓⾼;⼟壤空⽓有时含有还原性⽓体;⼟壤空⽓数量和组成经常处于变化之中。12.⼟壤热量的来源(主要来源)太阳辐射能:⼟壤热量最主要的来源。⽣物热:微⽣物分解有机质释放的热量。
地热:由地球内部地岩浆通过传导作⽤⾄⼟壤表⾯的热量。13.如何调节⼟壤⽔,⽓,热⼀、⼟壤⽔分的调节
总体原则:尽可能地减少⼟壤⽔分的损失,尽量地增加作物对降⾬、灌溉⽔及⼟壤中原有贮⽔的有效利⽤①控制地表径流,增加⼟壤⽔分⼊渗,合理耕翻,等⾼种植,建⽴⽔平梯⽥,改良表⼟质地和结构。②减少⼟壤⽔分增发,中耕除草,地表覆盖,免耕覆盖技术和保⽔剂的使⽤。
③合理灌溉灌溉的基本原则:灌溉的⽬的是在⾃然条件下,对整个根层补充⽔分,使⼟壤⽔分含量达到⽥间持⽔量,根据该⼟壤⾃然含⽔量与其⽥间持⽔量之差确定灌溉定额.灌溉⽅法:不同地形特征选择不同的灌溉⽅法(畦灌、喷灌、滴灌、沟灌的选择)
④提⾼⼟壤⽔分对作物的有效性,通过深耕结合施⽤有机肥料,不仅可以降低凋萎系数,提⾼⽥间持⽔量,增加⼟壤有效⽔的
范围;⽽且还能加厚耕层,促进植物根系⽣长,扩⼤根系吸⽔范围,增加⼟壤⽔分对作物的有效性。
⑤多余⽔的排除,对于旱地作物⽽⾔,⼟壤⽔分过多就会产⽣涝害、渍害。因此必须排除⼟壤多余的⽔分,主要包括排除地表积⽔、降低过⾼的地下⽔等。⼆、⼟壤空⽓的调节
⼟壤通⽓不良主要发⽣在粘质⼟壤上:解决⽅法:采取合理耕作结合增施有机肥料,以改善⼟壤结构、增加⼟壤通⽓孔隙。地势低洼地下⽔位⾼的易涝地区,由于⼟体中⽔分过多,不仅空⽓容量减少,⽽且障碍⼟壤空⽓与⼤⽓的⽓体交换,也存在通⽓性差的现象,解决⽅法:采取加强⼟壤⽔分管理,建⽴完整的排⽔系统,降低地下⽔位,及时排除渍涝。三.⼟壤温度调节1、合理耕作与施⽤有机肥2、以⽔调温3、覆盖与遮荫14.⼟壤孔隙类型
①⾮活性孔隙:当量孔径 < 0.002 mm,⼟壤⽔吸⼒>1.5 ×105 Pa。特点:最细的孔隙,束缚⽔,⾮活性,⽆效孔,移动慢,难被植物吸收。粘质⼟中⾮活性孔隙多,耕性差,粘着⼒强。
②⽑管孔隙:d在0.02~0.002 mm,⼟壤⽔吸⼒为1.5×104~1.5× 105Pa。具有⽑管作⽤,孔隙中⽔的⽑管传导率⼤,易于被植物利⽤。
③通⽓孔隙:孔隙粗⼤,d > 0.02 mm 孔隙中的⽔分在重⼒作⽤下排出,或为通⽓的通道,称通⽓孔隙(空⽓孔隙)。旱地⼟壤通⽓孔隙在8~10%以上,植物正常⽣长。15.⼟壤孔隙状况与⼟壤肥⼒的关系
上松下紧型:上层⼟壤质地较轻,具有适当通⽓孔隙,透⽔通⽓,下层质地较粘,可以迅速接纳较⼤的降⽔量,防⽌地⾯径流。
上粘下松⼟(上紧下松):不利于细苗⽣长,下砂,作物根系伸到该层,⽔分、养分供应不⾜,不发⽼,不发⼩,上层若有机质少,易板结成⼤⼟块。
砂夹粘或粘夹砂(夹层型):砂粘层次适当相间,即透⽔透⽓⼜保⽔保肥,对温度、养分调节有促进作⽤。16.⼟壤结构体类型有哪些
块状结构,柱状结构,核状结构,⽚状结构,团粒结构。17.影响阳离⼦交换能⼒的因素
(1)电荷的数量:离⼦的电荷价愈⾼,受胶体电性的吸持⼒愈⼤,交换能⼒也愈⼤。
(2)离⼦半径和离⼦⽔化半径:同价的离⼦,离⼦半径愈⼤,其⽔化半径趋于减少,则交换能⼒愈强
(3)离⼦浓度阳离⼦交换作⽤受质量作⽤定律⽀配,交换⼒弱的离⼦,若溶液中浓度增⼤,也可将交换⼒强的离⼦从胶体上交换出来,这就是如盐碱⼟⼟壤胶体上的Na+能占显著地位电荷的数量离⼦的电荷价愈⾼,受胶体电性的吸持⼒愈⼤,交换能⼒也愈⼤。
18. 影响阳离⼦交换量的因素
胶体数量:⼟壤胶体物质越多(包括矿质胶体、有机胶体和复合胶体),则CEC 越⼤。就矿质胶体⽽⾔,CEC随着质地粘重程度增加⽽增加,所以粘质⼟CEC较砂质⼟要⼤的多。胶体类型:2:1型矿物 > 1:1型矿物,有机>⽆机
⼟壤pH值:⼟壤酸碱度影响胶体表⾯官能团中H+的解离,因⽽影响可变电荷的多少。19.如何调节⼟壤酸碱性
(1)⼟壤酸性的调节:⼟壤酸度过强(pH过低),不利于作物⽣长,因此需要提⾼⼟壤pH。⼀般采⽤施⽯灰的办法。使⽤的⽯灰材料是⽣⽯灰(CaO),和熟⽯灰(Ca(OH)2)
(2)⼟壤碱性的调节:⽤⽯膏来改良,⼀般在酸性⼟壤上宜施⽤⽣理碱性肥料(如硝酸钠等),碱性⼟壤则宜施⽤⽣理酸性肥料(如硫酸铵等)。
⽆论在酸性或碱性⼟上,多施有机肥者有好处。21.⼟壤具有缓冲性的原因
(1)⼟壤胶体的阳离⼦交换作⽤是⼟壤产⽣缓冲性的主要原因(2)⼟壤溶液中的弱酸及其盐类组成的缓冲系统(3)⼟壤中两性物质的存在
(4)在酸性⼟壤中,铝离⼦也能对碱起缓冲作⽤22. ⾼产肥沃⼟壤的特征(1)良好的⼟体结构(2)适量协调的⼟壤养分(3)良好的物理性质22.⼟壤培肥的基本措施增施有机肥料,培育⼟壤肥⼒发展旱作农业,建设灌溉农业合理轮作倒茬,⽤地养地结合合理耕作改⼟,加速⼟壤熟化防⽌⼟壤侵蚀,保护⼟壤资源23.李⽐希三⼤学说
(1)矿质营养学说:腐殖质是地球上有了植物之后才形成的。植物最初的营养物质必然是矿质元素,腐殖质只有通过改良⼟壤、分解产⽣矿质元素和CO2来实现其营养作⽤。因此,矿质元素才是植物必需的基本营养物质。这就是著名的植物矿质营养学说。
(2)养分归还学说:由于作物的收获必然要从⼟壤中带⾛某些养分物质,⼟壤养分将越来越少,如果不把这些矿质养分归还⼟壤,⼟壤将变得⼗分贫瘠。因此必须把作物带⾛的养分全部归还给⼟壤。意义:对恢复和维持⼟壤肥⼒有积极作⽤养分归还⽅式:有机肥料;⽆机肥料。配合施⽤则可取长补短,增进肥效,是农业可持续发展的正确之路。
(3)最⼩养分律:作物产量受⼟壤中相对含量最少的养分因⼦所控制,产量⾼低随最⼩养分补充量的多少⽽变化,如果这个因⼦得不到满⾜,即使增加其他的养分因⼦,作物产量也不可能提⾼。意义:指出作物产量与养分供应上的⽭盾,表明施肥要有针对性,应合理施肥。
24.植物必需营养元素的判断标准和种类
⼀.判断必需元素的依据:如缺少该营养元素,植物就不能完成其⽣活史(必要性);该营养元素的功能不能由其它营养元素所能代替(不可替代性或专⼀性);该营养元素直接参与植物代谢作⽤,如为植物体的必需成分或参与酶促反应等如(直接性)。
⼆.必需营养元素的种类(16+1):天然营养元素(碳C、氢H、氧O);植物营养三要素或肥料三要素(氮N、磷P、钾K);中量元素(钙Ca、镁Mg、硫S);微量元素(铁Fe、锰Mn、锌Zn、铜Cu、硼B、钼Mo、氯Cl、(镍Ni)。25.植物对养分的吸收
截获:指植物根系在⼟壤中伸长并与其紧密接触,使根释放出的H+和HCO3 -与⼟壤胶体上的阴离⼦和阳离⼦直接交换⽽被根系吸收的过程
扩散:指由于根系吸收养分⽽使根圈附近和离根较远处的离⼦浓度存在浓度剃度⽽引起⼟壤中养分的移动。质流:指由于植物蒸腾、根系吸⽔⽽引起⽔流中所携带的溶质从⼟壤向根部流动的过程。
被动吸收:指养分顺着浓度梯度 (分⼦和离⼦) 或电化学势梯度(离⼦) 由介质溶液进⼊细胞内的过程。特点:不需要能量,也
没有选择性,也叫⾮代谢性吸收。形式:(1)扩散、质流等⽅式;(2)离⼦交换
主动吸收:膜外养分逆浓度梯度 (分⼦和离⼦) 或电化学势梯度(离⼦)通过细胞膜进⼊细胞内的过程。特点需要能量,具有选择性。
26.根外营养的优点(1)直接供应养分,防⽌养分的固定和转化(2)吸收速率快,能及时满⾜作物营养需要(3)促进根部营养、强株健体(4)节省肥料,提⾼经济效益(5)可弥补根部对养分吸收的不⾜27. 外界环境条件对养分吸收的影响
(1)光照影响机理:1.能量2.酶的诱导和代谢途径(NR) 3.影响蒸腾作⽤ (通过调节⽓孔开闭)(2)温度影响机理:1.ATP⽣成量2.养分移动速度.根系酶活性。
(3)⽔分直接影响:1.影响养分迁移的⽅式和数量;2影响养分的溶解度和有机养分的矿化。间接影响:1.⽔分影响⼟壤通⽓性和氧化还原状况;2.影响根系的⽣长发育;3.影响微⽣物的种类和数量。
(4)通⽓影响机理: 1、根系的有氧呼吸;2、⼟壤的Eh;3、养分的形态及转化;4、⼆氧化碳含量。
(5)酸碱度:溶液中的反应对植物吸收养分的影响。偏酸性:吸收阴离⼦>阳离⼦。偏碱性:吸收阳离⼦>阴离⼦(6)养分浓度
(7)离⼦间的相互作⽤:拮抗作⽤和协助作⽤28.各种营养元素的营养⽣理功能(主要掌握N.P.K)⼀.氮的营养⽣理功能
蛋⽩质的重要组分(蛋⽩质中平均含氮16%-18%);核酸的成分(核酸中的氮约占植株全氮的10%);叶绿素的组分元素(叶绿体含蛋⽩质45~60%,是光合作⽤的场所);许多酶的组分(酶本⾝就是蛋⽩质);氮是多种维⽣素的成分(如维⽣素B1、B2、B6等)--辅酶的成分;氮是⼀些植物激素的成分(如IAA、细胞分裂素)--⽣理活性物质;氮也是⽣物碱的组分(如烟碱、茶碱、可可碱、胆碱--卵磷脂--⽣物膜);总⽽⾔之:氮对植物⽣命活动以及作物产量和品质均有极其重要的作⽤,通常氮被成为“⽣命元素”。⼆.磷的营养⽣理功能
1、磷是植物体内重要化合物的组分主要包括:核酸和核蛋⽩、磷脂、ATP、植素、辅酶等
2、磷参与和影响植物体内许多代谢过程:(1)磷能加强光合作⽤和碳⽔化合物的合成与运转。(2)磷能促进氮素代谢。(3)磷参与脂肪合成。
3、磷增强植物抗逆性:(1)增强作物的抗旱、抗寒等能⼒(机理)(2)增强作物对酸碱变化的适应能⼒(缓冲性能)三.钾的营养⽣理功能
1. 促进酶的活化:在⽣物体内,钾作为60多种酶(包括合成酶类、氧化还原酶类、转移酶类)的活化剂,能促进多种代谢反应。
2.促进光能的利⽤,增强光合作⽤3.改善能量代谢
4.促进糖代谢:(1)促进碳⽔化合物的合成。(2)促进光合产物的运输
5.促进氮素吸收和蛋⽩质的合成:(1)提⾼作物对氮的吸收和利⽤。(2)促进蛋⽩质和核蛋⽩的形成。(3)促进⾖科根瘤菌的固氮作⽤6.增强作物的抗逆性。7.钾对植物产量与质量的影响29.各种营养元素的缺素症状⼀.氮缺乏外观表现
整株:植株矮⼩,瘦弱
叶⽚:细⼩直⽴,叶⾊转为淡绿⾊、浅黄⾊、乃⾄黄⾊,从下部⽼叶开始出现症状叶脉、叶柄:有些作物呈紫红⾊
茎:细⼩,分蘖或分枝少,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,后期呈褐⾊补充:氮肥过多,群体太⼤,遇风倒伏;实例:⽟⽶氮过量,成熟时缨为绿⾊⼆.磷缺乏
植株⽣长迟缓,矮⼩、瘦弱、直⽴,分蘖或分枝少花芽分化延迟,落花落果多
多种作物茎叶呈紫红⾊,⽔稻等叶⾊暗绿(症状从茎基部⽼叶开始)实例:“⼀株⾹”、“锅刷”,“⽟⽶秃尖”
补充:磷素过多,⽆效分蘖增加、早衰,造成锌、铁、锰的缺乏等三.钾缺乏
通常茎叶柔软,叶⽚细长、下披;
⽼叶叶尖和叶缘发黄,进⽽变褐,逐渐枯萎;
在叶⽚上往往出现褐⾊斑点,甚⾄成为斑块,严重缺钾时,幼叶也会出现同样的症状;根系⽣长停滞,活⼒差,易发⽣根腐病实例:⽟⽶缺钾时,所形成的果穗尖端呈空粒,四.钙缺乏
⽢蓝、莴苣和⽩菜出现叶焦病和⼲烧⼼;番茄、辣椒和西⽠出现脐腐病;苹果出现苦陷病和⽔⼼病;五.铁缺乏
果树“黄叶病”中毒症状:⽔稻亚铁中毒“青铜病”六.硼缺乏
菜“花⽽不实”、⼩麦“穗⽽不实”、花椰菜“褐⼼病”、萝⼘“⿊⼼病”,“腐⼼病”等过多症状:棉花、油菜“⾦边叶”七.锰缺乏
燕麦“灰斑病”、⾖类“褐斑病”、甜菜“黄斑病”
⼋.铜缺乏不结实或只有秕粒果树“郁汁病”或“枝枯病”九.锌缺乏
⽔稻“矮缩病”、⽟⽶“⽩苗病”,柑桔“⼩叶病”、“簇叶病”⼗.钼缺乏
花椰菜、烟草“鞭尾状叶”,⾖科植物“杯状叶”且不结或少结根瘤
30.掌握肥料的性质和施⽤过程中注意的问题(如硫酸铵,氯化钾,⽯灰,⽯膏等)⼀.硫酸铵
硫铵施⼊⼟壤后,由于作物对NH4+吸收相对较多,SO42-较多残留于⼟壤中易引起⼟壤酸化,故硫铵是⼀种典型的⽣理酸性肥料.解决⽅法:在酸性⼟壤中还应注意加⽯灰中和⼟壤酸性,以消除其副作⽤。SO42-在⽯灰性⼟壤,很易与Ca2+起反应,
形成难溶性的CaSO4,会堵塞⼟壤孔隙,引起板结现象。解决⽅法:配合使⽤有机肥料,消除板结现象。⽔⽥不适宜施⽤硫铵(因为SO42-在淹⽔条件下易被还原为H2S,造成⽔稻根系的毒害)。硫铵性质稳定,习惯上施⽤时多撒施⼟⾯,但为了减少氨的挥发损失也应提倡深施。硫铵中含24%的硫,同时也是⼀种硫肥,供给作物硫的需求。⼆.氯化钾
性质:⽩⾊、淡黄⾊或紫红⾊结晶,易溶于⽔,呈化学中性,有吸湿性,久存会结块⽣理酸性肥料。施⽤⽅法:可作基肥、追肥施⽤,不宜作种肥,不宜⽤于盐(碱)⼟。在酸性和中性⼟壤作基肥时,应与磷矿粉、有机肥、⽯灰等配合施⽤,⼀⽅⾯防⽌酸化,另⼀⽅⾯促进磷矿粉中磷的有效化。作物:适宜⼀般作物;含有47.6%C1-,特别适于棉花、⿇类等纤维作物,因为C1-对提⾼纤维含量和质量有良好的作⽤;不宜忌氯作物,如马铃薯、⽢薯、甜菜、柑桔、烟草、茶树等。三.⽯灰
施⽤⽅法:⽯灰可作基肥和追肥,不能作种肥。撒施⼒求均匀,防⽌局部⼟壤过碱或未施到。条播作物可少量条施。番茄、⽢蓝和烟草等可在定植时少量⽳施。不宜连续⼤量施⽤⽯灰,否则会引起⼟壤有机质分解过速、腐殖质不易积累,致使⼟壤结构变坏,诱发营养元素缺乏症,还会减少作物对钾的吸收,反⽽不利于作物⽣长。⽯灰肥料不能和铵态氮肥、腐熟的有机肥和⽔溶性磷肥混合施⽤,以免引起氮的损失和磷的退化导致肥效降低。在施⽤⾜量⽯灰的情况下,其后效可维持5年以上。因此,⽯灰物质不必每年施⽤,可每隔3-5年施⽤⼀次。四.⽯膏
性质:⽯膏是⼀种重要的碱⼟改良剂;⽯膏也可作为酸性⼟壤的改良剂,酸性⼟壤施⽤⽯膏可消除铝的毒害。31.掌握复混肥料的优缺点以及混合肥料中应该注意的问题⼀.复混肥料的优缺点
优点:(1) 养分全⾯,含量⾼ (2) 物理性状好,便于施⽤ (3) 副成分少,对⼟壤⽆不良影响 (4)配⽐多样性,有利于针对性的选择和施⽤ (5)降低成本,节约开⽀
缺点:(1)养分⽐例相对固定的⼆元复合肥料难以同时满⾜各类⼟壤和各种作物的要求。 (2)复混肥料在养分所处位置和释放速度等⽅⾯很难完全符合作物某⼀时期对养分的特殊需求(难于满⾜不同养分最佳施肥技术的要求)。⼆.混合肥料中应该注意的问题(即肥料混合的原则)(1)混合后物理性状不能变坏(如尿素与普钙混合后易潮解)
(2)混合时肥料养分不能损失或退化(如铵态氮肥与碱性肥料混合易引起氨的挥发损失)
(3)肥料在运输和机施过程中不发⽣分离(如粒径⼤⼩不⼀样的不能相混)(4)有利于提⾼肥效和施肥功效32.有机肥料主要包括哪⼏种
(1)粪尿肥:⼈粪尿、畜粪尿、禽粪、厩肥等(2)堆沤肥:秸秆还⽥、堆肥、沤和沼⽓池肥(3)绿肥:野⽣绿肥和栽培绿肥
(4)杂肥:城市垃圾、泥炭、腐殖酸类肥料、油粕类肥料、污⽔污泥等33.常⽤的绿肥植物有哪些⽔旱轮作的冬种绿肥——紫云英⼀年⽣冬种⾮⾖科——萝⼘青多年⽣下种⾖科——⼭⽑⾖多年⽣野⽣——⾦光菊多年⽣⽔⽣——⽔浮莲
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