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营养管理  第3章  作物养分吸收 [复制链接]

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离线郑宏啟

只看楼主 倒序阅读 使用道具 楼主  发表于: 2019-11-06
第三章。 作物养分吸收

1.土壤中氮、磷、钾等元素的形态
土壤养分形态
在讨论了各种营养素及其功能以及它们的不足和过量所引起的影响和症状之后,我们必须转向这些营养素的各种形式。首先,我们可以说,营养物质以多种不同的形式存在于土壤中,这些形式可以称为营养池。这些水池从可溶的到不溶的形态各不相同。至于可溶性营养物质,我们说的是土壤溶液中的离子,这些离子对植物来说很容易获得。第二种是营养物质以弱结合形式存在。这意味着它们被吸附,容易交换的离子也经常被认为是可用的。然而,出现的第三种形式的营养物质是一种结合强烈的形式,意思是不溶的,沉淀的化合物。

重点
需要指出的是,容易获得的和弱结合型处于快速平衡状态,而不溶/沉淀型只有在很长一段时间内才能获得。
现在让我们看看这在实践中意味着什么。有效养分可以被植物的根直接吸收,因为它们以易溶于水的无机化合物离子的形式存在于土壤溶液中。它们很容易被根交换,如阳离子(K+NH4+)和阴离子(H2PO4-NO3-)。在吸附(弱结合)形式方面,一方面我们可以看到有机胶体表面的阴离子(如磷酸盐,硫酸盐,硝酸盐),另一方面阳离子(K+NH4+),它们被伊利石、蒙脱石等粘土矿物吸附。

有效土壤养分来源:
有效土壤养分的来源多种多样。首先,让我们看看可利用土壤养分的自然来源是什么。首先,土壤养分是通过土壤矿物质的   风化过程获得的。植物残体、动物残体和土壤微生物的分解也会产生有效的土壤养分。固氮也可以通过共生和其他土壤微生物(根瘤菌Rhisobium spp.)进行。来自侵蚀和洪水的营养丰富的沉积物的沉积也可能是一个有价值的来源。有趣的是,可利用的土壤养分也可以有大气来源,包括自然现象,如:闪电放电,工业区的酸雨和大气沉积/干燥/

在自然资源之后,我们可以列出在农业条件下存在的资源。这些来源中最常见的是施用无机肥料和施用肥料、堆肥、污泥和其他有机改良剂/废物。另一种不太常见的土壤养分来源可能是某些工业副产品的应用。最后,还可介绍磨石粉、磷矿、玄武岩等的应用。

对于不可利用的营养物质,我们可以将其描述为不溶性、强结合性、固定性或沉淀型。它们通常被称为土壤的养分预备。这些可能以粘土矿物层间位点强固定阳离子(K+NH4+Mg2+Ca2+)的形式存在,也可能以土壤矿物结构离子的形式存在。它们还包括土壤微生物吸收的养分。

2. 作物养分吸收及其影响因素
影响土壤养分有效性和养分吸收的因素


Sun energy
Adsorption desorption
Organic and inorganic particulars
Soil solution
Ions as NH4,NO3, H2PO4,K, Cu, etc
Mobilization/immobilizationmicroorganisms
Soil weathering
Binding to Humic
compounds

太阳的能量

吸附解附
有机和无机颗粒

土壤溶液
离子有NH4NO3H2PO4KCu

活化/固定化微生物

土壤风化

绑定到腐殖质


离子向植物根系运输的机理
为了了解作物对养分的吸收,我们必须知道养分是如何到达根部表面的。有三种已知的机制。第一种是根截留,是根生长引起的物理接触。下一个机制是质量流,它涉及到由于蒸腾作用将营养物质输送到根部。最后,还有扩散运动的机理,这是由于浓度的差异造成的。

11离子向玉米根系的截留率、质量流量和扩散率
营养元素
截留率
质量流
扩散
小结
百分比
N
1
99
0
100
P
2
4
94
100
K
2
20
78
100
Ca
12
88
0
100
Mg
27
73
0
100
S
4
94
2
100


植物(农作物)对养分的吸收
植物对养分的吸收通常有两种形式。营养要么被根吸收,这是主要的营养,要么被叶吸收,这只是额外的营养。

根系对养分的吸收是一个表面离子交换的过程。

植物对离子的吸收具有以下三个特点。离子吸收的选择性是指某些离子(元素)优先被吸收。另一个重要的因素是积累,这意味着植物细胞液中元素的浓度可能远远高于外部溶液。离子吸收也具有基因型的特点。不同植物在离子吸收特性上存在较大差异。


CO2 (from the root respiration)
二氧化碳(来自根呼吸)

Ion exchange with cations: NH4+,K+,Ca++,Mg++etc.
阳离子交换:NH4+K+Ca++Mg++等。

Ion exchange with anions NO3-, H2PO4-
阴离子交换NO3-H2PO4-


离子摄取有主动部份,也有被动部份。

在被动部分,我们可以观察到低分子量溶质(主要是离子、有机氨基酸、糖)从外部溶液进入根细胞壁的运动。这个过程是由扩散或质量流驱动的。

在活性部分,离子的吸收是由于离子在浓度梯度下从土壤溶液进入植物根系的运动。接下来是溶质跨膜运输。

载体和离子泵系统
载体是携带离子穿过细胞膜的特殊分子。

一个有趣的科学事实是,携带者还没有被完全确定。

载体和离子泵系统的过程可以用以下方式描述:
首先,离子附着在载体上。之后,组合单元从根表面运输到根。然后离子沉积在根内,载体穿过细胞膜,与另一个离子重复这一过程。

还有另一个概念:它是一个离子泵,帮助离子穿过细胞膜。

重点:
然而,重要的是要注意的是,能量是从根呼吸,是需要的两个系统的工作。

影响作物营养的因素
影响作物营养的因素很多。这些因素一方面可能是内部或遗传因素,另一方面是外部因素。这两种类型在我们可以观察到的作物营养过程中都扮演着重要的角色。为了成功的营养管理,我们需要充分了解这些因素。

例如,对于第一类因素,我们必须考虑到将要生长的物种和品种的营养特性。这些特征包括植物的形态特征、根与芽的比例以及根的发育特征。我们不能忽视的其他因素是具体的营养需求和营养动态。不同的植物对温度的要求也不同,这自然也会影响它们的营养过程。另一个同样重要的因素是特定作物的pH耐受性和/或耐盐性。不言而喻,不同pH值的土壤环境在土壤养分供应方面表现出较大的差异。

影响作物营养的外部因素也可分为两类。在第一组中,我们可以找到环境因素。很明显,气候和天气条件将发挥深刻的作用,以及水的供应在数量和质量的水。我们也不能忘记空气(成分)和光照条件(亮度),因为它们对地球上所有形式的植物都至关重要。除了上述环境因素外,人们还必须考虑特定作物实际种植的土壤的特性。土壤的重要特性之一是自然的养分供应。然而,还有其他一些因素。土壤的大气、水分需要量和空气与水的比例是至关重要的,土壤的pH值和土壤的质地也是如此。土壤有机质含量以及微生物在土壤生态系统中所起的重要作用是不容忽视的。

12几种作物的pH耐受性

酸性最佳pH值范围较窄

耐酸碱值范围相对较宽

敏感的

黑麦

小麦

大麦、苜蓿

马铃薯和甘薯

玉米、大麦(几个品种)

甜菜, 白花草木樨

烟草、棉花

豌豆、大豆

豆子

大米

向日葵

卷心菜

油菜

生菜

黄瓜

草莓

西红柿

洋葱

荞麦

扁豆、萝卜

胡萝卜


13不同作物最适pH范围

Alfalfa
Apples
Barley
Cabbage
Corn
Onions
Peas
Sweet potatoes
White potatoes
Sorghum
Soybeans
Wheat

紫花苜蓿
苹果
大麦
卷心菜
玉米
洋葱
豌豆
甜土豆
土豆
高粱
大豆
小麦


14受土壤pH值影响的作物相对产量(最高产量百分比)

作物

pH

4.7

5.0

5.7

6.8

7.5

草木犀属

0

2

49

89

100

大麦

0

23

80

95

100

紫花苜蓿

2

9

42

100

100

红三叶草

12

21

53

98

100

玉米

34

73

83

100

85

大豆

65

79

80

100

93

小麦

68

76

89

100

99

燕麦

77

93

99

98

100


15作物相对耐盐性

耐受

中等耐受

中度敏感

敏感

大麦
棉花
小麦草

百慕大草
甜菜

饲料大麦
绿菜花
高粱
苏丹草
小麦

紫花苜蓿
蚕豆
卷心菜
玉米
豇豆
黄瓜
生菜
豌豆
花生
水稻
大豆
甘蔗

苹果


胡萝卜
芹菜
葡萄柚
柠檬
洋葱
橙子
桃子
土豆
草莓
番茄

16造成植物矿物胁迫的主要土壤条件(Epstein & Bloom, 2005)

矿物的压力

特征

盐度

高盐浓度,主要是钠(Na)

碱度

Na在阳离子交换位点的过量(超过10%)

重金属和铝毒性

由于这些金属的溶解度增加,在酸性土壤中很常见

微量营养素缺乏

由于这些元素的溶解度低(不溶性,沉淀形式),在石灰性土壤中很常见。

低钙/镁比率

钙镁比为1:1或更低的蛇形土(最适为2:13:1)

低土壤肥力

有效养分含量低,主要是氮和磷


下表简要概述了导致几种作物养分短缺从而导致养分缺乏的典型土壤条件。一般而言,土壤浸出增加、土壤侵蚀、土壤酸化进程加快和种植强度过大是造成土壤养分耗竭的最重要因素。这些过程的程度将影响营养缺乏的外观。另一方面,植物的反应也是多变的,主要取决于作物的遗传特性(包括物种和品种的差异)
17土壤状况导致有效养分短缺和诱发作物养分不足

营养元素

土壤条件导致可用性短缺,诱发缺乏性

N

强降雨淋滤过多,土壤有机质含量低,烧坏了作物秸秆

P

酸性、有机质、淋滤和石灰性土壤,石灰化率高

K

砂质、有机、淋滤和侵蚀土壤,高石灰应用,集约种植制度

Ca

酸性、碱性或含钠土壤

Mg

类似于钙

S

土壤有机质含量低,施用不含硫的氮肥和磷肥,燃烧作物残渣

Fe

石灰性土壤,磷、锰、铜、锌含量高,石灰化率高

Zn

高浸出酸性土壤,石灰性土壤,土壤中钙、镁和磷的含量高

Mn

石灰性淤泥和粘土,有机质高,灰质土

B

砂土,天然酸性滤过的土壤,含游离石灰的碱性土壤

Mo

灰化度高的锡体,排水良好的石灰质土壤


营养元素的有效利用范围取决于土壤的pH

大多数营养物质的最大可利用性:pH =6.5,即在弱酸性条件下
金属阳离子(主要是微量元素)的可用性随酸度增加而增加,钼除外


2019/11/6
北京华丰德盛生物科技有限公司
技术市场部
译自匈牙利网络文献
1条评分农币+65
dos0001 农币 +65 威武,感谢分享 2019-11-06
 
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离线dos0001

只看该作者 沙发  发表于: 2019-11-06
威武,感谢分享。
发帖时注意选择3号字体好一些。
离线1416237874

只看该作者 板凳  发表于: 2019-11-07
谢老师分享
科学诊断、诚信配药。微信13851300553,邮箱QQ3424744140
离线maobuyi

只看该作者 地板  发表于: 2019-11-07
一般而言,土壤浸出增加、土壤侵蚀、土壤酸化进程加快和种植强度过大是造成土壤养分耗竭的最重要因素。这些过程的程度将影响营养缺乏的外观。另一方面,植物的反应也是多变的,主要取决于作物的遗传特性(包括物种和品种的差异)。
离线加淝猫

只看该作者 4楼 发表于: 2019-11-09
谢谢老师
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