九大植物营养学基本定律.docx

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1、九大植物营养学基本定律180年来，植物营养与肥料科学以其鲜明的针对性、广泛的实用性、严密系统的科学性和极显著的经济效益、社会效益而蓬勃发展，成为今天理论系统、门类齐全、分支众多的综合性应用科学。目录1 .养分补偿学说12 .同等重要律13 .不可代替律24 .最小养分律25 .养分归还学说36 .报酬递减律37 .因子综合作用律48 .植物营养临界期49 .植物营养最大效率期51 .养分补偿学说德国化学家李比希1843年所著的化学在农业和生理学上的应用一书中,系统地阐述了植物、土壤和肥料中营养物质变化及其相互关系，提出了养分归还学说。认为人类在土地上种植作物，并把产物拿走，作物从土地中吸收矿质

2、元素，就必然会使地力逐渐下降，从而土壤中所含养分将会越来越少。如果不把植物带走的营养元素归还给土壤，土壤最终会由于土壤肥力衰减而成为不毛之地。因此，要恢复和保持地力，就必须将从土壤中拿走的营养物质还给土壤,以解决用地与养地的矛盾。2 .同等重要律对农作物来讲，不论大量元素或微量元素，都是同样重要缺一不可的，即缺少某一种微量元素，尽管它的需要量很少，仍会影响某种生理功能而导致减产，如玉米缺锌导致植株矮小而出现花白苗，水稻苗期缺锌造成僵苗，棉花缺硼使得蕾而不化。微量元素与大量元素同等重要，不能因为需要量少而忽略。3 .不可代替律作物需要的各营养元素，在作物内都有一定功效，相互之间不能替代。如缺磷不

3、能氮代替，缺钾不能用氮、磷配合代替。缺少什么营养元素，就必须施用含有该元素的肥料进行补充。在植物必需的营养元素中，各种元素有其特殊的作用，而且不能相互代替的规律。在植物必需的营养元素中，各种元素有其特殊的作用，而且不能相互代替的规律。如，钾的化学性质和钠相近，离子大小和钱相近，在一般化学反映上能用钠来代替钾，在矿物结晶上钱能占据钾的位置，但在植物营养上钠和钱都不能代替钾的作用。不论是大量元素还是微量元素，对农作物来说都是同等重要的，缺一不可,缺少了其中的任何一种营养元素，作物就会出现缺素症状，而不能正常地生长发育、结实，甚至会死亡，导致减产或绝收。例如作物对铜的需要量很少，但小麦缺少了它就会出

4、现不孕小穗的现象。作物需要的各种营养元素，在作物体内都有其一定的功能，相互之间不能互相代替。如缺少钾，不能用磷代替，缺磷不能用氮代替，也不能用和它们化学性质十分相似的其他元素所完全代替。缺少什么元素，就必须施用含有该元素的肥料。4 .最小养分律“同等重要律”“不可代替律”的两条定律说明，要保证作物的正常生长发育，获得高产，就必须满足它们所需要的元素的种类和数量及其比例。若其中有一个达不到需要的数量，生长就会受到影响，产量就受这一有效性或含量最小的元素所制约。最小的那种养分就是养分限制因子。最小养分不是指土壤中绝对含量最少的养分，而是对作物的需要而言的，是指土壤中有效养分相对含量最少（即土壤的供

5、给能力最低）的那种养分。最小养分不是不变的，它随作物种类、产量和施肥水平而变。一种最小养分得到满足后，另一种养分就可能成为新的最小养分。例如，新中国成立初期，我国基本上没有化肥工业，土壤贫瘠，突出表现缺氮，施用氮肥就有明显的增产效果。到了20世纪60年代,随着生产的发展，化学氮肥的施用量有了一定增长，作物产量也在提高，但有些地区开始出现单施氮肥增产效果不明显的现象，于是土壤供磷不足就成了当时进一步提高产量的制约因素。在施氮基础上，增施磷肥，作物产量大幅度增加。到了70年代，随着氮、磷化肥用量的增长及复种指数的提高，作物产量提高到了一个新水平，对土壤养分有了更高的要求。南方的有些地区开始表现出缺

6、钾；北方一些高产地区开始出现了土壤供钾不足或某些微量元素缺乏的现象。如在缺硼的土壤上油菜出现花而不实、棉花出现蕾铃脱落的现象，北方缺锌的田块水稻出现坐匏、玉米出现白化苗病，这些症状只有在施用硼肥或锌肥后才会消退。作物生长发育需要吸收各种养分，但严重影响作物生长，限制作物产量的是土壤中那种相对含量最小的养分因素，也就是最缺的那种养分（最小养分）。如果忽视这个最小养分，即使继续增加其他养分，作物产量也难以再提高。只有增加最小养分的量，产量才能相应提高。经济合理的施肥方案，是将作物所缺的各种养分同时按作物所需比例相应提高，作物才会高产。俗称“水桶理论”。5 .养分归还学说作物产量的形成有40%80%

7、的养分来自土壤，但不能把土壤看作一个取之不尽、用之不竭的“养分库”。为保证土壤有足够的养分供应容量和强度，保持土壤养分的携出与输入间的平衡，必须通过施肥这一措施来实现。依靠施肥，可以把作物吸收的养分“归还”土壤，确保土壤能力。6 .报酬递减律从一定土地上所得的报酬，随着向该土地投入的劳动和资本量的增大而有所增加，但达到一定水平后，随着投入的单位劳动和资本量的增加，报酬的增加却在逐步减少。当施肥量超过适量时，作物产量与施肥量之间的关系就不再是曲线模式，而呈抛物线模式了，单位施肥量的增产会呈递减趋势。早在18世纪后期，欧洲经济学家杜尔哥和安德森同时提出了报酬递减律这一经济规律。目前对该定律的一般描

8、述是：从一定土地上所得到的报酬随着向该土地投入的劳动和资本量的增大而有所增加，但随着投入的单位劳动和资本量的增加，到一个“拐点”时，投入量再增加，则肥料的报酬却在逐渐减少。这一定律的诞生对工业、农业及其他行业都具有普遍的指导意义，最先引入到农业上的是德国土壤化学家米切利希等人，在20世纪初，在前人工作的基础上，通过燕麦施用磷肥的砂培试验，深入研究了施肥量与产量之间的关系，从而发现随着施肥剂量的增加，所获得的增产量具递减的趋势，得出了与报酬递减律相吻合的结论。米切利希的试验证明：第一，在其他技术相对稳定的前提下，随着施磷量的逐渐增加，燕麦的干物质量也随之增加，但干物质的增产量却随施磷量的增加而呈

9、递减趋势，这与报酬递减律相一致。第二，如果一切条件都是理想的，植物就会产生某一最高产量；相反，只要某一任何主要因素缺乏时，产量便相应减少。需要强调指出的是，报酬递减律和米切利希学说都是有前提的，它们只反映在其他技术条件相对稳定情况下，某一限制因子（或最小养分）投入（施肥）和产出（产量）的关系。如果在生产过程中，某一技术条件有了新的改革和突破，那么原来的限制因子就让位于另一新的因子，同样，当增加新的限制因子达到适量以后，报酬仍将出现递减趋势。7 .因子综合作用律作物产量高低是由影响作物生长发育诸因子综合作用的结果，但其中必有一个起主导作用的限制因子，产量在一定程度上受该限制因子的制约。为了充分发

10、挥肥料的增产作用和提高肥料的经济效益，一方面，施肥措施必须与其他农业技术措施密切配合，发挥生产体系的综合功能；另一方面，各种养分之间的配合作用，也是提高肥效不可忽视的一个问题。8 .植物营养临界期植物营养临界期是指营养元素过多或过少或营养元素间不平衡，对于植物生长发育起着显著不良的影响，并且由此造成的损失，即使在以后补施肥料也很难纠正和弥补。大多数作物磷的临界期在幼苗期。小粒种子更为明显，因为种子中贮存的磷已近于用完，而此时根系很小，和土壤的接触面少，吸收能力也比较弱。有效磷通常含量不高且移动性差，所以作物幼苗期需磷迫切。例如棉花磷的临界期在出苗后1020天，玉米在出苗后7天左右（三叶期）。幼

11、苗期正是由种子营养转向土壤营养的转折时期。用少量速效性磷肥作种肥常常能收到极其明显的效果。作物氮的临界期则比磷稍后，通常在营养生长转向生殖生长的时期。例如冬小麦在分槃和幼穗分化期，此时如缺氮则分槃少，花数少，生长后期补施氮肥只能增加茎叶中氮素含量，对增加籽粒数和产量已不起太大作用。玉米若在穗分化期缺氮，表现穗小、花少，造成减产。作物钾营养临界期问题，目前研究资料较少，因为钾在作物体内流动性大,再利用能力强，一般不易从形态上表现出来。据日本资料，作物生长正常时含钾量应该在2.0%以上。水稻缺钾一般在分孽初期至幼穗形成期。其中分孽期如茎秆1O含量在1.5%以下，分弟缓慢；1O含量1.0%以下则分藤

12、停止。幼穗形成期如K2O含量在1.0%以下，则每穗粒数减少。9 .植物营养最大效率期植物营养最大效率期是指植物需要养分的绝对数量和相对数量都大，吸收速度快，肥料的作用最大，增产效率最高的时期，它同植物临界期同是施肥的关键时期。植物营养最大效率期，大多是在生长中期。此时植物生长旺盛，从外部形态看生长迅速，对施肥的反应最明显。例如玉米氮素最大效率期在喇叭口至抽雄初期，小麦在拔节至抽穗期，油菜在花期，即“菜浇花”：另外，各种营养元素的最大效率期也不一致。据报道，甘薯生长初期氮素营养效果较好,而在块根膨大时则磷、钾营养效果较好。植物对养分的要求虽有其阶段性和关键时期，但还需注意植物吸收养分的连续性。任何一种植物，除了营养临界期和最大效率期外，在各个生育阶段中适当供给足够的养分也是必须的。忽视植物吸收养分的连续性，植物的生长和产量也会受到影响。因此，重视不同植物施肥的各个环节，才能为其丰产创造良好的营养条件，得到较高的产量。