水稻施肥技术.docx
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水稻施肥技术
水稻施肥技术
第二章水稻施肥技术
肥料使用技术被认为是作物栽培领域的一个重要学科,通常又把效益显著的施肥技术称之为科学施肥。
科学施肥可以扩展为高产施肥、高效施肥、优化施肥和经济施肥等多个方面,科学施肥就是综合运用现代肥料科学的研究成果,根据土壤供肥能力、作物的需肥规律、肥料的增产效应和栽培环境(气候、土壤、水分等因素),在作物生长期间人为提供氮、磷、钾和微量元素,并优化其使用时期、使用量、使用比例、使用方法,达到降低成本,提高肥料的利用率,充分发挥其增产作用的综合技术,本章节主要讨论水稻营养元素的种类、作用、肥料品种与肥料的使用方法。
第一节水稻生长所必需的营养元素与作用
、水稻生长所必需的营养元素用化学分析的方法对植物样品进行检测发现,任何一种植物体内均含有多种(70多种)化学元素,几乎地壳中所含有的化学元素都能在植物体内找到,而进入植物体内的化学元素并非都是植物生活所必需的。
科学家研究认为植物生长所必需的元素需具备以下条件:
一是作物缺乏这种元素时,不能正常生长、结实;二是当作物缺乏这种元素时,其它元素不
能替代,只能靠补充这种元素来解决,三是这种元素在作物体内参与生理活动,起着固定的生理作用,只有具备这三个条件的元素才被称之必需营养元素。
一)大量营养元素水稻生长所需的大量营养元素主要有碳、氢、氧、氮、磷、钾6种,其中碳(C)占植物体干物质重量的45%,主要来自于空气中的CO2;氧(0)占45%,主要来自于空气和水
(H20);氢(H)占6%,主要来自于水(H20);氮(N)占1.6%,主要来自于雷电所固定空气中的氮,动植物遗体分解腐烂后产生的氮和人为施入土壤或喷洒到植物体上的氮素肥料;钾(K)占1.5%,主要来自于矿物风化和分解产生的钾离子;磷(P)占0.2%,主要来自于土壤固定的磷素,矿物分解和人为施入。
大量营养元素植物需要量较多,约占植物干重的百分之几到千分之几。
二)中量营养元素中量营养元素植物的需要量介于大量元素和微量元素之间,
约占植物干重的千分之几,主要有钙、镁、硫。
钙(Ca)占植物体干重的0.5%,镁(Mg)占0.2%,硫(S)占0.1%。
中量元素主要来自于土壤矿物和人为施入。
三)微量营养元素植物对该类元素的需要量很少,只占植物干重的万分之几和百万分之几,甚至更少,属于这一类元素的有:
铁、硼、锰、
铜、锌、钼和氯。
氯(Cl)每千克干重含量100克,铁(Fe)
100克,锰(Mn)50克,硼(B)20克,锌(Zn)20克,铜(Cu)6克,钼(Mo)0.1克,主要以矿物元素和人工补施为主。
这16种必需营养元素中,除了碳、氢、氧是以气态养分(如:
氧化碳、氧气和水气)被水稻吸收外,植物大量吸收的仍然为无机态养分,其中无机态离子有:
NH+、H2PO4-、
HPO42-、SO42-、H2BO3-、B4O72-、MoO42-、Cl-等。
16种必需元素之中,碳、氢、氧三种元素是构成植物体的的最主要元素,占植物体干物质总量的90%以上,可以从空气和水中获得,氮素占植物体干物重的1.5%左右,主要从土
壤中吸收,其它12种元素仅占植物体干物重的5%左右,都水稻对土壤中的氮、磷、钾需要量相对较高,而稻田中能为水稻吸收利用的氮、磷、钾数量却比较少。
所以,人们称氮、磷、钾为“肥料三要素”。
、各种必需营养元素的主要生理功能
一)大量营养元素
1、碳、氢、氧的生理功能碳、氢、氧在水稻植物体中含量最大,他们是水稻植株重要有机化合物的组成元素,他们可以构成碳水化合物(糖)蛋白质、脂肪和有机酸等。
光合作用的产物—糖,是呼吸作
用及体内代谢作用所需能量来源,同时也是合成其它有机化合物的原料。
此外,氢和氧在水稻植株体内还参入氧化还原反应,对水稻的生理生化反应和代谢起着重要的作用。
2、氮
氮是水稻体内许多重要有机化合物的成分,在多方面影响着水稻代谢过程和生长发育,氮是蛋白质的主要成分,蛋白质含氮素16%~18%,也是植物原生质中的基本物质,同时又是水稻生命活动的基础。
因此,没有氮就不能形成蛋白质,就没有有机体和生命现象。
氮还是光合作用的叶绿体的组成成分,又是携带遗传特性的物质—核酸的组成成分。
各种代谢过程起着生物催化作用的酶中也含有氮素,还是一些维生素(如:
维生素B1、B2、B5等),和生物碱(如:
茶碱、烟碱)的成分。
所以,氮对水稻的生长发育起着决定性作用。
3、磷
磷也是水稻体内许多重要的有机化合物的组成成分,又以多种方式参与植物体内的各种代谢过程,在水稻生长发育过程中起着重要的作用。
磷是核酸的主要组成成分,而核酸又是蛋白质的重要组成成分,核蛋白存在于细胞核和原生质中,携带遗传特性,决定着细胞分裂和根系的生长,对水稻生长发育和代谢过程起着重要的作用。
磷也是磷脂的组成成分,而磷脂是生物膜的重要组成部分,除了磷脂以外,还含有很多重要的磷化物,如:
腺三磷(ATP)、
各种脱氢酶、氨基转移酶等,磷还参与碳水化合物、含氮化合物、脂肪等代谢过程。
磷具有提高水稻抗逆性和适应外界环境条件的作用。
如:
磷能提高细胞中原生质胶体的水合程度和细胞结构的充水性,提高原生质体保持水分的能力,减少水分损失;磷能促进根系发育,使根扎入深层土壤吸收水分,从而提高作物的抗旱能力;还能促进体内碳水化合物代谢,使细胞中可溶性糖和磷脂的含量增加,在低温时保持保持原生质处于正常状态,增强抗寒能力。
4、钾
钾与氮、磷不同,钾不是植物体内有机化合物的组成成分,钾主要以离子状态存在于细胞汁液中。
钾是植物体内许多酶的催化剂,在代谢过程中起着重要的作用,不仅可以促进光合作用,而且还可以促进代谢,提高植物对氮的吸收与利用。
钾还是碳水化合物代谢和运输的主要参与者,钾对于渗透调节维持细胞膨压起着重要作用,不仅可以促进生长,而且还可以促进经济用水。
钾还可以增强植物对各种不良环境调解(干旱、低温、病害、盐碱、倒伏等)和忍受能力。
钾能使原生质胶体充水膨胀,提高原生质对水的束缚能力,减少水分蒸腾,增强植物抗旱和抗寒能力;钾还可以促进茎秆维管束的发育,增强抗倒伏能力;还能促进低分子化合物(氨基酸、单糖等)转化成高
分子化合物(蛋白质、纤维素、淀粉等),减少病菌的养分供应,提高植物的抗病能力。
钾还有促进物质转移,提高千粒重、成熟度、籽粒充实度和稻米品质的作用。
二)中量营养元素
1、钙
钙能稳定生物膜结构,保持细胞形态和完整性,在植物离子的选择性、生长、衰老、信息传递以及植物抗逆性等方面起着重要作用。
钙构成植物细胞壁果胶质的结构分子,并存在于细胞壁中,对于稳定细胞壁起重要作用。
钙可以促进蛋白质的合成,也是某些重要酶(如:
a-淀粉酶、磷脂酶、ATP
酶等)的活化剂。
存在于细胞液中的Ca2+对于液泡内阴离子平衡和渗透调节十分重要。
2、镁
对植物的光合作用、碳水化合物的代谢和呼吸作用具有重要的意义。
镁是许多酶的活化剂;镁参与氮素代谢和促进脂肪的合成;还能促进维生素A和维生素C的合成,有利于提高
品质。
3、硫
硫是蛋白质和酶的重要组成成分。
虽然只有半胱氨酸、胱氨酸和蛋氨酸三种氨基酸含硫,但是植物体内许多蛋白质都含有硫。
许多含硫的酶不仅与呼吸作用、脂肪代谢有关,对淀
粉合成也有一定的影响。
硫还传递电子参与调解体内氧化还
酶A等)都含有硫,在许多重要的生理活动中起到促进作用,还参与叶绿素的形成。
三)微量元素
1、铁
铁是合成叶绿素所必须的元素,铁通过化合价的变化参与植物细胞内的氧化还原反应和电子传递,铁与有机物螯合成细胞色素、豆血红蛋白、铁氧化还原蛋白等,对植物体内硝酸还原起着重要作用。
铁是一些与呼吸作用有关的酶(如:
细胞色素氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶等)的主要成分,铁参与呼吸作用。
2、硼
硼能促进碳水化合物运转;参与半纤维素及有关细胞壁物质合成;促进细胞伸长与分裂;促进生殖器官的建成和发育;调节酸的代谢和木质化作用;还能促进核酸和蛋白质的合成及生长素的运输,在提高植物抗旱性方面也有一定的作用。
3、锰
锰在植物体内的主要作用是通过酶的作用来影响其生长发育。
锰可以活化许多脱氢酶及硝酸还原酶,对三羧酸循环与氮代谢产生作用,锰在叶绿体中直接参与光合作用中的氧化还原过程,促进水的光解。
4、铜
铜是植物体内许多氧化酶的成分,也是某些酶的活化剂,并参与许多氧化还原反应。
铜与有机物结合构成铜蛋白,并参与光合作用;铜也是超氧化物岐化酶(SOD)的重要组成成分;铜也参与氮素代谢,促进器官的发育。
5、锌
锌是某些酶的组分或活化剂,如:
乙醇脱氢酶、铜锌超氧化物岐化酶、碳酸酐酶和脱氧核糖核酸(RNA)聚合酶都含有锌,锌通过对酶的作用对植物碳代谢、氮代谢产生广泛的作用;还可以促进蛋白质代谢,促进生殖器官发育和提高抗逆性。
6、钼
钼是固氮酶和硝酸还原酶的成分,氮代谢和豆科植物共生固氮都少不了钼。
钼对呼吸作用有一定的影响,还能促进光合作用。
7、氯
氯参与植物的光合作用,在水的光解过程中也起作用。
氯在植物体内起着调节细胞液渗透压和维持生理平衡的作用,对于气孔的开闭也起着调节作用。
适量的氯有利于碳水化合物合成和转化,还可以抑制某些病害的发生。
三、水稻缺乏氮、磷、钾养分的典型症状水稻正常生长发育需要吸收各种必需的营养元素,如果生长
期间缺乏某些元素往往会破坏体内正常的物质代谢,使根、茎、叶等营养器官以及花、果实等生殖器官显现出特殊的症
状。
这种由于营养失调所引起的生理病态,被称之为“缺素症”,作物缺乏大量营养元素与缺乏微量元素的外部特征有明显的差别。
由于氮、磷、钾、镁营养元素在作物体内具有再度利用的特点。
因此,作物缺乏这些元素是,他们可以从下部老叶转移到上部新生叶片而被再度利用,缺素症往往先从下部老叶上显现出来;而微量元素在作物体内没有再利用的能力。
因此,当缺乏微量元素时,缺素症易于在上部新生组织上表现出来。
(一)水稻缺氮的症状水稻缺乏氮素营养主要表现为植株矮小,分蘖减少,叶片、茎秆、叶鞘呈黄绿色(叶色变淡),从叶尖至中脉发展到全叶,直至叶鞘和茎秆。
稻穗变小,穗粒数下降,成熟提早。
(二)水稻缺磷的症状水稻缺磷在温度较高的环境下,易于形成僵苗,返青后生长缓慢,植株矮小,分蘖少或延迟分蘖。
叶片细弱,叶色暗绿,严重时有赤褐色斑点。
稻丛呈簇状。
鞘、叶比例失调,叶鞘变长,叶片变短。
根系发育不良,生育延迟。
(三)水稻缺钾的症状水稻缺钾叶色暗绿,有时呈现青铜色。
老叶软弱下垂,新叶挺直。
分蘖前易患胡麻叶斑病;分蘖期后,老叶有赤褐色斑点,叶片呈枯焦状,茎易于倒伏或折断。
根部褐色有黑根。
抽穗期提前,籽粒不饱满,空秕粒多,易于感染病害(如:
纹枯病、稻瘟病等)。
四、水稻营养元素过剩的一般症状
(一)氮素过剩水稻氮素过剩,叶呈深绿色,组织(茎、叶)柔软,对病、虫害及冷害的抵抗能力减弱;生长过茂,茎、叶长度增加,分蘖数量增加,抗倒伏能力下降,出穗期、成熟期推迟,生育期延长。
(二);磷素过剩磷元素过剩在其他作物上一般不体现出症状,水稻田间也很难判断出磷过剩。
只有苗期(尤其是北方旱育苗)磷过剩,第二、三叶的叶尖出现褐色的斑点,并逐步向下扩展,以后逐渐得到恢复。
从生理角度磷素过剩易于引起生长停滞,提早成熟,产量降低。
大量使用磷肥会诱发锌、铁、镁的缺乏症。
(三);钾素过剩钾和氮一样,可以过量吸收,但是难以出现过剩症。
土壤中钾过剩时,抑制镁、钙的吸收,促使出现镁、钙的缺素症。
第二节水稻常用肥料的种类
、常用的氮肥品种适合于我国北方稻区的主要氮肥品种有尿素、碳酸氢铵、硝
酸铵、氯化铵、氨水和液氨等,氮肥品种约有12中之多(表
2-1),其中普遍使用的尿素、碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵,硝酸铵适合于旱田使用,因为NO3+易于随水流失,造成部分氮损失。
表2-1主要氮素化肥品种名称
化学分子式
含氮量(%)
氮肥形态1
液氨
NH3
82
铵态2
氨水
NH4OH
12-16
铵态3
碳酸氢铵
NH4HCO3
17
铵态4
硫酸铵
(NH4)2SO4
20-21
铵态5
氯化铵
NH4CL
23-26
铵态6
硝酸钠
NaNO3
15
硝态7
硝酸钙
Ca(NO3)2
13
硝态8
硫硝酸铵
(NH4)2SO4+NH4NO3
25-27
铵态、硝态9
硝酸铵钙
NH4NO3+CaCo3
20-25
铵态、硝态10
硝酸铵
NH4NO3
32-34
铵态、硝态11
石灰氮
CaCN2
20-22
酰胺态12
尿素
CO(NH2)2
45-46
尿素态(氰铵态)