肥料三要素(施用肥料有哪些原则)

2024-05-12 22:37:40

植物体的组成元素一部分从空气中,一部分从水,一部分从土壤矿物质中取得,供应量不足的部分则必须以人为的方式供应,此不足部份称为肥料。

植物所需的肥料以要素需要量的多少可分为大量肥料、中量肥料和微量要素肥料三类,从农作物栽培的经验得知,在一般土壤栽培作物时最限制作物生长的要素是氮、磷和钾,通常就称为肥料三要素。

人类需要吃肉、蔬菜、五谷杂粮才能正常生长,植物的生长也需要食物,只是植物较人类低等,其食物以无机矿物质为主。

植物自一粒小小的种子发育成一棵植株,其组成元素全自土壤和空气中取得,将植物体干燥后分析其构成元素,大约如表一所列。

植物所需的肥料以元素需要量的多少可分为大量元素肥料、中量元素肥料和微量元素肥料三类,请参考表二。

表二:依元素需要量的肥料分类

施用肥料的基本原则:

一、最少养分率

虽然植物的生长所需的元素有量多量少的区分,但是为维持正常生长,这些元素间的需要量必须维持一定程度的平衡,只要当中某一元素比例偏低,则整棵植物的生长即受其支配,此即植物生长的最少养分律。所以施肥时一定要有养分平衡的观念。

二、报酬渐减率

从农作物栽培的经验得知,在一般土壤栽培作物时最限制作物生长的要素是氮、磷和钾,通常就称为肥料三要素。

假设氮素是某一栽培作物最缺乏的营养要素,那麽施用氮肥很快就会看到施肥增进生长的效果,但是植物生长量并不会随着氮肥增施呈现固定比率增加,反而有逐渐递减的现象,终至再补施氮肥也不见生长量,甚至有减产现象,此即施肥的报酬渐减率。所以施肥时也要有施肥的效益观念,应该讲求适量施肥,过量施肥不仅得不到作物增长的回报,反而有肥伤之虞。

三、施肥时机和植物需肥阶段要配合

植物发育生长的生命过程可粗略分成营养生长期、分化期、和生殖生长期三阶段,各阶段所需的肥料种类和量均有差异,要求植物正常生长就应配合植物营养生理需求,适时适量施用肥料。

植物生育和肥料三要素的关系

一、氮素肥料(俗称叶肥)

氮素肥料是植物叶部和茎部绿色部分所不可或缺的养分,特别是观叶植物和叶菜栽培需要施用的肥料,故又成为叶肥。

● 氮肥的种类

植物所吸收利用的氮素是无机态的硝酸态氮素(NO3-)和铵态氮(NH4+)。至于有机态氮素,例如尿素、动物皮粉、豆饼等也被当氮肥使用,不过其要在土壤中经过细菌分解成硝酸态氮和铵态氮才能被作物吸收利用。故将氮素肥料的种类和特征整理如表三。

表三:氮元素的种类和特征

植物生长过程中氮的营养是否恰当、不足或是过量,可由植物体氮素含量的化学分析值来研判,不过这需要化学分析实验室才能做,一般栽培可从植物生长的表现来判断氮肥不足或过量的大体状况,故将氮素不足或过量影响植物生长的表现整理如表四。

表四:氮素不足或过量影响植物生长的表现

二、磷素肥料(俗称花果肥)

磷素是植物要生长健壮、根发育良好、开花繁盛、果实丰收所必须的元素成分,所以又称为花果肥。

● 磷肥的种类

植物只吸收包括H2PO4-,HPO42-,PO43-等离子态磷酸根。磷肥的种类分为无机态磷肥和有机态磷肥。无机态磷肥依其溶解特性可分为水溶性磷酸肥料和柠檬酸铵溶性磷酸肥料。有机态磷肥则包括米糠和豆饼类的有机磷酸盐。磷素肥料的种类和特征如表五。

表五:磷素肥料的种类和特征

植物生长过程中磷肥不足和过量是常见的问题,植物体化学分析可协助判断磷素含量不足或是过量,一般栽培者可由植物生长的表微做摡约判断。磷素不足或过量影响植物生长的表现整理如表六。

表六:磷素不足或过量影响植物生长的表现

三、钾素肥料(俗称根肥)

植物对钾的需求量颇高,植物要正常生长需要足够量的钾素。植物行光合作用合成的葡萄糖需要钾素帮助运输、分配到其他部门,或合成淀粉或合成其他种碳水化合物。

另外,钾素可促进根系的生长,根部木质部的形成和发育都受到钾素的影响;钾素可调节水分,维持细胞膨压,增加植物对低温环境的抵抗力;钾素也可以增加植物对病虫害的抵抗力。

● 钾肥的种类

植物只吸收钾离子(K+),所以水溶性的硝酸钾、硫酸钾和氯化钾是最常用的钾肥,水不溶性的硅酸钾肥亦有商品价值。至于各种植物豆饼、乾海草等亦含有水可溶性的钾,在此,依其来源以有机态钾肥称之。钾肥的种类和特征见表七。

表七:钾肥的种类和特征

由植物体化学分析之钾素含量可以协助判断其钾素含量是不足或是过量,一般栽培者可由植物生长的表现做估判。钾素不足或过量影响植物生长的表现整理如表八。

表八:钾素不足影响植物生长的表现

肥料的吸收率和植物发育生长的关系

肥料的吸收率和植物发育生长的生命过程有密切的关系,植物发育生长的生命过程可分成营养生长期、分化期、和生殖生长期三阶段。

一、营养生长期:

是发育根、茎和叶的植物生长阶段,植物在此期间由种子发育成株叶繁茂的植株。

二、分化期:

植物经过营养生长期,株叶繁茂到某一程度,即开始组织分化,孕育花蕾,准备开花,授精和结果。

三、生殖生长期:

是花的生长、开花、授精到结果成熟的阶段。

肥料三要素的吸收率

植物从种子发芽、生根、枝叶繁茂到开花结果的生理过程,每个阶段所需吸收利用的肥料三要素的量有显著的差异。若以全期所需要吸收的氮、磷、钾之总量各为100%,则各个生长阶段所吸收的各要素量占其总量之百分比称为肥料吸收率。

在营养生长期,植物对氮素和钾素的需求较多,对磷素的需求较少。在分化期,植物开始对磷素要求转旺,吸收量达到高峰,同时仍需要吸收多量的钾素,至于氮素的需求则逐渐减弱。在生殖生长期的花蕾孕育,开花,结果期间,植物对三要素的需求量,基本上和分化期相当,直到植物进入果实成熟期才开始降低对三要素的需求。

整体而言,植物的一生中:

● 氮素的需求:在营养生长期,要长根,长枝条,长叶,需要很多氮素合成蛋白质,以支持根、茎、叶茂盛生长,所以氮的吸收率在此期达到高峰,进入分化期以后直至结果期,基本上是氮素在植物体内的移转和重新分配为主,所以氮的吸收率逐渐降低。

● 磷素的需求:植物开始由营养生长期进入分化期,在花芽分化、花蕾形成、开花、授精、结果等过程,需要很多由磷素组成的ATP、ADP等植物体内能源以供细胞分裂,分化形成新组织,也需要磷素供合成核酸RNA、DNA等遗传物质。所以磷素的吸收率在开花期达到高峰,等进入结实期,则对磷素不再需求,吸收率快速降低。

● 钾素的需求:由于钾素在植物体内一直以钾离子(K+ )型态分布在细胞和组织内,并不直接参与植物体内细胞和根、茎、叶、花、果等器官之构成,但是光合作用所生成糖分在植物体内运输、分配以及转化成淀粉和其他碳水化合物,将硝酸盐还原转化成蛋白质等都要用到钾素,所以植物一生中对钾素需求较为平均。一般而言,和营养生长期对氮的需求倾向相同,于根、茎、叶生长的旺盛期,钾素吸收率达到最高峰,进入发蕾期和开花期吸收率稍减,只到结实期才逐渐明显下降。

有关肥料吸收率与植物生长各阶段的关系可参考图一。

施用肥料三要素的基本方法

前面已经说明植物对肥料三要素的吸收率是依据各生长阶段的需求而有所改变,因此施用肥料补充三要素的方案,理想上,要与植物对三要素的需求期和吸收率相配合。

实际上,一般的施肥方式是将肥料施到土壤中,肥料三要素经过水分溶解,随水分进入土壤当中,到达根圈活动范围再被根系吸收进入植物体内,所以肥料要素和植物根系之间有土壤介质的居间影响。

土壤粒子表面带负电荷,为了中和电性,其上吸附许多带正电荷的钙、镁、铁等阳离子,这些离子很容易和磷肥的磷酸根阴离子结合成水溶性低的磷酸钙盐、磷酸镁盐、磷酸铁盐等,因此,磷肥在土壤中的移动性很差,亦即不易随著土壤水分长距离移动,被分配到整体根圈范围,所以在以土壤为栽培介质的系统,磷肥通常在基肥时,即将整个植物生长周期所需的磷肥要素全部拌入土壤之中。

至于氮肥和钾肥则因容易溶于水中,且可随土壤水分移动到根圈范围内,所以可以分期分量施用。通常在基肥时,将整个植物生长周期所需的氮肥和钾肥2/3拌入土壤中,其馀1/3则在植株旺盛生长期当追肥施用。这样的分量分次施用肥料显然很粗放,并非最符合植物发育需求的方案。所以开发延效性肥料(Slow release fertilizers)和控制释放性肥料(Controlled release fertilizers)以达到省工、省时和符合吸收率的要求是肥料产业仍需努力的课题。

如果是水耕栽培系统,植物根系是直接和肥料要素接触,植物各生长阶段所需吸收的肥料要素就可以用水溶性肥料的供应量和供应频率作较精准的配合。

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