本章各节列表:
- 第一节 植物必需的营养元素
- 第二节 营养元素之间的协同与拮抗
- 第三节 营养元素的络合与螯合
- 第四节 作物产量的“最小养分定律”
- 第五节 有机肥
- 第六节 化肥
- 第七节 复合肥及其选购要点
- 第八节 菌肥
- 第九节 叶面肥
第一节 植物必需的营养元素
植物是自养生物,即构成它们生命物质和维持自身生命活动所需要的糖、蛋白质、脂质和核酸等有机物,都是它们从自然界吸收无机物来合成的;人和动物则是完全依赖异养生物合成的有机质来维持生命的异养生物。
植物生长需要吸收的无机物通常被称作养分,除了需要吸收水分外,还需要从大气和土壤中吸取无机物来制造有机物,这些无机物除了碳、氢、氧以外,在自然环境下大多数是在土壤中沉积下来的矿质无机化合物,通常是盐酸(氯化物)、碳酸、硫酸、硝酸、磷酸的金属化合物,如来自盐湖的氯化钾和氯化镁、来自石灰石与白云石的碳酸钙和碳酸镁等,统称为无机盐(氯化钠这种食用盐只是化学意义上盐的一种);来自铁矿石与锰矿石的氧化铁、氧化锰等金属氧化物,在土壤中继续以氧化物的形式存在,也常被包括在无机盐中。
元素周期表中有17-19种是植物生长所必需的营养元素,也是植食性或肉食性的人和动物的生存所必须的;人类这种更高级的生物,维持生命活动必需的营养元素高达29种,这其中大多数都直接或间接来自植物,包括植物自己必需的,也包括不是植物必需但植物从土壤中吸收到其体内的其他元素。植物必需营养元素的生理功能可概括为:构成植物体内生命物质的组成成分,或参与植物的各种生命活动。
植物体内的生命物质指的是糖(碳水化合物)、蛋白质、脂质和核酸以及它们的组成单元与衍生物,它们是所有生物的生命要件;碳、氢和氧三个必需元素组成糖;碳、氢、氧、氮加上磷和硫组成蛋白质和核酸;其他必需营养元素加入形成各种部件和功能组织的糖、蛋白质、脂质和核酸中,或参与植物的酶促反应、能量代谢、生理调节等生命活动,没有它们的参与,植物的一些生命活动就无法顺利进行甚至停止,威胁到植物的健康甚至生命。
在作物去掉水分后的有机质(通常称为干物质)中,占最大比例的是氧、碳和氢元素,分别占干物质的44%、42%和7%,三者相加占93%,我们说到的矿质营养元素总共只占剩下的7%。所以有趣的是,占植物干重最大比例的氧、碳、氢元素不用我们施花钱施入,植物通过光合作用从空气中获得氧和碳(二氧化碳),植物根系从土壤中吸水获得氢和氧,我们最多只需在雨水不够的时候给植物浇水即可;只占植物干物质7%的矿质营养元素,才是我们通常所说的土壤养分。

摘自联合国粮农组织和国际肥料工业协会主编的《肥料及其使用》
除氧、碳、氢外,其他元素可以统称为矿质营养元素,它们主要通过植物的根从土壤中获得。因需求量不一样,可以分为常量元素和微量元素,或者大量、中量和微量元素。常量元素指的是氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)六种;常量元素中,常常把氮、磷、钾称作大量元素,钙、镁、硫称作中量元素。
氮(N)
氮是作物生长的“动力”,在作物干物质中的比例为 1-4%,在蛋白质中的比例为16%。氮在土壤中以硝酸根(NO3-)或铵根(HN4+)的形式被作物吸收,化肥中带“硝酸”或“铵” 字的都含氮,硝酸铵同时含有硝酸根和铵根两种形式的氮元素。氮在作物体内与
糖(碳水化合物)代谢生成的化合物结合,形成氨基酸和蛋白质。作为蛋白质的基本成分,氮参与了作物发育和产量形成的所有主要过程。
磷(P)
磷在作物干物质中所占的比例为0.1-0.4%。磷在植物细胞能量传递过程中起关键作用,是作物光合作用和其它化学生理过程所必需的元素。在作物形成生长点的过程中,磷对细胞分化、组织发育、作物根系伸长和生长点形成方面必不可少,因此在作物苗期和花芽分化期要注意磷养分的充足供应。
磷很容易被土壤中的钙和铁发生反应生成难溶的磷酸盐而被土壤固定(不能溶入土壤溶液中流动),因为作物只能吸收溶入水中的矿质元素,磷被土壤固定后,作物吸收不到,就会发生缺磷症。
钾(K)
钾在作物干物质中的比例也为1-4%。钾能够活化60多种调节植物生命活动的酶,在碳水化合物和蛋白质合成过程中起至关重要的作用。钾调节细胞的膨压、渗透压和叶片气孔的开闭,保持植物的水分平衡,调节植物生长,增强植物抗性(耐旱、耐寒、耐盐碱、抗倒伏和抗病害等外界恶劣环境的能力)。
钙(Ca)
钙能稳定细胞膜和细胞壁结构,提高植物抗压和抗逆性,对作物根部生长也很重要。
钙在土壤和植物体内移动性差,土壤中常常不缺钙,但因为钙在土壤中容易被固定,植物体内又不能互相调剂,所以植物的嫩叶和生长点容易发生缺钙症,番茄、辣椒的开裂与脐腐、大白菜干烧心、萝卜空心或烂心等,都可能是缺钙的表现,干旱季节作物吸水困难,就更容易发生缺钙症。
镁(Mg)
镁是叶绿素的核心组分,叶绿体相当于是太阳能的接收器;镁也参与植物体内的能量转换和酶反应,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意义。
由于镁对叶绿素的重要性,作物缺镁症导致的叶片发黄,对植物生长会有严重影响。
硫(S)
硫和磷一样参与植物体内有机分子的合成,是蛋白质、生物素H、维生素B1、辅酶A、胱氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸的重要组分,也参与叶绿素的形成。硫在作物生长中的作用同磷和镁一样重要,但它的作用常常被低估。
土壤中的硫元素来自有机质的分解、天然矿物质沉积和含硫化肥(如硫酸钾),有机质含量过低的土壤有可能发生缺硫的情况。
除了氧碳氢、氮磷钾和钙镁硫外,其他十余种植物必需的微量元素是:
铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、硼(B)、铜(Cu)、钼(Mo)、钴(Co)、镍(Ni)、氯(Cl)、钠(Na)和硅,其中钠、镍是最新植物生理学中新确定的必需微量元素。
铁(Fe) 不参与叶绿素的形成,但参与叶绿素合成的几种酶需要铁的促进,所以缺铁也会发生叶片褪绿黄化,影响植物的光合作用,严重时叶片白化乃至枯萎死亡。铁在植物体内的移动也很困难,所以缺铁症主要表现在新叶上。
锰(Mn) 在植物体内的作用主要通过对酶活性的影响来实现,所以锰又叫催化元素。
锌(Zn) 是某些酶的成分或活化剂,锌通过酶的作用对植物碳、氮代谢产生广泛的影响并参与光合作用,参与生长素的合成,促进生殖器官发育和提高抗逆性。植物缺锌的症状常常表现为生长点小叶症。
硼(B) 能促进碳水化合物的正常运转,改善作物各器官的有机物供应,促进生殖器官的形成和发育,促进细胞分裂和细胞伸长,提高豆科植物的固氮能力。作物体内的硼集中在花粉中的柱头和子房,刺激花粉萌发和花粉管伸长,使授粉得以顺利进行。作物缺硼时,花药和花丝萎缩,花粉不能形成,表现出“花而不实”症状。硼在植物体内能调节有机酸的形成和运转,缺硼时,有机酸在作物根中积累,根尖分生组织的细胞分化和伸长受到抑制,发生木栓化而导致根部坏死。硼还能增强作物的抗旱、抗病能力和促进作物早熟的作用。
硼对油菜、棉花、大豆、甜菜、苹果、柑橘以及多种粮油棉与蔬菜作物都很重要,而我国的土壤尤其是东南各省淋溶严重的酸性土壤以及pH值较高的北方石灰性土壤缺硼的情况较普遍,因此可以考虑以底肥和追肥的方式将硼肥施入土壤中。同时应注意,有些复合肥、钾肥、钙镁肥中常常已经添加有硼肥。
铜(Cu) 是植物体内许多氧化酶的成份,或是某些酶的活化剂,参与许多氧化还原反应,它还参与光合作用,影响氮的代谢,促进植物花器官的发育。
钼(Mo) 和 钴(Co) 是豆科作物固氮及根瘤生长所必需的。
镍(Ni) 在植物氮素营养中的作用非常重要,镍是帮助尿素水解为铵态氮的脲酶中不可替代的组分,如果没有镍在脲酶中的参与,作物因尿素不能转化而容易发生叶尖坏死的尿素中毒。镍还能增强作物的抗病能力。
土壤和化肥中一般含有微量镍,大多数农作物都不需要专门施用镍肥,pH值过高的土壤可能会发生缺镍症,美国的碧根果(美国山核桃)对镍的需求比较大,但有些农作物可能对镍敏感而发生镍中毒。镍是重金属元素中的一种,矿物废渣和化工污水中可能含镍,造成土壤重金属污染。
氯(Cl) 参与植物光合作用,调节气孔开闭,增强作物对某些病害的抑制能力;钠(Na) 对甜菜作物很重要。
氯和钠是食用盐成分,农家粪肥中一般都含有氯和钠,化肥中也有很多是氯化物(如氯化钾),农药中还常添加钠盐做基础溶剂,所以氯和钠在土壤中一般也不缺。
硅(Si) 是一个新被发现的必需常量元素,硅有助于稻、麦、甘蔗等禾本科作物增强秸秆强度,防止倒伏。硅对番茄、黄瓜、菜豆、草莓等也有一定作用。缺硅会使植物生殖生长期的受精能力减弱,降低果实数和果重。
硅是地壳中第二丰富的元素(仅次于氧),广泛存在于岩石、砂砾、尘土之中,但只有溶解硅和生物硅(如硅藻土、植物灰烬等)才能被对硅需求敏感的农作物吸收,南方的红壤土和黄壤土可能会存在缺硅的情况。
微量元素虽然需求量微小,但它们之所以必需是因为它们在植物的生命代谢中各自有不同的生理功能,相互间是同等重要而不可代替。植物缺乏某一种必需元素,就会跟人一样发生代谢紊乱,甚至出现生理障碍而枯萎死亡。可以用木桶短板理论来类比植物对必需元素的需求,缺素就好比木桶中存在短板,木桶的容量就会大幅减少。
我们会在植物缺素症的有关章节中,讨论植物缺素后的一些症状和防治措施。
微量元素之所以被称作微量,是因为作物对它们的需求确实只是微量,一旦用量过大,常常会出现恰如其反的作用,造成微量元素中毒。譬如锰,酸性土壤中锰的溶出度过高,就会和铝一起对作物产生毒害;硼在土壤中施入过多,会对下一茬作物产生有害影响。
微量元素在土壤中的活性(有效性)取决于土壤溶液的组分、其他营养元素的含量(协同与拮抗)、土壤酸碱度等各种土壤理化性质,加上其“微量”不好把握,因此最佳的办法是以叶面喷施的方式让叶面直接吸收,叶面对各种营养元素的吸收有其自身的限度。叶面肥效果最好的是螯合叶面肥。
最好不要土施所谓的多种微量元素肥,它们是各种化合物的大杂烩即复混肥,生产厂家往往不对复混肥中各种微量元素的含量作出标注,而事实上各种微量元素在复混肥中的含量千差万别,很容易一种元素施入过量而另一种却施入不足;这还不是最主要的,最主要的是,复混肥是将各种矿化物简单混在一起,其中很多是不溶物,互相之间也很容易产生拮抗,导致作物很难真正吸收这些微量元素成分。
第二节 营养元素之间的协同与拮抗
植物的生长需要从土壤溶液中吸收包括氮磷钾、钙镁硫、铁锰锌硼等十余种矿质营养元素,但它们互相之间存在着协同与拮抗作用,所谓协同指的是一种营养元素在土壤中的富足利于植物对另外一种或多种营养元素的吸收,而拮抗则相反。
氮与钾之间存在相互拮抗,也就是土壤中氮元素过多会影响作物对钾元素的吸收,所以有偏施氮肥这一说,反过来也是如此;只不过化学钾肥比较贵,品类也少(硫酸钾、氯化钾),用得最多的是氮磷钾三元复合肥,而且除了底肥外,更多是在作物生长中后期对钾的需求高于对氮的需求时以追肥施入,所以偏施钾肥的情形比偏施氮肥的情形少。另有一种说法是钾可以促进氮代谢,提高植物对氮的吸收和利用,也就是说,钾对氮有协同作用。
氮与磷之间存在相互协同,即氮和磷互相促进作物对这两种元素的吸收。磷对钾存在单向拮抗,即磷不利于作物对钾元素的吸收。
磷与镁之间存在互相协同,对锌存在单向拮抗,所以作物底肥中,尤其是作物缺锌的时候,不宜同时施入磷肥和锌肥(如磷酸二铵和硫酸锌);磷与铁相互拮抗(磷与铁会生成难溶的磷酸铁盐而被土壤固定)。
钾差不多正好与磷相反,与钙和镁这两个中量金属元素之间存在相互拮抗,与铁和锰这两个微量金属元素之间则存在相互协同。
虽然钙与镁常出现在同一种化肥中(钙镁磷肥、硝酸钙镁等),但它们之间存在相互拮抗。
各种营养元素在土壤这样一个复杂生态系统中的状态和行为表现还有待深入研究。
第三节 营养元素的络合与螯合
各营养元素之间的协同和拮抗,主要发生在溶解在土壤溶液中的游离态离子之间,如果各营养元素是以络合态或螯合态吸附在土壤有机质中,那么各元素之间就不容易互相打架形成拮抗,就跟我们人类吃各种各样的食物,食物中的各种营养元素不会在我们的肠胃中打架一样。
金属离子与一种叫作螯合剂的化合物以配位键结合,能形成稳定的螯合结构;在螯合结构中,金属离子是中心体,周围被五元环或六元环包围,这种螯合态的金属离子不会轻易被其他金属离子夺走、替代形成其他化合物,也就是各种矿质元素能够保持相对稳定而不产生拮抗。用“螯”来描述这类化合物,就是因为分子结构很像“蟹”的两个大“钳”,把金属原子或离子紧紧夹在中间。
螯合剂一般都是有机物,譬如氨基酸、EDTA、EDDHA等,EDTA和EDDHA这两种有机化合物中文名称过于复杂,而习惯用英文缩写代替。巴斯夫有一款叫“望秋”的多元微量元素肥,就是用EDTA螯合了铁锰锌铜硼钼,防治作物缺素症的效果非常好。单单解决作物缺铁症常用的是EDTA或EDDHA螯合铁,EDDHA螯合铁相对于EDTA螯合铁,对碱性土壤适应性强。
总体而言,螯合肥料有更强的土壤酸碱稳定性,但由于价格昂贵,一般多用于叶面喷施。
第四节 作物产量的“最小养分定律”
最小养分定律说的是:作物产量主要受土壤中相对含量最少的养分所控制,作物产量的高低主要取决于最小养分补充的程度,最小养分是限制作物产量的主要因子,如不补充最小养分,其他养分投入再多也无法提高作物产量。
我们先解释一下相对含量与最少养分的概念:相对含量指的是作物生长所需的某种营养元素,譬如钙,我们假设为100个单位,但土壤中的有效钙含量只有50个单位,在土壤中其他必需的营养元素相对于作物需求而言,供应都很充足的情况下,钙就是这块土壤中相对含量最少的养分,即最小养分,它成了限制作物产量的主要因素,也就是我们常说的短板。

最小养分定律与“木桶理论”
最小养分定律与“木桶理论”是一个道理,由许多块木板箍成的木桶,若其中一块木板短了,木桶的盛水量就被这块短板限制了,这块短板就成了木桶盛水量的“限制因素”。
最小养分定律和木桶理论的另一个解读是,不补足最小养分,或不解决短板问题,不把木桶的短板加长,那么其他养分补得再多、箍成木桶的其他木板再长,都是没有意义的,作物产量不会有所增加,木桶盛水量也不会增加。
农户中较普遍存在的有悖于最小养分定律的施肥理念,往往是肥料偏施化肥,化肥偏施氮磷钾这三个大量元素,而忽略其他中微量元素,氮磷钾中又经常偏施氮肥,导致土壤中其他养分被常年种植的作物年复一年地吸走,或被雨水淋溶流失而得不到补充,一个甚至多个养分元素对作物的供应不足,就会使作物发生缺素症,抗病抗逆能力大幅下降,而严重影响到作物的健康生长。
作物的缺素症常被归类为生理性病害,一旦出现缺素症状,作物的光合作用等其他生理机能就会受到严重影响,最典型的表现是植株的叶和茎变紫红色(缺磷),植株下部叶片(老叶)的叶尖、叶缘或叶肉出现褪绿斑块后黄化(缺钾、镁等),植株上部叶片整片黄化甚至白化(缺铁、锰等),生长点缩短或坏死、小叶化、卷曲皱缩、花蕾变黑、落花落果、出现开裂果与畸形果(缺钙、硼等)。作物的光合作用是作物生长的前提,所以缺素症对作物健康生长和作物产量收成的影响不能低估。作物吸收的养分元素平衡、全面而富足,也是蔬菜瓜果口味与品质的重要保证。

番茄缺素症状
要特别重视土壤中微量元素的贫富程度,因为作物收获后,移走的是它从土壤中吸收的全部营养元素,包括大量、中量和微量元素;大量元素即氮磷钾常常会有化肥补充,中量元素即钙镁硫则也往往能在施入氮磷钾化肥的同时得到补充,因为许多氮磷钾化肥其实也是钙镁硫肥,如氮肥中的硝酸钙、硝酸铵钙、硝酸钙镁,磷肥中的钙镁磷肥和过磷酸钙,钾肥中的硫酸钾、硫酸钾钙镁等;只有微量元素需要额外添加、额外补充,这就增加了化肥的投入成本,农户如果年复一年只买同样的化肥种类、只买便宜的化肥品种,土壤缺素的问题可能就得不到解决。在同一块土地上、同一个大棚中常年种植同一类作物,会导致土壤中某些必需微量元素的相对贫乏,作物在缺素的土壤中生长,总是出现叶、茎、花、果的生理性病害,这也是土壤退化失调的一个重要原因和大棚种植户换土的一个重要理由。
动物粪肥等有机肥不完全能补足土壤微量元素的谱系,这是因为人类自从有了抽水马桶以后,切断了养分生态循环(中国古代叫五谷循环)中人类排泄物被作物再利用这重要的一环。
与某种元素吸收不足的缺素症相对的是,某种元素相对施入过多、作物吸收养分不平衡,也会影响到作物的健康生长和收成,如偏施氮肥容易使作物发生倒伏或脆断,也容易遭受病虫害的入侵。磷肥、钾肥施入过多也会因为磷与硫、钾与钙和镁产生拮抗而导致作物发生缺硫、缺钙、缺镁的缺素症,这就是过犹不及。
偏施氮肥还带出一个农户常常碰到的问题:贪青晚熟。贪青晚熟的实质是作物受偏施氮肥的影响,营养生长过于旺盛,而不能及时转入生殖生长阶段,这种情况发生在孕穗或开花结果的粮食作物、茄科作物、瓜类、豆类和水果作物上,也会发生在大白菜、萝卜等十字花科蔬菜作物上。许多农户常常因为白菜不能包心而用稻草绳进行人工捆扎,希望强迫其包心,殊不知大白菜包心是其转入生殖生长的前奏,植物从营养生长转入生殖生长是其内在规律,繁殖下一代是几乎所有植物一生的终极目的甚至是唯一目的,符合时令种植的作物只要吸收的养分富足而均衡,就必然会自然而然从营养生长转入生殖生长;偏施氮肥相当于让作物沉浸在营养生长阶段迷恋往返,贪青晚熟就是这个意思,晚熟会造成歉收,更严重的则是错过时令,不能孕穗、不能坐果,或者穗和果因季节转为寒冷或炎热而不能正常成熟而完全失收。
第五节 有机肥
有机肥包括:
- 农家肥即粪(尿)肥、厩肥、堆肥、沤肥等;
- 饼肥(榨油后的豆粕、茶粕、棉粕做成的豆饼、茶籽饼等,包括花生壳粉);
- 其他农产品加工的废弃物,如酒糟、蔗糖渣等;
- 塘泥、河滩淤泥等。
草木灰中的养分是不含氮的无机矿质元素,但也常被归入农家肥甚至有机肥中。
农家肥中的养分可参考下表(除氮磷钾外,其他中微量元素含量未列出):

农家肥虽然养分全,但与化肥相比含量低,由于须经微生物分解转化后才能为植物所吸收,肥效迟而长。
由于粪肥等来自喂食植物饲料的家畜家禽的排泄物,饲料品种往往比较单一,所以营养元素可能不够平衡;更重要的是,植物饲料可能携带的虫卵及病原体活体可能会被残留在其排泄物中,直接施入地中会传播病虫害,鸡粪中可能有线虫活体而使农地被难以根治的根结线虫侵染,因此农家肥要经过发酵腐熟后才施用。
饼肥也需要腐熟后才能施用。未腐熟的农家肥或饼肥施入地里后发酵会产生热量和氨气,引起烧根、烧苗和氨气中毒;农家肥在腐熟分解过程中产生的氨气以及酚酸类中间产物,还会抑制种子发芽,影响出苗率;施用未腐熟的农家肥或饼肥,会使萝卜主根受损后发生分杈或歧根。
第六节 化肥
十九世纪化肥的发明和二十世纪化肥的大规模应用,是人类能够在地球上以有限的耕地面积承载日益增长的人口基数的最重要保证,一般认为化肥和农药的应用对农作物产量的贡献至少高达50%以上。
化肥的第一大贡献是弥补了天然肥料总量上的不足,来自化肥的足量的养分保证了大面积种植的农作物生长旺盛、植株粗大、籽粒饱满、果实丰盈;化肥的第二大贡献是弥补了天然土壤中矿质营养元素的欠缺与贫乏,使农作物得以健康茁壮成长、保花护果、提升果实品质;化肥还有性价比高、见效快、施用方便等有点,当然缺点也是显而易见的,那就是,化肥的施用量不好掌握,常常造成滥用的情况,从而加速土壤有机质的消耗,给地下水和下游水体造成氮素和磷素的富集,产生河流、江湖的富营养化污染;一些化肥施用不当会造成烧根、烧苗和肥害,有些化肥会影响叶菜类蔬菜的口感等,这些问题我们会在以后陆续提到(化肥对土壤理化性质和土壤团粒结构的影响,请参见第二章:土壤)。
农作物对氮磷钾这三种元素的需求量大,但不同品种以及处在不同生长期的农作物对氮磷钾的需求是不一样的。一般而言,农作物在苗期和营养生长阶段对氮元素的需求随植株的不断长大而不断增加,苗期的根系生长发育需要磷元素;对瓜果类、块茎类作物来说,营养生长阶段后期开始一直到生殖生长阶段,对钾元素的需求陡然升高,超过同时期对氮的需求,同时继续维持对氮的需求;开花结果的作物在花芽分化和坐果期对磷的需求也有所增加。
在整个生长时期,瓜果类、块茎类农作物对氮磷钾的需求大致有1 : 0.5 : 1的一种比例关系,茄科类作物对钾的需求还要更高一些;由于有机肥中含钾量普遍不高,所以需要更多的化学钾肥来补充。
化肥中的氮营养元素以三种形态存在,分别叫硝基态、铵基态和酰基态,硝基态氮(简称硝态氮)就是含有硝酸根(NO3-)的硝酸盐化合物,如硝酸钾、硝酸钙中的硝酸根,都是硝态氮;铵态氮就是含有铵根(NH4+)的铵盐化合物,如硫酸铵、碳酸氢铵、磷酸铵与磷酸二铵等,硝酸铵与硝酸铵钙同时含有硝酸根和铵根,所以既有硝态氮又有铵态氮。注意在水溶液中,硝酸根是负离子,铵根是跟金属一样的阳离子,都能被作物直接吸收,但不同的作物对硝酸根离子和铵离子有不同的偏好,一般而言,旱地作物具有喜硝性,而水生或强酸性土壤上生长的作物则表现为喜铵性;大部分蔬菜作物偏爱的是硝态氮。
氮的另一种形态叫酰基态,它与硝态氮和铵态氮都不一样,是一种有机化合物,所以必需经过土壤微生物分泌脲酶催化,转化为铵态氮或硝态氮后才能被植物吸收,这个转化过程视温度、湿度、有机质与微生物菌落等土壤环境的不同,尿素施入后一般要花2-7天才能开始发挥肥效。
尿素是唯一的酰态氮肥,但也是含氮量最高的氮肥,含氮量达到46.7%,而同样重量的碳酸氢铵(简称碳铵),含氮量只有17%,即只有尿素含氮量的三分之一略强。
尿素生产在造粒过程中的高温下会产生缩二脲这种副产品,对作物的发芽和生长有抑制作用,叶面喷施时则会烧伤叶片;缩二脲也会使叶菜类蔬菜纤维粗化、口感变差,所以尿素按国家规定必须在包装袋上标注“含缩二脲,使用不当会对作物造成伤害”的警告语,高品质的尿素会在包装袋上直接标注“含缩二脲≤1%”的字样。
其他需要在包装袋上进行标注或警示的,还有含氯化肥,因为有些作物忌氯,如甘薯、马铃薯、辣椒、白菜、莴苣、西瓜、草莓、葡萄、甘蔗、柑橘、*草烟**、茶树等,所以化肥中的含氯量大于3%时,必须标注“含氯(低氯)(中氯)(高氯)” 字样,以免农户误用在忌氯作物上。我们常用的钾肥有两种,一种是含氯的氯化钾,产品钾含量相对较高,价格也相对便宜,适合于小麦、水稻、玉米等不忌氯甚至喜氯的作物;硫酸钾则适用于喜硫的大多数蔬菜作物,但国产的硫酸钾大多是从氯化钾转化而来,会有一些残留的氯成分。
同样用作追肥,硫酸钾中的钾含量在46-54%之间,比平衡复合肥中的钾含量要高三倍左右,但硫酸钾中没有氮磷营养元素,要根据需要自己加配。高钾复合肥的钾含量一般只有25%,只是硫酸钾中钾含量的一半左右。
磷酸二氢钾是一种磷钾含量很高的化肥(磷含量52%,钾含量34%),在蔬菜和花卉种植户中有“万能化肥”之称,但因为价格要贵很多,一般仅用作叶面肥喷施,尤其是在作物开花坐果期,磷酸二氢钾常有奇效;它与农药和其他叶面肥的混配性也很好,与杀菌剂和杀虫剂混配喷施,有助于作物更快恢复健康。
从以上的介绍可知,化肥绝大多数是无机化合物,又称无机盐,这些无机盐名称中的硫酸、硝酸等听上去似乎有点可怕,但硫酸根、硝酸根恰恰都是植物需要并且能够直接吸收的营养物质,它们中包含我们人类必需的营养元素,只是除了食盐(氯化钠)这种无机盐外,我们人体需要的其他无机盐营养物质,大多通过膳食的方式从植物源和动物源食料中间接摄取获得。
第七节 复合肥及其选购要点
化肥中用量最大的是复合肥,氮磷钾这三种大量元素常常以复合肥的形式生产和销售,国家规定复合肥必须在包装袋上清晰表明这三种元素的含量,但自然界的元素常常是以化合物形式存在,因而在化肥领域,一般约定俗成,除含氮量外,其他元素的含量一般都以其氧化物的重量百分比含量来指代,如磷含量其实指的是化肥中磷的化合物换算成五氧化二磷(P2O5)的含量,钾含量指的是钾的化合物换算成氧化钾(KO)的含量;化肥中磷一般不会是以五氧化二磷、钾不会是以氧化钾的形式存在,但都要用分子式将其转换计算为五氧化二磷和氧化钾的含量。钙肥和镁肥也有这种情况。
复合肥包装袋上必须有“15-15-15”、“12-6-25”这样的标注,按顺序第一位就是氮含量(氮在化肥中最多可以有三种形态存在,所以有时候氮含量也叫总氮),第二位是以五氧化二磷指代的磷含量,第三位是以氧化钾含量指代的钾含量。“15-15-15”表明氮、磷、钾含量相等,所以也称平衡肥;“12-6-25”表明钾含量高,所以也称为高钾复合肥。
复合肥要根据作物种类、作物生长期的不同阶段、土壤肥力和前一阶段的施肥情况,来首先确定氮钾含量配方,譬如缓苗后促进发棵的营养生长阶段,可选用高氮低钾复合肥,开花坐果期则选用高钾复合肥。作物对磷的需求只有对氮钾的一半左右,而有机肥中的磷含量相对于氮钾含量并不低,所以复合肥中的磷含量不如氮钾含量那么重要。
复合肥中的氮钾元素来自什么原料很重要,氮素最好是来自硝酸盐的硝基氮,钾最好是硫酸钾,二者合在一起叫硝硫基复合肥。
复合肥生产中的造粒工艺很重要,高塔喷熔造粒工艺生产的复合肥各颗粒之间以及每个颗粒从内到外氮磷钾成分的分布都很均匀,差不多是目前最先进的复合肥生产工艺,高塔造粒生产的复合肥颗粒外观可见气孔,这个特点很容易识别,还没法造假。
复合肥中最好添加有微量元素,这样一次施肥就解决了作物对各种营养元素的所有需求,省事省时省力。添加有微量元素的复合肥,包装袋上一般有中文表明,或者有“TE”两个英文字母标注,即英文Trace Elements(痕迹元素,即微量元素)的缩写。
复合肥最好是全水溶的,因而不仅可以土施,也可以浇灌、滴灌以及叶面喷施。许多质量不高的复合肥用的原材料不是能够完全水溶的矿化物,或者矿化物颗粒不细做不到速溶。
复合肥最好含有硝化*制剂抑**,硝化*制剂抑**是一种氮养分的缓释剂,能做到氮养分的稳定长期释放,所以长效。许多作物到了生长后期植株之间互相遮蔽,给田间施肥操作带来难度,所以肥效的长效性也是一个重要的考虑。
一些假冒伪劣复合肥也常常自我标称有缓释长效功能,但往往是伪称,没有硝化*制剂抑**,就谈不上缓释。
概括起来,优质复合肥的选择标准就这么五条:
- 硝硫基(硝基氮、硫酸钾);
- 高塔工艺生产;
- 添加有微量元素;
- 全水溶;
- 缓释长效。
复合肥和钾肥,尤其是磷酸二氢钾是假冒伪劣化肥的重灾区,最好都买国内大厂生产的产品,在线下购买的时候要特别注意包装袋上的标注是否规范,很多假冒化肥过不了包装袋标注这一关;在线上购买拆包分装的化肥,也一定要详细阅读宝贝页的介绍,关注网店的信用等级,一些网店挂羊头卖狗肉,给你看的原包装袋与卖给你的实际产品可能不一致。
第八节 菌肥
土壤的肥力取决于土壤有机质、矿质营养元素和土壤微生物三者形成的一个复杂生态系统。在这个生态系统中,有机肥改善作物赖以生长的土壤结构,包容土壤和化肥中的各类矿质元素,使他们之间相对稳定而不发生拮抗,同时为微生物提供生长繁殖的养料和环境。有机肥养分过偏与过低的欠缺,由化肥来补足,化肥过度消耗土壤有机质等各种过错,可以用增施有机肥的办法来补正;微生物帮助分解有机肥中的有机质养分,为作物提供稳定长效的肥力;某些微生物,如固氮菌,还能与作物根系一起协同工作,从大气中吸收氮素。化肥、有机肥和微生物菌落形成一个综合养分系统,为作物提供一个理想的生长环境。
由于长期种植单一品种或单一类别的农作物,加上农药的施用,农业害虫和病原菌得到遗传上的强化,土壤有害微生物增多、有益微生物减少,因此向土壤中施入有益微生物活体来与有害微生物进行生存竞争,如枯草芽孢杆菌;或者直接抑制甚至杀灭某种或某些有害的土壤生物,如哈茨木霉菌,从而起到改善土壤微生物菌落的作用,这样的微生物活体就叫作菌肥或生物肥料,菌肥本质上不是肥料,而是土壤肥力增进剂。有些微生物活体,如白僵菌和淡紫拟青霉,还有杀虫的作用,被称作是生物农药或生物杀虫剂。
菌肥和生物农药都是近年来热门的话题,国内大大小小的生产厂家已有很多,产品也已有数十种甚至上百种之多,但菌肥和生物农药不需要向农业农村部登记就能生产,所以免不了有鱼龙混杂的情况。国外化肥农药大厂目前还没有几家跟进,拜耳的微生物菌剂(商品名为卓润)似乎是唯一一个国际品牌生产在中国市场推广的菌肥,市场反应不错。
第九节 叶面肥
植物吸收的是离子态的矿质营养元素,以无机盐硝酸钾为例,进入土壤中分解为金属钾阳离子和含氮的硝酸根阴离子,分别作为钾元素和氮元素(硝酸根中含氮)养分被植物的根吸收。
但植物的叶片也能吸收离子态的养分,把作为矿物营养元素的无机盐的稀溶液喷洒在叶面上,离子可以经过叶表面的角质层或气孔进入叶细胞。叶细胞的细胞壁中有象胞间连丝那样的细丝延伸到角质层下面,作为离子进入叶细胞的通道。
以叶面吸收养分的方式进行叶面施肥,可以迅速解决植物的缺素症,例如在碱性土壤里,虽然也有铁、锰等微量元素存在,但它们常常以不可给态即植物根系吸收不了的形式存在,在碱性土壤中种植的作物就会出现严重的铁、锰缺素症,向土壤施入的铁、锰也会变成不可给态,这时用含铁、锰的稀溶液进行叶面喷施,就能很快恢复这些缺素作物的正常生长。
缺素症并不一定意味着土壤缺素,而是作物不能有效地从土壤中吸收到它所需要的营养元素,除了碱性土壤或酸性土壤影响营养元素吸收外,土壤中的营养元素还会由于别的营养元素的存在而与它们产生拮抗或被它们固定而不能移动,或者因土温过低、气温过高、干旱或雨涝等极端环境阻碍作物根部对营养元素的吸收,这些都会导致作物发生缺素症。
叶面喷施导致作物缺素症的营养元素,如磷、钾、钙、镁、锌、硼、铁、锰等,是改善作物缺素症见效最快的补救办法,由于磷和钾是大量元素,钙和镁是中量元素,叶面喷施虽然见效快,但吸收量不大,因此对于已经出现这些缺素症状的作物来说,叶面喷施可能还需要与根施或滴灌结合起来进行。
叶面喷施时增加助剂等表面活性剂以降低叶片的表面张力,可以增加叶面的吸收效率;叶面施肥可以结合杀菌杀虫同时进行,但叶面肥一般不能与碱性农药混用。