会员百问百答
作物吸收肥料是主动的过程还是被动的?根系吸收其周围的肥料,吸收范围有限,是否意味着大多数肥料都是损失或者留在了土壤中?如果大多数都留在了土壤中,我们施肥是否都是过量的?
答:一、肥料养分吸收问题
养分进入根细胞的过程可分为被动吸收和主动吸收两种方式。主动吸收又称代谢吸收,是一个需要消耗能量的代谢过程,具有选择性;被动吸收又称非代谢吸收,不需要消耗能量,属物理或物理化学作用。根系吸收初期以被动吸收为主,后期以主动吸收为主,通常是两者相结合进行。
1.被动吸收。根系对养分的被动吸收主要以截流、扩散、质流和离子交换等形式进行。(1)扩散:在土壤溶液中某种养分的浓度出现差异时所引起的养分运动,使养分由浓度高处向低处扩散,最后趋于平均分布。作物不断从根际土壤吸收养分,使根际土壤溶液中的养分浓度相对降低,造成根际土壤和远离根际土壤中养分含量的差异。远离根际处的养分浓度高,养分则慢慢向根际扩散,并被根系吸收。通常在施肥或土壤中有机质矿质化后,会因养分浓度提高而向周围扩散,从而被作物根系吸收利用。(2)截获:当根系尤其是数目很多的根毛与土壤养分直接接触时,就可以进行离子交换而获得养分,不通过土壤溶液。这种不通过运输,而依靠根系从土壤中直接吸收养分的方式称为截获。(3)质流:质流与扩散不同,不是养分的浓度差引起的养分运动,而是土壤水溶液中的养分蒸腾作用把养分运送到根际。当作物蒸腾作用消耗了根层土壤中大量水分后,植物根系为了维持正常的蒸腾作用,必须不断地从周围环境中吸收水分。这就造成土体中大量水分流向根部,以补充根系周围水分的亏缺,则产生了质流作用。土壤水溶液中的养分也随着水分的流动被带到根的表面。从而,为作物获得更多养分提供了有利条件。(4)离子交换:根系进行呼吸所产生的H+和HCO3-(或OH-)与土壤中阴阳离子进行交换,使部分离子态养分吸附在根细胞表面而被植物吸收。
2.主动吸收。无机态养分的主动吸收分为离子泵解说和载体解说,都是通过代谢过程,消耗能量吸收土壤中的养分。植物体内离子态养分的浓度比外界土壤中溶液浓度高,而根系仍能逆浓度吸收,且吸收时有选择性,这是由于植物体内能量的释放以及酶的作用结果,其中包括一系列生理生化过程。
二、科学施肥问题
由于科学技术发展水平限制和对科学施肥认识不到位,过去一段时间内不平衡、不合理、过量施肥是客观存在的。2015年开始,农业农村部组织实施到2025年化肥使用量零增长行动,推动农作物化肥用量持续下降、利用效率不断提高。2021年我国水稻、小麦、玉米三大粮食作物化肥利用率达到40%以上,比2015年提高5个百分点。到2025年,氮、磷、钾和中微量元素等养分结构更加合理,全国农用化肥施用量实现稳中有降,全国三大粮食作物化肥利用率达到43%。
受肥料种类性质、土壤类型、作物种类、气候条件、田间管理等因素的影响,施入土壤中的肥料被作物利用的程度存在不同差别。除被作物吸收外,有吸附或固定在土壤中的,有向下淋失的,有水平径流的,有转化为气体损失的。那么就需要因土壤差异、因作物类别、因肥料种类制定科学合理施肥措施提高肥料利用率。其主要途径是:(1)根据土壤各种养分的稀缺状况合理施肥;(2)根据不同作物对养分的不同需要合理施肥;(3)改进施肥技术,使肥料的损失减少到最低限度。
撰稿:王磊 中国农科院资源区划所