课题2 化学肥料
一、教学目的要求
1.了解化学元素对植物生长的重要性及常见化肥的种类和作用.
2.了解化肥、农药对环境的影响.
3.培养运用所学知识和技能解决实际问题的能力.
二、本课题分析
本课题分为两部分,一是化肥简介,简要介绍化学肥料的种类和作用；二是化肥的简易鉴别,介绍利用物理和化学性质初步鉴别几种常见化肥的方法.
化学肥料的种类很多,所涉及的知识也很复杂,本课题只是简单地对化肥的作用和影响作一概要介绍.这部分内容可以分为两个方面：一方面讲使用化肥有利的一面,在课题的引言部分扼要说明化肥对农业增产的作用,并以常用的氮、磷、钾肥为例,进一步具体介绍氮、磷、钾在植物生长过程中所起的重要作用,为化肥的增产作用提供理论和事实例证,同时展现化学的价值.另一方面讲使用化肥所带来的问题——化肥对环境的污染,同时从环境角度简单提及了农业生产中的另一重要化工产品农药的使用.从而全面而真实地将人类在化肥、农药使用上所面临的问题呈现给学生,不仅让他们了解科学发展已经解决的问题,还让他们了解科学发展中尚待解决的问题.
关于化肥的简易鉴别,教材以活动与探究和资料的形式分别探索和介绍了氮、磷、钾肥的区分及不同氮肥的鉴别.前者利用氮、磷、钾肥物理和化学性质的不同,设计简单易行的实验,引导学生观察、分析、比较它们的不同,并归纳、总结出区分它们的方法.学生从中不仅能了解三种化肥的简易鉴别方法,更重要的是学习和体验如何应用所学知识解决实际问题；对于农村学生来说,更有一定的实用价值.资料中提供的氮肥的简易鉴别,实际上是一种简易的化学分析,其中涉及了一些学生尚未学过的铵盐的化学性质(以小注形式作出解释),这些并不影响实际操作,还可供有这方面兴趣的学生阅读和使用.
教学建议如下：
1.教材中化肥的知识很有限,重点是让学生了解化肥和农业发展的一些趋势,树立一些观念.教学中教师可以适当补充一些相关资料,如化肥发展的概况和趋势等；也可以结合本课题后的调查与研究发动学生收集资料,丰富教学内容.
2.可以结合生物课的学习,开展化肥对植物生长影响的课外实验活动.
3.地处农村或靠近农村的学校,应结合当地农业生产的实际,补充一些具体种类的化肥、农药的应用知识和技术,使学用结合.
4.注意利用对有关化肥、农药使用利弊的思考,培养和训练学生的辩证思维,使他们认识到科学技术的发展在解决原有问题、促进社会和生产发展的同时,往往又可能会引出新的问题,因此使他们认识到科学技术的进步将是永无止境的.
三、资料
1.植物营养元素
植物正常生长发育所需要的营养元素有必需元素和有益元素之分；必需元素中又有大量(亦称常量)元素和微量元素之分.
必需元素指植物正常生长发育所必需而不能用其他元素代替的植物营养元素.根据植物需要量的多少,必需元素又分为必需大量元素和必需微量元素.必需大量元素有碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙；必需微量元素有铁、锰、锌、铜、硼、钼、氯.大量元素与微量元素虽在需要量上有多少之别,但对植物的生命活动都具有重要功能,都是不可缺少的.
必需元素的生理功能可概括为：构成植物体内有机结构的组成成分,参与酶促反应或能量代谢及生理调节.如纤维素、单糖和多糖中含有碳、氢、氧；蛋白质中含有碳、氢、氧、氮、磷、硫；某些酶中含有铁或锌；Mg2+和K+是两种不同的酶的活化剂；K+和Cl-对渗透调节具有重要作用,等等.
有益元素指一些植物正常生长发育所必需而不是所有植物必需的元素.如硅、钴、镍、钠等.
硅是稻、麦、甘蔗等禾本科植物所必需的,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.
钴是豆科植物固氮及根瘤生长所必需的；镍在豆科植物氮代谢中有重要功能.
除可促进某些植物的生长发育外,有的有益元素可代替某种必需元素的部分生理功能.如对于某些嗜钠植物(甜菜等),Na+可以在渗透调节等方面代替K+的作用.当K+供应不足时,Na+可以取代K+.
2.肥料的分类和发展趋势
可直接或间接为作物提供养分的物料都叫做肥料.肥料的种类很多,它们的来源、成分、性质、肥效和施用方法各不相同.按肥料的作用可以把肥料分为直接肥料和间接肥料,直接肥料主要为作物提供必需营养成分,对作物具有直接营养作用；间接肥料是以调节土壤酸碱度、改良土壤结构、改善土壤理化性质、生化性质和协调作物生长发育为主要功效的.
肥料的发展趋势与农业及整个社会的发展相一致.一方面为了提高肥料的利用率,节约能源,降低成本,方便贮运、施用和不污染环境,化学肥料的生产向高效化(即肥料所含有效养分浓度高)、复混化(所含养分种类多,含农药、激素、除草剂等)、长效化(肥料的肥效持续时间长)和液体化方向发展.另一方面为了有利于维持地力、降低农业成本,减少环境污染、维护营养元素在食物链中正常循环和保持农业生态平衡,在肥料施用和作物耕作制度上应建立和推进有机肥料和化学肥料配合施用的施肥体系,作物与牧草轮换耕作,秸秆还田及绿肥(由绿色植物体直接翻埋或堆沤成的肥料)应用等也是农业生产中肥料发展的重要趋势.
3.化学肥料与农家肥料的比较
如果按肥料的来源来分,肥料可分为农家肥和化肥两类.
农家肥大多是有机肥料.农家肥的种类繁多(如人粪尿、牧畜粪尿和厩肥、绿肥、堆肥和沤肥等),而且来源广、数量大,便于就地取材,就地使用,成本也比较低.有机肥料的特点是所含营养物质比较全面,它不仅含有氮、磷、钾,而且还含有钙、镁、硫、铁以及一些微量元素.这些营养元素多呈有机物状态,难于被作物直接吸收利用,必须经过土壤中的化学物理作用和微生物的发酵,分解,使养分逐渐释放,因而肥效长而稳定.另外,施用有机肥料有利于促进土壤团粒结构的形成,使土壤中空气和水的比值协调,使土壤疏松,增加保水、保温、透气、保肥的能力.
农家肥虽然含营养成分的种类比较广泛,但是含量比较少,而且肥效较慢,不利于作物的直接吸收.农家肥料的这些弱点却正是化肥的优点.化肥中的营养元素含量比较高,例如：1 kg碳铵中的含氮量相当于25 kg～30 kg人粪尿；1 kg普钙的含磷量相当于60 kg～80 kg厩肥；1 kg硫酸钾所含的钾素相当于草木灰10 kg左右.化肥大多易溶于水,施入土壤后能很快被作物吸收,肥效快而显著.如用氨水作追肥,能使黄瘦矮小的秧苗在很短时间内返青.另外,制造化肥的原料来源很丰富,例如,生产氮肥所需的空气和水是取之不尽的,其他原料像煤、石油等在我国的贮量也很多.因此,化肥可以大量生产并普遍推广、施用.
与农家肥相比较,化肥含营养成分比较单一,不能满足植物生长所需的各种养分,而且成本也较高.因此一般在施用时,总是在增施农家肥料的基础上,配合使用化肥,这样可以起到缓急相济、互相补充的作用.
