植物营养与肥料青岛农业大学.ppt

植物微量元素营养与微肥,第六章,微量元素包括硼（B）、锌（Zn）、锰（Mn）、铁（Fe）、铜（Cu）、钼（Mo）、氯（Cl）。作物体内微量元素的含量仅百万分之几到十万分之几，但它们的作用是很重要的。随着作物产量的不断提高和大量施用化学肥料，农业中对微量元素的需要逐渐迫切。,70年代以来，我国微量元素肥料的研究与应用得到较全面的发展，普遍开展了土壤微量元素的含量调查。结果表明：土壤缺硼面积多在40%以上，缺锌面积多在20%以上，缺锰10以上，缺铁5，缺铜1以上。,第一节 微量元素的营养作用,硼的营养作用,促进体内碳水化合物的运输和代谢。（参入糖代谢）参入半纤维素及有关细胞壁物质的合成。促进细胞伸长和细胞分裂。促进生殖器官的建成和发育。花的子房和柱头含硼量很高,缺硼时:油菜“花而不实”;大麦、小麦“穗而不实”;棉花“蕾而不花”;花生“有壳无仁”;菊花“扫帚病”。调节酶的代谢和木质化作用。提高豆科作物根瘤菌的固氮能力。,锌的营养作用,某些酶的组分或活化剂：锌通过酶的作用对植物碳氮代谢产生相当广泛的影响。参入生长素的代谢 锌能促进吲哚和丝氨酸合成色氨酸，而色氨酸是生长素的前身。参入光合作用中CO2的水和作用。促进蛋白质代谢。促进生长器官发育和提高抗逆性。抗旱、抗热、抗冻等。,钼的营养作用,是硝酸还原酶的组分,钼的营养作用突出表现在氮素代谢方面。参入根瘤菌的固氮作用，还可能参入氨基酸的合成与代谢 促进植物体内有机含磷化合物的合成。参入体内的光合作用和呼吸作用。促进繁育器官的速成。,锰的营养作用,直接参入光合作用。参入水的光解和电子传递。多种酶的活化剂。氮代谢、生长素代谢、氧化还原过程等。促进种子萌发和幼苗生长。,铁的营养作用,叶绿素合成所必需：大部分铁存在于叶绿体中，蔬菜75。参入体内氧化还原反应和电子传递。参入植物呼吸作用。铁与核酸，蛋白质代谢有关。,铜的营养作用,参入体内氧化还原反应 铜是植物体内许多氧化酶的成分或 是某些酶的活化剂。构成铜蛋白并参入光合作用，叶绿体 中含量较高。超氧化物歧化酶(SOD)的重要组分。参入氮代谢，影响固氮作用。促进花器官的发育。,氯的营养作用,参入光合作用 氯作为锰的辅助因子参入水的光解反应。调节气孔运动 活化H+泵ATP酶。抑制病害发生。其它作用：,保持电荷平衡，维持细胞内的渗透压，氯对酶也有影响，适量的氯有利于碳水化合物的合成和转化。,第二节 土壤中微量元素的含量、形态和转化,土壤中微量元素供应不足，既与土壤类型和成土母质有关，又与土壤条件如：土壤酸度、氧化还原电位、透气性、质地等有关。,土壤中的硼,我国土壤变幅0500ppm，平均64ppm，沉积物发育的土壤硼比火成岩发育的土壤含硼量高。,表土土壤含硼指标有三种：全硼量、酸溶性硼、热水溶性硼。只有热水溶性硼可作为土壤给作物供B能力指标。,2ppm 很高，可能对植物产生毒害作用。,如：水溶性硼,土壤中硼的形态：,矿物态硼、吸附态硼、有机态硼、水溶性硼,土壤中硼的有效性主要受土壤pH，粘土矿物类型及有机质含量的影响。之间，有效硼随pH增加而增加，pH7时有效性下降，干旱条件下，有效性降低，砂土有效硼少于粘质土壤，但砂土施用硼肥有效性高，有机质含量与有效硼成正相关。,土壤中的锌,我国土壤全锌含量在10300ppm平均为100ppm。我国少的北方，受母质影响，发育花岗岩（153ppm）石灰岩（91ppm）紫砂岩（81ppm）千枚岩（68ppm）红色粘土（61ppm）红沙岩（31ppm），土壤全锌量与有效锌含量有一定关系，但也有反之，如北方的石灰性土壤，以土壤有效锌作为评价指标时，不同的测定方法有着不同的临界水平。,目前石灰性及中性土壤用pH7.3的DTPA溶液提取，缺锌临界值为0.5ppm，为边缘值。酸性土壤用0.1mol/L盐酸提取，缺锌临界值为1.5ppm,0.1mol/L HCl浸提DTPA浸提很低 1.0 0.5低 1.0-1.5 0.5-1.0中等 1.6-3.0 1.1-2.0高 3.1-5.0 2.1-5.0很高 5.0 5.0临界值 1.5 0.5,土壤中锌的形态：矿物态，交换态、有机态、水溶态,影响土壤中锌有效性的因素：,土壤pH：pH高的土壤，尤其是含碳酸钙的土壤，锌的溶解度降低，一般pH每增加一个单位，Zn2+活度降低100倍，缺锌往往发生在pH6.5的土壤上，在酸性土壤上施用石灰也会诱发缺锌。,氧化还原状况：还原性产物的出现，Zn2+的有效性降低，Fe2+的吸收增加，减少Zn2+的吸收。,有机质含量：有机质含量高，有效性含量也会高，但在淹水条件下，施用有机肥，会加速缺Zn2+（降低了Eh,增加了CO2分压）,土壤中磷的水平也影响锌的有效性，在含有效磷高或施用大量磷肥时常常观察到缺锌，即磷锌拮抗。,施磷促进植物生长，造成稀释效应，缺Zn2+。施磷同时添加了各种阳离子（Cu2+），从而抑制作物对 Zn2+的吸收利用。施磷增加了土壤Fe、Al氧化物及CaCO3对Zn2+的吸附固定。施磷抑制Zn2+从植物根部向地上部分的运输。施磷使植物体内Zn2+纯化。,其可能机理是：,缺锌时，植物体内不累积钾而累积磷造成磷中毒。,土壤中的钼,我国土壤全钼含量在0.1-6ppm，平均含量为1.77ppm，土壤钼的含量受成土母质的影响很明显，东北地区含钼量较高，土壤全钼量并不能代表对植物的供给情况。,有效态钼是评价土壤中钼的供给情况的适宜指标。,土壤有效钼以pH3.3的草酸草酸铵溶液提取,土壤有效态钼含量及其分级,土壤中钼的形态有：难溶态钼、交换（吸附）态钼、有机结合态钼、水溶态钼。,在各种钼的形态中，吸附态钼最为重要，钼的吸附与土壤pH的关系正好与其它金属微量元素（Mn Cu Zn Fe）相反，即随pH增加，钼的吸附减少。在酸性土壤中(pH5.5时，以MoO42-形式存在，两者都能被植物吸收。我国南方均有缺钼土壤，主要是红壤等酸性土壤。,土壤中的锰,我国土壤全锰含量为425000ppm，平均含量为710ppm，锰的供给情况不是由全锰含量多寡来决定，而是取决于锰的可给性强弱，代换态锰和易还原态锰总和称为活性锰。缺锰土壤主要分布在我国北方质地较轻的石灰性土壤，pH一般大于6.5，在酸性土壤上施用石灰也有诱发缺锰的可能。,土壤中锰有矿物态、交换态、易还原态和水溶态锰、有机态（pH8时有）、活性锰或可给态锰,土壤pH越低，Eh越低，土壤中Mn2+就越多，有效性越高，pH从49范围内，每增加一个单位，可给性锰就会降低100倍。,在淹水土壤下，锰的有效性高，有时甚至产生锰的毒害。,土壤中Mn2+、Mn3+、Mn4+的关系：,土壤活性锰的分级及评价指标：,300ppm 很高,土壤中的铁,铁是地球上最丰富的元素之一，其数量仅次于氧、硅、铝居第四位，土壤全铁含量范围为10,000100,000ppm，主要存在于含铁、镁、硅酸盐的原生矿物中。,土壤中可给铁含量与全铁含量相比是很低的，可给性无机铁的形态有Fe3+、Fe(OH)2+、Fe(OH)2+和Fe2+等，这些阳离子为土壤胶体所吸附，而称为代换态铁。,在中性和碱性土壤中，代换态铁数量很少，一般不超过1ppm甚至没有。因为，Fe3+3OH-Fe(OH)3在酸性条件下，铁化合物溶解度增加，代换态铁也显著增加，在较高pH情况下，每增加一个pH单位。溶液中活性铁减少1000倍，可溶性铁在达到最低值。,土壤有机物质具有能与各种金属离子形成稳定结合体的能力，从而防止这些金属离子转变为不溶性的化合物。Eh，土壤渍水时，Fe3+还原为Fe2+,使铁的溶解度增加。,0.07-0.3ppm 严重后中度失绿 0.3-2.2ppm 中度到轻度失绿 2-32ppm 无失绿病,1mol/L醋酸铵溶液（pH4.8）提取代换态铁。,土壤中的铜,我国土壤全铜量3300ppm，平均为22ppm，但大多数土壤含量介于2040ppm。主要取决于成土母质中铜的数量，干枚岩（55ppm）石灰岩、紫砂岩（20ppm）红色粘土(19ppm)花岗岩(11ppm)红砂岩（9ppm）。有机质含量高的土壤，是主要的缺铜土壤，因为有机物质吸附铜的能力强于粘土矿物，易使铜变成无效铜。,土壤中铜的形态有：矿物态、交换态、水溶态、有机整合态。,土壤酸度影响铜的有效性，pH升高时，由于铜的吸附增强，而土壤溶液中铜的含量降低，在石灰性土壤，可形成CuCO3、Cu(OH)2沉淀，使铜的有效性降低，其它金属阳离子有拮抗作用。,分级 DTPA提取*0.1mol/L HCl提取*很低 0.1ppm 1.0ppm低 0.1-0.2ppm 1.0-2.0ppm中等 0.2-1.0ppm 2.1-4.0ppm高 1.1-1.8ppm 4.1-6.0ppm很高 1.8ppm 6.0ppm临界值0.2ppm 2.0ppm,*适于中性石灰性土壤,*适于酸性土壤,土壤有效铜含量及其分级,第三节 作物缺少微量元素的症状 和诊断方法,当微量元素严重缺乏时，外部形态表现出一定的缺乏症状，如叶片大小、颜色、茎的生长等，因此外形诊断可作为营养丰缺的一种方法，但元素之间缺素形态有的相似，一般的是潜伏性缺乏，再加上病虫害及环境因素的干扰混淆，易造成误诊，必须配合其它诊断方法，才能作出正确判断。,一、外形诊断,症状出现部位：Fe、Mn、B、Mo、Cu都首先在新生组织出现，而Zn在老叶上出现，其次，看叶片大小和形状，缺Zn叶片窄小，簇生（小叶病），缺B叶片肥厚，叶片卷曲、皱缩、变脆，其它元素叶片大小和形状不变，再看失绿部位，缺Zn、Fe、Mn都会产生叶脉间失绿黄化，但叶脉仍为绿色，缺Zn最初在下部老叶片上，沿主脉出现失绿条纹及黄绿相间成明显花叶，严重时褐色斑点，缺铁植株幼叶叶脉间失绿黄化，严重时整个叶片变黄或发白，见p157页表66。,二、根外喷施诊断,如根据外形诊断不能肯定缺乏那种微量元素时，可采用根外喷施诊断：这种方法简便易行，适用于各种土壤和作物，具体方法是配制一定浓度（一般为0.1-0.2%）的含某种微量元素的溶液，喷在植株叶部或浸泡、涂抹等方法，隔710天观察前后作物叶色、长相、长势的变化。为使微量元素易进入植株体内，可在喷施溶液中添加0.1%湿润剂（中性肥皂、茶子饼浸出液等）或增加喷施次数。,三、化学诊断,化学诊断系用化学分析方法测定土壤和植株中微量元素的含量，对照各种微量元素缺乏的临界值加以判断。,植株化学诊断：,一般采用全量分析。在作物不同生育期取正常，不正常叶片测定，对比等。,土壤诊断：,土壤化学分析的浸提剂不同，临界指标也不一样。,土壤有效硼：热水浸提法，2：1水土比，姜黄素或醌茜素，甲亚胺H比色法等。土壤有效态钼：目前普遍采用草酸草酸铵溶液（pH3.3）.土壤有效锰：水溶态锰，代换态锰，易还原态锰，1N醋酸铵（pH 7）（1N醋酸铵 0.2%对苯二酚）。目前国内外也采用DTPA提取原子吸收分光光度法。土壤有效Fe、Zn、Cu：普遍采用DTPA浸提原子吸收。（石灰性土壤）。酸性土壤用0.1N HCl浸提。,土壤有效态微量元素的分级和评价指标。P158页 表67,四、微量元素化学诊断的丰缺指标,作物的微量元素含量范围和判断指标，P159页 表68，,作物体内微量元素的含量受许多因素影响，由土壤气候条件和施肥、栽培管理、品种等会引起临界值的变化，要结合当地情况。“临界水平”指低于这一水平时，作物因缺乏营养而产量下降。,？,第四节 微量元素肥料的种类、性质和施用,一、微量元素肥料的种类和性质,p161 页，表69,微量元素肥料主要是一些含B Zn Mo Fe Cu等营养元素的无机盐类或氧化物，我国常用的有20余种，这些微量元素肥料施入土壤易被土壤吸附固定而降低肥效，尤其是铁肥（FeSO4），为提高效果，国内外已研制和应用有机螯合态微量元素肥料EDTA，玻璃肥料（玻璃与微量元素一起熔融）溶解度小，接触面小，不易被土壤吸附，不易淋失，肥效持久，与大量肥料混合，制成多元素复合肥料，缺点是灵活性较差。,二、微量元素肥料的合理施用,微肥一般在缺乏的土壤上施用，而且由于缺乏到毒害的范围很窄，因此施用时，用量、浓度和施用方法要特别注意。,硼肥的施用与效果：,硼酸、硼砂、含硼玻璃肥料、含硼过磷酸钙、硼镁肥、硼泥。可作基肥和根外追肥施用。由于硼对种子萌发和幼根生长有抑制作用，避免与种子直接接触，硼砂、硼酸等水溶液宜作叶面喷施，浓度0.2-0.2%,油菜在移栽前12天，苗床0.2%硼砂液50Kg喷施，棉花现蕾期、初花期、花蕾期再喷0.2%硼砂一次为好。果树在盛花期及幼果期喷施0.3%。豆科和十字花科植物对硼要求较高，硼肥效果也较好。根用作物和块茎作物对硼也很敏感，施硼肥有良好反应，禾本科作物需硼较少，对缺硼不敏感，严重时也增产。,锌肥的施用与效果：,硫酸锌、氧化锌、氯化锌、碳酸锌、螯合态锌、含锌工业废渣。锌肥用量较少，在土壤中移动性较差，水溶性锌肥常用作种肥，种子处理（浸种、拌种）蘸秧根和根外追肥，水稻缺锌现象主要出现在石灰性水稻土上，施用锌肥后效果较好，玉米对锌肥也有良好反应，甜菜对锌的需要量较大，为大麦和小麦的一倍。施锌效果良好。，果树（柑橘、苹果、桃等）缺锌现象普遍，锌是人体中含量最多的微量金属元素，食物中缺少锌影响大脑发育不良。,钼肥的施用与效果：,钼酸铵、钼酸钠、钼渣、含钼玻璃肥料。工业含钼废渣以作基肥施用为好，水溶性钼肥常用作种子处理和根外追肥。钼肥对于油菜、花椰菜、棉花、甜菜、果树（柑橘）蔬菜（番茄、菠菜等）也有一定效果，对禾本科作物效果很低或者没有反应。钼肥对豆科作物效果很好，钼含量高对动物是有毒害作用的，过量或连续使用钼肥，可能会引起反刍动物的钼毒病。,钼是人体新陈代谢所必需的元素，也是一种抗癌物质，亚硝铵是强烈的致癌物质，而钼则能中断亚硝铵在体内的合成,锰肥的施用与效果：,硫酸锰、氯化锰、含锰矿渣、螯合态锰、含锰玻璃肥料。,常用的锰肥为MnSO4.3H2O，施入土壤后，二价锰可能迅速转化为高价锰，所以土壤施锰的效果较差，一般采用拌种、浸种、根外追肥等施用方法，较为经济有效。难溶性锰可作基肥施用。,我国北方质地较轻的石灰性土壤上，锰肥效果明显。对缺锰敏感的农作物非常多，几乎包括了主要的粮、棉、油和糖用作物及果树蔬菜。,铁肥的施用与效果：,硫酸亚铁、硫酸亚铁铵、螯合态铁。,目前施用的铁肥主要是硫酸亚铁，由于亚铁在土壤中很快转化为不溶性高铁而失效，所以采用叶面喷施方法比土壤施用较为有效，由于铁在叶片上不易流动，因此需要多次喷施，也可将亚铁溶液注射入树干内。基肥采用硫酸亚铁与有机肥1：101：20混合，有一定效果。我国西北、华北地区石灰性土壤铁素营养失调引起的失绿病很普遍，对铁反应敏感的作物有：大豆、花生、高粱、玉米、甜菜、马铃薯、菠菜、番茄、苹果、梨、桃、杨、柳等树木和某些牧草。,铜肥的施用与效果：,硫酸铜、炼铜矿渣、螯合态铜、氧化铜。,常用铜肥为硫酸铜，可作基肥，也可浸种和叶面喷施。葡萄园和果树喷波尔多液（硫酸铜和石灰混合液）土壤表层铜丰富，防止造成铜毒害。我国大部分土壤含铜丰富或适中，缺铜的沼泽地、泥炭土和部分石灰性土壤，面积较小。,对铜反应敏感的作物有大麦、小麦、燕麦、莴苣、洋葱、菠菜、胡萝卜及果树等。,人、动物和植物必需的化学元素,高等植物 人和动物共同需要的元素 C H O C H O常量元素N P K Ca Mg S Si N P K Ca Mg S Na Cl微量元素B Mo Mn Zn Cu Fe Cl Fe Co Cu Mn Mo Zn F I Se V Cr(Na Co V)(Ba Br),