中微量元素肥料的关键作用.ppt

氨基酸中微量元素在肥料中的应用,提高肥料利用率的措施,1、使用缓控释肥2、水肥合一-滴灌肥3、使用生物有机肥4、平衡植物营养 大、中、微量元素平衡,一、中微量元素肥料的概念,1、自然界元素的分类,根据已有的研究证实，目前世界上已发现的化学元素有107种。这107种元素在自然界或各种物体中的含量，差异十分悬殊，有些元素含量很高，而有些元素含量却又甚低。根据化学元素含量的高低分类：大量元素（或称常量元素）、中量元素和微量元素（亦称痕量元素）、超微量元素。中量元素含量在n10-4n10-3为中量元素，微量元素含量在n10-6n10-5，就植物体中的化学元素而言，目前植物体中已发现的化学元素有70多种。,2、和农作物生长发育有关的化学元素,与作物生命活动有关的化学元素很多，但从其与作物正常生长发育的相关性来说，大致可分为三类：（1）、必需营养元素大量元素：6种：包括碳、氢、氧、氮、磷、钾。中量元素：3种：钙、镁、硫；微量元素 8种：铁、硼、锰、铜、锌、钼、氯、镍。,（2）、有益营养元素,一些对植物生长有促进作用或部分可以代替基本营养元素的一类矿质营养元素，如钴、硒、镓、硅、钡、锶、铷、铍、钒和钛等。（3）、有害化学元素 重金属元素银、汞、铅、钨、锗、铝等，这些元素一般对农作物生长发育有不良影响，有一定程度的毒害。如铝能抑制植物生长，原因在于它可以在根区沉淀，从而干扰对铁、钙的吸收；同时，铝还对磷代谢有严重的干扰，可以使吸收的磷不能及时转化为有机磷，而以无机磷的形式在根系中累积，从而阻止磷的正常运输等。,3、中微量营养元素在自然界的循环,土壤是农作物所需中微量营养元素的天然宝库，它们从土壤中吸收必需的养分，维持其生命运动的过程，并储存于茎、叶、果实中。农作物的果实作为动物的食品，中微量元素则从作物转移到人和动物体内，一部分随粪便排出体外，最终归还土壤。动物一部分成了人的食品，一部分死亡后尸体腐烂，其中微量元素又进入了土壤。如此形成了一个自然循环体系，,中微量元素营养元素在自然界的循环,4、原始平衡的破坏,在自然循环体系中，农作物营养体系是一种低水平的物质循环，依靠自身的残花、落叶、动物的粪便、尸体等自然物质归还土壤。世界人口的迅速膨胀和人类生活水平的迅速提高，人们需要从土壤中获得比过去更多更好的粮、棉、油、菜、果等各种农作物产品。土壤中的中微量元素与其他元素一样，已无法满足这种迅速增长的需要。N、P、K等常量元素肥料的大量使用，更加剧了这种原始平衡的破坏，人类只有设法向土壤补充日益贫乏的中微量营养元素，才可能维持这种平衡，以保证土壤能为作物正常生长发育提供足够的中微量元素。所以，及时适量的施用中微量元素肥料，成了维持这种平衡的重要手段。,5、中微量元素不足，对动植物生长的影响,土壤的中微量元素不足，常引起作物植株中微量元素含量的不足，作物体中微量元素含量的不足将引起动物和人体的中微量元素不足，最终导致人类疾病的发生，形成恶性循环。类似这种情况，动植物所必需的中微量元素，大部分是相似的(表11)。表11 高等植物、人和动物所必需的营养元素,这种情况在国内外都曾发生过。60年代初期，在伊朗有一种青春期营养性侏儒综合症，,6、中微量元素不足，对人体健康的影响,土壤中严重缺乏某种元素时，常常导致一些地方性疾病的发生。在食物中各种微量元素补给的量与人体健康的关系见表12。表12 食物中微量元素补给与人体健康关系,由此可见，土壤中可给性中微量元素是否充足、平衡，关系到农作物能否稳定高产，更关系到这个循环中人畜的健康。某一元素的不足都可引起生理机能的失调。,7、对中微量元素缺乏的应对措施,一些发达国家的经验表明，不仅应该将作物从土壤中取走的营养元素归还土壤，而且应该把土壤肥力提高到与作物生理特性和经济效益相适应的最高水平。近几年来，归还土壤的N、P量已高于正常需要量，而中微量元素的补给尚未达到相应的水平。由于生态学、环境科学、生物地球化学的发展，由此造成的后果是肥料利用率下降，农业生产成本升高，农产品质量下降。酶学、地方病学的发展，中微量元素已成为土壤科学研究的着重点。土壤是保持中微量元素平衡的首要环节，是中微量元素参与自然循环的出发点。向土壤补充中微量元素肥料，已成为现代化农业集约生产的重要标志，也是我国“沃土工程”建设的重要环节。,8、中微量元素对农作物生长的重要性,（1），缺素的后果 植物生长必不可少的17种营养元素，缺少其中任何一种，高等植物就不能正常生长；按不同作物所需的比例，供应必不可少的营养元素是作物健壮生长的必要条件，任何偏废都将造成作物营养失调或导致减产、品质下降，或易受病虫害侵袭，或对自然灾害抗逆性差。化肥是粮食的“粮食”，总的说来，当前我国的化肥行业为作物提供的“粮食”是“精粉”、“细粮”的高浓度复合（混）肥料。人们早已认识到长期吃白面、精米，对健康不利。农作物也是一样，施氮过多，叶子变得软弱，草坪耐踩踏性差；肉质肥厚的叶片最受害虫青睐；在植物体内代谢过程中，与抗病害有关的苯酚化合物减少，木质素含量低。例如：低氮下，每100克干稻叶木质素含量为1100微克，高氮下，则为500微克；若氮素过剩，苯酚代谢关键酶的活性也降低，使抗病能力低下。若植物地下部分根冠后的生长区缺钙，会使根变得“有漏洞”，招致病毒由根部入侵。,（2）中微肥防病,日本文献报导，过量施氮的洋葱不耐贮藏，易遭细菌腐烂；水稻的稻热病（稻瘟病）是与多施氮导致的硅、木质素含量低有关；施氮多的水稻易生白背飞虱，因为这种昆虫喜食含可溶性氮高的水稻新叶；氮多、缺硫、缺钾栽培的南瓜易遭瓜类害虫缘蝽的侵害；过施磷肥易使大葱患干腐病。施钙，可减轻西红柿的溃疡病、青枯病、萎凋病；洋葱的黑霉病；生菜的灰霉病；白菜、芸豆的根腐病；苹果的黄腐病等。天脊的硝酸磷肥、硝酸磷钾肥含有一定量的水溶性钙，若适当调节成分，可成为蔬菜、果树的抗病害肥料。施硅，可抑制水稻枝叶褐变病、稻瘟病、纹枯病、叶枯病、小粒菌核病；大麦、小麦的白粉病；黄瓜的白粉病、枯萎病、褐斑病；甜瓜、香瓜、草莓、蔷薇、葡萄的白粉病；并可阻碍二化螟、褐飞虱、蚜虫对水稻、小麦的侵袭，减轻虫害。钙镁磷肥含大量能为作物吸收的、硅酸链小于1纳米的活性硅，是抗病害肥料的基础原料。施锰，可减轻小麦立枯病，大麦线虫病，黄瓜白粉病，土豆瘦果病。施铜，可减轻小麦立枯病、白粉病、茎黑变病；黄瓜的白粉病。施锌，可减轻小麦根腐病，生菜、水芹由丝状菌引起的病害。施硼，可减轻小麦、黄瓜的白粉病，大白菜的根腐病。在我国，中国农科院原土肥所刘立新、张淑香、曹恭、梁鸣早等开展了通过调节作物营养，增强作物抗病能力的研究，并在指导实践中取得了良好成效。,二、土壤及农作物缺乏中微量元素的原因,引起土壤及农作物缺乏中微量元素的原因很多，主要有以下几个方面：1、不同土壤可给性中微量元素不同,2、由于高产品种的应用而产生中微量元素缺乏,3、由于耕作制度的改革而出现的缺素问题,4、施肥方法不当，直接影响中微量元素的吸收,5、农作物生长环境条件对中微量元素的影响,6、土壤中微量元素可给性影响,7、必需营养元素间的拮抗作用,农作物所需的营养元素处于土壤的复杂体系中，各元素之间既有相互促进的作用，又有拮抗作用。如图21：,拮抗作用-促进作用 图2-1 营养元素间的关系,8、磷肥使中微肥失去活性,土壤中富含磷或大量施用磷肥，往往会导致或加重农作物缺锌现象，但现有的复合肥厂，只是简单的将各种元素的无机盐按比例混合加入，完全忽略各元素间的副反应。这样虽然加入了不少微量元素，能为农作物有效吸收的却很少。为了防止各元素间不良副反应和拮抗作用，发达国家除了严格测土施肥外，还根据不同农作物配制不同的全元素复合肥，同时将微量元素生成螯合物，以EDTA、柠檬酸、腐植酸、氨基酸等作为螯合剂，则可有效防止相互间的不良副反应和拮抗作用，提高微量元素的利用率，减少肥料的流失。,三、跨越平衡吸收的障碍，氨基酸中微肥是最佳选择,1、平衡施肥，中微量元素功不可抹,（1）中微量元素和大量元素同样重要 大量元素和大量元素和中量元素早已为人们所熟知并大量使用，而微量元素因其量“微”一直处于被遗忘的角落，直到最近几十年，才被人们逐步认识，其量虽“微”，但和大量元素一样都各自承担着农作物生命过程中的重要角色，微量元素是酶、维生素、激素的重要组成部分，直接参与机体的代谢过程，一旦缺少，轻则影响农作物的生长发育，造成减产欠收，重则颗粒无收。,（2）木桶理论,必需中微量元素的平衡供给是农作物持续高产的基本保证之一，土壤营养元素能按农作物需要平衡供应，植物就能按比例吸收，产量就高，肥料利用率也高，反之产量就低，肥料利用率也低。而某一种元素吸收过多，则可引起代谢紊乱。如偏施氮肥，植物病害增加，容易引起Fe、Cu、Mg、K、S的缺乏而造成减产，同时，蔬菜中亚硝酸盐含量升高，磷过多引起Ze、Fe、Cu、Mg的缺乏。如果把农作物所需的各种元素比作组成水桶的木板，那么这个木桶的盛水量取决于那块最短的木板。由此可见，微量元素并不因其量“微”，而被认为“微不足道”，它是农业可持续发展的重要因素，起到四两拨千斤的作用。,2、跨越平衡吸收的障碍，氨基酸中微肥是最佳选择,（1）发达国家使用中微肥的现状 发达国家的测土平衡配肥与施肥已从N、P、K三元素复合肥料发展到全元素复合肥料。美国植物营养学会还制定了相关法规，规定在常量元素肥料中必须添加中微量元素，以保证植物营养的平衡；我国复合肥料领域已有企业针对本地土壤缺素的情况配入了中微量元素，有效的提高了肥料的利用率，为了达到平衡施肥的目的，在正常施肥的情况下，针对一些植物的缺素情况，增施某一种或几种中微量元素，这种做法虽为亡羊补牢之举，但对平衡农作物所需的元素、防治因缺素造成的病害仍起到一定的作用。,（2）我国使用中微肥存在的问题,我国使用的中微量元素多数为简单无机盐，利用率受到一定限制，这些无机盐分枸溶性和水溶两种形态，枸溶性盐只有在酸性条件下，才缓慢释放极少量的中微量元素，当季利用率不高。水溶性盐由于在水溶液中极易电离为单一离子，而这些离子除Cl、B、S等非金属离子外，Ca、Mg、Fe、Cu、Mn、Zn等金属元素均可为可溶性无机盐，当配入三元复合肥料时，迅速与磷肥中的PO43-、HPO42-发生反应，生成不溶于水的磷酸盐而失效，如将这些中微量元素施入土壤，迅速与土壤中PO43-、CO32-发生反应，因此无机活性中微量元素一旦进入肥料和施入土壤，大部分将失去活性，能被植物吸收的很少，所以即使平衡施肥、平衡配肥，也不等于被农作物平衡吸收，这是为什么已经测土平衡施肥，但农作物仍然出现缺素症状的原因。,（3）解决活性问题的方法,氨基酸中微量元素螯合物，生产成本是EDTA中微量元素螯合物的10-20%，即便在复合肥料中加入2%-3%，成本仅提高60-80元/吨，而此种复合肥料的利用率可提高10%-20%，与单纯的N、P、K三元复混肥料比较，增产10%-25%，在个别中微量元素严重缺乏的地区可达30%以上，效果非常明显。由于氨基酸本身是优质肥料，作为螯合物使用时，可保护金属金属离子不与其它物质发生副反应，在保护金属离子达到植物所需部位后本身也被农作物吸收利用，所以氨基酸中微量元素螯合物是一种性能优良、价格低廉、螯合常数适中的有机中微肥，可有效解决平衡配肥与农作物平衡吸收的矛盾。,3、氨基酸肥料的作用及优点,（1）、氨基酸可以促进植物的光合作用。氨基酸中的甘氨酸它可以增加植物叶绿素的含量，促进作物对二氧化碳的吸收利用，为光合作用增加动力，使光合作用更加旺盛。(2)、多种氨基酸混合营养效果好。氨基酸混合肥效作用高于等氮量的单种氨基酸，也高于等氮量的无机氮肥。大量氨基酸以它的叠加效应提高了养分的利用率。(3)、肥效快。氨基酸肥料中的氨基酸可以为植物的各个器官直接吸收，在光合作用下被动吸收或渗透吸收，使用后短期内即可观察到明显效果同时可促进作物的早熟、缩短生长周期。,(4)、改善作物品质。丰富的氨基酸种类可以提高农作物品质。如粮食蛋白质含量增加3%，棉花花绒质好，纤维长；蔬菜适口性好，味道纯正鲜美，粗纤维减少，花卉花期长，花色鲜艳，香气浓郁，瓜果类果大，色好，糖份增加，可食部分多，耐贮性好，而且转换效益显著。(5)、清洁无污染，改善生态环境。氨基酸肥料施在地里的肥料无残留，能够改善土壤理化性状、提高保水保肥力和透气性能，起到养护、熟化、改良土壤的作用。(6)、代谢功能增强抗逆能力提高。氨基酸被作物吸收后，可强化其生理生化功能。作物茎杆粗壮，叶片增厚，叶面积扩大，干物质形成和积累加快，作物能够提早成熟也由于自身活力增强抗寒抗旱、抗干热风、抗病虫害抗倒伏性能提高，从而实现稳产高产。,四、氨基酸中微肥在平衡施肥中的使用方法和效果,（一）使用方法,1、叶面喷施 叶面喷施是一种快速而有效的补充中微量元素的方法，优点：用量少、吸收快，效果好，尤其是针对已经表现出缺素症状的作物来说，是一种治标的好办法，叶面喷施中微肥利用率高，流失少，可避免与大量元素肥料及土壤中的PO43-、CO32-等发生化学反应而失效。,2、水肥合一,氨基酸中微肥水溶性好，溶解度大，螯合后不易与水中其它物质起化学反应在农作物浇水、滴灌、喷灌的水中加入氨基酸中微肥，是一种快捷、方便的使用方法，使浇水、施肥“合二为一”，节省了劳动力。新疆棉花滴灌肥青海土壤调理剂,3、药肥合一,氨基酸中微肥在酸性家药中性能稳定，而农药大部分呈酸性，因而可与大部分农药配伍，而不影响各自的性能。并起到1+12的效果，与农药配伍，可起到标本兼治的作用，有利于提高农药的杀菌作用，减少农药的使用量，使果实中农药残留下降。黑龙江沃必达-药肥合一壮秧剂新疆沃达-药肥合一滴灌肥青海宏恩-药肥合一叶面肥,3、药肥合一（1）缺素的后果,地球上的生命物质从土壤中吸收各种元素，构成复杂的生命，当某一种元素缺乏时，则自然平衡被打破、病态出现，抵抗外界各种病菌的能力下降，各种病菌乘虚而入，轻则表现为生病，重则威胁生命直至死亡。医学界的研究成果证实，许多疾病的发生与人体某种微量元素缺乏而导致抵抗力下降密切相关。从一些常见病的发生到不治之症的分析，无一不从各方面证明了这一点。同一病菌环境下的人，有的被感染，有的则没有被感染，而首先被病菌感染的都是抵抗力差的人，除了其它因素外，营养元素的失衡是其重要的原因。,3、药肥合一（2）补充中微肥，标本兼治,农业科学界对植物 病害的研究，发现惊人的相似之处,当农作物的必需营养元素平衡时，农作物生长茂盛、植株健壮，反之，当一种或几种元素缺乏或严重缺乏时，植株生长受到影响，病态出现。缺乏不同的营养元素表现不同的病态，易受不同的病菌的侵扰。由此可见单纯对农作物用药治病，不但增加了用量，而且效果还受到影响。只有在补足植物缺少的元素的基础上用药治病，才能做到标本兼治，收到事半功倍的效果，这也是最近几年来，药肥合一倍受人们欢迎的原因。世界上近百年来发现的肥料三大定律和我国2000多年前提出的“天人合一”的理论，从不同角度阐明了平衡施肥与农作物生长的辩证关系。,4、激素与微肥合一,植物生长调节剂以极少的用量取得非常明显的效果，它与碳水化合物、蛋白质、脂肪一样同样是植物生命活动中不可缺少的活性物质，单纯过量的施用激素，使农作物的品质下降，如西瓜不甜、葡萄裂果等，尽管激素具有调节生理作用的功能，但它不能代替植物的营养物质，尽管用量与微量元素一样很“微”，但二者之间存在着根本的区别，植物营养物质是指那些供给植物生长发育的所需要的营养元素，他们是植物生长不可缺少、直接参与植物各种新陈代谢活动的；而激素是通过调节植物的各种生理活动来影响植物的生长发育，一般不参与植物的结构组成，如果单纯使用活性物质而且营养物质得不到合理补充，则无法发挥其活性效应，只有在所需营养平衡的情况下，才能既促进产量又不影响质量。,5、大量元素肥料与中微肥合一,复合肥料、BB肥等经过二次加工的复配型肥料用量越来越大，目前复配型复合肥料多数为N、P、K三元复合肥料，也有少数在复合肥料中加入中微量元素，但多数为简单的无机盐，在造粒过程中易与PO43-反应，生成不溶于水的磷酸盐而失效，另外一些厂家干脆加入不溶于水的CaCO3、MgCO3、Fe2O3等非活性物质，充当中微量元素，号称全元素复合肥料，这些做法除了欺骗农民外没有任何作用。氨基酸中微肥为螯合态，可有效防止各种副反应的发生，效果非常明显。复合肥料、BB肥的生产中，可根据不同地区的土壤和农作物的需肥特性，加入各种必须按基酸中微肥，生产全元素活性复合肥料、BB肥，这种复配型的肥料肥效高，可有效提高N、P、K大量元素的利用率，这种加入方法，适合农民的施肥习惯，节省劳动力，产出与投入比高于普通三元复合肥料、BB肥。,5、大量元素肥料与中微肥合一,针对当地缺素的现状，在复合肥料中加入氨基酸微量元素螯合物，使加入了螯合态的中微肥，生产成本仅提高了5%，但化肥的利用率却超过10-40%。广西兴业县桂粤稀土复合肥厂生产的“顶威”牌25%多元素复合肥料云南金星：35%多元素复混肥黑龙江沃必达 39%多元素复混肥安徽文胜肥业 30%氨基腐植酸尿素,（二）使用效果,1、提高农作物的产量,我国中、低产田占总耕地面积的70%以上，一些高产田由于长期过量的使用N、P、K等常量元素肥料，土质恶化，增产幅度已很有限。针对性施用微肥，是提高中、低产田产量的有效技术措施，也是维护高产田连续增产的重要手段。不同地区的不同作物施用微肥都有非常明显的增产效果。一般可达到5-50%，尤其是中、低产量田鲜果最为明显。在一些微量元素严重缺乏的地区，针对性的在果树、蔬菜上施用微量元素，最高增产幅度可达100%。,2、改善作物品质,我国人民在解决温饱问题后，对粮、棉、油、蔬、果的品质更为注重。氨基酸中微肥大大改善了作物的营养平衡，不仅使农作物产量大幅度的提高，而且使农产品的品质大为改善，有效的降低了农产品中亚硝酸盐的含量，一些地方性缺素造成的疾病可以得到有效的预防和治疗。农产品尤其是粮食、蔬菜、水果的蛋白质、糖、维生素、微量元素等含量增加，风味更好，对促进全民族的健康水平起到积极的作用。对棉花、红麻等经济类作物，还可以增强纤维强度。微量元素的使用有效的提高了农产品的价值。如：新疆的葡萄，哈密瓜；寿光的蔬菜。,3、提高农作物的抗逆性,植物健康才能抵御各种不利的自然环境，而植物能从土壤中获得所有必需营养是植物健康的保证。安徽淮北玉米在杨花期连续一个月阴雨，用了氨基酸叶面肥产量提高3倍。山东沿海、吉林、青海盐碱地使用氨基酸滴灌肥，产量提高10-25%；,4、减轻环境污染,平衡施肥可使农作物按比例吸收所需的各种营养元素，有效提高了肥料的利用率，减少了因肥料流失产生的环境污染，由于缺素引起的疾病减少，农药用量减少，对环境保护起到了积极的作用。,5、提高经济效益,由于微量元素用量极“微”，可以用微小的代价换取很大的利益，产出与投入比高达1：50到1：100，甚至更高，这无论对微肥生产者还是使用者都是很诱人的商机。,结 语,随着现代分析手段的提高，对土壤、植物中的微量元素含量的测定也越来越快速、准确，这为科学地施用微量元素提高了可靠的保证，也为微量元素肥料的工业发展创造了条件。我国微量元素肥料工业才刚刚起步，农民对微量元素的认识还需进一步的提高，我国大部分地区的土壤处于“缺乏”和“中等缺乏”的水平。N、P、K的超量施用，使微量元素缺乏的程度进一步加深，潜在的“缺乏”可能更为严重，平衡施肥的关键技术是保持加入中微量元素的稳定性和活性，保持中微量元素稳定性的办法是选择适当的螯合剂保护中微量元素，使之处于活性状态。现有的螯合剂中复合氨基酸是一种最廉价、高效的螯合剂，氨基酸中微肥中有广阔的发展前景。,