稀土在農(nóng)業(yè)中的作用

1、稀土在農(nóng)業(yè)中的作用稀土就是化學(xué)元素周期表中鑭系元素一一鑭（La）、鈰（Ce）、錯(cuò) （Pr）、釹（Nd）、钷（Pm）、釤（Sm）、銪（Eu）、釓（Gd）、鋱（Tb）、 鏑（Dy）、秋（Ho）、鉺（Er）、銩（Tm）、鏡（Yb）、镥（Lu），以及與鑭 系的15個(gè)元素密切相關(guān)的兩個(gè)元素一一鈧（Sc）和釔（Y）共17種元素，稱為 稀土元素（RareEarth ）。簡稱稀土（ RE或R）。稀土可促進(jìn)作物對(duì)磷的吸收，提高磷酸酶的活性，增加葉綠素含量和使機(jī)械 組織發(fā)達(dá)，促進(jìn)作物發(fā)芽生根等。農(nóng)用稀土的比放射性強(qiáng)度未超過國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn) 在一般施用量下,對(duì)人和農(nóng)業(yè)環(huán)境不會(huì)造成不良影響。另外還介紹了合理施用方 法。我

2、國稀土儲(chǔ)量居世界首位，稀土農(nóng)業(yè)施用面積近年來每年已約達(dá)1千萬畝 1，這樣大面積施用，給農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)工作提出了幾個(gè)需要明確解答的問題： 稀土農(nóng)業(yè)施用的原理;稀土放射性方面的情況及其對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境和人體的影響；稀 土毒理學(xué)方面的情況及其對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境和人體的影響；在保護(hù)農(nóng)業(yè)環(huán)境的前題下， 怎樣合理地施用稀土。一、稀土農(nóng)業(yè)施用的原理科學(xué)研究已經(jīng)證實(shí)，稀土既不屬于植物的大量營養(yǎng)元素，也不屬于微量營養(yǎng) 元素，從這個(gè)意義上講，稀土并不是肥料。稀土屬于生理生化上的金屬激活劑。合 理施用稀土促使作物增產(chǎn)的原因，主要是稀土屬于植物生理活性物質(zhì)，具有調(diào)節(jié)植物 體內(nèi)的生理活動(dòng)的功能2，能促進(jìn)作物對(duì)磷素的吸收，增加植物的葉綠

3、體含量，促 進(jìn)酶活性、特別是磷酸酶的活性，適當(dāng)稀土濃度促進(jìn)種子萌發(fā)等。下面簡述我們的 研究結(jié)果。用32P示蹤原子法研究證實(shí)，稀土有促進(jìn)作物吸收磷素的作用。對(duì)水稻植株統(tǒng)一選取底部相同位置的一片葉片，用涂葉法以相等數(shù)量的“32P涂葉，涂后經(jīng)45分鐘（葉表面涂抹的“ 32P載體液已經(jīng)干燥），再分別涂以 等量的清水（對(duì)照葉片）和3/萬濃度的稀土溶液（試驗(yàn)葉片），放置24小時(shí)后，放 入乂光片進(jìn)行自顯影測定32P放射性度*，經(jīng)多次重復(fù)測定，從32P自顯影照片可 見，涂3/萬稀土液的稻苗，促進(jìn)了磷素的運(yùn)轉(zhuǎn)，稻苗葉片及莖部放射性強(qiáng)度明顯增 強(qiáng),而沒涂稀土液(涂等量清水)的稻苗自顯影，只有微弱的32P示蹤痕跡，

4、表明 3/萬濃度的稀土促進(jìn)了稻苗對(duì)磷素的吸收。同時(shí)以盆栽法，用32P進(jìn)行了磷肥利用率的研究，結(jié)果如表l。從表1可見， 噴施3/萬稀土溶液，對(duì)小麥吸收磷素,有明顯促進(jìn)吸收的作用。3/萬混合稀土溶 液是對(duì)一般作物噴施經(jīng)常采用的濃度，上述研究結(jié)果對(duì)田間應(yīng)用有重要的參考意 義。稀土元素是指化學(xué)周期表中鑭系的15個(gè)元素和化學(xué)性質(zhì)相似的鈧與釔。其 中的鑭、鈰、釹、釤和镥等有放射性，但放射性較弱，造成污染可能性很小。 土壤中普遍含有稀有元素，但溶解度很低，有效性低。磷肥及石灰中往往含有 較多的稀土元素。稀土元素在植物生理上的作用還不夠清楚，其中也不是很清 楚?，F(xiàn)在只知道在某些作物或果樹上施用稀土元素后，有增

5、大葉面積、增加干 物質(zhì)重、提高葉綠素含量、提高含糖量、降低含酸量的效果。由于它的生理作 用和有效施用條件還不很清楚，所以施用稀土元素不是總是有效的。近年來， 由于可以促使農(nóng)作物增產(chǎn)和品質(zhì)的改善，稀土微肥在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用越來越廣 泛。大量生物機(jī)理的研究表明，稀土離子在合理濃度下使用，可以改善農(nóng)作物 抗病毒的能力，可以促進(jìn)光合作用過程中光能的轉(zhuǎn)化，還可以刺激細(xì)胞的生 長，提高一些諸如過氧化氫酶(CAT)，過氧化物酶(POD)及過氧化歧化酶(SOD)等 酶的生物活性，但其化學(xué)機(jī)理尚不明白，這方面的研究也較少。主要原因是由 于這些酶具有高化學(xué)活性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、構(gòu)象易變性等特點(diǎn)，使研究這些酶與 稀土離子相

6、互作用比較困難。因此，本論文選取了與微過氧化物酶具有相似活 性中心和生物活性的微過氧化物酶-11(MP-11)、微過氧化物酶-8(MP-8)作為模 型化合物，以Eu(3+)為代表性的稀土離子，通過紫外-可見(UV-vis)吸收光 譜、電化學(xué)方法和電噴霧質(zhì)譜等手段研究了 MP-11、MP-8和氯化血紅素與 Eu(3+)的相互作用，并且還研究了稀土三元配合物與Eu(3+)的相互作用：為 今后進(jìn)一步研究稀土離子。以下是各地實(shí)驗(yàn)后比較模糊的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：一、稀土對(duì)農(nóng)作物的主要作用通過長期稀土農(nóng)用基礎(chǔ)理論研究表明：稀土元素可以提高植物的葉綠素含 量、增強(qiáng)光合作用、促進(jìn)根系的發(fā)育、增加根系對(duì)養(yǎng)分的吸收。稀土還

7、能促進(jìn) 種子萌發(fā)、增加種子萌發(fā)率、促進(jìn)幼苗生長。除了以上主要作用外，稀土元素 還具有使某些作物增強(qiáng)抗病、抗寒、抗旱的能力。大量研究表明，施用適當(dāng)濃度稀土元素能促進(jìn)植物對(duì)養(yǎng)分的吸收、轉(zhuǎn)化和 利用，這已得到許多實(shí)驗(yàn)結(jié)果的證實(shí)。用富鑭稀土對(duì)春小麥噴施或拌種，實(shí)驗(yàn) 結(jié)果顯示春小麥生長發(fā)育得到促進(jìn)，結(jié)實(shí)穗數(shù)和籽粒數(shù)也有所增加，表明使用 稀土可提高春小麥對(duì)氮、磷肥的吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)、利用，并減少土壤中氮素?fù)p失。 花生噴施稀土，對(duì)根瘤固氮活性和葉片硝酸還原酶活性均有顯著的促進(jìn)作用， 從而提高了葉片氨態(tài)氮含量，降低了硝態(tài)氮含量，改善了植株的碳氮代謝，對(duì) 改善品質(zhì)，提高產(chǎn)量有利。稀土在氮、磷均衡營養(yǎng)供應(yīng)的條件下，對(duì)一

8、些作物 有增產(chǎn)刺激作用，增產(chǎn)機(jī)理在于稀土可促進(jìn)、協(xié)調(diào)作物對(duì)礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收，刺 激酶活性。稀土是生理活性物質(zhì)，必須與大量營養(yǎng)元素進(jìn)行合理的配用，才能 發(fā)揮效益。大田作物栽培常會(huì)遇到諸如干旱、高溫、低溫、鹽漬、病蟲害等逆境條 件。使用稀土，可以增強(qiáng)作物對(duì)上述不良環(huán)境條件的抵抗能力。稀土元素能增 強(qiáng)作物的抗逆性和抗病性，稀土離子能維持細(xì)胞膜的通透性和穩(wěn)定性，提高細(xì) 胞膜的保護(hù)功能，增強(qiáng)作物對(duì)不良環(huán)境的抵抗能力，加強(qiáng)代謝過程中的氧化酶 活性，有效地抑制病原體侵染，從而提高作物的抗病性。稀土對(duì)農(nóng)作物的作用不僅能提高作物的產(chǎn)量，還能改善品質(zhì)，如使葡萄的 果粒增大，糖酸比提高，改進(jìn)風(fēng)味。稀土拌種可使玉米的品

9、質(zhì)改善，產(chǎn)量提 高。噴施稀土可使蘋果和柑橘果實(shí)的Vc含量，總糖含量，糖酸比均有所提高， 促進(jìn)果實(shí)著色和早熟。并可抑制貯藏過程中呼吸強(qiáng)度，降低腐爛率。施用稀土 復(fù)合肥還可減少蔬菜中硝酸鹽的積累。另外稀土元素對(duì)啤酒花、水稻的產(chǎn)量與 品質(zhì)均有影響。稀土碳銨復(fù)混肥的推廣將為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供強(qiáng)大動(dòng)力。目前，稀土農(nóng)用推廣 已成氣候，稀土碳銨復(fù)混肥、稀土多元復(fù)合肥、稀土飼料添加劑的生產(chǎn)銷路迅 速拓寬。在國家計(jì)委、財(cái)政部和化工部的大力支持下，全國連續(xù)5年改造小化肥廠，目前已改產(chǎn)稀土碳銨肥的廠家112家，將形成年產(chǎn)500萬噸稀土碳銨生 產(chǎn)能力，年可耗用稀土 1.2萬噸，稀土碳銨將成為農(nóng)用稀土的第一大戶。其他 稀土農(nóng)用林用產(chǎn)品的年覆蓋面積，將達(dá)到1億畝，年消費(fèi)稀土量為1000噸。二、稀土的施用方法稀土和其他肥料在施用上有所不同，一般不用作基肥，因稀土在PH6.5 的條件下，會(huì)被土壤固定，作物無法吸收。所以施用方法多采用拌種、浸種和 噴施。糧食作物以拌種為主，噴施為輔。經(jīng)濟(jì)作物、果蔬類作物以噴施為主。 移栽作物應(yīng)在苗床上噴施。三、稀土的施用量1、拌種每公斤種子用稀土 8.12克。2、浸種或噴施濃度一般用0.050.08%。3、噴施濃度與噴施時(shí)期依作物種類而異：春小麥：噴施濃度為0.07%，從三葉期至拔節(jié)期噴施，以分蘗至拔節(jié)最為適 宜。水稻：秧田噴施濃度0.0