土壤肥料學6課件

第五章

植物的微量元素營養(yǎng)

與微量元素肥料四、錳的營養(yǎng)作用

（一）質(zhì)量分數(shù)、作用植物體內(nèi)錳的含量約為10～300mg/kg，葉綠體中的含錳量較高，前期>后期。水稻>麥類>大豆，指示作物燕麥。幾種作物體內(nèi)錳的含量（mg/kg）作物種類籽粒莖稈水稻20~250280~900麥類16~14030~350豆類14~80110~130錳在葉綠體中具有結構作用(Mn-SOD)，葉綠體對錳的缺乏最為敏感。缺錳時，葉綠體內(nèi)的基本結構單位－類囊體不能形成片層。因此，錳雖然不是葉綠體的組成成分，但與葉綠體的合成有關。直接參與光合作用在光合作用中，錳參與水的光解和電子傳遞。H2O2H++2e-+1/2O2光葉綠體，Mn2+，Cl-錳是植物體內(nèi)許多酶的組成成分，也是某些酶的活化劑，如許多脫氫酶，羧化酶，激酶和氧化酶等。（二）失調(diào)癥

在成熟葉片中錳的含量為10~20mg/kg（干重）時，即接近缺錳的臨界水平。缺乏癥：植物缺錳時，葉片失綠并出現(xiàn)黃褐色斑點，而葉脈保持綠色。缺錳植株往往有硝酸鹽累積。典型癥狀：燕麥“灰斑病”、豌豆“雜斑病”；豆類“褐斑病”；甜菜“黃斑病”；缺錳的大豆幼嫩葉片失綠，并有褐色斑點，但葉脈仍保持綠色。燕麥缺錳：中間為燕麥，左為大麥，右為小麥（左圖）；

不規(guī)規(guī)的灰褐色損傷，連接在一起，導致葉片斷裂折斷（中）。

下半部葉片普遍帶有灰褐色長形斑點和條帶；葉片折斷，而葉基部仍然保持綠色；穗子中無籽粒（右）。

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植物含錳量超過600mg/kg時，就可能發(fā)生毒害作用。錳中毒會誘發(fā)棉花和菜豆發(fā)生缺鈣（皺葉病）。錳過多也易出現(xiàn)缺鐵癥狀。不同作物體內(nèi)錳中毒的一般含量作物種類含錳量（mg/kg干重）玉米木豆大豆棉花甘薯向日葵20030060075013805300番茄錳中毒：莖和葉柄，特別是節(jié)附近，出現(xiàn)壞死損傷，葉子萎焉下垂。土壤活性錳分級

活性錳含量(mg/kg)豐缺程度<50很低50－100低101－200中等201－300高>300很高土壤中錳的有效性與土壤pH及Eh有關:pH>8,錳以MnO2?H2O形態(tài)沉淀；pH94，每降低一個單位，溶液中的錳增加100倍；酸性土上錳的有效性高，石灰性土上錳的有效性低；土壤的通氣狀況差時，高價錳還原，有效性提高。硫酸錳和氯化錳硫酸錳MnSO4·3H2O含量26-28% 粉紅色晶體。易溶于水是常用的錳肥。氯化錳MnCl2·4H2O含量27% 粉紅色晶體。易溶于水?？勺龌?、種肥或追肥，但主要用于種子處理和根外追肥，基肥用量每畝1-4千克。浸種濃度為0.05-0.1%硫酸錳溶液，浸12-24小時，拌種每500克種子用2-4克。根外追肥：大田作物為0.05-0.1%；果樹0.3-0.4%。

錳礦泥錳礦泥：含錳6-22%難溶于水，是煉錳工業(yè)的廢渣。只能做基肥用，每畝10-20千克。（二）生理作用葉綠素合成所必需在多種植物體內(nèi)，大部分鐵存在于葉綠體中。鐵不是葉綠體的組分，但合成葉綠素必須有鐵存在。缺鐵時葉綠體結構被破壞，導致葉綠素不能形成。嚴重缺鐵時，葉綠體變小，甚至解體或液泡化。鐵在植物體內(nèi)移動性很小，植物缺鐵常在幼葉上表現(xiàn)出失綠癥。鐵與光合作用有密切的關系。它不僅影響光合作用中的氧化還原系統(tǒng)，而且參與光合磷酸化作用，直接參與CO2還原過程。參與體內(nèi)氧化反應和電子傳遞氧還反應與電子傳遞的實質(zhì)是三價的鐵離子和二價的亞離子之間的化合價變化和電子得失。鐵與某些有機物結合形成鐵血紅素或進一步合成鐵血紅素蛋白，其氧化能力即可提高千倍、萬倍。這些不同種類的含鐵蛋白質(zhì)，作為重要的電子傳遞或催化劑，參與植物體內(nèi)多種代謝活動。固氮酶是豆科植物固氮所必需，它由兩個非血紅蛋白組成。其一鉬鐵蛋白；其二鐵氧還蛋白。在豆科植物的根瘤中還有一種粉紅色的豆血紅蛋白，它是鐵卟啉（血紅素）和蛋白質(zhì)的復合物，為固氮酶的活動創(chuàng)造一個無氧的環(huán)境。Fe3++e-Fe2參與植物呼吸作用鐵是一些與呼吸作用有關酶的成分。如：細胞色素酶、過氧化氫酶、過氧化物酶等都含有鐵。表植物體內(nèi)的含鐵酶線粒體、葉綠體Cu1細胞色素a、a3、c、b、f等微粒體-1過氧化氫酶微粒體-1過氧化物酶葉肉細胞質(zhì)Mo8硝酸還原酶4S（4FAD，4FMN）4S、2Mo、2FAD2S2～4S、FAD、Vb64S18或24S，2Mo2S其它輔基4～16亞硝酸還原酶等4黃嘌呤氧化酶線粒體2～3烏頭酸酶線粒體4～28琥珀酸脫氫酶等根瘤菌4鐵蛋白根瘤菌18或24固氮酶（鉬-鐵蛋白）葉綠體2鐵氧還蛋白存在位置Fe原子數(shù)/1分子蛋白酶種類處理葉片含鐵量(μg/g.FW)葉綠素含量(μg/g.FW)酶活性（相對%）過氧化氫酶過氧化物酶+Fe-Fe18.511.13.520.521002010056供鐵對番茄葉片中葉綠素含量和酶活性的影響植物對鐵的吸收Fe2+是植物吸收的主要形式，螯合態(tài)鐵也可被吸收，而Fe3+在高pH條件下溶解度很低，大多數(shù)植物都很難利用。植物吸收鐵受多種離子的影響，Mn2+、Cu2+、Mg2+、K+、Zn2+等，它們與Fe2+有明顯的競爭作用。當Fe2+被根吸收后，大部分在根細胞中被氧化為Fe3+，并被檸檬酸螯合，通過木質(zhì)部被運輸?shù)降厣喜?。（三）植物鐵的缺乏與過剩1、植物缺鐵：首先表現(xiàn)為迅速生長的幼葉缺綠黃白化，葉面均勻失綠，而葉脈保持綠色。類似于缺錳，但無壞死斑點，雙子葉作物網(wǎng)格花葉，單子葉條紋花葉。

高粱缺鐵：新葉脈間失綠，葉脈仍然保持綠色，嚴重時，葉子幾乎全部變白；大豆缺鐵：脈間黃化，嚴重時，整個植株白化；棉花和馬鈴薯缺鐵：脈間失綠，出現(xiàn)網(wǎng)狀葉脈；玉米缺鐵：葉脈間呈現(xiàn)鮮黃色，頂葉和幼葉葉片黃化嚴重，繼而葉片漂白，灼傷；番茄缺鐵：頂部葉片黃化，呈現(xiàn)網(wǎng)狀葉脈，最后葉片由黃色和乳白色變成漂白色，失綠葉片半壞死；果實綠色，成熟時為橙色；植物缺鐵癥狀不僅在幼葉表現(xiàn)，植物的根系形態(tài)也會出現(xiàn)明顯的變化如：根的生長受阻，產(chǎn)生大量根毛等。植物缺鐵時根中可能有有機酸積累，其中主要是蘋果酸和檸檬酸。植物缺鐵及其對缺鐵的反應IRONDEFICIENCY植物缺鐵及其對缺鐵的反應適應性機理：受植物體內(nèi)鐵營養(yǎng)狀況調(diào)節(jié)和控制的機理和非適應性機理：不受植物體內(nèi)鐵營養(yǎng)狀況調(diào)節(jié)和控制的機理在缺鐵環(huán)境下，植物產(chǎn)生一些適應機理機理I：雙子葉和非禾本科植物缺鐵時，原生質(zhì)膜上可誘導產(chǎn)生還原酶，并提高其活性；此時受酶控制的質(zhì)子（H+）向膜外泵出H+，使根際值降低，以提高鐵的有效性；而且在根表皮中形成有助于運輸?shù)霓D移細胞。結合鐵螯合物分解自由螯合物Fe3+Fe3+Fe2+Fe2+原生質(zhì)膜還原酶 Fe(II)運載體鐵螯合物在原生質(zhì)膜上還原、分離的示意圖植物缺鐵及其對缺鐵的反應機理II：禾本科植物在缺鐵條件下，大量分泌鐵載體（phytosiderophore，簡稱PS），它對鐵有活化作用，因而通常禾本科植物很少出現(xiàn)缺鐵癥。鐵載體（PS)質(zhì)外體根際質(zhì)膜細胞質(zhì)土粒ETr禾本科植物耐低鐵營養(yǎng)條件機理的示意圖在排水不良的土壤和長期漬水的水稻土上經(jīng)常會發(fā)生亞鐵中毒現(xiàn)象。當水稻葉片中亞鐵含量>300mg/kg時，可能出現(xiàn)鐵的毒害作用。造成亞鐵毒害的原因可能是植物吸收亞鐵過多導致氧自由基的產(chǎn)生。鐵中毒的癥狀表現(xiàn)為老葉上有褐色斑點，根部呈灰黑色，易腐爛。防治的方法是：適量施用石灰，合理灌溉或適時排水曬田等。也可選用優(yōu)良品種。亞鐵的毒害2、植物鐵過剩：在酸性水稻田，鐵過剩，發(fā)生赤枯病，葉片表現(xiàn)為青銅色。玉米缺鐵

燕麥缺鐵：新葉葉脈間黃化，穗及穗下葉黃化。小麥缺鐵：葉片嚴重黃化，幼葉最嚴重；失綠葉片壞死。水稻缺鐵：左上為大田缺鐵；右上為缺鐵的葉片；

左下為施用稻草矯正缺鐵，右下為施用硫酸亞鐵矯正?；ㄉ辫F上為葡萄缺鐵，下為蘋果缺鐵

脈間失綠，細脈呈網(wǎng)紋狀，后期葉緣出現(xiàn)褐斑三葉草缺鐵：幼葉嚴重失綠黃化。葉尖干枯。果樹缺鐵水稻鐵中毒：青銅色葉片

土壤有效鐵分級：

有效鐵含量mg/kg評價<5低5－10中>10高有效鐵可用DTPA浸提，用原子吸收測定。六、缺鐵矯正硫酸亞鐵硫酸亞鐵銨EDTA-FeEDDHA-Fe硫酸亞鐵主要成分：FeSO4·7H2O含量（%）19-20%主要性質(zhì)：淡綠色晶體，易溶于水是常用的鐵肥施用要點：根外追肥濃度一般為0.2-0.5%，也有用0.3-1%溶液緩緩注入果樹樹干的做法硫酸亞鐵銨主要成分：(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O含鐵14%主要性質(zhì)：淡棕色晶體，易溶于水，是常用的鐵肥施用要點：用法與硫酸亞鐵相似，如根外追肥。六、植物的銅素營養(yǎng)植物需銅數(shù)量不多，大多數(shù)植物的含銅量均為干物重的2－20mg/kg，豆科作物高于禾本科作物，且多集中于幼嫩的組織中和根系，莖最低。參與植物體內(nèi)的氧化還原反應，是許多氧化酶的成分，細胞色素氧化酶、抗壞血酸氧化酶、多酚氧化酶、漆酶成分，它們是植物體內(nèi)重要的酶類。參與氮代謝，缺銅時，可溶性含氮化合物增加，而蛋白質(zhì)含量降低；銅影響豆血紅蛋白的合成，促進根瘤的固氮，施銅肥可提高豆科作物的固氮量。

促進花器官的發(fā)育

缺銅明顯影響禾本科作物的生殖生長。麥類作物的分蘗數(shù)增加，秸稈產(chǎn)量高，但卻不能結實。小麥孕穗期對缺銅敏感，表現(xiàn)為花藥形成受阻而且花藥和花粉發(fā)育不良，生活力差。施銅肥后，籽粒產(chǎn)量有明顯增高。銅是葉綠體蛋白－質(zhì)體藍素的組成成分。質(zhì)體藍素在光合作用中參與了電子的傳遞。當缺銅時，常使光合作用減弱。銅與色素可形成配合物，對色素具有穩(wěn)定作用。

缺銅的葉片常為藍綠色參與光合作用缺銅病癥1、植株矮化，幼葉黃化變形，頂端分生組織壞死。2、禾谷類作物分蘗增多，植株叢生，葉尖發(fā)白。3、果樹缺銅，頂葉成簇狀，頂梢枯死，新梢萎縮，“頂枯病”。缺銅的癥狀缺銅一般表現(xiàn)為頂端枯萎，節(jié)間縮短，葉尖發(fā)白，葉片變窄變薄，扭曲，繁殖器官發(fā)育受阻、裂果。草本植物的“開墾病”最早在新開墾地上發(fā)現(xiàn)，病株穗部變形，結實率低。

小麥缺銅：抽穗困難；即使抽出，籽粒生產(chǎn)受到限制；穗子頂部黃化彎曲。穗包葉黃化、變形成螺旋狀。

銅過剩

植物的銅過剩的癥狀與缺鐵癥狀類似，生長受到嚴重抑制，鐵的吸收減少，新葉失綠，老葉壞死，葉柄和葉的背面出現(xiàn)紫紅色；根系生長受阻，主根的伸長受阻，側根變短。一般當植物體內(nèi)銅達到20～50ppm時，出現(xiàn)銅中毒。甜菜銅中毒：生長受到嚴重抑制，幼葉表現(xiàn)出類似于缺鐵的黃化癥狀，接著葉脈間出現(xiàn)壞死。四、常用銅肥及施用硫酸銅含銅渣

硫酸銅

CuSO4·5H2O含銅24-25%藍色晶體，易溶于水，是常用的銅肥?；拭慨€1-2千克，每隔3-5年施一次。拌種每500克種子用量不超過1-2克（最安全為0.3-0.6）。浸種濃度為0.01-0.05%,浸12小時。根外追肥濃度為0.02-0.04%，并可在溶液中加少量熟石灰（0.15-0.25%）,以防藥害。

含銅渣

含銅0.3-1%難溶于水，又稱黃鐵礦渣，是煉銅工業(yè)的廢渣。只能做基肥用，每畝5-6千克。

一、含量 多少順序：Fe>Mn>Zn>B>Cu>Mo 影響因素：成土母質(zhì)、氣候條件等二、形態(tài)與轉化礦物態(tài)水溶態(tài)交換態(tài)(有效態(tài))(吸附態(tài))

風化

吸附

解吸第二節(jié)土壤中微量元素的含量、形態(tài)和轉化影響微量元素有效性的因素1.土壤pH值：偏酸：Fe、Mn、Zn、Cu、B中偏堿：Mo有效性較高2.土壤有機質(zhì)3.土壤質(zhì)地4.土壤Eh5.土壤磷酸鹽含量6.土壤鹽分狀況三、可能缺素的土壤缺Fe/Mn/Zn/Cu：北方石灰性土或酸性土施用過量石灰時缺B：有效硼低的土壤缺Mo：南方酸性紅壤地區(qū)缺Cu：有機質(zhì)土氯的營養(yǎng)特性氯一、植物體內(nèi)氯的含量和分布氯廣泛存在于自然界中，7種必需的微量元素中，植物含氯量最高，含氯10%的植物并不少見。在植物體中，氯以離子態(tài)存在，流動性強。Cl-的移動與蒸騰作用有關。植物對氯的吸收屬逆化學梯度的主動吸收過程，吸收速度一般很快。氯在植物體內(nèi)的運輸可能以共質(zhì)體途徑為主。氯的分布特點是：莖葉中多，籽粒中少。二、氯的營養(yǎng)功能（一）參與光合作用氯作為錳的輔助因子參與水的光解反應，氯的作用位點在光系統(tǒng)II。（二）調(diào)節(jié)氣孔運動K+流入保衛(wèi)細胞時，由于缺少蘋果酸根，需由Cl-作為陪伴離子。二、氯的營養(yǎng)功能（三）激活H+-泵ATP酶在液泡膜上存在一種需要氯化物激活的H+-泵ATP酶。（四）抑制病害發(fā)生二、氯的營養(yǎng)功能（五）其它作用在許多陰離子中，Cl-是生物化學性質(zhì)最穩(wěn)定的離子，它能與陽離子保持電荷平衡，維持細胞內(nèi)的滲透壓。氯化物能激活天冬酰胺合成酶，在氮素代謝中有中要作用。適量的氯有利于碳水化合物的合成和轉化。施用含氯肥料對菜豆中碳水化合物含量的影響肥料種類總碳水化合物蔗糖（葡萄糖+果糖）淀粉（mg/g干物質(zhì)）（mg/g干物質(zhì)）（mg/g干物質(zhì)）KCl58.720.810.0K2SO442.57.07.8三、植物缺氯與氯害的癥狀缺氯的一般癥狀是：葉片失綠、凋萎。番茄缺氯時，首先是葉片尖端出現(xiàn)凋萎，而后葉片失綠，進而呈青銅色，逐漸由局部遍及全葉而壞死，根系生長不良，表現(xiàn)為根細而短，側根少；還表現(xiàn)為不結果。甜菜缺氯的癥狀是：葉細胞的增殖速率降低，葉片生長明顯緩慢，葉面積變小，并且葉脈間失綠。第三節(jié)微量元素肥料的種類、性質(zhì)和合理施用一、微肥的種類和性質(zhì)按元素種類分：

硼肥、鋅肥、鉬肥、錳肥、 銅肥、鐵肥、含氯肥料2.按化合物類型分純化學藥品：易溶，易被氧化和被吸附固定。（多噴施）有機螯合物：水溶，不易氧化，效果好復合或混合肥料：養(yǎng)分均衡，施用方便礦渣或廢渣：難溶，緩效性，作基肥二、微肥的合理施用（一）施用方法1.基肥：如礦渣，多與有機肥混合勻施2.種肥：Zn、Mo、Mn、Cu(1)拌種，0.5～1g/kg種子；(2)浸種，濃度0.01～0.05%；(3)蘸秧根3.追肥：B、Zn、Mo、Mn、Fe、Cu(1)葉面噴施，葉面噴施，常用濃度為0.01～0.02%(2)涂刷、注射等施用微量元素肥料的方法很多，根據(jù)不同的條件和目的，可作基肥、種肥或追肥。使用時可直接施入土壤，也可用于作物某個部分，例如，種子處理或根外噴施等。

微量元素肥料

一般施用技術1.土壤施肥(1)常采用條施或穴施，用這種方法，微量元素肥料的利用率較低。利用工業(yè)上含微量元素的廢棄物做肥料時，多采用此種方法。土壤施用微量元素肥料有后效，一般可3～4年施用一次。(2)許多微量元素從缺乏到過量間的濃度范圍相當狹窄，因此施入土壤的微量元素肥料必須均勻，或施用含微量元素的大量元素肥料，如含硼過磷酸鈣，含某種微肥的復合肥料等。也可把微肥元素肥料混拌在有機肥料中施用。2.植物體施肥是微量元素肥料最常用的施用方法。它包括種子處理(拌種、浸種)、沾秧根和根外噴施。

植物體施肥拌種用少量溫水將微量元素肥料(以下簡稱微肥)溶解，配成較高濃度的溶液，噴灑在種子上，邊噴邊攪拌，使種子沾有一層微肥溶液，陰干后播種。拌種所用肥料雖比浸種多，但種子吸水比浸種少，比較安全。拌種時微肥用量一般為每500克種子用1～3克，最好能預先做預備試驗，確定最佳適用量。

浸種種子吸收含有微肥的水溶液，肥料隨水進入種皮。微肥浸種常用的濃度是0.01～0.1％，時間一般為12～24小時。

沾秧根是對水稻及其它移栽作物的特殊施肥方法，操作簡便，效果良好。用于沾秧根的肥料應沒有損害幼根的有害物質(zhì)，酸堿性不可太強。

植物體施肥（4）根外噴施根外噴施是經(jīng)濟、有效施用微肥的方法。其用量只相當于土壤施肥用量的1/5～1/10。常用的濃度為0.01～0.1％，具體用量應隨作物種類、植株大小等而定。葉片及背面的氣孔都能吸收肥料溶液，因此噴施時以兩面均沾濕為好。為了提高噴施的效果，一般宜在無風的下午到黃昏前噴施，可防止肥料溶液很快變干。有時還可用“濕潤劑”降低溶液的表面張力，增大溶液與葉片的接觸面積，以提高噴施效果。

土壤施肥與植物體施肥比較土壤施肥特點：有后效，一般3-4年使用一次；土壤條件對肥效有影響。植物體施肥特點：節(jié)約肥料，肥效迅速。一般只能滿足作物某個時期生長的需要，而不能滿足整個生長過程的需要。

3.提高微量元素肥料肥效的因素（1）作物對微量元素的反應（2）土壤供肥能力（3）配合施用大量元素肥料（4）施用量和施肥技術（1）作物對微量元素的反應選擇相應的微量元素肥料施在敏感程度高的作物上。例如，豆科作物需鉬比禾本科作物多，因為鉬是硝酸還原酶和固氮酶的組成成分。從生產(chǎn)實踐中了解作物的營養(yǎng)特性及對各種微量元素養(yǎng)分的反應。例如許多果樹對微量元素養(yǎng)分要求比一年生的大田作物迫切，應優(yōu)先考慮在果園中噴施微量元素肥料。（2）土壤供肥能力a土壤是否缺乏某種微量元素與母質(zhì)和成土過程有