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1、植物的微量元素营养与微量 元素肥料,微量元素:占植物体干重0.1%以下必需营养元素 目前:硼、锰、铜 、锌、钼、铁 主要特点 适宜浓度范围窄 不易移动或再利用 缺素症多在细嫩组织上,概述,缺乏任何一种时,都会导致作物生长发育和产量、品质严重下降。 过多使作物中毒,轻则影响产量和品质,重时危及人、畜健康。 应充分了解微量元素的营养作用,各种微量元素的临界浓度,积极稳妥地施用微量元素肥料 硼40% 锌20% 锰10% 铁5% 湖南、湖北缺硼,华北缺锌,概述,1、高产品种引用 对微量养分要求高(高产) 吸收微量养分能力不高 2、土地平整 养分贫瘠 低产田开发利用 3、耕作制度改革 :栽培措施改变引起
2、 4、农业集约化生产发展:增加大量元素养分 引起养分不平衡 5、违反养分平衡原则:微量养分投入少 化学肥料纯度提高 有机肥料投入少 农药更新换代 6、农产品商品化: 归还减少,引起缺乏的原因,酶系统的活化剂(锌、锰、铜、铁),微量元素的生理 功能,参与植物体内氧化还原反应(锰、铜、铁),影响植物生殖生长发育(硼),参与植物体内激素的合成(锌、锰、),影响氮代谢(钼),第一节 植物的微量元素营养,微量元素在植物体内质量分数、形态、分布 元素 含量(mg/kg) 形态 分布 硼 2100 硼酯 繁殖器官营养器官 锌 25100 离子态 生长点及嫩叶,花粉 钼 0.1300 离子态 (菜豆) 根茎叶
3、;繁殖器官多 锰 20100 Mn2+及 Mn2+-蛋白质 茎叶 铜 220 离子态 根部叶片茎秆 铁 100300 离子态 叶片 氯 3401200 (实际0.22%) 离子态 茎叶,一植物的硼素营养,植物含硼量因作物种类不同差异很大,一般为2100mg/Kg,双子叶单子叶。 硼能促进生殖器官的建成和发育。 硼主要存在于分生组织和繁殖器官中,花是含硼量最高的器官,尤其是花的柱头、子房、雌蕊和雄蕊中含量高。,硼能促进植物花粉的萌发和花粉管的伸长,减少花粉中糖的外渗。植物缺硼抑制了细胞壁的形成,花粉母细胞不能进行四分体分化,花粉粒发育不正常。油菜“花而不实”、棉花的“蕾而不花”以及小麦“穗而不实
4、”均为缺硼所致。,硼能够调节多酚氧化酶系统,缺硼时,氧化系统失调,易使作物块根内部产生黑色物质。如甜菜的“腐心病”、萝卜的“褐腐病”等。 硼具有稳定叶绿素结构的作用。缺硼时,易造成叶绿体膜破碎,叶绿素退化而影响光合作用。 硼与酚代谢和木质素的形成。,硼的营养作用,硼可以提高豆科作物根瘤菌的固氮活性,增加固氮量。缺硼时,根瘤不发达,生物固氮量降低。,(二)植物硼素营养失调症状 植物缺硼共同特征为: 1、根尖、茎尖生长点生长受抑,严重枯萎,甚至死亡。 2、老叶叶片变厚变脆、畸形,枝条节间短,出现木栓化现象。 3、根的生长发育明显受阻,根短粗兼有褐色。 4、结实率低,果实小、畸形,缺硼导致种子和果实
5、减产。,失调症: 缺乏症:油菜“花而不实” 果树“缩果病” 花椰菜“褐心病” 萝卜“黑心病”芹菜“茎折病” 过多症状(200mg/kg):棉花、油菜“金边叶”,黄瓜缺硼:老叶边缘黄化,新叶畸形,并有杂色;果实发育不良,早夭,弯曲,不壮实;果实中种子区有空隙,表皮开始有黄色斑点,最后发育成软木状斑点。,缺硼生长点发育不良,(上部2个为辣椒;下面为黄瓜(左)和番茄(右),幼叶生长受到限制,形成玫瑰花状,老叶为橙色;生长点可能死亡。,花椰菜缺硼:花球褐色,花茎空心,茎部软木化、“褐心病”,饲用甜菜缺硼:开始叶片变褐,最后死亡,根系腐烂(左);右为典型“褐腐”,幼叶叶柄开裂;顶部叶变小,茎点死亡,叶片
6、烧焦状(中)。,糖用甜菜缺硼: 左为早期缺硼,幼叶卷曲,不能张大; 右为典型的“褐腐病”:幼叶扭曲,死亡, 老叶变脆,黄化,严重的叶缘烧焦状。,豌豆缺硼:茎变粗变硬,生长矮缩,叶片黄化,幼叶变小,叶尖褐色,生长点死亡。,番茄果实缺硼:表面有凹痕软木区,成熟不平衡,类似缺钙。,小麦不稔症,大麦缺硼:茎肿大,叶片边缘有坏死斑,并断裂,生长点死亡,幼苗不扩张( expand )。,硼的毒害 叶尖和叶缘发黄,脉间失绿,最后坏死(金边叶)。 对硼中毒较敏感植物有:桃、葡萄、菜豆、无花果等; 耐硼中等作物有:小麦、豌豆、玉米、马铃薯、莴苣、烟草和番茄等; 耐硼作物有:萝卜、甜菜、棉花等。,硼中毒:甜瓜(左
7、上)紫苏(右上)甘薯(下),硼中毒:水稻(上);黄瓜(下),植物硼营养诊断指标: 植物适宜含硼量为: 20-100mg/kg干重; 15mg /kg 可能出现缺硼症状; 200mg/kg硼中毒 不同植物差异大。,(一)植物锌质量分数 植物含锌量 植物含锌量较低,一般为25100 mg /kg (干重),某些超积累植物可达1000 mg /kg 。一般植物含锌10 20 mg /kg就发生缺锌。 植株顶芽含锌量最高,叶中次之,茎中最少。,二、植物锌素营养,各种作物含锌量(ppm干重)Boehle,1969),120,21 120,11 20,0 10,番茄 叶,71 150,21 70,11 2
8、0,0 10,大豆 地上部,71 150,21 70,11 20,010,玉米 叶,71,21 70,16 20,0 15,苜蓿 地上部,80 200,26 80,16 25,0 15,柑桔 叶,51,21 50,16 20,015,苹果 叶,过量,适量,低量,缺乏,植物种类,(二)植物锌缺乏与过剩 1、植物缺锌症 株型矮小,叶小畸形,簇生;中下部叶脉间失绿或黄化;果树顶端枝条或侧枝节间缩短,成莲座状,新生叶小,并丛生;如苹果的“小叶病”、“莲座枝”或“簇叶病”,柑桔的小叶型“斑叶柄”;玉米 “白苗病”水稻“矮缩病”。 2、植物锌中毒 根系伸长受阻,叶片黄化,出现褐色斑点, (400mg/kg
9、),水稻缺锌,玉米缺锌:白苗病,苹果缺锌:中间为缺锌植株的正常枝条;左右为缺锌症;侧芽不能发育,叶子窄小(小叶病),并在枝条的顶端形成莲座状。,糖用甜菜锌中毒: 生长严重受到抑制;幼叶出现类似于缺铁的失绿症,接着出现严重的叶脉间坏死斑点。,黄瓜锌过剩:老叶变暗(左)。 幼叶淡绿色,叶脉间有针孔般的亮褐班。,(四)锌丰缺指标 植物正常含锌量为25150mg/kg,含量因植物种类及品种不同而有差异。在植株体内锌多分布在茎尖和 幼嫩叶片。根系含锌量常高于地上部分。 作物含锌量低于20mg/kg时,就会出现缺锌症状; 高于400mg/kg时,就会出现缺锌症状。,植物体内钼含量差异较大,豆科作物需钼量最
10、大,禾本科作物需钼量较少,一般在0.1300mg/kg。通常含量低于1mg/kg(干重)。一般作物含钼量低于0.1mg/kg,而豆科作物低于0.4mg/kg时就可能缺钼。 植物体对钼忍受力较强,但牧草中钼超过15mg/kg时,牛吃后就会中毒。,三、植物钼素营养,(一)质量分数、分布,钼主要集中在根、顶端生长点和幼叶中,下部叶较少。,(二) 失调症 缺乏症:叶片畸形、瘦长、螺旋状扭曲、生长不规则、植株矮小,生长缓慢,叶片失绿,且有大小不一的黄色、橙黄色斑点,严重缺钼叶缘萎蔫,叶片扭曲呈杯状,老叶变厚、焦枯,以致死亡。 缺钼发生在酸性土壤上,常常伴生锰和铝的毒害。在酸性土壤上施用石灰可防止缺钼。
11、花椰菜、烟草“鞭尾状叶”豆科“杯状叶”、不结或少结根瘤; 柑橘“黄斑叶” 中毒症状:植物耐钼能力很强,100mg/kg的情况下,大多数植物并无不良反应。 200mg/kg茄科叶片失绿,缺钼花椰菜叶片形态变化图示,是由于局部叶片组织坏死,以及在叶片发育早期维管束发育不完全造成的,花椰菜缺钼:开始时,叶片轻度卷曲,黄化,叶尖有坏死斑,子叶深绿色;严重时,叶肉不能发育,只有中脉(鞭尾病);生长点死亡。,花生缺钼与土壤pH,番茄缺钼: 叶片有时黄化,严重卷曲,从叶尖开始坏死;左为获得钼的正常叶片,右为缺钼叶片,叶缘卷曲,脉间失绿,叶尖死亡。,甘蓝幼苗缺钼:叶片内卷,叶缘附近有黄化斑;叶尖和叶缘有死斑;
12、植株无生长点。,Mo,Mo,Mo,Mo,Mo,Mo,Mo,植物体内锰含量约为10300mg/kg,叶绿体含锰量较高,水稻麦类大豆,指示作物燕麦,前期后期。 锰还在叶绿体中具有结构作用(SOD),叶绿体对锰的缺乏最为敏感,缺锰时,叶绿体内基本结构单位类囊体不能形成片层。因此,锰虽然不是叶绿体组成成分,但与叶绿体合成有关。 直接参与光合作用 在光合作用中,锰参与水的光解和电子传递。,四、植物锰营养 (一 )质量分数、作用,H2O 2H+2e-+1/2O2,光 叶绿体,Mn2+,Cl-,几种作物体内锰的含量(mg/kg),(二)失调症 成熟叶片中锰含量为1020mg/kg(干重)时,即接近缺锰临界水
13、平。 缺乏症:植物缺锰时,叶片失绿并出现黄褐色斑点,而叶脉保持绿色。 典型症状:燕麦“灰斑病”、豌豆“杂斑病”、豆类“褐斑病”、甜菜“黄斑病”、棉花和菜豆“皱叶病”。缺锰植株往往有硝酸盐累积。 中毒症状: 植物含锰量超过600mg/kg时,可能发生毒害作用。锰中毒会诱发棉花和菜豆发生缺钙(皱叶病)。锰过多也易出现缺铁症状。,黑麦和小麦缺锰:中部叶片叶脉间出现失绿斑点和条带。,燕麦缺锰:中间为燕麦,左为大麦,右为小麦(左图); 不规规的灰褐色损伤,连接在一起,导致叶片断裂折断(中)。 下半部叶片普遍带有灰褐色长形斑点和条带;叶片折断,而叶基部仍然保持绿色;穗子中无籽粒(右)。,.,黄瓜缺锰:中、
14、上部叶片的叶脉仍然保持绿色,而叶肉变成不规则的失绿黄化。,西瓜缺锰:开花前,4-18片叶的叶脉间失绿黄化。,梨树缺锰:叶片灰暗,从边缘开始叶脉间失绿(上);苹果缺锰:大部分树叶失绿黄化,顶部幼叶没有老叶严重(左下);脉间黄化由边缘向中脉发展(右下),大豆缺锰:严重失绿黄化,坏死;大豆的子叶有褐班,类似豌豆的“湿斑病”。下左为豌豆的“湿斑病”,大豆锰毒:从叶缘开始,叶脉间失绿黄化,接着出现褐色坏死斑,番茄锰中毒:茎和叶柄,特别是节附近,出现坏死损伤,叶子萎焉下垂。,植物铁含量一般干物重100300mg/kg (干重) ,集中存在于叶绿体中,叶片中含铁量最高,籽粒、块根、块茎较少。 低于50 mg
15、/kg可出现缺乏症状。桃、李、杏等果树和其它林木需铁较多,豆科植物、高粱和甜菜含铁也较高。,五植物的铁素营养 (一)植物铁的质量分数与分布,(三)植物铁缺乏与过剩 1、缺乏症:顶端或幼叶缺绿黄白化, 叶面均匀失绿,而叶脉保持绿色。类似于缺锰,但无坏死斑点,双子叶作物网格花叶,单子叶条纹花叶。 高粱缺铁:新叶脉间失绿,叶脉仍然保持绿色,严重时,叶子几乎全部变白; 大豆缺铁:脉间黄化,严重时,整个植株白化; 棉花和马铃薯缺铁:脉间失绿,出现网状叶脉; 玉米缺铁:叶脉间呈现鲜黄色,顶叶和幼叶叶片黄化严重,继而叶片漂白,灼伤; 番茄缺铁:顶部叶片黄化,呈现网状叶脉,最后叶片由黄色和乳白色变成漂白色,失
16、绿叶片半坏死;果实绿色,成熟时为橙色; 苹果缺铁:顶部新生叶片黄化,叶脉绿色,进一步发展,叶脉变成鲜黄色;有时有坏死区。,植物缺铁总是从幼叶开始,典型症状是叶片叶脉间和细网组织中出现失绿症,叶片上叶脉深绿而脉间黄化,黄绿相间明显;严重缺铁时,叶片出现坏死斑点,并且逐渐枯死。植物的根系形态会出现明显的变化如:根的生长受阻,产生大量根毛等。 植物缺铁根中可能有有机酸积累,其中主要是苹果酸和柠檬酸。,植物缺铁及其对缺铁的反应,IRON DEFICIENCY,在排水不良的土壤和长期渍水的水稻土上经常会发生亚铁中毒现象。当水稻叶片中亚铁含量300mg/kg时,可能出现铁的毒害作用。造成亚铁毒害的原因可能
17、是植物吸收亚铁过多导致氧自由基的产生。 铁中毒的症状表现为老叶上有褐色斑点,根部呈灰黑色,易腐烂。防治的方法是:适量施用石灰,合理灌溉或适时排水晒田等。也可选用优良品种。,亚铁的毒害,2、植物铁过剩:在酸性水稻田,铁过剩, 发生赤枯病,叶片表现为青铜色。,玉米缺铁,燕麦缺铁:新叶叶脉间黄化,穗及穗下叶黄化。,小麦缺铁:叶片严重黄化,幼叶最严重;失绿叶片坏死。,水稻缺铁:左上为大田缺铁;右上为缺铁的叶片; 左下为施用稻草矫正缺铁,右下为施用硫酸亚铁矫正。,花生缺铁,上为葡萄缺铁,下为苹果缺铁 脉间失绿,细脉呈网纹状,后期叶缘出现褐班,三叶草缺铁:幼叶严重失绿黄化。叶尖干枯。,糖用甜菜:幼叶上有黄
18、斑,后来叶片黄化。,大豆缺铁(左) 西红柿缺铁(中、右)顶部叶,特别叶基部有大量黄化斑,茎顶部黄化。,果树缺铁,水稻铁中毒: 青铜色叶片,植物需铜数量不多,大多数植物含铜量均为干物重的220mg/kg,豆科作物高于禾本科作物,且多集中于幼嫩的组织中和根系,茎最低。,六、植物的铜素营养,缺铜症状,缺铜一般表现为顶端枯萎,节间缩短,叶尖发白,叶片变窄变薄,扭曲,繁殖器官发育受阻、裂果。 草本植物“开垦病”最早在新开垦地上发现,病株穗部变形,结实率低。,小麦缺铜:抽穗困难;既使抽出,籽粒生产受到限制;穗子顶部黄化弯曲。穗包叶黄化、变形成螺旋状。,西红柿缺铜,甜菜铜中毒:生长受到严重抑制,幼叶表现出类
19、似于缺铁的黄化症状,接着叶脉间出现坏死。,铜过剩 植物的铜过剩的症状与缺铁症状类似,生长受到严重抑制,铁的吸收减少,新叶失绿,老叶坏死,叶柄和叶的背面出现紫红色;根系生长受阻,主根的伸长受阻,侧根变短。 一般当植物体内铜达到 20 50ppm时,出现铜中毒。,一、含量 多少顺序:FeMnZnBCuMo 影响因素:成土母质、气候条件等 二、形态与转化 矿物态 水溶态 交换态 (有效态) (吸附态) 水溶态、代换吸附态、有机络合态、矿物态,风化 吸附 解吸,第二节 土壤中微量元素含量、形态和转化,影响微量元素有效性的因素 1. 土壤pH值:偏酸:Fe、Mn、Zn、Cu、B 中偏碱:Mo有效性较高
20、2. 土壤有机质:多与少 3. 土壤质地:粘粒含量、 4. 土壤Eh:变价元素,还原条件有效铁锰有效性 5. 土壤磷酸盐含量:诱发缺乏 6. 土壤盐分状况:,三、可能缺素的土壤 缺Fe/Mn/Zn/Cu:北方石灰性土 或酸性土施用过量石灰时 缺B:有效硼低的土壤 缺Mo:南方酸性红壤地区 缺Cu: 有机质土,第三节 微量元素肥料的种类、 性质和合理施用,一、微肥的种类和性质(表139) 按元素种类分: 硼肥、锌肥、钼肥、锰肥、 铜肥、铁肥、含氯肥料,2. 按化合物类型分 纯化学药品:易溶,易被氧化和被吸附固定。 多喷施 有机螯合物:水溶,不易氧化,效果好 玻璃肥料:溶解度小,缓效性 复合或混合
21、肥料:养分均衡,施用方便 矿渣或废渣:难溶,缓效性,作基肥,二、微肥的合理施用 (一)施用方法 1.基肥:如玻璃肥料、矿渣,多与有机肥混合匀施 2.种肥:Zn、Mo、Mn、Cu (1)拌种, 0.51g/kg种子; (2)浸种,浓度0.010.05% ;(3)蘸秧根 3.追肥:B、Zn、Mo、Mn、Fe、Cu (1)叶面喷施,叶面喷施,常用浓度为0.010.02% (2)涂刷、注射等,三、合理施用的注意事项 1. 土壤的供应状况 微量营养元素从缺乏到毒害的范围很窄,如B、Mo 、Cu多引起毒害。 2. 植物的需求特性 把微肥用在需要量较多的植物上 3. 天气状况 4. 与其它营养元素的关系 5. 微量元素与健康,6.严格控制用量,力求施用均匀 7.配合其他肥料 8.原则: 必须坚持适时、适量和均匀,微肥施用中应注意的问题,外形诊断 根外喷施诊断 植株化学诊断,四、 作物缺少微量元素的诊断,作物叶片中微量元素丰缺的判断标准,
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