微量元素肥料微量元素肥料是作物必需的营养元素,微量元素在农业中的应用已有 60 余年历史作物所需的微量元素主要来自土壤因此,土壤中微量元素供给不足时,许多作物的生长发育受到影响,产量和质量均会下降大量试验表明:合理施用微肥,对提高农作物产量和品质具有重要意义对于作物来说,含量介于 0.2~200 毫克/ 千克(按干物重计)的必需营养元素称为微量元素到目前位置证实是作物必需的微量元素有锌、锰、钼、铜、铁、 氯等 7 种这些微量元素经过工厂分别制造出来的化合物,并作为肥料施用,叫做微量元素肥料,简称微肥如硫酸锌叫做锌肥,硼砂、硼酸叫做硼肥,硫酸锰叫做锰肥, 钼酸铵 叫做钼肥,硫酸铜叫做铜肥,硫酸亚铁叫做铁肥等氯因自然界中较丰富,未发现作物缺氯症状,本文不再介绍锌 肥一.锌素在作物中的利用(一)锌的生理作用 自 1926 年证实锌是作物生长发育所必需的微量元素以来,世界各国科学家对锌在作物体内的生理作用做了多方面的研究,归纳起来有以下几个方面的作用:第一,锌是一些酶和辅酶的组分酶是一种具有催化活性的蛋白质,对作物体内物质的水解、氧化还原及蛋白质、淀粉的合成起着重要的作用研究证明,锌是一些脱氢酶、蛋白 酶和二 肽酶、谷氨酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、乙醇脱氢酶、L-乳酸脱氢酶、 D-乳酸脱氢酶、D-3 磷酸甘油醛脱氢酶、D-乳酸细胞色素 C 还原酶和醛缩酶等。
最早证实含锌的金属酶是碳酸杆酶,它的活性与作物体内含锌量呈平行的关系,缺锌使碳酸酐酶活性降低这种酶在作物体内分布很广,主要存在于叶绿体中它的确切生理作用仍不清楚,现在已知它能催化二氧化碳的水合作用,使二氧化碳进入作物体内水化,形成重碳酸盐和氢离子,促进光和作用中二氧化碳的固定在生产实践中也证明,小麦、水稻、玉米等作物喷施锌肥后均能提高光和强度,从而增加干物质积累第二,参与作物体内生长素吲哚乙酸的合成过程吲哚乙酸是作物自身合成的一种生长素锌参与吲哚和丝氨酸合成色氨酸的过程而色氨酸是吲哚乙酸的前身它们之间的关系可用下列简式说明: 吲哚 + 丝氨酸 ----à 色氨酸(去氨、脱羧)----à 吲哚乙酸↑/\锌 色氨酸合成酶作物缺锌时生长素含量下降,导致生长发育出现停滞状态,叶片变小,节间缩短,形成小叶蔟生等症状第三,以某种方式影响叶绿体的形成禾谷类作物缺锌时,叶片维管束鞘细胞中叶绿体的数目明显减少,叶绿体的片层结构遭到破坏因此,降低了作物光合作用强度和干物质的积累第四,与作物碳、氮代谢的关系密切在缺锌情况下,作物提内总氮量变化不大,但氨基酸态氮的含量增加,蛋白质态氮的含量下降,说明蛋白质的合成受到影响,也影响淀粉的生成。
第五,锌是稳定细胞核糖体的必要成分作物缺锌还使核糖核酸和核糖提减少,近年来发现正常的核糖体含有锌缺锌时,这种细胞极不稳定,说明锌是稳定细胞核糖体的必要成分第六,对生殖器官的影响在缺锌情况下,番茄花蕾诚长椭圆型,萼片表皮毛稀少随着花蕾的生长,花药生长停滞,花药长度只相当于正常花药的 1/3 左右,花柱和子房比正常植株略粗壮,但花蕾不能开放,且开始脱落,并且花药中不能形成正常的花粉粒此外,锌在某种程度上能稳定作物的呼吸作用,提高抗逆性,锌还能调节作物对磷的吸收和利用缺锌时,作物对磷的利用减少,导致体内无机磷大量积累二).锌肥施用的增产效果1.粮食作物及棉花、(1)水稻:早在 1965 年,山东省临沂地区就发现水稻“缩苗”症,经施用硫酸锌或氧化锌得到矫治1975 年,河北省柏各庄农场用锌肥对水稻缩苗进行大面积防治试验,解决了该场多年未解决的问题湖北省农业科学院土肥所从 1976 年至 1986 年连续 11 年在江汉平原进行试验,施锌肥平均亩增产稻谷 43.7 千克,增产 12.6%湖南省农业科学院土肥所进行的 282 个锌肥试验,平均亩增产稻谷 36.3 千克,增产 11.0%四川省农业科学院土肥所的 105 个试验结果统计,施锌肥平均亩增产稻谷48.6 千克,增产 11.7%。
浙江省农业科学院土肥所进行的 32 个锌肥试验,施锌肥平均亩增产稻谷 33.8 千克,增产 8.5%中国农业科学院土肥所在安徽省安庆地区江河石灰性冲击物、湖积物上发育的潴育型红泥田,水稻增产 9.5%此外,北京、上海、江苏、江西、陕西、广西、河南、辽宁、吉林、黑龙江、贵州等省(自治区、市)也都有增产的报道2)小麦:是我国主要粮食作物之一,属于对锌不太敏感的作物但在北方石灰性土壤上种植的小麦,由于土壤偏碱,造成土壤有效锌偏低,影响小麦产量的进一步提高,个别地方小麦出现缺锌症中国农业科学院土肥所 1976~1985 年在山 东省连续 9 年进行的 118 个小麦施锌肥试验结果表明,在缺锌土壤上,亩施硫酸锌 1 千克,平均亩增产小麦 32.3 千克,增产 10.6%河北省农业科学院土肥所进行的 96 个小麦施锌肥试验,平均亩增产小麦 27.1 千克,增产 8.0%北京市农林科学院土肥所在土壤有效锌 0.57 毫克/千克左右的北京郊区潮土上进行的试验,施锌肥增产 10.5%~12.5%中国科学院南京土壤所在江苏省南通市各市县的试验,小麦施用锌肥平均增产 11.7%河南、陕西、辽宁、四川、湖北、黑龙江等省均有小麦施用锌肥增产的报道。
3)玉米:对锌最敏感,是缺锌的提示作物早在 1974 年,中国科学院昆明植物所在云南省新开的梯田地就发现玉米“花白叶病”,施锌肥后很快得到矫治,玉米生长发育恢复正常,产量大幅度提高中国农业科学院土肥所在山东省做的 353 个试验,施锌肥平均亩增产玉米 41.7 千克,增产 12.8%吉林省农业科学院土肥所的试验,平均亩增产玉米 31.9 千克,增产 8.1%北京市农林科学院土肥所进行的 43 个玉米施锌肥试验,平均亩增产玉米 40.2 千克,增产 13.1%,河南、河北、黑龙江、 辽宁、甘肃、新疆、宁夏、山西、四川、湖北、安徽、江苏、天津等省(自治区、市)均有玉米施用锌肥增产效果显著的报道4)高粱:在缺锌土壤上施用锌肥,高粱穗粒数、千粒重增加, 产量明显提高南京农业大学在江苏省泗洪县进行的试验,施锌肥平均亩增产高粱 30.8 千克,增产 9.2%吴硕等在辽宁阜新蒙古族自治县进行的 14 个高粱施锌肥试验结果,平均增产 10.2%5)甘薯:在缺锌的土壤上施用锌肥后,甘薯主、侧蔓长度、主蔓粗度和单株叶片数均明显增加,鲜薯重量也明显提高中国农业科学院土肥所在土壤有效锌低于 0.5 毫克/千克的砂姜黑土、潮土、褐土上进行的 22个施锌基肥试验表明,施锌肥平均亩增产鲜薯 332.6 千克,增产 17.1%。
6)棉花:在缺锌土壤上施用锌肥能促进棉花植株生长,改善棉花品质,霜前花增加 5.1%,绒长略有增加,蕾铃脱落减少,单株果枝数、单株铃数、百铃重均有增加中国农业科学院土肥所进行的 33 个棉花施用锌肥试验,平均亩增产皮棉 8.7 千克,增产 10.8%山西省临沂县泊庄农技站用锌肥拌棉种的比对照增产 13.3%新疆托克逊县农技站在砂质土上对棉花喷施锌肥,平均增产 8.2%吴硕等在辽宁阜新蒙古族自治县进行的棉花锌肥试验平均增产 12.2%2.油料作物(1)油菜:在缺锌土壤上施用锌肥,油菜能获得显著增产效果中国农业科学院油料作物所连续 3 年在湖北进行的试验表明,施用锌肥平均增产 12.7%陕西省农业科学院土肥所在全省 10 个县进行的油菜施用锌肥试验,平均增产 9.5%湖北省农业科学院土肥所在全省进行的试验,油菜施用锌肥平均增产 9.1%2)大豆:中国农业科学院油料作物所在河南内省黄河冲积层积母质发育的黄潮土地区进行的 314 个对比试验表明,施用锌肥平均每亩增产大豆 10 千克,增产 10.5%中国农业科学院土肥所在山东进行的 21 个大豆施用锌肥试验,平均亩增产大豆 16.1 千克,增产 14.2%。
中国科学院长春地理所在东北三江平原白浆土上连续 3 年进行大豆施用锌肥试验,平均增产 22.5%沈阳农业大学在辽宁棕壤地区进行的大豆锌肥试验,平均增产 15.3%3)花生:中国农业科学院土肥所在山东省进行的试验表明,基施锌肥花生平均增产 7.5%,喷施锌肥平均增产 9.2%;吴硕等在辽宁阜新蒙古族自治县的试验表明,施锌肥平均增产 13.6%周正卿等在石灰性砂土进行的试验表明,施锌肥的花生茎叶干重增加一倍,开花数增加 5.6 倍,果仁增重 36%3.蔬菜作物(1)番茄:沈阳农业大学在辽宁进行的番茄锌肥试验表明,施用锌肥平均增产 7.5%湖北省农业科学院土肥所在该省多点试验表明,番茄施用锌肥平均增产 15.4%吉林省农业科学院土肥所在吉林省进行的试验,番茄喷施锌肥平均增产 10.6%济南市农科所 31 个番茄锌肥试验,平均增产 13.7%北京、上海等地均有施用锌肥番茄增产的报道2)黄瓜:北京市丰台区农科所试验,黄瓜喷施锌肥,叶色浓绿,病害较轻,平均每亩增产 816.7 千克,增产 22.7%济 南市农科所 23 个黄瓜施锌肥试验,平均每亩增产 415.3 千克,增产 13%3)芹菜:中国农业科学院土肥所 1986~1989 年在北京、河北、山 东、河南等地进行的 23 个田间基施锌肥试验,芹菜平均增产 8%。
济南市农科所在济南郊区进行的试验,芹菜施用锌肥平均增产 20.3%4)其他蔬菜类:济南市农科所 16 个白菜施用锌肥试验平均增产18.3%,7 个甜椒试验平均增产 20%,4 个马铃薯试验平均增产15.7%,5 个甘蓝试验平均增产 15.3%北京市农林科学院土肥所进行的菠菜喷施锌肥试验平均增产 14%此外,茄子、菜豆、花椰菜等蔬菜,也均有施锌肥增产的报道4.果树(1)苹果:苹果树缺锌经常发生“小叶病”,喷施锌肥后,症状逐渐消失,树势恢复正常,坐果率提高,单果重增加,一般增产 10%~20%2)柑橘:施用锌肥能防治柑橘花叶病,促进枝叶生长广西壮族自治区灌阳县黄关推广站试验,喷施锌肥秋梢比对照平均增加 2.8 厘米,叶面积增加 3.75 平方厘米,叶厚增加 0.03 厘米广西桂林地区在 8 个果园喷施锌肥,坐果率提高 8.3%~58.4%,增产 8%~35%,并改善果实品质喷施锌肥果实表面光滑,可食部分增加 3.7%,柠檬酸下降 8.6%~21%,全糖增加 1.7%~2.9%3)其他果树:桃树、梨树、李树、杏 树缺锌时 也会出现“小叶病”,喷施锌肥后症状很快消除,产量明显增加二、土壤锌素的状况(一)我国土壤全锌量 据现有资料,我国土壤全锌含量为 3~790 毫克/千克,平均 100 毫克/ 千克。
土壤全锌量与成土母质有关,由基性岩发育的土壤全锌量比酸性岩高,由石灰岩发育的土壤全锌量比片麻岩和石英岩高我国主要土类全锌含量,就土壤类型而论,暗栗钙土、黑土、紫色土等较低,棕色石灰土、红色石灰土、 砖红壤、赤 红壤、黄壤等 较高,其他介于二者之间二)我国土壤有效锌的含量状况 作物利用土壤中的锌不是土壤含锌量的全部,而是利用处于作物能够吸收状态的锌,称为有效锌土壤有效锌包括水溶态、代换态、螯合态和稀酸溶态等在这些形态中,水溶态锌含量很少,通常以代换态、螯合态和稀酸溶态等在这些形态中,水溶态锌含量很少,通常以代换态、螯合态和稀酸溶态作为作物可以吸收的锌土壤中的锌以二价形式存在于土壤矿物中根据中国科学院南京土壤所对全国土壤锌素的调查表明,缺锌土壤主要分布在北方,分布情况与石灰性土壤的分布模式基本相似按土类论,缺锌土壤包括棉土、楼土、黄潮土、褐土、棕壤、栗钙土、灰 钙土、各种漠境土、砂姜黑土、黑色石灰土以及碳酸盐紫色土等长江冲积物以及南方石灰岩母质发育的土壤也比较易缺锌在水稻生产中,容易缺锌的水稻土有三种类型:①石灰性水稻土,如湖北、安徽、江苏北部的水稻土和四川碳酸 盐紫色土区的水稻土;②沼。