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1、第六章 钙、镁、硫、硅肥及稀土农用制品 16-1 钙肥 1一、钙肥对作物生长发育的影响 1二、含钙肥料（石灰 ）的间接作用 2三、石灰肥料（含钙肥料 ）的种类和性质 4四、石灰肥料的施用 66-2 镁肥 7一、镁肥对作物生长发育的影响 7二、镁肥的种类和性质 9三、镁肥的施用 96-3 硫肥 11一、硫肥对作物生长发育的影响 11二、硫肥的作用 12三、硫肥的种类和性质 13四、硫肥的施用 146-4 硅肥 18一、硅肥对作物生长发育的影响 18二、硅肥的种类和性质 20三、硅肥的施用 216-5 稀土农用制品 23一、稀土元素的肥效与作用机理 23二、稀土农用制品的种类和施用 24思考题 2
2、7第六章 钙、镁、硫、硅肥及稀土农用制品 6-1 钙肥钙是植物生长的必需营养元素之一，从总体看，大多数土壤的含钙量较高，表土平均含钙量可达1. 37%。大多数土壤溶液中钙的含量约为10moiL-1,正常条件下能够满足大部分作物的需要。 一般大田作物缺钙的现象并不多见， 但在 含钙较少的酸性砂质土上， 种植需钙多的花生、 蔬菜、 果树等作物时应重视钙的 供应。蔬菜吸钙量较大，属喜钙作物，比小麦多几倍，同时蔬菜具有生长周期较 短、产量高、复种指数高等特点，故在蔬菜生产上，常发生由于缺钙导致营养失调引起的生理病害，如番茄的蒂腐病或脐腐病(blossonend rot),大白菜和甘蓝的千烧心”(tip
3、bum)E心腐病”；苹果的苦痘病(bitter pit)和鸭梨的黑心病 (browncore)等，在园艺作物中由于缺钙引起的失调症近40多种，使它们的商品价值明显降低。 随着化肥不断向高浓度方向发展， 种植果、 蔬及有关经济作物的 增多， 钙肥的施用将日益受到重视， 含钙的肥料多用于改良土壤， 如中和酸度的 石灰类肥料，改良盐碱土的石膏等。一、钙肥对作物生长发育的影响钙作为植物营养的必需元素被人们认识已超过百年。钙以二价离子形态进入植物细胞。 钙对胞问层的形成和稳定性具有重要意义， 它以果胶酸钙的形式黏结两相邻细胞， 使细胞与细胞能够联结起来形成组织， 并使植物的器官或整体具有 定的机械强度。
4、缺钙影响细胞板和纺锤丝形成，致使细胞分裂不能正常进行。钙还影响生物膜结构的稳定性，对膜电位、膜透性、离子运转以及原生质黏滞性、 胶体分散度都有一定效应。 钙能中和作物体内代谢过程产生过多且有毒的有机酸，调节了细胞内 pH 值，特别是钙与草酸结合形成不溶性的草酸钙而消除有机酸的毒害，对稳定细胞内环境有重要的作用。钙是一些重要酶类的活化剂，钙对某些酶的活化是专一性的。 钙有加强有机物运输的作用， 缺钙时光合器官中糖分积累，增加供钙后糖分输出迅速增强，Ca2+与植物钙凋素(calmodulin)结合具 有多种调节细胞功能的作用。国内外对Ca2+在果蔬采后生理中的作用产生了极其浓厚的兴趣。Ca2+已不
5、再被认为是单纯的矿质元素，而是作为一种调节物质被逐渐重视。 据研究，果实中 的钙主要具有维持细胞壁和细胞膜的结构与功能，以及作为细胞内外信息传递的 第二信使等生理功能。适当增加采后果实中的钙水平，对果实采后呼吸、乙烯释 放、软化和生理病害等方面有明显的抑制作用，还可改变蛋白质和叶绿素含量、 细胞壁及膜的流动性，并能提高果实品质等。由于钙一般被认为是植物细胞衰老 和果实后熟作用的延缓保护剂，因此钙在果蔬采后贮藏保鲜上被广泛研究和应 用，采前钙处理由时配合?素处理）和采后喷钙均对果实保鲜和贮运有良好效 果。二、含钙肥料（石灰）的间接作用石灰肥料的间接作用，主要是中和土壤酸度，消除活性铝的毒害等，故
6、又有 间接肥料之称。（一）中和土壤酸度，消除活性铝、铁、钮的毒害各种石灰物质中和酸度的能力不同，可用中和值表示，其中生石灰的中和能 力最强（表61）。表61各种石灰物质的中和值*石灰物质CaOCa(OH)2CaMg(CO3)2CaCO3CaSiO3中和值/%17913610910086*中和值以纯CaCO3为计算.不同作物对其生长环境的酸性反应明显不同（表62）。在酸度较大的土壤上 施用石灰，可为作物生长创造适宜的环境条件，其反应如下：CaO + HO 一Q (CH +2H40l-C八 HC。J + 2HQH+一土博胶体-H* Ca(OH)t一土埴腾体Cn+ZH。H*土制脱体：-H+GrHCO
7、Jt一：土以股悻0 +廿IQ +笺。H土壤胶体H* 4- CaCO, 一*K(iJ C+HQ+8另外，在有机质含量较多的土壤上施用过多新鲜绿肥或大量腐熟度差的有机肥料时，分解过程中产生大量的有机酸会对作物产生不良影响，施用适量石灰可以消除毒害。我国南方强酸性土壤的总酸度中，交换性 H+一股只占1%3%,其余均为 交换性A13+。由于A13+水解产生H+,这是导致土壤表现酸性的主要原因。施用 石灰既可促进A13+的水解，又可中和其产生的H+。由于A13+与土壤胶体间的结 合能力很强，石灰对铝的交换过程比较缓慢，所以施用石灰l2d以后才能达到平衡。土壤中，活性铝离子的形态受 pH值的控制：当pH6
8、.5 时，为 A1(OH) 3, 其中以A1 (0H) 2+的毒性最强，故土壤pH为4. 55. 5时，产生铝毒的可能性 最大。当活性铝的含量1020mg-kg-1就会产生毒害，其主要表现是根系生长受 阻，根变粗，根尖发黄。对铝极为敏感的有大麦、玉米、小麦、甜菜、茵苣、番 茄，三叶草等，施用石灰，可降低铝对它们的毒害。表6-2主要作物最适宜的pH值(综合资料)PH68PH56作物PH值作物PH值作物PH值棉花甘蔗茶树小麦蚕豆马铃薯大麦油菜养麦大豆甜菜6.07.0西瓜玉米豌豆花生紫苜蓿烟草水稻亚麻(二)改善土壤的物理性质酸性土壤含活性腐殖质较少，又缺乏钙素，土壤的结构差，施用石灰能补充较多的钙。
9、 钙离子与土壤胶体上的氢离子进行交换， 形成的钙胶体促进土壤胶体 凝聚，有利于团粒结构的形成，使水、肥、气、热比较协调。（三）促进土壤中有益微生物的活动，增加有效养分不同类型的微生物对土壤 pH 值均有一定的要求，它们适宜的 pH 值如下：硝化细菌为6.5 7.9,氨化细菌为6.5 7.5,自生固氮菌为6.57.8,嫌气性固 氮菌为6.9 7.2,根瘤菌为6.07.0,纤维分解细菌为6. 87. 5等。酸性土壤 施用石灰，提高了土壤pH 值，有利于上述微生物的活动，促进土壤中固氮作用与有机质的矿化，增加土壤中的氮及其他有效养分。此外，改变土壤酸度后，能抑制某些病害的发生，如十字花科的根肿病，在
10、土壤pH 7.2 7.4 时就几乎不会发生；番茄的枯萎病在pH 8.0 时发病率明显降低。同时石灰呈强碱性，有直接杀死土壤中的病菌、虫卵和杂草种子的能力。三、石灰肥料（含钙肥料）的种类和性质石灰肥料有生石灰、熟石灰、碳酸石灰及含钙的工业废渣等，是主要的含钙肥料。（一）生石灰生石灰又称烧石灰，以石灰石、白云石及含碳酸钙丰富的贝壳等为原料，经过煅烧而成。生石灰主要成分CaO 含量为96一99。以白云石为原料的称为镁石灰，含CaO为55% 85% , MgO为10% 40%,还可提供镁营养。以贝壳为原料的石灰，其品位因种类而异：以螺壳为原料的为螺壳灰，含 CaO 为85%95%;以蚌壳为原料的称蚌壳
11、灰，含 CaO约为47.0%。生石灰中和酸度的能力很强，还有杀虫、灭草和土壤消毒的作用，但用量不能过多， 否则会引起局部土壤过碱。 生石灰吸水后即转化为熟石灰， 若长期暴露在空气中， 最后转化为碳酸钙。 故长期贮存的生石灰， 通常是几种石灰质成分的混合物。（二）熟石灰熟石灰又称消石灰，由生石灰加水或堆放时吸水而成，主要成分为Ca（OH”, 含CaO为70%左右，呈碱性，中和酸度的能力比生石灰弱。（三）碳酸石灰碳酸石灰由石灰石、白云石或贝壳类直接磨细而成，主要成分是碳酸钙，具 溶解度较小，中和土壤酸度的能力较缓，但效果持久，中和酸度的能力随其细度 增加而增强。（四）含石灰质的工业废渣工业废渣主要
12、是指钢铁工业的废渣，如炼铁高炉的炉渣，主要成分为硅酸钙 （CaSi03）, 一般含 CaO为 38% 40% , MgO 为 3%11%, SiO2为 32% 42%。 又如生铁炼钢的碱性炉渣，主要成分为硅酸钙 （CaSi03）,磷酸四钙（Ca4P2O9）, 一 般含 CaO为 40% 50%, MgO 为 2% 4%, SiO2,为 6%12%,这类废渣 的中和值为60% 70%。施人土壤后，经水解产生Ca（OH）2和H3SiO3,能缓慢 中和土壤酸度，并兼有钙肥、硅肥和镁肥的效果。止匕外，还有电石渣，主要成分 为氢氧化钙。糖厂滤泥，含 CaO为42%左右，还含有少量氮、磷、钾养分等。（五）
13、其他含钙的化学肥料钙是很多常用化肥的副成分（表63）。施用这类肥料的同时也补充了钙素， 如窑灰钾肥等，中和土壤酸度的能力与熟石灰相似。磷矿粉等施于酸性土壤上有 逐步降低土壤酸度的效果。表6-3几种含钙肥料成分Ca/%硝酸钙Ca(NO3)2碳酸钙CaCOa石灰氮CaCN2,CaO石膏CaSO4普通过磷酸钙1821Ca(H2PO4) 2 H2O重过磷酸钙1214Ca(H2PO4) 2沉淀磷酸钙22CaHPO4钙镁磷肥钢渣磷肥磷矿粉窑灰钾肥2124253520352528a-Ca (PO4) 2 CaSiO3Ca4P2O9 CaSiO3CaNPO4)6F2CaO四、石灰肥料的施用（一）施用量的确定合
14、理的石灰用量依土壤性质、作物种类、石灰肥料的种类、气候条件、施用 目的.及施用技术等而定。首先，根据土壤的性质确定施用量。土壤酸性强，活性铝、铁、钮的浓度高， 质地；黏重，耕作层厚时石灰用量适当多些。旱地的用量应高于水田，坡度大的 亡坡地要适当增加用量。一般认为可以依据土壤总酸量而定， 因为中和土壤的活 性酸所需石灰量甚少，而要中和潜在的总酸量需要的石灰量较多。 有人认为，对 于含有高量铁铝氢氧化物的大多数土壤施用石灰，以能中和交换性铝的大部分， 使pH值达到5.6或5. 7,且交换性铝的含量低于有效阳离子交换量的 10%即 可。其次，根据作物的种类确定施用量。各种作物对土壤酸碱度的适应性（表62） 和钙质营养的要求不同。茶树、菠萝等少数作物喜欢酸性环境，不需施用石灰。 稻、甘薯、烟草等耐酸中等，要施用适量石灰。大麦等耐酸较差，要重视施用石 灰止匕外，施用石灰时还应考虑石灰肥料种类及其他条件。中和能力强的石灰或 时施用其他碱性肥料时可少施。降雨量多的地区用量应大些。撒施，中和全耕层 或结合绿肥压青或稻草还田的用量大些。具体确定石灰用量的方法有多种。除根据土壤交换性酸计算法、根据土壤中 阳离子交换量与盐基饱和度等计算方法外， 根据田间试验结果确定石灰用量最为 实用，因为影响石灰用量的因素很多，采用田间试验的实际结果能为
