微量元素营养与肥料.ppt

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1、第七章 植物的微量元素营养与微量元素肥料,概述,缺乏任何一种微量元素时，都会导致作物生长发育和产量、品质的严重下降。过多也会使作物中毒，轻则影响产量和品质，严重时甚至危及人、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。,1、高产品种的引用 对微量养分要求高了（高产）吸收微量养分的能力不高2、土地平整 养分贫瘠 低产田开发利用3、耕作制度的改革 栽培措施的改变引起的4、农业集约化生产的发展 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6、农产品商品化 归还减少，如秸秆制乙醇,引起微素缺乏的原因,

2、第一节 植物的微量元素营养,微量元素在植物体内的质量分数、形态与分布元素 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;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（一）硼的营养作用,营养作用,1.硼能促进碳水化合物的运输。硼与糖类多羟基化合物络合形成硼糖络合物，更容易穿过细胞膜，使碳水化合物在植物体能顺利运转。,2.硼能促进生殖器官的建成和发育。硼主要存

3、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”以及小麦的“穗而不实”均为缺硼所致。,3.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。4.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。,（二）植物硼素的营养失调症状植物缺硼的共同特征为：1、茎尖生长点生长受抑制，严重时枯萎，甚

4、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、生殖器官发育受阻，结实率低，果实小、畸形，缺硼导致种子和果实减产。,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。,花椰菜缺硼：花球褐色，花茎空心，茎部软木化,饲料用甜菜缺硼：开始叶片变褐，最后死亡，根系腐烂（左）；右为典型的“褐腐”，幼叶的叶柄开裂；顶部叶变小，茎点死亡，叶片烧焦状（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，

5、严重的叶缘烧焦状。,小麦不稔症,硼的毒害 硼中毒的症状为叶尖和叶缘发黄，脉间失绿，最后坏死（金边叶）。对硼中毒较敏感的植物有：桃、葡萄、菜豆、无花果等；耐硼中等的作物有：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。,植物硼营养诊断指标：植物适宜的含硼量为：20-100mg/kg干重；15mg/kg 可能出现缺硼症状；200mg/kg硼中毒,二、植物锌素营养,（一）植物的锌含量植物的含锌量 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时就发生缺锌。植株顶芽含锌量最高，叶中次之，茎

6、中最少。,表 各种作物的含锌量（ppm干重）（Boehle，1969）,1120,21 120,11 20,0 10,番茄 叶,71 150,21 70,11 20,0 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）锌的营养作用参与生长素的合成。锌是80多种酶的成分，如脱氢酶、蛋白酶、肽酶、碱性磷酸脂酶、超氧化物歧化酶等，缺锌时，体内蛋白质形成受到抑制，可溶性含氮化合

7、物增加。,吲哚,色氨酸,酶Zn,色胺,Zn,IAA,促进光合作用 参与叶绿素的合成，是碳酸酐酶的组成成分。碳酸酐酶主要存在于叶绿体中，影响光合作用。能催化下列反应：CO2+H2O-H+HCO3参与蛋白质合成锌是RNA聚合酶的成分，锌与Fe、Cu等一起抑制RNA酶活性,（三）植物锌的缺乏与过剩1、植物缺锌症 植物缺锌时，株型矮小，叶小畸形，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、水稻等的“白苗病”。2、植物锌的中毒 锌中毒表现为根系的伸长受阻，叶片黄化，出现褐色斑点，严重时枯死。,水稻缺锌

8、,玉米缺锌：白苗病,锌通过催化色氨酸的合成，而间接地影响生长素的合成。缺锌时，植株生长缓慢、矮小、叶小呈簇生状。,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。,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）锌的丰缺指标 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 幼嫩的叶片。根系的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。,三、植物的钼素营养,植物体内钼的含量差异较大，豆科作物

9、需钼量最大，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。植物体对钼的忍受力较强，但牧草中钼超过15mg/kg时，牛吃后就会中毒。,（一）含量及分布,（二）钼的营养作用,作为硝酸还原酶和固氮酶的成分参与氮代谢钼是硝酸还原酶的成分,主要起电子传递作用。缺钼的植物体中，常有硝酸盐的累积，蛋白质的合成下降。钼是固氮酶中钼铁蛋白的成分，钼供应不足时，豆科作物的根瘤固氮作用将明显降低，甚至失去固氮能力。促进维生素C的合成；与磷代谢有密切关系；磷酸酶的活化剂，ATP水解，小麦提高光合作用

10、10-14%,钼在受精和胚胎发育中有特殊作用。玉米缺钼时，花粉的形成和活力均受到影响。,（三）失调症 缺乏症：植物缺钼的共同症状是植株矮小，生长缓慢，叶片失绿，且有大小不一的黄色和橙黄色斑点，严重缺钼时叶缘萎蔫，有时叶片扭曲呈杯状，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。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

11、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。,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；植株无生长点。,Mo,四、锰的营养作用（一）含量及作用,植物体内锰的含量约为10300mg/kg，叶绿体中的含锰量较高，水稻麦类大豆，指示作物燕麦。锰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，叶绿体内的基本结构单位类囊体不能形成片层。因此，锰虽然不是叶绿体的组成成分，但与叶绿体的合成有关。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。,H2O 2H+2e-+1/2O2,光

12、叶绿体，Mn2+，Cl-,锰能活化硝酸还原酶，促进硝酸还原作用，对蛋白质合成有利，作物缺锰会使体内硝酸盐积累起来。锰能促进种子萌发和幼苗早期生长，同时锰有促进花粉萌发和花粉管伸长的作用，所以可以促进种子提早成熟，提高结实率。锰能控制细胞液的氧化还原电位，从而调控植物体中Fe3+和Fe2+的比例。,锰是植物体内许多酶的组成成分，也是某些酶的活化剂，如许多脱氢酶，羧化酶，激酶和氧化酶等。,缺锰时，吲哚乙酸浓度大，植物根和芽的生长受抑制。,（二）失调症 在成熟叶片中锰的含量为1020mg/kg（干重）时，即接近缺锰的临界水平。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

13、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，就可能发生毒害作用。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。,缺锰的大豆叶片失绿，并有褐色斑点，但叶脉仍保持绿色，幼嫩叶片出现。,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）。,.,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

14、节附近，出现坏死损伤，叶子萎焉下垂。,五植物的铁素营养（一）植物铁的含量与分布,植物体内铁的含量一般为干物重的100300mg/kg(干重)，集中地存在于叶绿体中，叶片中含铁量最高，籽粒、块根、块茎较少。植物体内，90%的铁分布在叶绿体，其余10%的铁存在于细胞质和含有血红素蛋白或铁-硫蛋白等的其它细胞器中。在叶绿体中主要存在于类囊体膜上。低于50 mg/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、蔬菜作物、高粱和甜菜含铁也较高。而水稻、玉米的相对较低。,铁是细胞色素氧化酶，过氧化物酶，过氧化氢酶等与呼吸有关的酶的成分。缺铁时，呼吸作用受阻，ATP合成减少，植物吸收养分的

15、能力降低。铁氧还蛋白的重要组成成分，是电子携带体，参与光合磷酸化作用，是豆科作物根瘤中豆血红素的成分。铁是形成叶绿素不可缺少铁参与类卟啉原酶的催化反应。,（二）生理作用,铁是光合作用中许多电子传递体的组成成分如细胞色素a、b、c（Cytb6）、铁氧还蛋白、铁硫簇等。铁参与核酸和蛋白质合成铁参与硝态氮的还原与豆科植物的共生固氮。,Fe2+是植物吸收的主要形式，螯合态铁也可被吸收，而Fe3+在高pH条件下溶解度很低，大多数植物都很难利用。植物吸收铁受多种离子的影响，Mn2+、Cu2+、Mg2+、K+、Zn2+等，它们与Fe2+有明显的竞争作用。当 Fe2+被根吸收后，大部分在根细胞中被氧化为Fe3

16、+，并被柠檬酸螯合，通过木质部被运输到地上部。,（三）植物铁的缺乏与过剩1、植物缺铁：首先表现为迅速生长的幼叶缺绿黄白化，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，

17、叶脉变成鲜黄色；有时有坏死区。,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,在酸性水稻田，铁过剩，发生赤枯病，叶片表现为青铜色。,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

18、严重失绿黄化。叶尖干枯。,糖用甜菜：幼叶上有黄斑，后来叶片黄化。,大豆缺铁（左）西红柿缺铁（中、右）顶部叶，特别是叶的基部有大量黄化斑，茎的顶部也黄化。,果树缺铁,铁,水稻铁中毒：青铜色叶片,六、植物的铜素营养,植物需铜数量不多，大多数植物的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。参与植物体内的氧化还原反应，是许多氧化酶的成分，细胞色素氧化酶、抗坏血酸氧化酶、多酚氧化酶、漆酶成分，它们是植物体内重要的酶类。参与氮代谢，缺铜时，可溶性含氮化合物增加，而蛋白质含量降低；铜影响豆血红蛋白的合成，促进根瘤的固氮，施铜肥可提高豆科作物的固氮量。,

19、促进花器官的发育 缺铜明显影响禾本科作物的生殖生长。麦类作物的分蘖数增加，秸秆产量高，但却不能结实。小麦孕穗期对缺铜敏感，表现为花药形成受阻而且花药和花粉发育不良，生活力差。施铜肥后，籽粒产量有明显增高。,铜是叶绿体蛋白质体蓝素的组成成分。质体蓝素在光合作用中参与了电子的传递。当缺铜时，常使光合作用减弱。铜与色素可形成配合物，对色素具有稳定作用。,缺铜的叶片常为蓝绿色,参与光合作用,缺铜的症状,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。草本植物的“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；即使抽出，籽粒生产受到限制

20、；穗子顶部黄化弯曲。穗包叶黄化、变形成螺旋状。,西红柿缺铜,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),风化 吸附 解吸,第二节 土壤中微量元素的 含量、形态和转化,影响微量元素有效性的因素土壤pH值：偏酸：Fe、Mn、Zn、Cu、B有效 性较高 中偏碱：Mo有效性较高2.土壤有机质3.土壤质地4.

21、土壤Eh5.土壤磷酸盐含量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，果树上FeZn 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,70年代以来的调查表明我国土壤微量元素缺乏面积：硼：40%锌：20%锰：10%铁：5%铜：1%钼：？,70年代 我国土壤微量元素含量调查表明：东南大片土地缺 硼、钼 华北大片土地缺 锌、钼80年代 各省市农科院土肥所调查结果：华北 缺锌 湖南、湖北 河北占70.8%北京61%湖北50.7%湖南29.8%缺硼则相反：北京占42%湖北89.9%湖南98%,第三节 微量元素肥料的种类、性质和合理施用,

22、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,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，常用浓度为0.010.02%(2)涂刷、打孔、埋瓶、注射等,三、微肥施用注

23、意事项预防为主，矫正为辅，综合判断，对症施肥。2.根据植物反应（需求特性）力争有效使用 把微肥用在需要量较多的植物上，敏感作物上3.掌握施肥技术，安全经济施用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。适时、适量、均匀、经济、有效微量元素与人畜健康以大量元素为主，配合其他肥料施用,四、作物缺少微量元素的诊断,形态诊断试验诊断 植株化学诊断 土壤诊断,1、外形诊断,植株形状：植株矮小，茎节间短，叶小簇生，叶片肥厚，粗糙发皱。叶片颜色：叶片失绿，脉间失绿黄化，脉纹清晰绿色，幼叶黄色，甚至发展为白色，褐色小斑点。,2、根外喷施诊断,配制一定浓度的某微量元素溶液，浓度一般为0.10.2%，喷洒、涂抹在病株叶部。观察施肥前后叶色、长相变化，如果叶片有所恢复，或新叶出生后叶色正常，则可确认该作物缺乏那种微量元素。,3、植株化学诊断,植株化学诊断：通过对正常植株和病株在一定时期取样分析对土壤养分含量进行分析对比,