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文档简介
植物微量元素营养第1页,共119页,2023年,2月20日,星期五第一节植物的硼素营养一、植物体中的硼一)含量植物体含硼量一般为2~95ppm。蝶形花科和十字花科植物含硼最高;双子叶植物的含硼量(20~60ppm)高于单子叶植物(6~18ppm)。一般需本较多的作物有甜菜、芹菜、萝卜、花椰菜和甘蓝等十字花科作物,对硼最敏感;罂粟、蒲公英和大戟属植物需硼最多;果树中苹果、梨、葡萄和杨梅等需硼较多,豆科植物也是含硼较多的植物;谷类作物需硼少(表6-1)。一般植物繁殖器官高于营养器官,特别是花器官中较多。但百合科植物的球根中含有较多的硼。第2页,共119页,2023年,2月20日,星期五表6-1作物的含硼量(ppm,干物质)作物含硼量对硼需求作物含硼量对硼需求大麦2.3少白菜37.1多黑麦3.1芜青49.2小麦3.3黑芥子53.3玉米5.0萝卜64.5菠菜10.4中莴苣70.0莴苣菜13.1甜菜75.6豌豆21.7向日葵80.0胡萝卜25.0蒲公英80.0烟草25.0大戟属93.0罂粟94.0第3页,共119页,2023年,2月20日,星期五二、硼的生理功能1、促进植物体内糖的运输
硼有助于维管束的发育;硼与糖形成硼糖络合物有助于糖穿过细胞膜;硼影响脲苷二磷酸葡萄糖(UDPG)的形成,影响蔗糖合淀粉等的合成。葡萄糖-1-磷酸UDPGBUTPUDPATPADP果胶半纤维素蔗糖淀粉第4页,共119页,2023年,2月20日,星期五2、硼是植物花器官建成不可缺少的3、硼与植物的分生生长密切相关
缺硼时,细胞分裂素合成减少,生长素累积,生长点坏死。4、硼与细胞壁的合成和稳定有关5、硼促进核酸和蛋白质合成
硼是含氮硷基—尿嘧啶所必需的;它也影响DNA的合成和核酸的分解。6、硼影响光合作用
缺硼植物的叶绿体膜结构受到破坏,基粒数量减少、片层结构消失,严重时,整个片层结构破碎成泡囊状。7、缺硼植物的抗性差第5页,共119页,2023年,2月20日,星期五三、植物硼的缺乏与过剩1、植物硼的缺乏
植物体内硼的含量低于某一浓度(表6-2)时,就会出现某些缺素症状。一般症状是生长点坏死、花器官发育不全,根系发育不良。
第6页,共119页,2023年,2月20日,星期五表6-2几种植物缺硼时地上部的含硼量作物硼缺乏含量(ppm)作物硼缺乏含量(ppm)苜蓿15.0玉米1~2苹果9.11棉花16.0萝卜15.16柑桔4.9~25.0白菜5.18葡萄6~24花椰菜23.0甜菜17.0芹菜15.0向日葵8~23油菜8~10第7页,共119页,2023年,2月20日,星期五外部形态:1、根变黑或根尖肿大,如大豆、油菜等的鸡爪根;贮藏根的次生形成层或表层坏死,如菜用甜菜的溃疡病,萝卜的褐心病,糖用甜菜的心腐病等。2、疏导组织发育不良,如芹菜的茎裂病;亚麻、菜豆、烟草、芥菜、高粱等的茎尖死亡;番茄、高粱、杨梅、油橄榄等的节间缩短、顶芽回枯,侧芽萌发,形成莲座状枝;3、花对硼最敏感,除了玉米和牧草外,多数禾谷类作物对硼敏感。油菜的“华而不实”。4、果实小麦的“不稔”等,苹果的“缩果病”和“干斑病”;柑橘的“硬化病”;番茄、草莓等果实畸形。5、叶片幼叶发育不良、不分化、卷缩、杂色;叶柄破裂等。第8页,共119页,2023年,2月20日,星期五第9页,共119页,2023年,2月20日,星期五黄瓜缺硼: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。
第10页,共119页,2023年,2月20日,星期五缺硼引起的生长点发育不良(上部2个为辣椒;下面为黄瓜(左)和番茄(右)第11页,共119页,2023年,2月20日,星期五
番茄果实缺硼:表面有凹痕软木区,成熟不平衡,类似缺钙。第12页,共119页,2023年,2月20日,星期五
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)。第13页,共119页,2023年,2月20日,星期五
包心菜:纵切面有坏死区褐色空腔
第14页,共119页,2023年,2月20日,星期五
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。
第15页,共119页,2023年,2月20日,星期五花椰菜缺硼:花球褐色,花茎空心,茎部软木化
第16页,共119页,2023年,2月20日,星期五饲料用甜菜缺硼: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)。第17页,共119页,2023年,2月20日,星期五
叶组织崩溃从幼叶开始,根表皮组织腐烂(左);根系横截面:溃疡损害,主要在外层组织(右)第18页,共119页,2023年,2月20日,星期五
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。第19页,共119页,2023年,2月20日,星期五芜青缺硼:叶片杂色,生长点死亡(左);表皮粗糙,伴随褐心。第20页,共119页,2023年,2月20日,星期五
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。第21页,共119页,2023年,2月20日,星期五2、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。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。第22页,共119页,2023年,2月20日,星期五黄瓜硼中毒第23页,共119页,2023年,2月20日,星期五硼中毒:甜瓜(左上)紫苏(右上)甘薯(下)第24页,共119页,2023年,2月20日,星期五硼中毒:水稻(上);黄瓜(下)
第25页,共119页,2023年,2月20日,星期五
四、土壤中的硼
一)土壤中硼的含量
地壳中硼含量为10ppm。基性岩为1~5ppm;酸性岩为5~12ppm;变质岩为5~12ppm;海相沉积岩为500ppm或更高。砂岩含硼较低,而粘粒和有机质含量高的土壤含量高。硼主要以降水、灌溉和施肥等方式进入土壤。我国土壤含硼量为0~500ppm,平均64ppm;最高为西藏珠峰地区,为154ppm,其次为黄土和下蜀黄土(85ppm);红壤和专红壤含硼最低(<50ppm);花岗岩发育土壤为21ppm。第26页,共119页,2023年,2月20日,星期五二)土壤中硼的形态及其有效性1、矿物态硼硼硅酸岩:电气石、斧石等硼酸岩:硼砂、四水硼砂、硬硼钙石、硼钠钙石、硼镁铁矿、硼镁石等2、吸附态硼
1)粘土矿物的吸附(氢键、离子键)伊利石>蒙脱石>高岭石2)铁铝氧化物对硼的吸附阴离子交换吸附和形成络合物。3)氢氧化镁的吸附pH大于4时,硼的吸附量随pH升高而升高,pH在8~9时大最高。上述为缓效性硼4)有机物吸附的硼,属热水溶性硼第27页,共119页,2023年,2月20日,星期五3、有机复合态硼
土壤中很大一部分硼以有机态存在。硼与木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖结合形成环状化合物。这种化合物在微生物作用下,或在适当的水分条件下水解,放出硼。4、水溶性硼
为有效性硼在pH5~9时,以H3BO3形式存在,在pH9时,H3BO3和H2BO3-相当。一般湿润地区,土壤水溶性硼在0.1~3ppm,干旱地区,有的可达1000ppm(秘鲁)。土壤中热水溶性硼小于1ppm,需硼多的作物缺硼,而大于5ppm时,有毒。第28页,共119页,2023年,2月20日,星期五五、常用硼肥及其施用一)硼肥种类与性质表6-3几种主要硼肥的性质及施用特点硼肥分子式含硼量(%)主要性质及施用特点硼砂Na2B4O7·10H2O11.3速效,可做基肥、种肥及追肥Na2B8O13·4H2O20.3硼酸H3BO317.5同上硬硼钙石Ca2B10O11·5H2O16.0缓效,做基肥硼镁肥H3BO3·MgO2.3水溶性,速效玻璃硼肥Na2B4枸溶性,长效含硼粉渣主要成分H3BO32.6水溶性,速效第29页,共119页,2023年,2月20日,星期五二)施用技术1、基肥施硼:0.2~0.4斤/亩2、种肥:少于基肥3、浸种:0.1~0.5克硼砂/升水,浸种6~12小时,水种比为1:14、拌种:0.2~0.5克/斤种子5、根外喷施:0.5~2.0克/升水,100~150斤/亩6、沾秧根:0.1%~0.2%泥水溶液第30页,共119页,2023年,2月20日,星期五第31页,共119页,2023年,2月20日,星期五三)影响硼肥有效性的因素1、土壤有效硼含量(0.5ppm临界值,2ppm以上容易中毒)2、作物种类(蔬菜、果树、苜蓿、三叶草等需硼较多)3、土壤pH值(4.7-6.7时有效性高,>7.0时容易缺硼)4、土壤类型(红壤、专红壤、长期耕种而不施有机肥的土壤)5、土壤水分(干旱土壤容易缺硼)第32页,共119页,2023年,2月20日,星期五第33页,共119页,2023年,2月20日,星期五第二节植物锌素营养一、植物的锌素营养一)植物的含锌量植物含锌量较低,一般为10~100ppm(干重),某些超积累植物可达1000ppm。一般植物含锌10~20ppm时就发生缺锌。第34页,共119页,2023年,2月20日,星期五第35页,共119页,2023年,2月20日,星期五表6-4各种作物的含锌量(ppm干重)
(Boehle,1969)植物种类缺乏低量适量过量苹果叶0~1516~2021~50>51柑桔叶0~1516~2526~8080~200苜蓿地上部0~1516~2021~70>71玉米叶0~1011~2021~7071~150大豆地上部0~1011~2021~7071~150番茄叶0~1011~2021~120>1120第36页,共119页,2023年,2月20日,星期五二)锌的生理功能1、促进光合作用参与叶绿素的合成;是碳酸酐酶的组成成分。2、锌参与生长素的合成3、锌是80多种酶的组成成分;如碱性磷酸脂酶、各种脱氢酶、过氧化物歧化酶等4、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5、锌是多种酶的活化剂和稳定剂吲哚色氨酸酶Zn色胺ZnIAA第37页,共119页,2023年,2月20日,星期五三)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、植物锌的过剩
锌过剩影响光合作用和韧皮部的运输。第38页,共119页,2023年,2月20日,星期五第39页,共119页,2023年,2月20日,星期五水稻缺锌第40页,共119页,2023年,2月20日,星期五
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。第41页,共119页,2023年,2月20日,星期五玉米缺锌:白苗病第42页,共119页,2023年,2月20日,星期五
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。
第43页,共119页,2023年,2月20日,星期五
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。
第44页,共119页,2023年,2月20日,星期五二、土壤中锌的含量、形态和有效性一)土壤中锌的含量
土壤含锌量为10~300ppm,平均50ppm。我国土壤的含锌量为<3~790ppm,平均为100ppm。一般来说:花岗岩(153ppm)>石灰岩(91ppm)>紫砂岩(81ppm)>
千枚岩(68ppm)
>红色页岩(61ppm)>红页岩(31ppm)。第45页,共119页,2023年,2月20日,星期五二)土壤中锌的形态1、难溶性岩:闪锌矿(ZnS)、红锌矿(ZnO)和菱锌矿(ZnCO3)等。占土壤全锌的90%。2、水溶性锌:一般含量为0.025~0.25毫克/升。
水溶性Zn与pH的关系为:
3、吸附态锌:一般含量为2.5~20.1微摩尔/公斤。吸附能力大小:蛭石(344)>镁粘土(126)
>白云石(24.5)
>黑云母(22.5)
>斑脱土(9.0)
>高岭石(6.8);蒙脱石也有很强的固磷作用。碳酸盐:MgCO3
>MgCaCO3
>CaCO3
4、有机复合态锌不溶性有机物复合锌:大分子物质、木质素和胡敏酸等可溶性有机复合锌:小分子有机酸、氨基酸、富里酸等第46页,共119页,2023年,2月20日,星期五三)土壤中锌的有效性土壤中锌的有效锌含量因测定方法不同而异(表6-5)。影响土壤锌有效性的主要因素有pH、土壤有机质、磷素营养、石灰施用量和耕种历史等。表6-5DTPA和0.1NHCI浸提土壤有效锌的分级指标(ppm)
DTPA溶液浸提(石灰性土壤)0.1NCI提取(酸性土壤)土壤有效锌锌素营养水平土壤有效锌锌素营养水平<0.5很低<1.0很低0.5~1.0低1.0~1.5低1.5~2.0中等1.5~3.0中等2.0~4.0丰富3.0~5.0丰富>4.0很丰富>5.0很丰富第47页,共119页,2023年,2月20日,星期五第48页,共119页,2023年,2月20日,星期五三、常用锌肥的合理施用一)锌肥种类硫酸锌:ZnSO4·7H2O,含锌量23~24%,水溶性好;ZnSO4·H2O,含锌量35~40%,水溶性好;氯化锌:ZnCI2,含锌量40~48%,易溶于水;氧化锌:ZnO,含锌70~80%,难溶于水;螯合态锌:Na2ZnEDTA,NaZnHEDTA,含锌13%,易溶于水第49页,共119页,2023年,2月20日,星期五二)施用方法1、基肥:0.75公斤/亩硫酸锌;与生理酸性肥料一起施用2、浸种:一般作物用0.02~0.05%的硫酸锌;稻种用0.1%的硫酸锌。3、沾秧根:1~4%的氧化锌悬浊液;4、拌种:1~3克硫酸锌/斤种子;5、根外喷肥:0.01~0.05%的硫酸锌溶液。三)影响肥效的因素1、土壤类型2、土壤pH和Eh3、土壤有机质含量4、磷肥5、作物种类第50页,共119页,2023年,2月20日,星期五第51页,共119页,2023年,2月20日,星期五第52页,共119页,2023年,2月20日,星期五第53页,共119页,2023年,2月20日,星期五第三节植物的锰素营养一、植物的锰营养一)植物体内锰的含量和形态植物含锰量一般为10~300ppm,小于20ppm为缺乏,大于1000ppm可能受锰毒害。植物体内锰的存在形态有离子态(Mn2+)和蛋白(酶或膜蛋白)结合态。主要存在与茎和叶中。第54页,共119页,2023年,2月20日,星期五二)锰的生理作用1、锰直接参与光合作用1)参与水的光解2)在叶绿体中,一个锰与O2的释放有关,一个与电子传递有关。3)锰有维持叶绿体结构稳定的作用。2、锰是许多酶的活化剂有23种金属—酶复合体需要锰激活,如RNA聚合酶、柠檬酸脱氢酶、草酰琥珀酸脱氢酶,α-酮戊二酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、磷酸激酶、磷酸转移酶等。锰也是IAA氧化酶所必需的。3、锰参与氮代谢羟胺还原酶、谷氨酰胺转移酶、核糖核酸聚合酶、二肽酶、精氨酸酶等只有锰参与才有活性。4、锰调节植物体内氧化还原电位第55页,共119页,2023年,2月20日,星期五三)锰的缺乏与过剩1、锰的缺乏植物缺锰时,首先在新生叶脉间失绿黄化,而叶脉及其附近仍然保持绿色,脉纹较清晰,似同缺镁,但缺镁发生在下部叶片。缺锰严重时,叶脉间发生黑褐色细小斑点。燕麦谷类作物对缺锰最为敏感,常出现“灰斑病”;豆类作物缺锰常出现“杂斑病”;甜菜为“黄斑病”果树中的柑橘、梨、桃、苹果、樱桃等也容易出现缺锰症。第56页,共119页,2023年,2月20日,星期五三)锰的缺乏与过剩2、锰中毒在pH4.0以下的酸性土壤中,容易产生锰中毒。密桔、柠檬耐锰性较差,当体内高于300ppm时,就会产生锰过剩。密桔发生异常落叶,柠檬发生粗皮病。老叶出现棕色斑块,斑块上有锰的氧化物沉积。第57页,共119页,2023年,2月20日,星期五
黄瓜缺锰:中、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。
第58页,共119页,2023年,2月20日,星期五西瓜缺锰:开花前,4-18片叶的叶脉间失绿黄化。第59页,共119页,2023年,2月20日,星期五燕麦缺锰: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)。
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第60页,共119页,2023年,2月20日,星期五
黑麦和小麦缺锰:中部叶片叶脉间出现失绿斑点和条带。
第61页,共119页,2023年,2月20日,星期五梨树缺锰: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)
第62页,共119页,2023年,2月20日,星期五大豆缺锰: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”
第63页,共119页,2023年,2月20日,星期五
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第64页,共119页,2023年,2月20日,星期五
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。第65页,共119页,2023年,2月20日,星期五
左为大麦缺锰:叶片轻度黄化,特别是靠近叶尖部位,叶脉间有褐班;右为大麦锰中毒:叶尖死亡,叶脉间有褐班。第66页,共119页,2023年,2月20日,星期五二、土壤中的锰一)土壤中的锰含量
土壤含锰20~3000ppm,平均600ppm。我国土壤含锰量为42~3000ppm,平均为710ppm。玄武岩发育的红壤含锰2000~3000ppm,花岗岩发育的红壤大部分小于500ppm,片岩、页岩和沉积物上发育的红壤为200~500ppm。石灰性土壤中锰的活性显著降低。第67页,共119页,2023年,2月20日,星期五二、土壤中的锰二)锰在土壤中的形态与转化1、土壤中锰的形态1)矿物态锰主要为锰的氧化物或氢氧化物,溶解度低,作物不能直接吸收2)移还原态锰为结晶差的矿物态锰,一般为3价锰,对作物有一定的有效性3)交换态锰为吸附在土壤胶体上的Mn2+离子。4)水溶性锰主要为溶液中的Mn2+离子5)有机结合态锰:其中一部分为水溶性的第68页,共119页,2023年,2月20日,星期五2、土壤中锰的转化Mn2+MnO2·nH2OMn2O3·nH2O还原
氧化氧化氧化MnO2老化交换态锰第69页,共119页,2023年,2月20日,星期五三)影响土壤中锰有效性的因素1、土壤pH值土壤pH值下降,锰的溶解性增加。从pH值4.0~9.0,pH每下降一个单位,锰活性升高100倍。2、土壤氧化还原电位淹水土壤,Eh下降,锰的有效性提高。3、土壤有机质一般土壤中,加入有机物料,微生物活性增加,呼吸消耗的氧气多,Eh下降,锰的有效性提高;但在泥炭土和沼泽土,则可能由于锰形成不溶性络合物而缺锰。4、其它重金属离子土壤溶液中铁、铜、锌过量可能诱发缺锰。第70页,共119页,2023年,2月20日,星期五三、锰肥种类和施用1、常用锰肥硫酸锰MnSO4•3H2O含锰量26~28%,易溶于水碱性硫酸锰—含锰量53%,易溶于水氯化锰MnCI2含锰量17%,易溶于水锰矿泥含锰量0.5~2.0%,难溶于水螯合态锰MnEDTA含锰量12%,易溶于水2、锰肥施用1)基肥2~8斤/亩2)浸种0.05~0.1%12~24小时3)拌种2~4克/公斤种子4)根外追肥大田0.05~0.1%;果树0.25~0.3%(与同浓度的石灰混合施用)。第71页,共119页,2023年,2月20日,星期五第四节植物的钼素营养一、钼在植物体内的营养作用一)植物体内钼的含量与分布植物含钼量为0.1~300ppm(干重),一般不到1ppm。豆科牧草含量较高,种子含钼0.5
~20ppm,根瘤中钼也较高;谷类植物含钼一般为0.2
~1.0ppm。植物体内的钼主要分布在生长中的幼嫩器官。一般植物含钼量低于0.1ppm,豆类植物低于0.4ppm就认为缺钼。第72页,共119页,2023年,2月20日,星期五二)钼的生理功能1、参与氮代谢与同化1)硝酸还原2)豆科作物的生物固氮
第73页,共119页,2023年,2月20日,星期五第74页,共119页,2023年,2月20日,星期五2、其它作用维生素C的合成;有叶绿体的稳定
无机磷的同化:抑制磷酸酶活性生长素代谢:IAA氧化酶活性第75页,共119页,2023年,2月20日,星期五三)钼的缺乏症缺钼植物生长不良,植株矮小,叶片脉间失绿,枯萎以至坏死,向内卷曲,并由于组织失水而呈萎焉状态。有些植物如芹菜、烟草、大麦、芥菜和马铃薯的中部叶片首先出现缺钼症。豆科植物缺钼与缺氮相似,根瘤发育不良,数多形少,呈绿色或棕色,而不是粉红色;叶片变淡,叶片上有许多细小的褐色斑点,叶片变厚,发皱,并向下卷十字花科植物,如花椰菜缺钼症表现为叶片畸形,呈鞭尾状,有时呈螺旋状扭曲,老叶变厚、焦枯。番茄缺钼,老叶浅黄色,叶脉间失绿,并有橙黄的斑点,叶缘向内卷曲,小叶顶部灼伤,叶片凋萎黄瓜缺钼脉间失绿,呈浅黄色至黄色,叶缘内卷,灼伤;有时失绿限于叶片基部和叶缘部分。第76页,共119页,2023年,2月20日,星期五花椰菜缺钼: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。
第77页,共119页,2023年,2月20日,星期五花生缺钼与土壤pH第78页,共119页,2023年,2月20日,星期五番茄缺钼: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。
第79页,共119页,2023年,2月20日,星期五
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。第80页,共119页,2023年,2月20日,星期五二、土壤中的钼一)含量世界各国正常土壤的含钼量为0.2~5ppm,平均为2.3ppm。土壤微量元素的含量以钼的变幅最小,其含量受成土母质的影响很明显。黄土母质发育的土壤含钼量最少,有效钼含量也少,属缺钼土壤。花岗岩发育的土壤含钼量高,但有效性不高。我国缺钼土壤主要分布在黄河流域的黄土和石灰性冲积土,这些土壤的全钼和有效钼均低;而南方的砖红壤和红壤,全钼高,有效钼低。第81页,共119页,2023年,2月20日,星期五二)土壤中钼的形态与有效性1、难溶性钼包括原生矿物、粘土矿物和铁铝氧化物所固定的钼。如辉钼矿(MoS)、钼铅矿(PbMoO4)、钼钙矿(CaMoO4)和铁钼华(Fe2(MoO)3·8H2O)等。2、水溶性钼土壤溶液的钼一般为0.1ppm或更少。当pH在4.2以上时,水溶性钼主要为6价钼(MoO42-和HMoO4-)。水溶性钼很容易被氧化铁胶体所吸附。水溶性铁的含量随温度升高而升高。4℃时的浓度只有26℃时的一半。3、代换性钼被土壤吸附的钼。pH越低,吸附越多;在同一pH下:氧化铁>氧化铝>偏埃洛石>绿脱石>高岭石;火山灰上发育的土壤吸附能力很强,可达25.1~169.8微摩尔/公斤。4、有机态钼含量在0.5~14ppm,比矿物态钼高好几倍。钼与腐殖酸的反应类似于钼与多酚的反应。第82页,共119页,2023年,2月20日,星期五三、钼肥的合理施用一)钼肥种类与施用钼酸钠和钼酸铵是应用最广的钼肥。常用钼肥见表(6-6)表6-6常用的一些钼肥以及钼含量钼肥施用方法:1、基肥:10~50克有效钼/亩2、拌种:1~3克钼酸铵/斤种子3、浸种:0.05~0.1%的钼酸铵溶液,浸种12小时4、根外喷施:0.01~0.1%的钼酸铵溶液。种类分子式含钼(%)水溶性钼酸铵(NH4)6Mo27O24•4H2O54溶钼酸钠Na2MoO4•2H2O39~46溶三氧化钼MoO347~66小硫化钼MoS260不溶含钼玻璃肥料1~30不溶第83页,共119页,2023年,2月20日,星期五1、土壤pH值随着土壤pH的上升,钼的有效性增加,在3.5~9.0的范围内,土壤pH每上升1个单位,有效性增加10倍。土壤钼值=pH值+土壤有效态钼×10其中有效态钼为草酸-草酸铵(pH3.3)溶液提取的钼(ppm)。土壤pH值超过8时,植物吸收的钼并不增加,因为CO32-、HCO3-、OH-等离子抑制钼的吸收。2、土壤Eh:排水不良,还原性强,使6价还原成5价钼或4价钼,降低有效性;二)影响钼肥肥效的因素第84页,共119页,2023年,2月20日,星期五二)影响钼肥肥效的因素3、其它元素:硫酸铵增加钼的有效性,硝酸铵可能引起缺钼;豆科作物施氮会降低有效性;给非豆科植物施氮,氮与钼有促进作用。磷肥能提高钼肥效果;镁与钼有协助作用;锰、铜、铁、锌与钼有拮抗作用;4、作物种类:豆科作物施用钼肥有良好效果;十字花科作物、小麦、玉米、高粱、小米、甜菜、柑橘、棉花等对钼肥也有良好效果。第85页,共119页,2023年,2月20日,星期五第五节植物的铁素营养一、植物的铁素营养一)铁在植物体内的含量植物体内全铁含量约为50~250ppm(干重),低于50ppm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。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(3/5)。第86页,共119页,2023年,2月20日,星期五二)铁的吸收机制H.Marshner等(1986)提出了两条吸收途径:第87页,共119页,2023年,2月20日,星期五3、铁的生理功能1)铁是形成叶绿素不可缺少
A
通过顺乌头酸酶影响δ-氨基-γ-酮戊二酸(ALA)的形成;ALA是卟啉环的前体;B
铁参与类卟啉原酶的催化反应,使类卟啉形成原卟啉Ⅸ;
C由Mg-卟啉Ⅸ单甲基酯形成原叶绿素酸酯也需要铁。2)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。3)铁是许多酶的活化剂植物体中主要含铁酶见(表6-7)4)铁参与核酸和蛋白质合成5)铁参与硝态氮的还原与豆科植物的共生固氮。第88页,共119页,2023年,2月20日,星期五表6-7植物体内的含铁酶酶种类Fe原子数/1分子蛋白其它辅基存在位置细胞色素a、a3、c、b、f等1Cu线粒体、叶绿体过氧化氢酶1-微粒体过氧化物酶1-微粒体硝酸还原酶8Mo叶肉细胞质铁氧还蛋白22S叶绿体固氮酶(钼-铁蛋白)18或2418或24S,2Mo根瘤菌铁蛋白44S根瘤菌琥珀酸脱氢酶等4~282~4S、FAD、Vb6线粒体乌头酸酶2~32S线粒体黄嘌呤氧化酶44S、2Mo、2FAD亚硝酸还原酶等4~164S(4FAD,4FMN)第89页,共119页,2023年,2月20日,星期五三)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失绿,叶面均匀失绿,而叶脉保持绿色。类似于缺锰,但无坏死斑点。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,叶脉变成鲜黄色;有时有坏死区。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。第90页,共119页,2023年,2月20日,星期五玉米缺铁
第91页,共119页,2023年,2月20日,星期五花生缺铁第92页,共119页,2023年,2月20日,星期五水稻缺铁: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。第93页,共119页,2023年,2月20日,星期五上为葡萄缺铁
下为梨树和苹果缺铁
脉间失绿,细脉呈网纹状,后期叶缘出现褐班第94页,共119页,2023年,2月20日,星期五
花椰菜缺铁:叶片出现黄化斑。(上)
甜樱桃缺铁:严重黄化,叶脉仍然保持绿色;偶尔在边缘上有褐班(下)。第95页,共119页,2023年,2月20日,星期五
三叶草缺铁:幼叶严重失绿黄化。叶尖干枯。第96页,共119页,2023年,2月20日,星期五
燕麦缺铁:新叶叶脉间黄化,穗及穗下叶黄化。第97页,共119页,2023年,2月20日,星期五
李子树缺铁:叶脉间失绿,叶脉绿色第98页,共119页,2023年,2月20日,星期五
糖用甜菜:幼叶上有黄斑,后来叶片黄化。第99页,共119页,2023年,2月20日,星期五小麦缺铁:叶片严重黄化,幼叶最严重;失绿叶片坏死。第100页,共119页,2023年,2月20日,星期五大豆缺铁(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。第101页,共119页,2023年,2月20日,星期五水稻铁中毒:青铜色叶片第102页,共119页,2023年,2月20日,星期五三、土壤中的铁及其有效性一)土壤中铁的形态和含量铁是地球上最为丰富的元素之一,其数量仅次于氧、硅、和铝。土壤中的平均含量为4%。但绝大部分存在于土壤晶格中。土壤中含铁矿物有氢氧化铁(Fe(OH)3)、磁铁矿(Fe3O4)、纤铁矿(γ-FeOOH)、赤铁矿(α-Fe2O3)和针铁矿(α-FeOOH)这些矿物在水中溶解为Fe3+、Fe(OH)2+、Fe(OH)2+、Fe(OH)3(液)、Fe(OH)4-等;当pH<7.0时,以前3种为主,在碱性条件下,以后两种为主,溶解度很低。第103页,共119页,2023年,2月20日,星期五二)影响土壤中铁有效性的因素1、pH值土壤pH值每升高1个单位,铁的有效性下降1000倍;只有当土壤溶液中铁不少于10-7.7摩尔时,植物才不至于缺铁,但在好气条件下,只有pH值小于5.0,才可满足。2、Eh值当pe+pH每下降一个单位,可溶性Fe2+增加10倍;当Eh值低于200mV时,可溶性铁大大增加。当pe+pH在12以上时,铁的有效性大大降低;只有pe+pH在9.75以下时,土壤铁才够用。第104页,共119页,2023年,2月20日,星期五3、石灰含量碳酸钙与根系呼吸和微生物呼吸产生的CO2作用,形成HCO3-。HCO3-过多会引起磷酸根增加,影响铁吸收和运输;或抑制根系生长与吸收;或者影响铁与螯合剂的结合,影响吸收。石灰性土壤最易发生缺铁现象,酸性土壤施石灰过量也会诱发缺铁。第105页,共119页,2023年,2月20日,星期五4、其它营养元素钾不足时,诱发缺铁;铁不足时,诱发缺钾;磷与锌、铁之间有拮抗作用,一种元素过量,会影响其它两种元素的吸收。磷过多诱发缺铁的可能原因:影响铁的向上运输;磷、铁共沉淀于根系或叶脉-叶肉组织;磷多时,磷蛋白多,固定的铁也多;细胞内磷多时,pH高,铁的有效性低。铜多时,铁的有效性低,铬、锰、钼也有类似作用。5、作物种类:一般多年生植物较一年生植物易缺铁。苹果、桃树、梨、柑橘、树莓、香蕉、醋栗、葡萄、棉花、观赏植物、温室花卉等容易缺硼。第106页,共119页,2023年,2月20日,星期五三、常用铁肥及其施用一)无机铁肥硫酸亚铁(FeSO4•7H2O)含铁19~20%硫酸亚铁铵(NH4)2SO4
•FeSO4•6H2O,含铁14%施用叶面喷施:浓度0.2~0.5%树干注射:0.75%树干嵌入:每株1~2克基肥:与有机肥一起施用其它二)螯合肥FeEDTA:施用于中性与弱酸性土壤FeDTPA、FeEDDHA在碱性(pH大于7.5)的土壤中稳定。第107页,共119页,2023年,2月20日,星期五第六节植物的铜素营养一、铜的营养作用一)植物体内铜的含量与形态植物吸收的铜很少,大多数植物的含铜量为2~20ppm。植物种子和生长旺盛部分含铜量较高。植物地上部的70%的铜分布在叶子中,叶绿体是含铜的主要细胞器。在根中的铜积累在表皮细胞、内皮层和中柱鞘。在种子中,铜主要存在于胚中。植物体内的铜的形态有:低分子化合物,主要是铜与氨基酸形成的络合物;铜蛋白,如细胞色素氧化酶、抗坏血酸氧化酶等;其它形态。第108页,共119页,2023年,2月20日,星期五二)铜的生理功能1、参与光合作用光合系统的质体蓝素是一种含铜的酶;铜与质体醌形成有关;铜还能增强叶绿体的稳定性,减少在黑暗中叶绿体的降解。2、参与氧化还原反应铜是细胞色素氧化酶、抗坏血酸氧化酶、多酚氧化酶、漆酶的成分,它们是植物体内重要的酶类。3、参与植物氮代谢亚硝酸还原酶等含有铜;铜参与豆血红蛋白的合成。4、调节植物生长铜能调节生长素氧
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