中量营养元素
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中量元素肥料?常用品种有哪些?中量元素肥料主要是指硅、钙、镁、硫肥,这些元素在土壤中贮存较多,一般情况下可满足作物的需求,但随着氮磷钾高浓度而不含中量元素化肥的大量施用,以及有机肥施用量的减少,在一些土壤上表现出作物缺乏中量元素的现象,因此要有针对性地施用和补充中量元素的肥料。
常用品种为:硅肥主要有硅钙肥、硅锰肥、硅镁钾肥、硅酸钠等;钙肥主要有石灰、石膏、过磷酸钙、钙镁磷肥;镁肥主要有钙镁磷肥、硫酸镁、氯化镁等;硫肥主要有普通过磷酸钙、硫酸铵、硫酸镁、硫酸钾等。
<p>植物体内含量在0.1%~0.5%的元素称中量元素。
钙、镁、硫在植物体中的含量分别约为0.5%,0.2%,0.1%,因此,它们属于中量元素。
作为高等植物营养的必需元素早在1860年前后就基本被确认。
我国古代农业很早就施用骨粉、石灰、草木灰等含钙、镁、硫的物质作肥料。
至今,我国南方许多地方还保留着传统施用中量元素肥料的习惯,如江西、湖南、福建、贵州、浙江等地,历来都有施用钙、硫肥的经验。
</p><p> 近年来,我国对中量元素营养与施肥作了大量工作,在南方酸性土壤地区,对红壤及红壤性水稻田的钙、镁、硫含量与供应状况,钙、镁、硫肥的肥效及其施用,有关作物钙、镁、硫的缺素症状与矫治,土壤与作物钙、镁、硫的丰缺指标等方面都作了不少工作,目前有关钙、镁、硫的研究工作已在北方地区开展,并且取得诸多有意义的结果。
然而,中量元素工作与大量元素工作比较起来,在我国起步较晚。
当施用大量元素和微量元素肥料后,作物营养得到一定程度的协调,产量逐渐提高,出现中量元素新的不平衡。
作物对中量元素的需求越来越迫切,我国有关部门对中量元素的研究和应用已重视起来,部分地区施用中量元素已取得增产效果,随着对中量元素的研究不断深入,施用中量元素将会取得更加明显的效果。
中量元素肥料又称次要常量元素肥料,含有作物营养元素钙、镁和硫中一种或一种以上的化合物,并需标明含量的一类。
9.1 土壤与植物中的中量元素营养及中量元素肥料9.1.1 土壤中的硫、钙、镁素营养9.1.1.1 土壤中的硫素营养土壤硫素含量土壤全硫含量因土壤形成条件、粘土矿物和有机物含量不同而有很大变化。
在温湿条件下,土壤风化及淋溶程度较强,含硫矿物分解淋失,土壤中可溶性硫酸盐很少聚集,土壤硫主要存在于有机质中。
而在干旱地区,土壤中的钙、镁、钾、钠的硫酸盐常常大量积累在土层中。
含有1:1型粘土矿物及水化氧化铁(铝)的土壤,可以吸收一定量的代换性SO42-。
世界耕地全硫含量在0~600mg/kg范围内。
富含有机质的土壤中可超过500mg/kg。
中国土壤的硫含量在100~500mg/kg之间。
在南部和东部湿润地区,有机硫占全硫的比例可达到85%~94%。
在干旱的石灰性土壤上,则以无机硫占优势,一般约占全硫的39%~62%,并以易溶性硫酸盐和与碳酸盐共沉淀的硫酸盐为主。
中国南方诸省,因高温多雨,土壤硫易分解淋失,是缺硫土壤的主要分布区。
北方土壤也有相当大比例的土壤存在缺硫或潜在缺硫现象。
土壤中的硫素形态土壤中含硫化合物可分为无机态和有机态两种。
无机硫是指未与碳结合的含硫物质,主要来自岩石的风化过程。
根据其物理和化学性质可将之划分为四种形态:(1)水溶性硫,即溶解于土壤溶液中的硫酸盐;(2)吸附态硫,即吸附于土壤胶体上的硫酸根;(3)与碳酸钙共沉淀的硫酸盐,是指在碳酸钙结晶时混入其中的硫酸盐与之共沉淀而形成的,是石灰性土壤中硫的主要存在形式;(4)硫化物,在淹水情况下,由硫酸根还原而来。
有机硫是指土壤中与碳结合的含硫物质。
其主要来源是:(1)新鲜的动植物残体;(2)微生物细胞及微生物合成过程中的副产品;(3)土壤腐殖质。
土壤有机硫可分为氢碘酸还原硫、碳链硫和惰性硫三类。
土壤中硫素的转化土壤中的含硫物质在生物和化学作用下发生着一系列的转化作用。
无机硫的转化包括无机硫的氧化与还原作用。
硫酸盐的还原作用主要通过两种途径进行:一种是生物将SO42-吸收到体内,在体内将之还原并合成细胞物质,如含硫氨基酸;另一种则是硫酸根在硫还原细菌作用下被还原为还原态硫,如硫化物、硫代硫酸盐和元素硫等。
第五章中量营养元素第一节钙1、植物体内钙的含量与分布植物体内钙的含量为0.1%~5%。
不同植物种类、部位和器官的含钙量变幅很大。
通常,双子叶植物含钙量较高,而单子叶植物含钙量较低;根部含钙量较少,而地上部较多;茎叶(特别是老叶)含钙量较多,果实、子粒中含钙量较少。
在植物细胞中,钙大部分存在于细胞壁上。
细胞内含钙量较高的区域是中胶层和质膜外表面;细胞器中,钙主要分布在液泡中,细胞质内较少。
植物体的含钙量受植物的遗传特性影响很大,而受介质中钙供应量的影响却较小。
2、钙的营养功能(1)、稳定细胞膜钙能稳定生物膜结构,保持细胞的完整性。
其作用机理主要是依靠它把生物膜表面的磷酸盐、磷酸酯与蛋白质的羧基桥接起来。
其他阳离子虽然能从这一结合位点上取代钙,但却不能代替钙在稳定细胞膜结构方面的作用。
钙与细胞膜表面磷脂和蛋白质的负电荷相结合,提高了细胞膜的稳定性和疏水性,并能增加细胞膜对K+、Na+和Mg2+等离子吸收的选择性。
缺钙时膜的选择性吸收能力下降。
钙对生物膜结构的稳定作用在植物对离子的选择性吸收、生长、衰老、信息传递以及植物的抗逆性等方面有着重要的作用。
概括起来有以下4个方面:有助于生物膜有选择性地吸收离子缺钙时,植物根细胞原生质膜的稳定性降低,透性增加,致使低分子量有机化合物和无机离子外渗增多。
严重缺钙时,原生质膜结构彻底解体,丧失对离子吸收的选择性。
能增强植物对环境胁迫的抗逆能力如果原生质膜上的Ca2+被重金属离子或质子所取代,就会发生细胞质外渗,选择性吸收能力下降的现象。
增加介质的Ca2+浓度可提高离子吸收的选择性,并减少溶质外渗。
因此,施钙可以减轻重金属或酸性对植物造成的毒害作用。
施钙还可增强植物对盐害、寒害、干旱、热害和病虫害等胁迫的抗性。
可防止植物早衰早衰的典型症状与植物的缺钙症状极其相似,如玉米早衰时,细胞分隔化作用破坏,呼吸作用增强,液泡中的物质向细胞质中渗漏等。
施钙可以明显延缓玉米叶片的衰老过程。
中量营养元素作者:内容提要:钙、镁、硫被称为中量营养元素,其对植物营养的作用与大量元素同等重要。
钙促进根和叶子发育,形成细胞壁的组分化合物,加固植物结构。
钙有助于减少植物中的硝酸盐,中和植物中的有机酸,固氮细菌大量需要钙。
缺钙植物根系生长差,严重时生长点坏死。
缺钙根常常变黑腐烂,由于钙在植株内不能转移,缺素症状出现幼叶和其它幼嫩组织上,新组织需要果胶酸钙形成细胞壁,所以缺钙造成叶尖和生长点是胶冻状。
刚排水的有机土含钙非常少,pH极低,粘质土壤通常含钙比砂质土壤多。
钙与钾一样,以阳离子形态存在,受阳离子交换现象控制,通常钙是土壤中最多的阳离子。
钙存在于土壤溶液中。
也以可交换性钙离子被吸在带负电荷的土壤粘粒和有机质表面上。
白云石、方解石、磷灰石和钙长石是钙的主要土壤来源。
大多数缺钙土壤为酸性,良好的施石灰方法能最有效地施入钙。
当土壤pH较高不需施石灰时,施石膏同样能供给钙。
镁是植物叶绿素的矿质组分,它积极地参与光合作用。
植物中的大多数镁存在于叶绿素中,镁在磷酸盐代谢、植物呼吸和几种酶系统的活化中也有辅助作用。
由于镁在植物体内迁移性好,所以一般缺镁症首先出现在低位老叶片上,症状为黄色、青铜色或红色,但叶脉仍呈绿色。
土壤中钙和镁不平衡会加重缺镁,当钙镁比过高时,植物可能吸收镁较少。
土壤镁来自会有黑之母、角闪石、白云石和绿泥石等矿物岩石的风化,由于镁比钙溶解性强,遭受淋失多,故通常土壤含镁比含钙少,镁也进行阳离子交换,它存在于土壤溶液中和吸附在粘土和有机质表面上。
最常见的镁肥源是白云石质石灰石,既提供钙,又提供镁,并能中和土壤酸度,其它镁肥源还有硫酸镁、氧化镁、铜渣磷肥和硫酸钾镁。
硫是一些氨基酸的组份,其为形成植物蛋白所必需,硫有助于酶和维生素的形成,硫促进豆科植物上的根瘤形成。
硫是叶绿素形成所必需的,尽管它不是叶绿素的组分,一般说来硫在所有植物组织中分配相当均匀,硫以硫酸根阴离子形态被吸收,也可以二氧化硫气体形成从大气中进入植物叶片。
缺硫植株呈淡绿色,一般先显现在幼嫩叶片上,随缺硫渐趋严重,叶片渐趋皱缩,植株茎杆纤细且木质化。
无机土壤硫以硫酸盐形态存在,而有机质是大多数土壤中土壤硫的主要来源,因此有机质的含量和分解速率影响着对植物有效硫的数量。
硫酸根离子带负电荷,土壤粘粒和有机质不吸引它,它存留于土壤溶液中并随水运动,易于淋失,这是表土层含硫低的原因。
土壤硫主要通过降雨携带大气中的二氧化硫气体得以补充,也通过含硫肥料和杀虫剂补充,因天然气和其它石油产品代替煤的使用,以及有关环境污染法规的限定,使大气中的含硫气体减少,另外高成分肥料基本上不含硫,因此一些从未出现过缺硫的地区也出现缺硫现象。
用作硫肥的物质可分为溶于水和不溶于水化合物两大类,水溶态包括钙、镁、钾、铵、锌、铜、锰的硫酸盐。
它们对植物是速效的,可溶态也包括硫酸氢盐、硫代硫酸盐和多硫化物。
最重要和不溶态化合物为单质硫,在土壤温暖、土壤水分充足、土壤通气和施入的硫颗粒小时它易于氧化为硫酸盐形态。
1.植物必需营养元素钙(Ca)、镁(Mg)和硫(S)被称为中量营养元素,其对植物营养的作用与大量元素同等重要,虽然植物通常对它们的需要不象大量元素那么多。
许多作物含硫与磷一样多,有时还多些。
中量元素缺乏会象大量元素缺乏同等程度地抑制植物生长。
(表23)表明了一些作物中含Ca、Mg和S的数量。
见表23作物中含Ca、Mg和S的数量2.钙(Ca)下面分述:钙的植物功能、缺钙症状、土壤中的钙、一些常见的钙肥肥源等。
2.1.钙的植物功能钙促进根和叶子发育,形成细胞壁的组分化合物,这就加固了植物结构。
钙有助于减少植物中的硝酸盐----激活几种酶系统----中和植物中的有机酸。
钙对于花生荚果发育是必需的。
钙通过降低土壤酸度间接影响产量,这就降低了锰、铜和铝的溶解度和毒性。
钙通过改善根系生长状况、刺激微生物活性、提高钼的有效性和其它养分的吸收间接地增产。
固氮细菌大量需要钙。
2.2.缺钙症状根系生长差是缺钙的常见症状。
严重时,生长点坏死。
缺钙根系常常变黑并腐烂。
由于钙在植株内不能转移,缺素症状出现在幼叶和其它幼嫩组织上,新组织需要果胶酸钙形成细胞壁,所以缺钙造成叶尖和生长点呈胶冻状。
大田(除在花生上外)很少出现缺钙,因为通常次生缺素效应(例如酸度高)首先限制生长。
2.3.土壤中的钙土壤中钙的总量在从低于0.l%到高达25%的范围内。
美国西部的干旱、钙质土壤含钙最高。
刚排水的有机土通常含钙非常少,pH值极低。
粘质土壤通常含钙比砂质土壤多。
钙与钾一样,以阳离子(Ca++)存在。
正象其它阳离子一样,钙离子受阳离子交换现象的控制,通常钙离子是土壤中最多的阳离子,即使在低pH时也是如此。
和其它阳离子一样,钙存在于土壤溶液中,也以可交换性钙离子被吸在带负电荷的土壤粘粒和有机质表面上。
钙是几种土壤矿物的结构组分。
事实上,这类矿物,如白云石、方解石、磷灰石和钙长石是钙的主要土壤来源。
2.4.一些常见的钙肥肥源钙可通过几种途径得到供应。
由于大多数缺钙土壤为酸性,良好的施石灰方法能有效地施入钙。
方解石质和白云石质石灰石都是优良的钙肥源。
当土壤pH较高,不需施石灰时,石膏也能供给钙。
普通过磷酸钙含石膏50%,三料过磷酸钙也含比例较低的石膏,它们都能给土壤补钙。
见(表25). 一些常见的钙源当利用研细的方解石和白云石质石灰石以外的钙时必须谨慎。
大量的熟石灰和生石灰可能部分地使土壤灭菌。
给缺钾土壤施大量的钙和镁,或者给缺镁土壤施钙可能造成养分不平衡和作物生长不良。
3.镁下面分述:镁的植物功能、缺镁症状、土壤中的镁、(镁肥)>3.5. 一些常用镁肥源及其镁百分含量:肥源、一些常用镁肥源及其镁百分含量等。
3.1.镁的植物功能镁是植物叶绿素的矿质组份,积极地参与光合作用。
植物中的大多数镁存在于叶绿素中。
种子的镁含量也相对较高,但粮食作物(如玉米)种子中含镁水平不高。
镁在磷酸盐代谢、植物呼吸和几种酶系统的活化中也有辅助作用。
3.2.缺镁症状由于镁在植物内迁移性好,所以一般缺镁症首先出现在低位(老)叶片上,症状为黄色、青铜色或红色,但叶脉仍呈绿色。
玉米叶片呈黄条状,叶脉呈绿色。
马铃薯、番茄、大豆和甘蓝类作物也表现出枯黄色和绿叶脉。
土壤中钙和镁的不平衡会加重缺镁。
当钙∶镁比过高时,植物可能吸收镁较少。
这种情况可能出现在含镁相对较低的土壤数年只以方解石给土壤施石灰的情况下。
当土壤含镁处在缺乏边缘时,缺镁可能也由施钾量高或施NH4+-N量高促发。
3.3.土壤中的镁土壤镁(而不是指以肥料或石灰物质施入的)来自含有黑云母、角闪石、白云石和绿泥石等矿物岩石的风化。
由于镁比钙溶解性强,遭受的淋失多,故通常土壤含镁比含钙少。
同样,母质含镁也比含钙少。
虽然大多数土壤含镁足以供给植物生长,但缺镁也可能发生。
高雨量条件下发育的粗质地酸性土壤上更常缺镁,美国西部灌溉水含碳酸氢根高的钙质土壤上或碱土上也可能缺镁。
作为阳离子,镁离子(Mg++)也进行阳离子交换。
它存在于土壤溶液中和吸附在粘土和有机质表面上。
3.4.镁肥肥源及其镁百分含量最常见的镁肥源是白云石质石灰石,这是一种既提供钙又提供镁并能中和土壤酸度的优良物质。
其它镁肥肥源还有硫酸镁、氧化镁、钢渣磷肥和硫酸钾镁。
一些常用镁肥源及其镁百分含量,见镁肥含量表4.硫4.1.硫的植物功能由于硫是一些氨基酸的组份,故其为形成植物蛋白所必需。
氨基酸是蛋白质的基本构成单位。
硫有助于酶和维生素的形成。
硫促进豆科植物上的根瘤形成(来固定氮素),并有助于籽粒生产。
硫是叶绿素形成所必需的,尽管它不是叶绿素的组份。
一般说来,硫在所有植物组织中分配相当均匀。
与钙和镁以阳离子态被植物吸收不同,硫以阴离子(SO4=)态被吸收。
它也可能以二氧化硫气体形式从大气中进入植物叶片。
4.2.缺硫症状缺硫植株呈淡绿色,一般先显现在较幼嫩的叶片上,但整个植株也可能呈现淡绿色。
缺硫植株中通常积累碳水化合物和硝酸盐。
随缺硫渐趋严重,叶片渐趋皱缩。
植株虽然在幼苗阶段可能死亡,但叶片只在极度缺硫情况下才死亡。
植物茎杆纤细且木质化。
在有机质含量低的砂质土壤上,降雨量中等到高的地区缺硫最常见。
植株可能于生育初期特别当天气寒冷潮湿时在许多土壤上表现出淡绿的缺硫外观。
4.3.土壤中的硫无机土壤硫以硫酸盐形态存在,大量硫也束缚在土壤有机质中。
实际上,有机质是大多数土壤中土壤硫的主要来源。
因此,有机质的含量和分解速率影响着对植物有效硫的数量。
硫酸根离子带负电荷,因此除特定条件外,土壤粘粒和有机质不吸引它。
它存留在土壤溶液中并随水运动。
故其易于淋失,这就是表土含硫常低的原因,硫含量水平随土壤深度增加。
干旱地区一些土壤中,许多硫酸盐以石膏形式存在,并常与游离石灰并存。
在这些地区的灌溉水中也可能含有许多硫酸盐。
土壤硫主要通过降雨携带的来自大气的二氧化硫气体(SO2)得到补充,也通过含(硫肥)>一些常用硫源及其硫含量:料和杀虫剂补充。
大气加入土壤的硫量因地而异。
最靠近市中心和工业区的大气SO2浓度最高。
但是,近些年来有两个因素已使含硫气体减少:天然气和其它石油产品代替煤;有关环境污染的法规。
由于降雨及肥料一度是硫的可靠来源,缺硫极少见。
现在一些从未出现过缺硫的地区日益常见缺硫。
为什么呢?因为大气正变得清洁不含那么多SO2一类的气体,因为高成分肥料基本上不含硫--这就是说,硫不再伴随其它肥料施入。
例如:普通过磷酸钙(0-20-0)曾是主要磷肥源,含硫11.9%,每施20公斤的P2O5,就有l2公斤硫"伴随"着施进去。
重过磷酸钙(0-46-0)含硫l.4%,每施20公斤P2O5,仅有0.6公斤硫进入土壤。
近年来,作物产量急剧上升,种植行距变得更密。
这就增加了土壤对硫的需求。
精耕细作更易于降低有机质水平,这会降低土壤的供硫能力。
4.4.硫肥肥源用作硫肥的物质可被分为两大类化合物:溶于水的化合物和不溶于水的化合物。
水溶态包括Ca、Mg、K、NH4、Zn、Cu和Mn的硫酸盐。
一般地说,可溶性硫化合物对植物是速效的,也易淋失,尤其是在降雨量高的砂质土壤上。
可溶态也包括亚硫酸氢盐、硫代硫酸盐和多硫化物,由于硫酸盐能立即对生长着的植物有效,故对严重缺硫的情况建议用硫酸盐。
最重要的不溶性形态为单质硫,它对作物没有速效。
下列条件利于它氧化为硫酸盐形态(通常由细菌进行):(1)土壤温暖;(2)土壤水分充足;(3)土壤通气;(4)施入硫的颗粒小--例如研磨通过80-100目筛的。
一个反对研细硫的意见是其对接触者不适,它为粉状,并且在一定条件下有着火危险。
这个问题已通过相对无粉的新颗粒产品克服了。
这些颗粒含膨胀性粘土--通常为皂土,当施入土壤时,粘土吸收水分、膨胀,并把颗粒涨破成细硫颗粒,这种物质可与其它干肥料物质掺混。