花生中微量元素营养特性及研究进展_李永胜

文章编号:1002-4093(2011)02-0024-05花生中微量元素营养特性及研究进展＊李永胜,杜建军,赵荣芳,王　浩,郑奕雄(仲恺农业工程学院,广东广州510225)摘要:钙、硫、钼、硼是花生对之较为敏感的中微量营养元素。

本文根据近年来的研究结果,对花生的钙、硫、钼、硼营养特性及其对产量和品质的影响进行了总结,以期为花生中微量元素肥料的合理施用提供指导,促进花生高产优质栽培。

关键词:中微量元素;花生;产量;品质中图分类号:S565.2　S143.7文献标识码:ANu tritio n C h aracteristics a nd Research A dv ancement of Micron utrients on Pean ut LI Yong-sheng,DU Jian-jun,ZH AO Ro ng-fang,WANG H ao,ZH ENG Yi-xio ng(Zhongkai University o f Agriculture and Engineering,Guangzhou510225,China)A bstract:Am ong the micronutrients,calcium,sulfur,m olybdenum and bo ron are mo re sensitive to peanut.Based on the recent study results,the nutrition characteristics of peanut about the fo ur m i-cronutrients and their impact on yield and quality w ere reviewed in order to supply the guidance fo r the reasonable fertilization and prom ote peanut cultivation w ith hig h yield and g ood quality.Key words:micronutrient;peanut;y ield;quality 花生是全球最重要的四大油料作物之一。

中国是世界上重要的花生生产国,种植面积位列印度之后,居全世界第2位,而总产量占世界花生的40%,居世界第1位。

在国内油料作物中,花生种植面积仅次于油菜,但总产、单产和出口量一直位居全国油料作物之首[1]。

我国花生产业的发展,对于维护国家食物安全,减少油料进口,带动农民增收致富,改善居民营养健康具有重大战略意义。

随着我国农业种植结构的调整,新的花生品种大面积推广,如何进一步通过营养调控提高花生产量,改善花生品质,引起人们重视。

近年来,对花生氮、磷、钾营养机理及其对产量及品质的影响研究较深入,并取得了丰富的成果,而对花生中微量元素营养的研究重视程度相对较薄弱。

在中微量元素中,花生对钙、硫、钼、硼较为敏感,本文根据已有的研究结果,对花生钙、硫、钼、硼营养及其对产量品质的影响进行综述,以期为花生中微量元素肥料的合理施用提供指导,促进花生高产优质栽培。

1　花生的营养特性高等植物生长发育所必需的营养元素共有17种:即碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、硼、钼、铁、锌、锰、铜、氯、镍等。

其中碳、氢、氧、氮、磷、钾6种元素需要量大,一般占植株干物质重的0.5%以上,被称为大量元素;钙、镁、硫3种元素,一般占植株干物质重在0.1%～0.5%,被称为中量元素;其余8种元素含量在0.1%以下,最低的只有0.1mg/kg,被称为微量元素。

与一般高等植物一样,花生也需要上述17种　花生学报　2011,40(2):24～28　J ournal of Peanut Science,V ol.40,No.2,2011＊收稿日期:2011-03-10基金项目:广东省科技计划项目(2007A020300002-2);广东省农业综合开发项目(粤财农综[2007]7号)作者简介:李永胜(1964-),男,湖北黄陂人,广东省仲恺农业工程学院副教授,硕士,主要从事植物营养调控与新型肥料研发工作。

E-mail:yo ng shlee@163.co m必需营养元素。

此外,试验证明钴对于固氮微生物是必需的,所以花生还需要钴。

在所有必需营养元素中,花生对氮、磷、钾、钙四种元素的需要量较大,因而氮、磷、钾、钙被称为花生营养的四大元素。

此外,花生对硫、钼、硼等中微量元素较敏感,它们缺乏或不足时也会影响花生的正常生长发育。

同时,花生对各个营养元素的吸收存在着拮抗作用,Zharare的水培实验结果表明,随着培养液中钙的浓度增加,花生叶片中的镁、钾、磷、铁、锰的浓度降低,并且,花生植株体内含钙量在最适浓度以上时,由于此时花生植株体内磷、镁或铁缺乏而降低花生的生长量[2]。

花生所需的碳、氢、氧主要来自空气和水。

花生所需的氮素部分来自与其共生的根瘤菌固定的游离分子态氮(N2),另一部分从土壤中吸取,其余的元素绝大部分从土壤中吸收。

所以土壤不仅是花生生长的介质,而且是其所需营养元素的主要供给者,土壤养分的丰缺直接关系到花生产量的高低和品质的优劣,而合理施肥是调节土壤养分状况、平衡花生对养分的需求、提高花生产量和品质的重要保证。

2　钙、硫、钼、硼对花生生长和产量、品质的影响2.1　钙2.1.1　花生钙营养特性 花生对钙的需求量较大,显著高于其他作物,在同等产量水平下,花生需钙量比大豆高1倍,比玉米高2倍,比水稻高4倍,比小麦高6倍。

每生产100kg荚果,需吸收钙素(CaO)1.5～3.5kg。

钙素在植物体内移动性较弱,主要积累在根、茎、叶等器官中,约占吸收总量的83.5%;荚果中的积累量较低,仅占吸收总量的16.5%[3]。

钙还是花生获得高产和优质所必需的矿质元素,花生荚果中的钙浓度低将导致花生产量、品质和发芽率降低[4]。

作物体内的钙移动能力很小,且主要是依靠蒸腾作用通过木质部运输的,荚果所需钙素90%以上来自果针(或荚果)从介质中直接吸收[5]。

供钙不足时,花生植株矮小,地上部生长点枯萎,顶叶黄化有焦斑,根系弱小、粗短而黑褐,荚果发育减退,空果、秕果、单仁果增多,种仁不饱满,种子素质受影响[6];严重缺钙时,整株变黄,顶部死亡,根部器官和荚果不能形成。

钙是细胞分裂的必需物质,缺钙时细胞板不能形成,影响细胞分裂和新细胞的生成。

钙对氮代谢有良好的作用,能够促进花生根系和根瘤菌的形成和发育。

2.1.2　钙对花生生长及产量的影响 周卫[7]砂培试验结果表明,正常供钙时花生植株高大,生长点健壮,叶片深绿,根系大而呈黄白色。

而缺钙时花生植株矮小,地上部生长点枯萎,顶叶黄化有焦斑,根系弱小、粗短而黑褐。

张海平等[8]以5个钙浓度水平对花生进行水培处理,结果表明花生主茎高、分枝长度、总分枝数、结果数、荚果大小、荚果产量都随钙浓度提高而增加。

李忠等[9]采用砂培方法,在高钙(200m g/L)和低钙(40mg/L)处理条件下,对12个不同基因型花生品种的根系、植株生长和产量进行观察测定,结果表明,与高钙处理相比,钙胁迫条件下,大部分花生品种的主茎高、干物重、单株果数、主根长、根干重、单株产量等均明显降低,且不同花生品种间降低幅度具有明显差异。

林爱惜等[10]设置花生施用不同的钙质肥料,结果表明,施用钙肥花生株高、结荚枝数、荚果数、荚果重和籽仁重等指标比不施钙的对照处理均有显著的提高,而秕果数和虫果数则有不同程度的降低,施用钙肥增产幅度在16.86%～17.74%之间,同时施用钙肥花生籽仁中蛋白质和脂肪含量也有不同程度的提高。

Ataur Rahman的结果也表明,钙肥施用量在150kg/hm2以下时,施用钙肥花生的产量和品质均显著增加,而施肥量超过150kg/hm2时,花生产量和品质显著下降;施钙量在0～150kg/hm2时,花生油的百分含量和蛋白质含量等品质特征随着钙施用量的增加而增加[11]。

2.1.3　钙对花生细胞膜结构及抗逆性的影响 植物体中大部分钙与果胶结合形成果胶钙,钙能稳定细胞膜,保持细胞的完整性,从而影响许多生理过程。

周卫[7]在扫描电镜下观察显示,缺钙花生侧根细胞壁松驰扭曲畸形,电子探针测得侧根皮层细胞间Ca/K值,加钙处理的为0.56,而缺钙时则趋于零。

Ca/K过低是花生根系钙胁迫下受伤害的重要原因。

应用透射电镜观察,正常供钙花生根细胞壁、细胞膜和液泡膜上均有钙的分布,尤其是核膜和核质中大量含钙且在核质中均匀分布;花生缺钙时根细胞出现质壁分离,核质中钙颗25　2期 李永胜,等:花生中微量元素营养特性及研究进展 粒减少且分布不均,核膜断裂。

正常供钙时叶肉细胞壁和细胞膜上有钙存在,液泡内侧有钙积聚,叶绿体中大量含钙,尤以基粒片层含钙密集;缺钙时叶肉细胞液泡膜破裂,分室作用消失,含钙颗粒及细胞器散失在整个细胞中,叶绿体松散膨胀,被膜断裂,基粒片层结构破坏且含钙减少。

这说明花生根叶细胞超微结构与钙行为关系密切,钙对于维持细胞的正常结构与生理功能起重要作用。

周恩生等[12]通过盆栽试验研究钙胁迫对花生荚果中果皮层微区结构及植株生理生化的影响,结果表明,缺钙的花生荚果中果皮层薄壁细胞组织钙缺失,“填充物”少且不牢固;相关的植株酶等分析表明,缺钙的植株光合产物转化率低、运转不畅,荚果处于相对“饥饿”状态而导致空秕。

钙能调节细胞的生理平衡,消除某些过多离子的毒害作用,钙还参与第二信息传递,增强花生对盐害、寒害、干旱、热害和病虫害等胁迫的抗性。

杜连涛等[13]研究了叶面喷施调环酸钙对花生衰老、产量和品质的影响,结果表明,调环酸钙可显著提高花生根系活力、叶绿素含量以及植株中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CA T)的活性和可溶性蛋白质含量,降低丙二醛(M DA)含量,增加单株果数、出米率、荚果产量和脂肪含量。

张海平等[4]试验表明,高钙处理的植株叶片叶绿素含量、CA T和POD活性较高,M DA含量、活性氧产生速率、电导率值等均较低,说明低钙对花生生长发育的影响与植株体内活性氧防御系统受到破坏密切相关。

2.1.4　花生钙肥的施用 钙肥宜作基肥和追肥,若要调节土壤化学性状应以基肥和种肥为主,欲提高花生荚果饱满度,以花针期追肥为宜。

从增产效益来讲钙肥一次施用量不能太多,更不宜连续大量施用,钙肥最好与有机肥配合施用,这样可使钙肥更有效地发挥增产作用。

2.2　硫2.2.1　花生硫营养特性 花生是一种需硫较多的作物。

一般认为,植物的含硫量低于0.2%时,就会出现缺硫症状。

由于硫是蛋白质的组成部分,在绿叶中大部分蛋白质存在于叶绿体中,故缺硫时叶绿素含量、蛋白质含量下降,出现缺硫失绿症,同时缺硫植株茎细弱,根细长,不分枝,开花结实推迟,果实减少。