植物营养元素

歧 化
氧化
歧 化
Mn2O3.nH2O
(Mn3+)
MnO2
(Mn4+)
土壤活性锰的分级及评价指标：
<50ppm
50-100ppm 101－200ppm 201－300ppm
>300ppm
很低 低 中等 高 很高
土壤中的铁
铁是地球上最丰富的元素之一，其数量仅次于氧、硅、 铝居第四位，土壤全铁含量范围为10,000－100,000ppm， 主要存在于含铁、镁、硅酸盐的原生矿物中。
水溶态锰、有机态（pH>8时有）、活性锰或可 给态锰
土壤pH越低，Eh越低，土壤中Mn2+就越多，有效 性越高，pH从4－9范围内，每增加一个单位，可给性锰 就会降低100倍。
在淹水土壤下，锰的有效性高， 有时甚至产生锰的毒害。
土壤中Mn2+、Mn3+、Mn4+的关系：
氧化 Mn2+ 还原 MnO2.nH2O
土壤中的铜
我国土壤全铜量3－300ppm，平均为 22ppm，但大多数土壤含量介于20－ 40ppm。主要取决于成土母质中铜的数量， 干枚岩（55ppm）>石灰岩、紫砂岩 （20ppm）>红色粘土(19ppm)>花岗岩 (11ppm)>红砂岩（9ppm）。有机质含量高 的土壤，是主要的缺铜土壤，因为有机物 质吸附铜的能力强于粘土矿物，易使铜变 成无效铜。
土壤中的锌
我国土壤全锌含量在10－300ppm平均为 100ppm。我国少的<3ppm，高的可达790ppm。 一般南方>北方，受母质影响，发育花岗岩 （153ppm）>石灰岩（91ppm）>紫砂岩（81ppm） >千枚岩（68ppm）红色粘土（61ppm）>红沙岩 （31ppm），土壤全锌量与有效锌含量有一定关 系，但也有反之，如北方的石灰性土壤，以土壤 有效锌作为评价指标时，不同的测定方法有着不 同的临界水平。
Fe
Cu
Mo
微量元素包括硼（B）、锌（Zn）、锰（Mn）、 铁（Fe）、铜（Cu）、钼（Mo）、氯（Cl）。作物体 内微量元素的含量仅百万分之几到十万分之几，但它们 的作用是很重要的。随着作物产量的不断提高和大量施 用化学肥料，农业中对微量元素的需要逐渐迫切。
70年代以来，我国微量元素肥料的研究与应用得到 较全面的发展，普遍开展了土壤微量元素的含量调查。 结果表明：土壤缺硼面积多在40%以上，缺锌面积多在 20%以上，缺锰10％以上，缺铁5％，缺铜1％以上。
铁的营养作用
叶绿素合成所必需：
大部分铁存在于叶绿体中，蔬菜75％。
参入体内氧化还原反应和电子传递。 参入植物呼吸作用。 铁与核酸，蛋白质代谢有关。
铜的营养作用
参入体内氧化还原反应 铜是植物体内许多氧化酶的成分或 是某些酶的活化剂。 构成铜蛋白并参入光合作用，叶绿体 中含量较高。 超氧化物歧化酶(SOD)的重要组分。 参入氮代谢，影响固氮作用。 促进花器官的发育。
氧化还原状况：还原性产物的出现，Zn2+的有效性 降低，Fe2+的吸收增加，减少Zn2+的吸收。
有机质含量：有机质含量高，有效性含量也会高， 但在淹水条件下，施用有机肥，会加速缺Zn2+（降低了 Eh,增加了CO2分压）
土壤中磷的水平也影响锌的有效性，在含有 效磷高或施用大量磷肥时常常观察到缺锌，即磷 锌拮抗。
Hale Waihona Puke Baidu
土壤中的锰
我国土壤全锰含量为42－5000ppm，平均含量为 710ppm，锰的供给情况不是由全锰含量多寡来决定，而 是取决于锰的可给性强弱，代换态锰和易还原态锰总和称 为活性锰。缺锰土壤主要分布在我国北方质地较轻的石灰 性土壤，pH一般大于6.5，在酸性土壤上施用石灰也有诱 发缺锰的可能。
土壤中锰有矿物态、交换态、易还原态和
有效钼含量（ppm）
＜0.10
缺钼 可能有症状
0.10-0.15
缺钼 但无症状(潜在性)
0.16-0.20
不缺钼 农作物生长正常
0.21-0.30
＞0.30
土壤中钼的形态有：难溶态钼、交换（吸 附）态钼、有机结合态钼、水溶态钼。
在各种钼的形态中，吸附态钼最为重要，钼的吸附 与土壤pH的关系正好与其它金属微量元素（Mn Cu Zn Fe ）相反，即随pH增加，钼的吸附减少。在酸性土壤中 (pH<6)钼酸根主要为土壤中铁、铝氧化物所吸附，这是 造成有效态钼降低的主要原因，因而酸性土壤缺钼常用 石灰来调节。土壤溶液中的钼在pH<5.5的酸性条件下， 以MoO4-形式存在，pH>5.5时，以MoO42-形式存在，两 者都能被植物吸收。我国南方均有缺钼土壤，主要是红 壤等酸性土壤。
抗旱、抗热、抗冻等。
钼的营养作用
是硝酸还原酶的组分,钼的营养作用突出 表现在氮素代谢方面。
参入根瘤菌的固氮作用，还可能参入氨基 酸的合成与代谢
促进植物体内有机含磷化合物的合成。 参入体内的光合作用和呼吸作用。 促进繁育器官的速成。
锰的营养作用
直接参入光合作用。 参入水的光解和电子传递。 多种酶的活化剂。 氮代谢、生长素代谢、氧化还原过程等。 促进种子萌发和幼苗生长。
土壤中可给铁含量与全铁含量相比是很低的，可给性 无机铁的形态有Fe3+、Fe(OH)2+、Fe(OH)2+和Fe2+等，这 些阳离子为土壤胶体所吸附，而称为代换态铁。
在中性和碱性土壤中，代换态铁数量很少，一般不超 过1ppm甚至没有。因为，Fe3++3OH－-----Fe(OH)3在酸性 条件下，铁化合物溶解度增加，代换态铁也显著增加，在 较高pH情况下，每增加一个pH单位。溶液中活性铁减少 1000倍，可溶性铁在pH6.5-8.0达到最低值。
二、根外喷施诊断
如根据外形诊断不能肯定缺乏那种微量 元素时，可采用根外喷施诊断：这种方法简 便易行，适用于各种土壤和作物，具体方法 是配制一定浓度（一般为0.1-0.2%）的含某 种微量元素的溶液，喷在植株叶部或浸泡、 涂抹等方法，隔7－10天观察前后作物叶色、 长相、长势的变化。为使微量元素易进入植 株体内，可在喷施溶液中添加0.1%湿润剂 （中性肥皂、茶子饼浸出液等）或增加喷施 次数。
>2ppm
很低，严重缺硼 低，缺硼。 中等 高 很高，可能对植物产生毒害作用。
土壤中硼的形态：
矿物态硼、吸附态硼、有机态硼、水溶性硼
土壤中硼的有效性主要受土壤pH，粘土矿物 类型及有机质含量的影响。pH4.7-6.7之间，有效 硼随pH增加而增加，pH>7时有效性下降，干旱条 件下，有效性降低，砂土有效硼少于粘质土壤， 但砂土施用硼肥有效性高，有机质含量与有效硼 成正相关。
低
0.1-0.2ppm
中等 0.2-1.0ppm
高
1.1-1.8ppm
很高
＞1.8ppm
临界值 0.2ppm
0.1mol/L HCl提取** ＜1.0ppm
1.0-2.0ppm 2.1-4.0ppm 4.1-6.0ppm
＞6.0ppm 2.0ppm
* 适于中性石灰性土壤
** 适于酸性土壤
第三节 作物缺少微量元素的症状 和诊断方法
B Zn Mn
第一节 微量元素的营养作用
硼的营养作用
促进体内碳水化合物的运输和代谢。 （参入糖代谢） 参入半纤维素及有关细胞壁物质的合成。 促进细胞伸长和细胞分裂。 促进生殖器官的建成和发育。
花的子房和柱头含硼量很高,缺硼时: 油菜“ 花而不实” ; 大麦、小麦“ 穗而不实”; 棉花“ 蕾而不花”; 花生“ 有壳无仁”; 菊花“ 扫帚病”。
土壤中的硼
我国土壤变幅0－500ppm，平均64ppm，沉 积物发育的土壤硼比火成岩发育的土壤含硼量高。
表土土壤含硼指标有三种：全硼量、酸溶性
硼、热水溶性硼。只有热水溶性硼可作为土壤给 作物供B能力指标。
如：水溶性硼
<0.25ppm 0.25-0.5ppm 0.51-1.0ppm 1.01-2.0ppm
土壤有效锰：水溶态锰，代换态锰，易还原态锰， 1N醋酸铵（pH 7）（1N醋酸铵 0.2%对苯二酚）。目 前国内外也采用DTPA提取――原子吸收分光光度法。
其可能机理是：
施磷促进植物生长，造成稀释效应，缺Zn2+。 施磷同时添加了各种阳离子（Cu2+），从而抑制作物对 Zn2+的吸收利用。 施磷增加了土壤Fe、Al氧化物及CaCO3对Zn2+的吸附固定。 施磷抑制Zn2+从植物根部向地上部分的运输。 施磷使植物体内Zn2+纯化。
缺锌时，植物体内不累积钾而累积磷造成磷中毒。
氯的营养作用
参入光合作用 氯作为锰的辅助因子参入水的光解反应。 调节气孔运动 活化H+－泵ATP酶。 抑制病害发生。 其它作用：
保持电荷平衡，维持细胞内的渗透压，氯 对酶也有影响，适量的氯有利于碳水化合物的 合成和转化。
第二节
土壤中微量元素的含量、形态和转化
土壤中微量元素供应不足，既与 土壤类型和成土母质有关，又与土壤 条件如：土壤酸度、氧化还原电位、 透气性、质地等有关。
土壤有机物质具有能与各种金属离子形成稳定结 合体的能力，从而防止这些金属离子转变为不溶性的 化合物。Eh，土壤渍水时，Fe3+还原为Fe2+,使铁的溶 解度增加。
1mol/L醋酸铵溶液（pH4.8）提取代换态铁。
0.07-0.3ppm 严重后中度失绿 0.3-2.2ppm 中度到轻度失绿
2-32ppm 无失绿病
目前石灰性及中性土壤用pH7.3的DTPA溶 液提取，缺锌临界值为0.5ppm，0.5-1.0ppm为 边缘值。酸性土壤用0.1mol/L盐酸提取，缺锌临 界值为1.5ppm
0.1mol/L HCl浸提
很低
＜1.0
低
1.0-1.5
中等
1.6-3.0
高
3.1-5.0
很高
＞5.0
临界值
1.5
DTPA浸提 ＜0.5
土壤中铜的形态有：
矿物态、交换态、水溶态、有机整合态。
土壤酸度影响铜的有效性，pH升高时， 由于铜的吸附增强，而土壤溶液中铜的含量 降低，在石灰性土壤，可形成CuCO3 、 Cu(OH)2沉淀，使铜的有效性降低，其它金 属阳离子有拮抗作用。
土壤有效铜含量及其分级
分级 DTPA提取*
很低
＜0.1ppm
0.5-1.0 1.1-2.0 2.1-5.0
＞5.0 0.5
土壤中锌的形态： 矿物态，交换态、有机态、水溶态
影响土壤中锌有效性的因素：
土壤pH：pH高的土壤，尤其是含碳酸钙的土壤， 锌的溶解度降低，一般pH每增加一个单位，Zn2+活度降 低100倍，缺锌往往发生在pH>6.5的土壤上，在酸性土 壤上施用石灰也会诱发缺锌。
调节酶的代谢和木质化作用。 提高豆科作物根瘤菌的固氮能力。
锌的营养作用
某些酶的组分或活化剂：
锌通过酶的作用对植物碳氮代谢产生相当广泛的 影响。
参入生长素的代谢
锌能促进吲哚和丝氨酸合成色氨酸，而色氨酸是 生长素的前身。
参入光合作用中CO2的水和作用。 促进蛋白质代谢。 促进生长器官发育和提高抗逆性。
土壤中的钼
我国土壤全钼含量在0.1-6ppm，平均含量 为1.77ppm，土壤钼的含量受成土母质的影响 很明显，东北地区含钼量较高，土壤全钼量并 不能代表对植物的供给情况。
有效态钼是评价土壤中钼的供给情况的适宜指标。 土壤有效钼以pH3.3的草酸－草酸铵溶液提取
土壤有效态钼含量及其分级
分级 很低 低 中等 高 很高
当微量元素严重缺乏时，外部形态表现
出一定的缺乏症状，如叶片大小、颜色、茎 的生长等，因此外形诊断可作为营养丰缺的 一种方法，但元素之间缺素形态有的相似， 一般的是潜伏性缺乏，再加上病虫害及环境 因素的干扰混淆，易造成误诊，必须配合其 它诊断方法，才能作出正确判断。
一、外形诊断
症状出现部位：Fe、Mn、B、Mo、Cu都首先 在新生组织出现，而Zn在老叶上出现，其次，看叶 片大小和形状，缺Zn叶片窄小，簇生（小叶病）， 缺B叶片肥厚，叶片卷曲、皱缩、变脆，其它元素 叶片大小和形状不变，再看失绿部位，缺Zn 、Fe、 Mn都会产生叶脉间失绿黄化，但叶脉仍为绿色， 缺Zn最初在下部老叶片上，沿主脉出现失绿条纹及 黄绿相间成明显花叶，严重时褐色斑点，缺铁植株 幼叶叶脉间失绿黄化，严重时整个叶片变黄或发白， 见p157页表6－6。
三、 化学诊断
化学诊断系用化学分析方法测 定土壤和植株中微量元素的含量， 对照各种微量元素缺乏的临界值加 以判断。
土壤诊断：
土壤化学分析的浸提剂不同，临界指标也不一样。
土壤有效硼：热水浸提法，2：1水土比，姜黄素 或醌茜素，甲亚胺－H比色法等。
土壤有效态钼：目前普遍采用草酸－草酸铵溶液 （pH3.3）.