土壤与植物中的微量元素营养及微量元素肥料

有机质对微量元素的吸附固定比较突出，尤其在有机土中。
7. 土壤微生物
⑴ 微生物活动对其它微量元素有效性的重要影响是促进有机质分 解，使有机结合态的微量元素分解释放出来。 ⑵ 同化吸收微量元素到微生物体内，因暂时固定而不能为高等植 物利用。 ⑶ 在嫌气条件下使微量元素还原成易溶的低价态。 ⑷ 在好气条件下氧化微量元素使之成为高价状态。 ⑸ 在改变pH值和氧化还原电位过程中起间接作用。
硼比较集中分布在茎尖、根尖、叶片和花器官中。 硼以B(OH)3形态被植物吸收，运输到植物各部位的硼几乎不再移动， 难以再利用。
2、锌 锌在植物体内的含量约为25~150mg/kg，主要分布在
植物的幼嫩部位。
锌在植物体内以离子态及蛋白复合体两种形态存在， 它较难由老叶向新叶运输。
植物吸收锌的形态是Zn2+和螯合态锌。
3、锰
植物体内锰的含量一般在10~300mg/kg。
锰在植物体内一般有两种形态存在：Mn2+；结合态锰。
4、钼
钼在植物体内的含量范围为 0.1~300mg/kg，一般不到 1mg/kg。植物吸收钼的形态是MoO42-，在植物体内钼往往和 蛋白质结合，形成金属蛋白质而存在于酶中。
5、铁 植物体内的铁一般为3000mg/kg。 铁在植物体内绝大部分以有机态存在。 植物吸收铁的形态主要是Fe2+和螯合态铁。
6、铜 大多数植物的含铜量范围为2~20 mg/kg，而且多集中于
幼嫩的组织中。 植物吸收铜的形态主要是Cu2+和螯合态铜。
（二）微量元素的营养功能
1、硼 ① 促进碳水化合物的合成和运转。 ② 促进生殖器官的正常发育。 ③ 使植物分生组织细胞分化正常。 ④ 提高豆科作物根瘤的固氮活性，增加固氮量。 ⑤ 提高植物的抗逆性。
• 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。
• 典型症状：花椰菜“鞭尾病”，柑橘“黄斑病”。
• 豆科作物缺钼的症状与缺氮相似，但严重缺钼的 叶片因有积累而致使叶缘出现坏死组织， 且缺钼 症状最先出现在老叶或茎中部的叶片，并向幼叶 及生长点发展。
• 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。
缺钼
4、锰 植物缺锰症：叶片失绿并出现杂色斑点，而叶脉仍为绿色。 燕麦“灰斑病”、豌豆“杂斑病”。 植物缺锰临界水平：10－20 mg/kg。 锰中毒水平：600 mg/kg，并引起缺铁失绿。
5、铁
植物缺铁从新叶开始，叶片叶脉间失绿，叶脉仍为绿色。严 重时叶片出现坏死斑点，叶片逐渐枯死。根伸长受阻，根直径增 加，并产生大量根毛。
植物对缺铁的反应：
双子叶植物：根产生大量酚类物质并释放到根际，酚类物质通 过螯合作用和还原作用活化铁。
禾本科植物：根大量分泌铁载体（phytosiderphore），简称PS， PS和 Fe3+形成水溶性的复合体，并被植物吸收。
利用作5物、间的根际互作提高花生铁效率,克服花生缺铁黄化症 （Zuo et al. 2000 Plant and Soil 220, 13-25）
（5）有效态钼 草酸+草酸铵(pH3.3)。
土壤有效态微量元素的分级和评价指标 （单位：mg/kg）
元素
水溶态硼
有效态钼
交换态锰 易还原态锰
很低
0.25 0.10 1.0 50
低
0.25~0.50 0.10~0.15 1.0~2.0 50~100
中等
0.51~1.00 0.16~0.20
2.1~3.0 101~200
白化。
苹果枝顶叶小并呈簇状“小叶病”，芽苞形成减少，树皮粗 糙易碎。
锌中毒：植物含锌量＞400mg/kg。
缺Zn时，叶片小，脉 间失绿，茎变短，植 株显得小而矮；发育 缓慢，叶片失绿，出 现坏死斑点。
3、钼
• 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。
思考题目
1.举例说明养分再利用程度与缺素症发生部位的关系 （木质部没有完全形成，主要靠韧皮部运输）
2.植物缺钙的典型症状，钙肥的肥效。 3.植物缺氮、缺镁、缺硫的症状
第二节 土壤与植物中的微量元素营养及微量元素肥料
引起缺乏的原因
1、高产品种的引用 ①对微量养分要求高了（高产）
②吸收微量养分的能力不高
田间单作，花生叶片缺铁失绿 田间间作，花生不缺铁
单作模拟试验，花生叶片缺铁失绿
间作模拟试验，花生不缺铁
6、铜
植物体含铜量＜4 mg/kg时，就有可能缺铜。 缺铜明显影响禾本科作物的生殖生长，缺铜分蘖增加，秸秆产量 高，不能结实。铜还影响花药和花粉的发育。 禾本科植物缺铜时植株丛生（主茎丧失顶端优势），顶端逐渐变 白。燕麦是缺铜的指示作物。 果树缺铜，叶和果实褪色，顶梢枯死——顶枯病 植物缺铜时花的颜色发生褪色——白瘟病
0~500(64)
9~58 (20) 0.5~72(24) 1~125(40) 5~453(52) 20~43(31) 20~351(113) 31~92(61) 56~100 (85) 32~72(54) 36~69(54)
0.1~6.00(1.7)
0.50~3.10(1.94) 0.14~3.03(1.83) 0.30~11.9 (2.43) 0.10~4.49 (1.53) 0.32~1.10 (0.55) 0.50~2.83(1.83)
2、锌
① 锌参与生长素的合成。 ② 锌是多种酶的成分和活化剂。 ③ 锌能促进植物的光合作用。
3、锰
① 锰直接参与光合作用。 ② 锰对植物体内氧化还原有重要作用。 ③ 锰是30多种酶的活化剂和3种酶的组成成分。 ④ 其它作用 。
4、钼 ① 钼对生物固氮具有重要作用。 ② 钼能促进硝态氮的同化作用。 ③ 钼还有提高叶片光合作用强度的作用和促进植物体内 维生素C合成的作用。
质地粗的土壤微量元素含量往往很低，同时由于通透性良 好，使某些微量元素如锰以高价形态存在，有效性降低。而质 地粘重的土壤有较大的表面积和离子交换量，对微量金属离子 有较大的吸持力和保肥力，有效性亦较高；该类土壤对于有害 的重金属元素同样也有较大的容许含量。
6. 吸附作用
阳离子态微量元素如锌、钼、锰等在负电荷的表面上发 生阳离子交换反应；硼、钼、等含氧阴离子也会被交换物质 所吸附。
5、铁 ① 铁是植物体内铁氧还原蛋白的重要组成部分。 ② 铁是光合作用不可缺少的元素。 ③ 铁还参与植物细胞的呼吸作用。
6、铜 ① 植物体内铜的功能大部分与酶有联系，主要起催化作用。 ② 铜积极参与光合作用。 ③ 铜还参与植物体内的氮素代谢过程。
（三）植物微量元素缺乏及中毒的症状
1、硼 一般植物B含量＜15mg/kg时表现出缺硼。 （1）茎尖生长点生长受抑制，严重时死亡。 （2）老叶叶片变厚、变脆、畸形。 （3）根短粗、褐色。 （4）花器官发育受阻，结实率低，果实小、畸形。
（三）土壤微量元素的评价方法与指标
测定方法：
（1）热水溶性硼 用沸水浸提。
（2）有效态锌、铜 石灰性土壤用pH 7.3的DTPA+CaCl2+TEA（三乙醇 铵）溶液提取；酸性土壤用0.1mol/L的HCl溶液提取。
（3）有效态铁 常用pH 7.3的DTPA+CaCl2+TEA溶液提取。 （4）有效态锰 交换性锰用pH 7.0的1mol/LHOAC+NH4OAC 溶液提取， 易还原态锰用pH 7.0的1mol/LHOAC+NH4OAC +0.2%C6H4(OH)2 溶液提 取。
高
1.01~2.00 0.21~0.30 3.1~5.0 201~300
很高
2.00 0.30 5.0 300
有效态锌** 1.0
1.0~1.5
1.6~3.0
3.1~5.0
5.0
有效态锌* 0.5
0.5~1.0
1.1~2.0
2.1~5.0
5.0
有效态铜** 1.0
1.0~2.0
2.1~4.0
4.1~6.0Hale Waihona Puke Baidu
2、土地平整 ①养分贫瘠 ②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 5、违反养分平衡原则 微量养分投入少
①化学肥料纯度提高 ②有机肥料投入少 ③农药的更新换代 6、农产品商品化 归还减少
引起养分不平衡
一、土壤中的微量元素
（一）土壤中微量元素的含量与形态
注：括号中数字为平均含量。
形态与转化：形态分为：水溶态、交换态、氧化物结合态（包含氧 化锰、无定型氧化铁和晶型氧化铁结合态）、有机结合态（包含松 结有机态与紧结有机态）和矿物态（包含原生与次生矿物结合态） 等，在石灰性土壤中还分出碳酸盐结合态。
当植物由土壤溶液中吸收某一微量元素时，土壤溶液中这一元 素存在于交换性复合体中，于是有部分离子释放出来，使土壤溶液 中这一元素保持原有水平；同时也会有矿物和沉淀溶解，来补充土 壤溶液和重新占有交换位置。
3. 土壤水分状况
土壤含水量高，氧化还原电位降低，pH值上升，CO2分压 升高，会导致铁锰氧化物还原而溶解，同时释放出所吸附和 包蔽的微量元素；
还原条件下，锌、铜、铁等会形成难溶的硫化物；
渍水后土壤有机质因分解缓慢而积累，一些微量元素如铜， 被有机质紧密吸附而固定，使其有效性下降。
4. 土壤有机质
0~4.0(2.3) 0.3~1.4(0.8) 0.2~5.0(2.4) 0.5~2.1 (1.4)
0~790(100)
0~323(103) 0~750(84) 11~492(177) 14~182 (81) 48~131(109) 93~374(213) 44~770(98) 55~122 (94) 51~130 (87) 58~66 (61)
有机质具有离子交换和配合能力，可与某些微量元素如铜、 锌、铁、锰、铅等形成稳定的可溶或难溶性的配合物。有时 可作为微量元素的可溶络合剂的来源。
在富含有机质的土壤上，一些微量元素例如铜常被固定而 导致农作物缺铜，进入此类土壤的有害重金属污染元素，则 因钝化而变得难以被植物吸收，使其毒害减轻。
5. 土壤质地
6.0
有效态铜* 0.1
0.1~0.2
0.3~1.0
1.1~1.8
1.8
临界值
0.50 0.15 3.0 100
1.5 0.5
2.0 0.2
*适用于石灰性土壤， **适用于酸性土壤
二、植物中的微量元素营养
（一）植物体内微量元素的含量、形态和分布
1、硼
植物体内硼含量通常在2~100mg/kg之间，双子叶植物的含量比单子 叶植物高。
部分植物缺硼的典型症状：
甜菜“腐心病”
油菜“花而不实”
棉花“蕾而不花” 花椰菜“褐心病”
芹菜“茎折病”
苹果“缩果病”
植物硼中毒症：
老叶尖端和边缘干枯。植物体内B含量＞200mg/kg时表现出硼 中毒症。盐碱土、硼污染土壤上经常出现。
2、锌 植物缺锌症状：生长受阻、节间不能伸长，叶片脉间失绿或
3~300(22)
2~118(44) 0~44(17) 0.1~91 (22) 1~122 (25) 7~54 (23) 22~283(57) 18~33 (23) 14~65 (22) 18~35 (26) 19~78 (26)
10~9478(710)
10~5000(636) 11~4232(565) 10~5532(373) 425~920(548) 282~3627(1520) 340~1000 (270) 200~1500 (741) 480~1300 (940) 590~1100 (990)
（二）影响土壤微量元素有效性的因素
1.土壤pH 以阳离子形态存在的元素和硼的有效性随着土壤pH值的
降低而加大，以阴离子存在的微量元素如钼等则随着土壤pH 值的提高，有效性增大。土壤pH值从5上升到8时，植物吸收 的硼、锰、锌、铁、铜减少。
2. 土壤Eh
氧化还原电位改变时，具有多种原子价的元素如铁、锰的 原子价和结合形态都会发生改变。在还原条件下，锰还原为 Mn2+而进入土壤溶液，或者在酸性反应下被交换性复合体 吸附，而在中性条件下Mn2+开始沉淀成氢氧化物、氧化物 或形成碳酸盐。
含量：微量元素在土壤中的含量一般为百万分之几到十万分之 几，最高不超过千分之几，只有铁例外，土壤中铁的含量可高 达4%。
影响微量元素含量的因素：成土母质种类、成土过程、土壤 质地 、土壤有机质含量
中国土壤中微量元素含量 （单位： mg/kg）
硼
钼
锌
铜
锰
土壤
砖红壤 赤红壤 红壤 黄壤 紫色土 红色石灰土 棕壤 黄棕壤 草甸土 黑土