微量元素.ppt

植物的微量元素营养与微量元素肥料,微量元素：占植物体干重0.1%以下必需营养元素目前：硼、锰、铜、锌、钼、铁主要特点适宜浓度范围窄不易移动或再利用缺素症多在细嫩组织上,概述,缺乏任何一种时，都会导致作物生长发育和产量、品质严重下降。过多使作物中毒，轻则影响产量和品质，重时危及人、畜健康。应充分了解微量元素的营养作用，各种微量元素的临界浓度，积极稳妥地施用微量元素肥料硼40%锌20%锰10%铁5%湖南、湖北缺硼，华北缺锌,概述,1、高产品种引用对微量养分要求高（高产）吸收微量养分能力不高2、土地平整养分贫瘠低产田开发利用3、耕作制度改革：栽培措施改变引起4、农业集约化生产发展：增加大量元素养分引起养分不平衡5、违反养分平衡原则：微量养分投入少化学肥料纯度提高有机肥料投入少农药更新换代6、农产品商品化：归还减少,引起缺乏的原因,酶系统的活化剂（锌、锰、铜、铁）,微量元素的生理功能,参与植物体内氧化还原反应（锰、铜、铁）,影响植物生殖生长发育（硼）,参与植物体内激素的合成（锌、锰、）,影响氮代谢（钼）,第一节植物的微量元素营养,微量元素在植物体内质量分数、形态、分布元素含量(mg/kg)形态分布硼2100硼酯繁殖器官营养器官锌25100离子态生长点及嫩叶,花粉钼0.1300离子态(菜豆)根茎叶;繁殖器官多锰20100Mn2+及Mn2+-蛋白质茎叶铜220离子态根部叶片茎秆铁100300离子态叶片氯3401200(实际0.22%)离子态茎叶,一植物的硼素营养,植物含硼量因作物种类不同差异很大，一般为2100mg/Kg，双子叶单子叶。硼能促进生殖器官的建成和发育。硼主要存在于分生组织和繁殖器官中，花是含硼量最高的器官，尤其是花的柱头、子房、雌蕊和雄蕊中含量高。,硼能促进植物花粉的萌发和花粉管的伸长，减少花粉中糖的外渗。植物缺硼抑制了细胞壁的形成，花粉母细胞不能进行四分体分化，花粉粒发育不正常。油菜“花而不实”、棉花的“蕾而不花”以及小麦“穗而不实”均为缺硼所致。,硼能够调节多酚氧化酶系统，缺硼时，氧化系统失调，易使作物块根内部产生黑色物质。如甜菜的“腐心病”、萝卜的“褐腐病”等。硼具有稳定叶绿素结构的作用。缺硼时，易造成叶绿体膜破碎，叶绿素退化而影响光合作用。硼与酚代谢和木质素的形成。,硼的营养作用,硼可以提高豆科作物根瘤菌的固氮活性，增加固氮量。缺硼时，根瘤不发达，生物固氮量降低。,（二）植物硼素营养失调症状植物缺硼共同特征为：1、根尖、茎尖生长点生长受抑，严重枯萎，甚至死亡。2、老叶叶片变厚变脆、畸形，枝条节间短，出现木栓化现象。3、根的生长发育明显受阻，根短粗兼有褐色。4、结实率低，果实小、畸形，缺硼导致种子和果实减产。,失调症：缺乏症：油菜“花而不实”果树“缩果病”花椰菜“褐心病”萝卜“黑心病”芹菜“茎折病”过多症状（200mg/kg)：棉花、油菜“金边叶”,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。,缺硼生长点发育不良,（上部2个为辣椒；下面为黄瓜（左）和番茄（右）,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。,花椰菜缺硼：花球褐色，花茎空心，茎部软木化、“褐心病”,饲用甜菜缺硼：开始叶片变褐，最后死亡，根系腐烂（左）；右为典型“褐腐”，幼叶叶柄开裂；顶部叶变小，茎点死亡，叶片烧焦状（中）。,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。,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。,番茄果实缺硼：表面有凹痕软木区，成熟不平衡，类似缺钙。,小麦不稔症,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）。,硼的毒害叶尖和叶缘发黄，脉间失绿，最后坏死（金边叶）。对硼中毒较敏感植物有：桃、葡萄、菜豆、无花果等；耐硼中等作物有：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。,硼中毒：甜瓜（左上）紫苏（右上）甘薯（下）,硼中毒：水稻（上）；黄瓜（下）,植物硼营养诊断指标：植物适宜含硼量为：20-100mg/kg干重；15mg/kg可能出现缺硼症状；200mg/kg硼中毒不同植物差异大。,（一）植物锌质量分数植物含锌量植物含锌量较低，一般为25100mg/kg（干重），某些超积累植物可达1000mg/kg。一般植物含锌1020mg/kg就发生缺锌。植株顶芽含锌量最高，叶中次之，茎中最少。,二、植物锌素营养,各种作物含锌量（ppm干重）Boehle，1969）,120,21120,1120,010,番茄叶,71150,2170,1120,010,大豆地上部,71150,2170,1120,010,玉米叶,71,2170,1620,015,苜蓿地上部,80200,2680,1625,015,柑桔叶,51,2150,1620,015,苹果叶,过量,适量,低量,缺乏,植物种类,（二）植物锌缺乏与过剩1、植物缺锌症株型矮小，叶小畸形，簇生；中下部叶脉间失绿或黄化；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“白苗病”水稻“矮缩病”。2、植物锌中毒根系伸长受阻，叶片黄化，出现褐色斑点，（400mg/kg）,水稻缺锌,玉米缺锌：白苗病,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。,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。,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。,（四）锌丰缺指标植物正常含锌量为25150mg/kg，含量因植物种类及品种不同而有差异。在植株体内锌多分布在茎尖和幼嫩叶片。根系含锌量常高于地上部分。作物含锌量低于20mg/kg时，就会出现缺锌症状；高于400mg/kg时，就会出现缺锌症状。,植物体内钼含量差异较大，豆科作物需钼量最大，禾本科作物需钼量较少，一般在0.1300mg/kg。通常含量低于1mg/kg（干重）。一般作物含钼量低于0.1mg/kg，而豆科作物低于0.4mg/kg时就可能缺钼。植物体对钼忍受力较强，但牧草中钼超过15mg/kg时，牛吃后就会中毒。,三、植物钼素营养,（一）质量分数、分布,钼主要集中在根、顶端生长点和幼叶中，下部叶较少。,（二）失调症缺乏症：叶片畸形、瘦长、螺旋状扭曲、生长不规则、植株矮小，生长缓慢，叶片失绿，且有大小不一的黄色、橙黄色斑点，严重缺钼叶缘萎蔫，叶片扭曲呈杯状，老叶变厚、焦枯，以致死亡。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。花椰菜、烟草“鞭尾状叶”豆科“杯状叶”、不结或少结根瘤；柑橘“黄斑叶”中毒症状：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。200mg/kg茄科叶片失绿,缺钼花椰菜叶片形态变化图示,是由于局部叶片组织坏死，以及在叶片发育早期维管束发育不完全造成的,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。,花生缺钼与土壤pH,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。,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。,Mo,Mo,Mo,Mo,Mo,Mo,Mo,植物体内锰含量约为10300mg/kg，叶绿体含锰量较高，水稻麦类大豆，指示作物燕麦，前期后期。锰还在叶绿体中具有结构作用(SOD)，叶绿体对锰的缺乏最为敏感，缺锰时，叶绿体内基本结构单位类囊体不能形成片层。因此，锰虽然不是叶绿体组成成分，但与叶绿体合成有关。直接参与光合作用在光合作用中，锰参与水的光解和电子传递。,四、植物锰营养（一）质量分数、作用,H2O2H+2e-+1/2O2,光叶绿体，Mn2+，Cl-,几种作物体内锰的含量（mg/kg）,（二）失调症成熟叶片中锰含量为1020mg/kg（干重）时，即接近缺锰临界水平。缺乏症：植物缺锰时，叶片失绿并出现黄褐色斑点，而叶脉保持绿色。典型症状：燕麦“灰斑病”、豌豆“杂斑病”、豆类“褐斑病”、甜菜“黄斑病”、棉花和菜豆“皱叶病”。缺锰植株往往有硝酸盐累积。中毒症状：植物含锰量超过600mg/kg时，可能发生毒害作用。锰中毒会诱发棉花和菜豆发生缺钙（皱叶病）。锰过多也易出现缺铁症状。,黑麦和小麦缺锰：中部叶片叶脉间出现失绿斑点和条带。,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）。,.,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。,西瓜缺锰：开花前，4-18片叶的叶脉间失绿黄化。,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）,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”,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,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。,植物铁含量一般干物重100300mg/kg(干重)，集中存在于叶绿体中，叶片中含铁量最高，籽粒、块根、块茎较少。低于50mg/kg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。,五植物的铁素营养（一）植物铁的质量分数与分布,（三）植物铁缺乏与过剩1、缺乏症：顶端或幼叶缺绿黄白化，叶面均匀失绿，而叶脉保持绿色。类似于缺锰，但无坏死斑点，双子叶作物网格花叶，单子叶条纹花叶。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。,植物缺铁总是从幼叶开始，典型症状是叶片叶脉间和细网组织中出现失绿症，叶片上叶脉深绿而脉间黄化，黄绿相间明显；严重缺铁时，叶片出现坏死斑点，并且逐渐枯死。植物的根系形态会出现明显的变化如：根的生长受阻，产生大量根毛等。植物缺铁根中可能有有机酸积累，其中主要是苹果酸和柠檬酸。,植物缺铁及其对缺铁的反应,IRONDEFICIENCY,在排水不良的土壤和长期渍水的水稻土上经常会发生亚铁中毒现象。当水稻叶片中亚铁含量300mg/kg时，可能出现铁的毒害作用。造成亚铁毒害的原因可能是植物吸收亚铁过多导致氧自由基的产生。铁中毒的症状表现为老叶上有褐色斑点，根部呈灰黑色，易腐烂。防治的方法是：适量施用石灰，合理灌溉或适时排水晒田等。也可选用优良品种。,亚铁的毒害,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。,玉米缺铁,燕麦缺铁：新叶叶脉间黄化，穗及穗下叶黄化。,小麦缺铁：叶片严重黄化，幼叶最严重；失绿叶片坏死。,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。,花生缺铁,上为葡萄缺铁，下为苹果缺铁脉间失绿，细脉呈网纹状，后期叶缘出现褐班,三叶草缺铁：幼叶严重失绿黄化。叶尖干枯。,糖用甜菜：幼叶上有黄斑，后来叶片黄化。,大豆缺铁（左）西红柿缺铁（中、右）顶部叶，特别叶基部有大量黄化斑，茎顶部黄化。,果树缺铁,水稻铁中毒：青铜色叶片,植物需铜数量不多，大多数植物含铜量均为干物重的220mg/kg，豆科作物高于禾本科作物，且多集中于幼嫩的组织中和根系，茎最低。,六、植物的铜素营养,缺铜症状,缺铜一般表现为顶端枯萎，节间缩短，叶尖发白，叶片变窄变薄，扭曲，繁殖器官发育受阻、裂果。草本植物“开垦病”最早在新开垦地上发现，病株穗部变形，结实率低。,小麦缺铜：抽穗困难；既使抽出，籽粒生产受到限制；穗子顶部黄化弯曲。穗包叶黄化、变形成螺旋状。,西红柿缺铜,甜菜铜中毒：生长受到严重抑制，幼叶表现出类似于缺铁的黄化症状，接着叶脉间出现坏死。,铜过剩植物的铜过剩的症状与缺铁症状类似，生长受到严重抑制，铁的吸收减少，新叶失绿，老叶坏死，叶柄和叶的背面出现紫红色；根系生长受阻，主根的伸长受阻，侧根变短。一般当植物体内铜达到2050ppm时，出现铜中毒。,一、含量多少顺序：FeMnZnBCuMo影响因素：成土母质、气候条件等二、形态与转化矿物态水溶态交换态(有效态)(吸附态)水溶态、代换吸附态、有机络合态、矿物态,风化吸附解吸,第二节土壤中微量元素含量、形态和转化,影响微量元素有效性的因素1.土壤pH值：偏酸：Fe、Mn、Zn、Cu、B中偏碱：Mo有效性较高2.土壤有机质：多与少3.土壤质地:粘粒含量、4.土壤Eh：变价元素，还原条件有效铁锰有效性