第十二章植物的钙、镁、硫营养及钙、镁、硫肥3

.,钙镁硫营养与钙镁硫肥,第十二章,.,第一节植物钙营养与钙肥,一、钙的营养作用二、含钙肥料的种类和性质三、石灰肥料的作用和施用,.,一、钙的营养作用,1.植物体内钙的含量与分布2.植物对钙的吸收和运输3.钙的生理功能4.植物缺钙的典型症状,.,1.植物体内钙的含量与分布,植物体内钙（Ca）含量为1-50g/kg，比镁多而比钾少。因植物种类、部位和器官的含钙量变幅很大。双子叶植物单子叶植物（双子叶植物细胞壁中的阳离子交换量大，因而含钙量较高，而单子叶植物含钙量较低）。豆科植物、甜菜、甘蓝等需钙较多，禾谷类植物、马铃薯等需钙较少。地上部根部；茎叶（esp.老叶）果实、籽粒；同一叶片，老叶：边缘中部；嫩叶：中部边缘大部分存在于细胞壁上（果胶质,R-coo-）。细胞中的钙主要分布在液泡中，细胞质中较少(CO(NH2)2NH4NO3Ca(NO3)2,K+、Ca2+、Fe3+、Zn2+、Mn2+等对由拮抗作用，施K、Ca肥时易缺镁。,.,3.镁的生理功能,叶绿素的中心原子镁的主要功能是作为叶绿素a和叶绿素b卟啉环的中心原子，当镁原子同叶绿素分子结合后，才具备吸收光量子的必要结构，才能有效地吸收光量子进行光合碳同化反应。,.,叶绿素的结构,.,3.镁的生理功能,多种酶的活化剂在ATP酶催化ATP水解的反应中，镁首先在ATP或ADP的焦磷酸盐结构和酶分子之间形成一个桥梁，形成稳定性较高的Mg-ATP复合体，在然后在ATP酶的作用下，这个复合体能把高能磷酰基转移到肽链上去。同时，在ATP的合成过程中，也需要镁将ADP和酶进行桥接。,.,pH值、镁(3mmol/L)及钾(50mmol/L)对玉米根细胞质膜ATP酶活性的影响,.,3.镁的生理功能,在C3植物光合作用中，叶绿体基质中的RUBP羧化酶(1,5-二磷酸核酮糖羧化酶)催化CO2的同化反应,而该酶的活性取决于pH值和镁的浓度。当镁和该酶结合后，它对CO2的亲和力增加，转化速率提高。镁也能激活谷胱甘肽合成酶和PEP羧化酶。,.,3.镁的生理功能,调节蛋白质的合成作为核糖体亚单位联结的桥接元素，镁可以稳定核糖体的结构，为蛋白质的合成提供场所。当镁的浓度低于10mM时,核糖体亚单位便失去稳定性,核糖体分解成小分子的失活颗粒。蛋白质合成中需要镁的过程还包括RNA聚合酶的活化、氨基酸的活化、多肽链的启动和多肽链的延长反应,.,4.缺镁典型症状,缺镁突出表现是叶绿素含量下降，并出现失绿症。由于镁在韧皮部的移动性较强，缺镁症状常常首先表现在老叶上，如果得不到补充，则逐渐发展到新叶。,.,4.缺镁典型症状,1、植株矮小，生长缓慢，双子叶植物脉间失绿，并逐渐有淡绿色转变为黄色或白色，还会出现大小不一的褐色或紫红色斑点严重时整个叶片坏死。禾本科植物缺镁时，叶基部叶绿素积累出现暗绿色斑点，严重缺镁时，叶尖出现坏死斑点。2、叶绿体数目减少，片层结构变形，质体基粒数减少，形状不规则，分隔减少或不存在。缺镁叶片中蛋白态氮的比例降低。,.,3、缺镁对光合作用本身影响较小，但明显影响叶绿体中淀粉的降解、糖的运输和韧皮部蔗糖的卸载，因而降低光合产物从“源”（如叶）到“库”的运输速率。缺镁会导致根冠比降低。4、贮藏组织的淀粉含量和谷物的单穗粒重均下降。豆科植物根瘤中碳水化合物供应量下降，从而降低固氮率。5、沙质土壤（淋失）、酸性土壤（淋失、H+、Al3+拮抗）、K+和NH4+含量较高的土壤（拮抗）容易出现缺镁,.,.,.,.,.,.,.,.,.,二、镁肥的种类和性质,镁肥按溶解性的差异大致可分为3类:水溶性固体镁肥、微溶性固体镁肥和液态镁肥。常用的水溶性固体镁肥列于表1，硫镁矾和硫酸钾镁主要产于德国Stassfurt,Halfort,Neuhof和Hessen等地。美国Carlsbad有硫酸钾镁矿蕴藏。我国迄今未发现这种矿藏。,.,.,微溶性固体镁肥以白云石应用最广泛,菱镁矿、轻烧氧化镁(非方镁石)也时有应用。这些物料主要适用于酸性土壤,既调整了酸度,也补充了镁源。液态镁肥在有些情况下,特别是在无土栽培和叶面施肥中,作物的镁营养是以液态提供的,此类镁肥列于表3。,.,.,三、镁肥的施用,镁肥的效应与土壤供镁水平密切相关。土壤的含镁(MgO)量约140g/kg，多数在325g/kg之间，主要受成土母质、气候、风化和淋失程度等影响。镁肥可用作基肥或追肥。一般每hm2施硫酸镁180225kg。应用根外追肥纠正缺镁症状效果快，但肥效不持久，应连续喷施几次。,.,施于需镁较多的作物上,镁对多年生牧草、蔬菜、葡萄、烟草、果树及禾谷类作物中的黑麦，小麦等有良好的反应；对甜菜、橡胶、油橄榄、可可等也有效果。由于NH4+对Mg2+有拮抗作用，而硝酸盐能促进作物对Mg2+的吸收，因此，施用的氮肥形态影响镁肥的效果，不良影响程度为：硫酸铵尿素硝铵硝酸钙。配合有机肥料、磷肥或硝态氮肥施用，有利于发挥镁肥的效果。,.,按镁肥的种类选择施用,各种镁肥的酸碱性不同，对土壤酸度的影响不一，故在红壤上表现的效果不一致，肥效顺序为。碳酸镁硝酸镁氢化镁硫酸镁。镁肥可作基肥、追肥和根外追肥。水溶性镁肥宜作追肥，微水溶性则宜作基肥。每亩用镁量为11.5kg、在作物生育早期追施效果好。采用1%2%MgSO47H2O溶液叶面喷施矫正缺镁症状，效果快，但不持久，应连续喷施多次。为克服苹果病害，可在开始落花前，每隔两周，连续35次喷2.0%硫酸镁溶液有良好效果。,.,第三节植物硫营养与硫肥,一、硫肥对作物生长发育的影响(一)硫能提高作物产量与改善品质由于硫参与蛋白质以及特殊化合物如芥子油、蒜油等的合成，有些作物如十字花科，豆科，百合科等吸收硫特别多，施硫能提高产量与改善产品品质。据报道，在缺硫的土壤上施用硫肥使大豆增产5.7416.54%。小麦、油菜、紫云英、水稻等增产幅度分别为5.038.1%，5.039.1，7.9%20.9，5.057.0。,.,(一)硫能提高作物产量与改善品质,施硫不仅能提高蛋白质含量，还能改变其组分，如油菜施硫，其籽粒中粗蛋白质，胱氨酸、蛋氨酸等的含量都有所提高。,.,.,(二)硫能改善豆科作物的固氮,硫能改善豆科作物的固氮，提高饲料的营养价值生物固氮体系中铝铁蛋白，铁蛋白与铁氧还蛋白中都含有硫，施用硫肥能提高根瘤菌的着生量，增强豆科牧草的固氮能力，提高其固氮量，从而改善混合牧草地的牧草产量。,.,(三)硫能提高作物的耐寒、抗旱能力,施硫能增加原生质中硫氢基的数量，有利于维持膜的弹性和稳定性，明显增强作物的抗寒、抗旱能力。,.,二、硫肥的种类和性质,.,(一)生石膏,即普通石膏，俗称白石膏。它由石膏矿直接粉碎而成，呈粉末状，主要CaSO4.2H2O。微溶于水，粒细有利于溶解，供硫能力和改土效果也较高，通常以60号筛孔为宜。还有一种天然的青石膏矿石，俗称青石膏，可直接粉碎，过90号筛即可用CaSO42H2O55，CaO20.7%21.9，还含有铁、铝、镁、钾及锌、铜、锰、铝等，可用作水稻肥料。,.,(二)熟石膏,熟石膏又称雪花石膏。它由生石膏加热脱水而成。其主要成分为CaSO41/2H2O，含硫(S)20.7。吸湿性强，吸水后又变为生石膏，物理性质变差，施用不便，宜贮存在干燥处。,.,(三)磷石膏,磷石膏是硫酸分解磷矿石制取磷酸后的残渣，是生产磷铵的副产品。主要成分为CaSO4.2H20约占64。其成分因产地而异，一般含硫(s)11.9，P2O50.7-4.6%。,.,三、硫肥的作用,直接供应作物硫素等营养由于含硫肥料还含有其它成分，故能提供硫、钙、镁、磷和铁等营养元素。改良碱土石膏是改良碱土的化学改良剂。碱土呈强碱挂反应。土壤溶液中含有较多的碳酸钠和重碳酸钠。土壤胶体以钠胶体为主，土粒分散，通透性能差，干时板结，湿时泥泞，严重影响作塑堕生长发育。碱土施用适量石膏，可改善土壤胶体与土壤溶液的组分，使碱土得到改良。,.,化学反应,形成的Na2SO4易溶于水，可随水排出土体。钙胶体的形成，克服了土壤的分散性，加强了团聚性，使土壤理化性质得到了改善。,.,四、缺硫的症状,缺硫的叶片全部变黄，老叶比幼叶严重，而且叶片变小，与缺氮相似。但缺氮时，是从叶片的先端开始黄化，而缺硫时，是整个叶片黄化。缺硫时，根系生长不良，茎、枝细而短，并木栓化。在沙质水田，如果连续使用无硫酸根肥料，到第34年可能会出现水稻叶色不良、植株不生长的现象，其原因即为缺硫，此时施用硫酸根肥料可以显著地改善其生长发育。,.,从左至右分别表示水稻(农林29号)分蘖期正常、缺硫、缺氮。水稻缺硫时，茎和下位叶黄化，进而整个茎叶黄化。缺硫与缺氮症状相似，如植株矮小，分蘖减少，根伸长等。因此，二者只靠外观不易区别，需要依靠化学分析诊断。,.,图为玉米(交4号)去硫后第二周的生长状况。右为正常，左为缺硫。缺乏症状一般出现于上部叶片，但有时整个植株黄化。通常叶片呈淡绿色，进而变黄白色，有时沿着叶缘呈现红紫