作物叶面营养机理及其叶面肥的

1、作物叶面营养机理及其叶面肥的研制进展学院：生命科学与技术学院专业：植物生态生理姓名：赵颖前言 叶是植物最重要的的根外营养器官，叶面营养就是指植物通过叶片表面吸收利用各种养分。将不同形态和种类的养分喷施于作物叶片，作物对叶面吸收的养分利用效果与根部施肥是一样的，这种现象对于作物进行叶面施肥有着重要的研究与应用意义。 叶面施肥打破了土壤根部施肥的传统方式，作为对作物土壤施肥的一种直接、高效的辅助措施，已成为现代农业中一项重要的施肥技术。但叶面对养分的吸收受叶片结构、生长环境及喷施液理化性质等多种因素的影响，从而影响叶面施肥的效果，因此了解叶面营养机理对叶面肥的研究与应用非常重要。 作物叶面营养机理

2、1 叶片结构与叶面养分的吸收1.1叶表皮对叶面养分吸收的作用 表皮 气孔 蜡质层 表皮细胞 叶面 叶肉 角质层 叶脉防止病毒侵入、降低水分损失、减少害虫咬噬及太阳辐射等。对喷施液于叶片上的滞留、渗透产生不利影响，不同作物叶面蜡质层的化学组成、晶体结构不同，其对叶面吸收养分的影响也存在一定的差异角质层结构比蜡质层复杂得多，外层几乎完全由角质组成，与蜡质层相接，内层由纤维素与果胶混合物组成。角质层对喷施养分的渗透具有阻滞作用，也是叶面吸收养分的不利因素。角质层是养分进入叶片内部最重要的障碍1.2 叶片吸收养分途径 植物叶片与外界进行物质交换主要有三条途径： 一是主要分布在叶面的气孔，二是叶表面角质

3、层亲水小孔，这两条途径都具有吸收速效养分的能力；三是叶片可通过叶片细胞的质外连丝进行主动吸收把营养物质吸收到叶片内部。一般认为养分主要通过这三条途径由叶表进入叶肉细胞，但不同植物叶面养分进入叶片内部的途径可能有所不同。在这三条途径中，叶面气孔是养分进入叶片内部的主 要途径之一。虽然其表面也有角质层覆盖，但没有蜡质层，而且其角质层极性较高，较利于养分透过，养分透过气孔部分角质层的速度大于非气孔部分角质层。 叶面上的养分，首先以扩散方式通过蜡质层和角质层，然后进入叶肉细胞被吸收利用。也有报道，养分可直接透过叶片角质层进入叶肉细胞，因叶表角质层有胶状物质，可以作为水溶性养分进入叶片内部的通道。 养分

4、透过蜡质层、角质层后到达表皮细胞壁， 一般认为表皮细胞壁对养分进入细胞内部的阻碍作用相对不大。养分透过表皮细胞壁经跨膜（原生质膜）运输进入细胞质中，其运输机制与根部细胞一样。养分进入叶肉细胞以后参与植物生理活动，植物对其利用效果与根部吸收的养分相同。2 影响叶面养分吸收的因素 养分的叶面喷施效果依赖于作物叶片对养分的吸收与运输，其中，养分是否可以进入叶肉细胞是叶片对养分吸收利用的关键。而养分在叶片角质层的透过速率及数量受养分离子性质、浓度、温度以及叶片表面性质等因素的影响，因此，作物叶片对养分的吸收效果受叶片类型、自身营养状况、生育时期、环境条件、叶面肥性质等诸多因素的影响，这也是叶面养分喷施

5、效果不太稳定的主要原因之一。2.1叶片类型与叶龄对叶面养分吸收的影响 一般叶片宽大、蜡质层与角质层薄的作物叶面养分吸收效果好，反之则差。双子叶作物相对于单子叶作物叶面较大、蜡质层和角质层薄，因此，通常双子叶作物养分喷施效果好于单子叶作物。 作物叶龄不同，其叶片代谢活力、细胞膜通透性、角质层及蜡质层组成等，都会发生变化而影响叶面养分吸收效果。 叶片表、背面因解剖结构与蜡质层厚度以及气孔分布等的差异，使得二者对养分的吸收也不同，一般养分喷施到叶背面可以提高吸收量，所以，在施用叶面肥时应将肥料多喷施于叶片背面。 2.2 作物自身营养状况及生育时期对叶面养分吸收的影响 一般而言，作物发育健壮、营养状况

6、良好有利于 叶片对养分的吸收，如，叶片氮素营养充足则可促进叶片对镁的吸收，喷施液中加入尿素可促进叶片对微量元素的吸收，其原因之一就是改善了叶片的氮素营养。缺磷作物叶片对磷的吸收率是根部充分供磷作物叶片吸磷量的 2 倍。 作物不同生育时期叶面养分利用效率也有很大差异。如，小麦同叶位叶面尿素态15N 的吸入量在孕穗期明显高于齐穗期，但在地上部的回收率，则生长后期反而高于前期。 作物苗期和生长后期，根系吸收能力降低，叶面施肥可以及时补充作物所需的养分，利于作物延迟衰老和增产。而旺盛生长期，作物生长量大，叶片对养分吸收量也大，这一时期给作物补充微量元素效果较好。2.3 环境因素对叶面喷施养分吸收效果的

7、影响 1.环境条件可影响作物生长，改变叶片蜡质层与角质层的组成结构，从而影响叶面对养分的吸收； 2.各种环境条件影响喷施液在叶表的浸润时间以致影响叶面对养分的吸收效果。 所以，温度、光照、湿度、风速等环境因素都可影响叶片养分吸收效果。养分的叶面吸收受温度的影响。由于叶片只能吸收利用溶液态的养分，当温度升高，喷施于叶面的液体易于蒸发干燥，这将影响叶片对养分的吸收。为了提高叶面施肥效果，选择合适的喷施时间非常重要。于无风的晴天 8：009：00 和 16：0017：00 喷施。2.4 叶面肥成分性质对叶面养分吸收效果的影响 2.4.1 养分种类、形态、组成与浓度 不同养分的叶面吸收效果不同。首先，

8、不同养分元素对叶片的渗透性不同。如，Cu很难渗透至玉米叶片 20 m处，B则可渗透至 130150 m 处。大量元素一般数小时内可达到叶片内任何部位，而Zn喷施24 h后最多可渗透至叶片的30 m 处。 作物叶片对不同形态养分的吸收效果不同。由于叶表角质层的主要组成物质脂肪酸化合物和果胶等多聚化合物可产生一定量的负电荷，使外表面到细胞壁形成由低到高的电荷梯度，从而利于养分离子的吸收和透过。 营养均衡是作物正常生长的保证，植物对养分的吸收受供应养分的种类及其比例的影响，平衡施肥是提高养分利用率的重要条件之一。养分的组成比例可影响叶面吸收效果，大豆叶片对N、P、K 比例不同喷施液的吸收效果差异较大

9、。 元素间的相互促进或拮抗作用是导致不同养分混合施用效果差异较大的原因之一。如： Zn 与 P 之间具有明显的拮抗关系。通常喷施液中加入尿素可促进 P、Mn、S、Mg、Fe 等元素的吸收。 在一定浓度范围内，喷施养分进入叶片的速率和数量一般随浓度的增加而增加，施肥效果也就越好。低浓度的大量元素，如K和 P施于叶面时，叶面的吸收速率很低，同根对养分的吸收一样，随着外界浓度的升高，叶片对矿质养分元素的吸收速率增加。2.4.2 助剂 如：酸、碱、盐、溶剂、填充剂、乳化剂、润湿剂、助溶（熔）剂等。 表面活性剂：在叶面肥中加入表面活性剂可降低液滴表面张力，增加叶面的附着性，延长滞留时间，促进养分的叶面吸

10、收。 络（螯）合剂：可与金属离子形成络（螯）合物而增加金属离子的溶解性，可大大提高喷施养分（尤其是微量元素类）的喷施效果。FeSO4单独喷施效果远不如各种络（螯）合铁（如 EDTA-Fe、EDDHA-Fe、黄腐酸铁、柠檬酸铁）。叶面肥的研制进展 叶面肥这个概念或许较新，但是关于叶面肥以及植物表面对营养成分的吸收的研究很早就已经进行了。 在19 世纪40 年代，英国的 Gorie 发现植物的茎和叶能吸收营养物质，证实叶面肥的可行性及叶面肥的作用机理。 20 世纪初，叶面施肥作为传统土壤肥料的一种补充，就已在西方国家得到广泛的使用。 在 20 世纪中期，科学家对叶面吸收的特点、规律、影响因素、生理

11、作用等有全面的理解。 我国的学术界对叶面肥的研究主要集中在螯合微肥、天然汁液型叶面肥。 2003 年，万强研制了氨基酸螯合稀土微肥( 大丰收) ，其主要成分是氨基酸、有机酸与稀土、多种微量营养元素。对作物进行施用后，发现作物生长发育加快，产量得到明显增长，同时农产品品质得到明显改善。 2004 年，刘音等利用动物的有机废弃物进行了氨基酸螯合微肥的研究、制备与分析。 2005 年，杜红星等通过连锁螯合技术，解决了高浓度稀土与大量氮、磷、钾等营养元素的复合工艺，研制出含有12 种植物营养元素和作为植物生长调节剂的镧、铈等稀土元素的新型叶面肥。 邵光永从我国丰富的有毒植物资源中提取活性杀虫成分，与矿

12、质养分和有机物质腐植酸复配，制成既能防治虫害，又能提高蔬菜产量、改善蔬菜品质的绿色防虫害叶面肥料。 2006 年张建华等研究表明，硼酸和硫酸锰增产效应十分明显; 硫酸镁对提高蛋白质和面筋含量的效果最好; 硫酸锰有利于提高小麦沉降值;硼酸和硫酸锌能显著提高冬小麦籽粒产量。 廖金才等研制的德威乐植物营养剂对茶叶、蔬菜、沙田柚、水稻等作物的效果显著。 2007 年，王昆等根据环保型蔬菜专用叶面肥配方设计的研究方法，优选出的配方能提高蔬菜产量，并且降低亚硝酸盐含量。 2008 年，韩效钊等对茶树进行了叶面肥试验，发现腐植酸类液体肥料具有易聚结、易沉降、不稳定等特点。 然而，杨喜福等通过大量试验研制出相对均质、稳定和易流动的腐植酸叶面肥。 我国的叶面肥在发展初期只是简单地把各种营养成分、生长调节剂、化学药物混合在一起，缺乏技术含量，方法粗陋，并且模仿西方国家、美国等发达国家的叶面肥，缺乏自主的研发成果。随着科学技术的进步，作为农业大国对肥料的需求是巨大的，传统肥料相对于现代化栽培的技术 逐渐显露出其缺陷与不足。鉴于人们对肥料成本更低、效果更好、作用更多以及更方便的要求，越来越多的科研人员投入到新型叶面肥的研制开发，国内的叶面肥成果也越来越多，但也存在着许多问题。小结 根据当今国内外肥料发展总趋势的要求，叶面肥发展趋势体现在以下方面： 绿色环保化 复合多功能化 天然化、自然