锰肥的特性及其施用技术

锰肥的特性及其施用技术锰是必需的营养元素，1928年通过对小麦、豌豆、燕麦、番茄等试验证明，锰对多种作物有增产效果。美国和澳大利亚等一些国家的石灰性土、碳酸盐土和灰钙土上普遍缺锰，施用锰肥对燕麦、糖用甜菜、棉花、果树、蔬菜和豆科牧草等作物有良好效果。20世纪50年代末我国开始锰肥的试验研究，证明在石灰性土壤上施用锰肥对许多作物都有一定的增产效果。显然，锰在植物营养中起着重要生理作用。一、锰的生理作用锰以二价离子态(Mn2+)被植物吸收。在植物体内锰有两种形式:一是以Mn2+形态进行运输；二是以结合态，锰与蛋白质结合，存在于酶及生物膜上。锰在植物体内再利用的程度较差，因此缺锰症状首先发生在幼叶。钙、镁、铁、锌等阳离子都影响植物对锰的吸收和运转。反之，锰也会妨碍植物对这些阳离子的吸收。锰有价态变化，在植物体内积极参与代谢中的氧化还原过程。锰是许多酶的活化剂，并且通过这种作用间接参与各种代谢过程。车孟直接参与光合作用锰参与光合作用中水的裂解和放氧(O2)系统。因此，植物缺锰首先影响光合作用和放氧过程。锰有维持叶绿体膜正常结构的作用。在叶绿体的基粒片层(类囊体)中，锰以键桥的形式固定在双层膜的内膜上。植物缺锰时，叶绿体结构受到显著损害，叶绿素含量减少，致使光合作用不能正常进行。锰是多种酶的活化剂最近的研究表明，锰是30多种酶的活化剂和3种酶的组成成分。所以锰与呼吸作用、糖类的转化和生长素的合成、降解等都有密切关系。锰调节氧化还原作用在植物体内锰有价数变化.即Mn2+和Mn4+相互转化。与铁互相配合，共同调节植物体内的氧化还原电位和氧化还原过程。当锰呈Mn4+时，它可使植物体内Fe2+氧化为Fe3+或抑制Fe3+还原为Fe2+，减少植物体内有效铁的含量。所以，植物体要求有一定的Mn/Fe含量比。车孟参与氮代谢在氮代谢过程中，锰是亚硝酸还原酶和羟胺还原酶的组成部分，因而参与植物对硝酸的还原和同化作用，缺锰时植物体内常有硝态氮积累。锰亦是谷氨酰胺转移酶、核糖核酸聚合酶、精氨酸酶、脯氨酸肽酶等许多酶的活化剂。所以，锰既能促进氨基酸合成肽键，有利于蛋白质的合成，也能促使肽键水解而形成氨基酸，然后输送到新生组织再合成蛋白质。此外，锰对种子萌发、幼苗生长、花粉管的发育、幼龄果树提早结果、维生素C的形成以及增强植物茎的机械强度等均起一定作用。二、作物的缺镒症状作物缺锰时，首先在新生叶脉间失绿黄化，而叶脉和叶脉附近仍保持绿色，脉纹较清晰。严重缺锰时，叶面脉间出现黑褐色细小斑点，进而斑点增多扩大，遍及整个叶片。不同作物缺锰的症状及易发部位有所不同。大、小麦缺锰症状苗期植株黄化，叶脉间退绿形成条纹花叶，并于叶脉间出现褐色斑点，逐渐斑点扩展连成线状或片状，直至枯死。常于离叶基1/3〜1/2处背折下垂，使株形披散纷乱。在拔节到幼穗分化期症状表现最典型，分麋少，生育停滞。水稻缺锰症状从叶尖开始向叶的基部发展，形成失绿条纹，叶基部变褐色，严重时坏死，新生叶宽短，呈淡绿色，植株矮小。甜菜缺锰症状生长初期叶片直立，呈三角状，叶脉间严重失绿，称为黄斑病。叶缘向内卷缩，严重缺锰时叶片坏死。葡萄缺锰症状多发生在开花后，缺锰时叶脉间失绿黄化，果实着色不一致，葡萄串中常夹杂青粒，光泽较差。作物缺锰最典型的是豌豆杂斑病、燕麦灰斑病、甜菜黄斑病。缺锰还可加重块茎疮痂病，苹果树缺锰表现为粗皮病等。一些作物如番茄、谷类作物、甘蓝、甜菜、菠菜、李子、草莓等缺锰首先出现在老叶；而另一些作物如亚麻、马铃薯、烟草、棉花、柑橘、可可等则在幼叶上首先出现缺锰症状。三、土壤中的锰及其有效性土壤中的锰来源于成土母质。在地球岩石圈中锰的平均含量约1000mg/kg，土壤中锰的平均含量为850mg/kg；我国土壤锰的平均含量为710mg/kg。一般红壤全锰含量高，有效锰也较高，而石灰性土壤则较低。土壤锰的含量还受成土过程的影响。我国淋溶作用较强的黄壤含锰量很低。土壤中的锰大部分不能直接被作物吸收利用，锰在土壤中的存在形态及其有效性是不同的。水溶态锰水溶态锰指土壤溶液中的锰，大部分是Mn2+，还有锰的无机和有机络合物，如、MnCl+、MnOH+等。代换态锰代换态锰为土壤胶体吸附的锰，主要是Mn2+，很易被其他离子代换，供植物根系吸收利用。易还原态锰易还原态锰为矿物态锰中粒子较细、结晶较差的锰易受外界条件的影响而还原，对作物有一定的有效性。有机态锰有机态锰指和土壤有机质结合的锰。其中包括水溶态锰中的有机络合锰。有机态锰一部分为水溶性，可直接被植物吸收，还有一部分为非水溶性，当有机物分解后释放出锰供植物利用。矿物态锰矿物态锰指存在于土壤矿物结晶中的锰。主要的含锰矿物是软锰矿(MnO2)、黑锰矿(Mn3O4)和褐锰矿(Mn2O3)等。矿物态锰溶解度小，不能直接为作物吸收。上述五种形态的锰在土壤中处于互相转化之中，转化方向决定于土壤pH值、氧化还原电位、氧化锰的水化和脱水作用、土壤有机质和微生物活动。在酸性土壤中，大量的锰呈水溶态和代换态存在。而在质地较轻、排水良好的中性土壤中，细菌把Mn2+氧化成不溶性的Mn3+。如果pH>8,则大部分形成MnO2・nH2O,经脱水老化后，几乎不再参与锰的转化。因此，缺锰发生在碱性土壤，而锰毒害发生在酸性土壤。同时，土壤有机质的分解可释放出Mn2+，而其分解产物能促进高价锰氧化物还原成Mn2+；通气不良的土壤和微生物分解有机质时产生的还原条件也有利于Mn2+的形成。土壤中各种形态的锰对植物的有效性是不同的。水溶态锰和代换态锰对植物是有效的，有机态锰部分有效，矿物态锰大多是无效的，有的有效，如Mn2O3・nH2O是三价锰的氧化物，易于在短期内还原成Mn2+，能被植物利用，称为易还原态锰。水溶态锰、代换态锰及易还原态锰都对植物有效，所以三者总称为活性锰，即：活性锰=水溶态锰+代换态锰+易还原态锰。在测定中，常用1mol/L醋酸铵(NH4Ac，pH=7)提取土壤代换态锰(包括水溶态锰)；1mol/LNH4AC+0.2%对苯二酚溶液提取易还原态锰，实际上就是活性锰。据刘铮等试验，代换态锰的临界值为2〜3mg/kg，易还原态锰的临界值为100mg/kg。在农业生产上也常用土壤有效锰的含量来衡量土壤锰的有效性。一般采用0.005mol/LDTPA(二乙三胺五醋酸)+0.01mol/LCaCl2+0.1mol/LTEA(三乙醇胺)的混合溶液(pH=7.3)提取土壤中的锰，通称为DTPA-Mn，代表土壤有效锰，DTPA-Mn的临界值为7mg/kg，边缘值为7〜9mg/kg。四、 镒肥的品种及性质锰肥品种有硫酸锰、碳酸锰、氯化锰、氧化锰；另外还有含锰玻璃肥料及含锰工业矿渣等。其中氯化锰价格较贵，碳酸锰等其他锰肥难溶于水。所以，目前在农业生产中最常用的锰肥是硫酸锰。硫酸锰，分子式为MnSO4-3H2O，含锰量26%〜28%，呈粉红色结晶，易溶于水，能直接被作物吸收利用。五、 镒肥的有效施用与肥效施用锰肥的效果与土壤有效锰含量、作物种类和锰肥施用技术有密切关系。1.土壤有效锰含量土壤中含有较多的锰、作物缺锰多数是由于不良的土壤条件使土壤中的有效态锰转化成为不能被作物吸收的难溶态锰而引起的。一般碱性、质地轻、通透性好的石灰性土壤，碱性的海涂地，有机质少的砂土、冲积土和氧化还原电位高的土壤，以及过量施用石灰的酸性土壤和微生物固定锰等，均能使土壤中的有效态锰含量降低，导致作物缺锰。一般认为土壤有效锰(DTPA-Mn)<5mg/kg时为极低，施用锰肥效果显著；土壤有效锰在5〜9mg/kg为低，施用锰肥有效；土壤有效锰大于9mg/kg时，施用锰肥增产效果不稳定。也有以代换态锰3mg/kg和活性锰100mg/kg作为土壤缺锰的临界值，低于此值时，施用锰肥有效。作物种类根据各种农作物对缺锰的敏感性和对锰肥的需要情况可分为三类。⑴对缺锰敏感和需锰量多的作物如燕麦、甜菜、小麦、马铃薯、大豆、豌豆、洋葱、莴苣、菠菜、芜菁、柑橘、苹果、烟草、桃、葡萄等。需锰量中等的作物如大麦、玉米、三叶草、芹菜、萝卜、胡萝卜、番茄等。需锰量较少的作物如苜蓿、花椰菜、包心菜等。一般豆科作物对锰的需要量比禾本科作物多。把对缺锰最敏感的燕麦、甜菜、苹果、桃、葡萄等作为判断土壤供锰水平的指示作物。对缺锰敏感和需锰量多的作物，施用锰肥效果明显。一般作物含锰量在20〜500mg/kg时生长正常，当作物含锰量＜20mg/kg时就容易发生缺锰症状，需要施用锰肥。锰肥的施用技术易溶的硫酸锰既可用作基肥，也可用作种肥或叶面喷施。其他难溶的缓效性锰肥或含锰矿渣只宜作基肥。⑴基肥施用硫酸锰每亩1〜2kg，混入干细土或有机肥料或酸性肥料后施用，可以减少土壤对锰的固定、提高锰肥效果。难溶性锰肥适宜作基肥，在土壤中逐渐释放出锰供作物吸收，效果常胜过硫酸锰。采用条施或穴施和深施覆土可提高锰肥效果。作种肥时，应把锰肥与种子隔开。⑵种子处理包括浸种和拌种。浸种，用0.05%〜0.10%的硫酸锰溶液与种子的比例为1：1，浸种12〜24h，捞出阴干即可播种。当土壤干旱时。浸种会降低出苗率，拌种较为安全。拌种，每千克种子用2〜4g硫酸锰。先将锰肥用少量温水溶解，然后均匀地喷洒