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土壤施肥污染用防治措施二

来源:www.sdjinlongzhu.com 发布日期:[2017-12-21 17:15] 浏览:|

  高度灰化土,排水良好的石灰性土壤

  一般在PH过高的石灰性或碱性土壤上常会出现磷、铁、锌、锰、铜、硼等营养元素的缺乏;在PH过低的酸性土壤上常会出现磷、钾、镁、钙、锌、铝、硼、硫等营养无素的缺乏。土壤理化性状不良,如土体僵实、有障碍层、地下水位高、平整土地引起的土层混乱、土壤质地偏轻、阳离子代换量小等,都容易对作物造成营养元素缺乏的危害。不良的气候条件如低湿、多雨或少雨等也会降低土壤中营养元素的有效浓度而危害作物。

  1.2 施肥不合理使土壤营养元素比例不平衡导致的某些营养元素相对缺乏 作物体内的正常代谢要求各种营养元素浓度保持相对的平衡,否则会导致代谢紊乱使作物受危害。一种营养元素过量时,常会抑制另一种营养元素的吸收和利用,这就是营养元素间的“拮抗”现象。在营养元素间,这种现象相当普遍,因此,当施肥不合理使某种营养元系严重过量时,这种拮抗现象就会导致其它某种营养元素的缺乏。生产实践中较常见的拮抗现象有磷一锌、磷—铁、钾—镁、铵-钾、氮—硼、氮—锌、钙—硼、铁—锰等。有关拮抗的机制比较复杂,主要是通过抑制吸收或阻碍运转引起的。

  1.3 作物营养遗传特性的差异 表6—3列出了不同作物在同一标准营养液中培养20天后的地上部营养元素的含量。由表6—3可见,各种作物的地上部营养元素含量差异很大,在8~15种作物所含的9种营养元素中,变异系数最小的也达24%,最大的高达221%。这说明作物遗传特性的差异使不同作物之间和同种作物不同品种之间的营养特性差异很大。因此,在一定营养元素含量水平的环境条件下,那些对某种营养元素需求较高的作物可能会受到营养缺乏的危害。

  各种作物苗期地上部养分含量比较

  (营养液养分浓度:P 10,K 80,Na 46,Ca 80,Mg 48,Fe 2,Mn 1,Zn 0.2,Cu 0.01,营养时间:20天)2 营养缺乏对农作物生长的影响

  2.1 作物的必需营养元素 作物的必需营养元素应同时具备以下三个条件:①该元素缺乏时作物生长发育发生障碍,不能完成生命循环。②功能专一般。缺乏时作物会发生特有症状,只有补给所缺元素才能使作物恢复正常。③直接而不是间接地参与生理代谢。目前确定的作物必需营养元素有17种,且碳(c)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、 钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)、铁(Fe)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、硼(B) 氯(Cl)、镍(Ni)。前9种称大量元素,作物对其需要量大,一般占其干重的干分之几到十分之几;后8种称微量元素,作物对其需要量极小,一般只占其干重的百万分之几到万分之几。大量元素中的氮、磷、钾在土壤中的含量低,一般不能满足作物生长需要,因而是农业生产中最受注意的元素,被称为“肥料三要素”。

  必需营养元素的功能一是作为植物体的构成成分,用于构成有机体的骨架;二是作为维持生命代谢所需各种酶的组成分或活化剂。大量元素多属于前一类,而微量元素多属于后一类。

  2.2 营养缺乏对作物生长的影响 在作物所需的应17种必需营养元素中,碳、氢、氮主要以二氧化碳和水的形式从大气或土壤中获得的。其它元素基本上都是从土壤中吸取的,因此易于造成缺乏,影响作物生长。

  氮缺乏时,作物体内蛋白质和叶绿素的合成都减少。细胞分裂减缓、生长势降低,植株矮小,叶片呈黄绿色或黄色。叶色失绿常从老叶开始、逐惭扩展到整个植株。

  磷缺乏时,作物体细胞分裂增殖受阻、生长停滞、植株瘦小,分枝或分蘖(禾本科植物)减少,叶子变小变窄,叶片、茎叶常积累较多的花青素而呈紫红色,成熟延迟。

  钾缺乏时,作物体内各种低分子量可溶性淀粉、蛋白质含量降低,抗病、抗虫、抗倒伏能力下降。在形态上的特有症状是,叶片尖端及叶边缘先发黄,进而变褐直至于枯烧灼状,同时黄化向脉间逐步展开并发生褐色斑点。一般情况下,症状先从老叶开始后向新叶扩展。

  钙缺乏时,作物体新生组织生长点如根尖和顶芽会畸奇形坏死,一些禾本禾科植物幼叶粘连,不能正常展开。症状一般只出现在新生组织上。

  镁缺乏时,叶绿素形成减少,作物叶片褪绿黄化或白化,但叶脉残留绿色,形成网纹(双子叶植物)或条纹(单子叶植物)花叶,有时还可能呈淡红色或紫红色。症状一般先出现在老叶上,而且常在作物生长的中后期出现。

  硫缺乏时,作物体常表现出与缺氮相似的症状。即叶绿素含量降低、叶色褪淡、发黄。有时也出现紫红色。其症状在水稻、麦类作物上老叶比新叶明显,但在柑桔、烟草、棉花上则新叶为主。

  铁缺乏时,作物体叶绿素合成受阻。叶片失绿,叶肉组织褪绿黄化,叶脉残留绿色,双子叶植物形成网状花纹,单子叶植物形成黄绿相同的条纹。症状一般发生在新生叶片上。锰缺乏时,作物体失绿并发生竭色坏死斑。症状与缺铁类似,但褐色程度通常比缺铁轻,斑纹色度不均匀,界线不如缺铁时清晰。

  铜缺乏时,生长矮化、幼叶变形,顶端分生组织坏死,幼叶黄化。禾谷类作物分蘖和双子叶作物侧枝增加,不能结实。

  锌缺乏时,双子叶作物节间缩短、生长矮化(“蔟生病”),叶片明显变小(“小叶病”)、失绿。禾谷类作物叶片上常出现沿中脉的失绿带与红色斑状褪色现象。

  钼缺乏时,作物叶片明显缩小并呈不规则形状,即所谓“鞭尾”状。生长不良,植株矮小,叶片失绿、枯萎以致坏死。叶片失绿症状因作物种类不同而异,如柑桔叶呈斑点状失绿;豆类作物全叶呈黄绿色;有些作物叶片呈不规则形失绿。

  硼缺乏时,生长点坏死、花粉发育不健全,主根和侧根的伸长受抑制或停止,根系呈短粗丛枝状。新叶蛋白质含量下降而可溶性氮化物尤其是硝酸盐累积,顶芽和最幼叶片上明显褪色并死亡,节间缩短,植株呈丛状或莲座状。种子和果实减产或绝收。

  氨缺乏时,作物叶片、尤其是叶缘发生萎蔫,根的伸长强烈受到抑制但却促进短侧根的形成,使根系呈残梗状。植株中蛋白质合成受阻或降解,某些氨基酸和酰胺含量异常高,抗逆境能力减弱。

  小麦上有关元素缺乏症状描述见图6—4。

  另外,还有硅(Si)、硒(Se)、钠(Na)、钴(Co)、镍(Ni)、铝(Al)等元素。虽然迄今未被证实是一般植物所必需的,但对某些作物的生长、生育有促进作用,被称为有益元素。3 农作物对营养缺乏的抗性

  基因(gene)是控制生物生长发育性状的基本遗传单位,也控制着植物对营养缺乏的抗性。作物对元素缺乏的抗性,即当组织中某一养分离子浓度低于缺乏临界浓度时,作物体内一些重要的生命代谢受伤害相对较小的能力。

  已有许多研究结果表明,在相同条件下生长的不同作物品种对营养缺乏的抗性不同。抗营养缺乏的基因型可以高效地利用土壤和肥料中的养分,每单位养分所形成的经济产量或生物学产量较高。这种作物或作物品种被称为“养分高效基因型”。从抗性形成的生理机制分析,主要有逃避机制和忍耐机制两类。作物对营养缺乏的抗性生理机制大多是逃避机制。这种机制是比较进化的抗逆性,主要表现在作物对养分的吸收、运输和利用过程中(图6—2),对养分的吸收及有效利用能力较强。抗性强的基因型可避免组织中某一养分离子浓度过低的危害。

  当营养缺乏时,根系较大的作物基因型能更好地避免地上部养分浓度过低的危害。这种增大根系来适应营养缺乏的能力在很大程度上依赖于植物的生长状况,即抗性植物百必须很早就接收到增大根系的初始信息,这一信息应在营养缺乏使光合作用受到抑制之前就接收到。非抗性植物无根系明显增大适应营养缺乏的反应可能是由于信息接收得太迟或根本没有接收到信息的缘故,这种信息可能是激素,也可能是通过韧皮部运往根中的营养元素的数量。具有抗性的基因型品种改变根际物理、化学和生物学性状的能力较强。这主要是由于在营养缺乏时根系向外分泌质子的能力和根分泌物的组成数量不同所致。一方面根分泌物可改变根际PH值或氧化还原条件,通过螯合使用和还原作用增加铁、锰、磷等养分的溶解度和移动性,促进作物对其吸收和利用。另一方面,根细胞原生质膜的透性及膜上还原酶的活性也随着营养缺乏而发生一系列变化,这些变化有助于根系对根际环境中养分的活化及吸收。作物对营养缺乏逃避的控制机理位于根系中。用不同基因型果树幼枝和砧木所做的嫁接枯验以及用大豆所做的嫁接试验都证明了这一点。忍耐机制是一种比较原始的抗逆性。也是作物抗营养缺乏的另一重要机制。其表现是当养分在活性组织或细胞中浓度较低的情况下,作物正常生长和新陈代谢所受的影响不大。即使在植株养分浓度明显较低时,对养分缺乏的抗性强和代谢效率高的作物也能得到较高的产量。

  4 作物营养缺乏的诊断和防治

  4.1 作物营养缺乏诊断的方法、内容和步骤

  4.1.工常用诊断方法

  (l)形态诊断形态诊断的原理是依据作物缺乏某种营养时某些特有症状来判断作物缺乏的营养元素。由于元素在作物体内的移动性不同,症状出现的相应部位就不同。容易转移的元素如氮、磷、钾、镁等缺乏时,最初症状总是在老叶上出现;而不易转移的铁、硼、钙等缺乏时,最初症状常常在新生组织上出现。营养元素的生理功能不同,形成的症状也就不同。铁、镁、锰、锌、铜等直接或间接与叶绿素形成或与光合作用有关,缺乏时一般都出现叶片失绿症;而磷、硼等和糖的转运有关,缺乏时糖类容易在叶中滞留并形成花青素而表现紫红色;硼又与花粉及花粉管发育有关,缺乏时不能正常受精而出现“花而不实”;缺钙和缺硼时,生长点常萎缩、死亡,缺锌时则形成“小叶病”等。

  形态诊断法完全凭视觉判断、不需专门的仪器设备,简单方便,但是在作物缺乏某种元素而不表现典型症状时容易误诊,所以还需配合其它方法。形态诊断中也可以利用一些指示植物判断其所生长的土壤中队指示元素的缺乏。指示植物对某种元素的缺乏特别敏感,在土壤中某种元素不足时,它首先出现缺乏症状。

  (2)化学诊断化学诊断的原理是通过化学分析测定植物、土壤的营养元素含量,与事先经过试验研究拟定的营养元素缺乏的临界含量比较,或者以异常情况和正常情况下同时采样分析的结果直接比较而判断营养元素是否缺乏。一般用植物分析的结果所做的诊断最可靠。用土壤分析结果所做的诊断不如用植物诊断的结果可靠。化学诊断的具体方法有三种,一是植株组织速测诊断;二是叶片分析诊断;三是土壤分析诊断。

  (3)施肥诊断袋 施肥诊断的原理是根据以施肥方式供应可能缺乏的元素肥料时,被试验作物的反应来判断所施营养元素是否缺乏。施肥诊断的具体方法主要有:①叶片喷涂可能缺乏元素肥料试验法;②叶脉注射(浸渍)可能缺乏元素肥料试验法(图6—3) ;(3)田间单一元素对比施肥试验法;④田间混合元素肥料抽减可能缺乏元素试验法;⑤田间长期肥料定位试验法。(4)生物培养诊断 生物培养诊断的原理是利用对某种营养元素敏感的生物(高等植物或微生物)的指示作用,以相对少量的供试土壤进行指示生物培养,根据指示生物的生长状况或生长量判断供试土壤是否缺乏指示植物所指的营养元素。

  常用的生物培养诊断具体方法主要有:①黑曲霉(AsPergllus Niger)培养法诊断土壤钾、镁、钼、铜、钙、锰等的含量状况;②油莱幼苗培养法诊断土壤磷含量状况;②向日葵培养法诊断土壤硼含量状况。(5) 叶色诊断叶色诊断的原理是利用叶面颜色变化与作物营养元素含量的对应关系。根据叶面光学特性判断是否缺乏某种营养元素,这种方法仅用于对同一作物是否缺乏氮素的判断。

  叶色诊断的具体方法主要有:①模拟作物叶色制成色级色卡作为叶色比较标准,用于氮营养的诊断;②利用叶色对光波的反射特性(反射率)判断氮的营养状况。

  (6)酶学诊断酶学诊断的原理是根据某种元素的缺乏程度与缺乏这种元素的作物体内有关酶含量或活性的相关性,用酶的含量或活性判断相应营养元素是否缺乏。此外。植物显微结构显微化学的方法,原子示踪法及电子探针等等,都可作为营养元素诊断的辅助手段。

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