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硼素营养与硼肥

文字:[大][中][小] 2015-5-22    浏览次数:3236    

硼素营养与硼肥

         一、硼素的营养功能

        英国科学家Warington早在1923年就肯定了硼是植物必需的营养元素之一。尽管现在人们都承认硼是高等植物必需的营养元素,但到目前为止,关于硼在植物体内的确切生理作用还不十分清楚,还未证实硼与植物体内的酶有关。
      有关硼在植物生长发育中的作用,大致有如下几个方面:
    1、参与碳水化合物在植物体内的分配和运转:从研究中可以看到,缺硼的植物体内碳水化合物的代谢发生混乱,叶子中形成的碳水化合物运输不出去而大量积累起来,叶片增厚。
    2、促进分生生组织的生长:硼参与细胞壁的组成,可促进分生组织的迅速生长。植物缺硼,使根尖和茎生长点分生组织细胞的生长受到抑制,严重时生长点萎缩坏死。如果棉株严重缺硼,生长点萎缩,侧芽丛生,形成多头大簇。缺硼植物根系中咖啡酸和绿原酸有所累积,这种酸的累积可能是引起根系木质化的原因。缺硼的根尖生长停止,变褐、变形。硼对于根用作物和块茎作物(如甜菜、萝卜、马铃薯等)的产量和品质有着十分重要的意义。
     3、促进营养器官和生殖器官的生长:硼对于生长素(吲哚乙酸)的合成有着重要影响。硼素不足,植物体内的生长素含量便大大降低,以致营养器官的生长受到抑制。植物不同器官的含硼量以花中最多,花中又以柱头和子房为最高,因此,硼对生殖器官的发育至关重要。缺硼植物一个重要特征是不能形成或形成不正常的花器官,表现为花药和花丝萎缩,花粉粒发育不能健康进行。硼对花粉管的形成也是必要的,对花粉的萌发和花粉管的伸长具有刺激作用。陈家驹等人研究了油菜缺硼而引起"花而不实"的原因,结果证明,缺硼且能正常开花,但不能正常结实的油菜雌雄配子体发育完善,子房结构也完整,但由于缺硼柱头失去附着花粉的能力,药室壁被破坏而失去弹散能力,花粉粘结成块而萌发率低、因此造成油菜只能开花而不结籽实。这一结果有力地证明了硼对生殖器官生长的重要性。在农业生产中,除油菜出现"花而不实"症外,麦类的"不捻症"、棉花的"蕾而不花"、花生的"果而不仁"、果树落花落果等,也都是由于缺硼所致。
    4、促进早熟改善品质:据报道,硼对加速植物发育,促进早熟和改善品质也起着十分重要的作用。水稻和玉米施用硼肥,生育期提前,种子成熟可提早5天左右;棉花施硼,霜前花增多,产量和品质均有所提高;施硼小麦通过春化阶段的时间可以缩短;油菜施硼,可降低蛋白质提高脂肪含量;黄瓜、番茄施硼可提高维生素C含量;苹果、柑桔施硼可提高含糖量,降低含酸量等等。
     5、增强抗逆性:硼素含量的多少直接影响到作物的抗逆性和抗病能力。施硼能促进维生素C形成,维生素C的增加可提高作物的抗逆性。作物缺硼,抗逆性和抗病能力减弱,使一些作物易发生病害,如马铃薯疮痂病、甜菜心腐病、萝卜褐腐病、甘薯褐斑病、芹菜折茎病、亚麻立枯病、向日葵白腐病和灰腐病、菜豆炭斑病等。施硼可使作物的这些病害的发生率大大降低。

      二、硼失调症一般表现

     缺硼时,树体内碳水化合物代谢发生紊乱,糖的运转受到限制,茎、根生长点枯萎。叶绿素形成受阻,叶片黄化,早期脱落。
     花芽分化不良,顶芽和花蕾枯死,受精不正常,落花落果严重。果实生长中缺硼,可形成缩果病。
     硼过多时,叶尖叶缘出现灼伤状干枯,叶背发生褐色斑点或斑块。
根据作物对硼的敏感程度,大致可以分为以下三种情况:
     高度敏感:苜蓿、油菜、花椰菜、芹菜、三叶草、甜菜、苹果、葡萄、萝卜、甘蓝、向日葵、莴苣等。
     中度敏感:番茄、棉花、铃薯、烟草、胡萝卜、花生、桃、梨、板栗、茶等。
     敏感性差:大麦、小麦、燕麦、黑麦、亚麻、玉米、高粱、谷子、水稻、大豆、蚕豆、豌豆、黄瓜、洋葱、禾本科牧草等。

      三、我国土壤硼的含量分布

      植物吸收的硼主要来自土壤,土壤的含硼量对植物至关重要。土壤含硼量多少与成土母质、土壤类型及气候条件等有密切的关系。土壤中的硼可简单分为全量硼和有效硼。土壤全量硼是指土壤中所存在的硼的总和,包括植物可利用的硼和不能利用的硼两部分。土壤全硼量决定于含硼矿物存在量的多少。土壤有效硼是指植物可从土壤中吸收利用的硼,土壤有效硼除存在于土壤溶液中的水溶性硼外,还包括有机和无机胶体吸附的硼,因为这些吸附态硼一般都能被水所浸出,只是所需浸提的时间较长而已。因此,土壤有效硼主要是指水溶性硼。

      1、我国土壤全硼量

      据现有资料,我国土壤全硼量范围在0~500ppm之间,平均64ppm。我国土壤全硼量大致分布规律由北向南、由西向东呈逐渐降低的趋势。南方各类土壤的的平均含硼量除石灰岩土以外,都低于64ppm,北方各类土壤则高于或接近平均含量。-般富硼土壤分布于干旱地区,而低硼土壤则分布于湿润地区,此外盐土也富含硼。我国土壤硼含量最高地西藏地区,珠穆朗玛峰附近广泛分布的沉积岩和变质岩来源于海相沉积,土壤含硼量因而非常突出,其中原始高山草甸土的硼含量平均为154ppm,最高可达500ppm。西北黄土母质发育的土壤(如塿土、黑垆土、黄绵土等)全硼含量也较高,平均含硼80ppm。我国红壤地区全硼量最低,-般在50ppm以下。据不完全统计,我国土壤全硼量按土壤类型区分,除了西藏的珠穆朗玛峰地区的土壤以外,变幅一般在19~88ppm之间。我国土壤含硼量见表1。

 表1 我国土壤含硼量

土   类

含硼量(ppm)

平均含量(ppm)

   白浆土

         45~69

        63 

   棕 壤             

         31~92

        63           

   草甸土             

         32~72

        54          

   黑 土             

         36~69

        54           

   黑钙土             

         49~64

        50           

   暗棕钙土

         35~57

        42            

   褐 土             

         45~69

        63           

   塿土、黑垆土、黄绵土

         44~145

        88           

   红壤(华中)         

        <4~145       

        62           

   红壤(华南)         

                       

       痕迹~300        

    (包括部分滨海土壤)

        71           

                 

   砖红壤及赤红壤     

                       

          5~500         

    (包括部分滨海上壤)

        60           

                 

   黄 壤             

        10~150

        78           

   红色石灰土         

        20~200

        88           

   棕色石灰土         

        40~150

        87           

   紫色土             

        40~50

        45           

 

       2、我国土壤水溶态硼的含量状况

       就土壤对植物的供硼能力而言,不是以土壤全硼量来衡量,而是以土壤有效硼(水溶态硼)的多少来判断。我国土壤水溶态硼含量分布的趋势与土壤全硼量相同。各种类型土壤有效硼的含量相差很大。据现有资料,南方红壤有效硼含量最低,变幅为痕迹量至0.58ppm之间,平均0.14ppm。南方水稻土远低于北方水稻土,一般有效硼都低于0.5ppm。西北地区黄土母质发育的几种土壤,虽全硼量高,但有效硼含量较低,平均含量0.29ppm。内陆盐土和滨海盐土水溶态硼含量较高,尤其是内陆盐土更高。西藏阿里地区的内陆盐土有效硼含量最高达23 ppm之多。我国一些土壤有效硼含量见表2。


表2  我国一些土壤有效硼含量(ppm)

土壤类型及母质

采土地点

有效硼含量

平均含量

塿土(黄土母质)         

陕西关中地区

0.01~0.40

0.29

黄棕壤及水稻土(下蜀黄土)                    

江苏南部

0.02~0.22 

0.09

水稻土(湖积物)         

江苏南部

0.08~0.74 

0.28

黄潮土、盐化潮土、青黑土

(黄河、淮河冲积物)     

江苏北部

(徐州、淮阴地区)

0.38~1.73 

0.69

红 壤                  

江西、浙江、福建

痕迹~0.58    

0.14

砖红壤、赤红壤         

广东、云南、福建

0.02~0.35 

0.29

 

       我国缺硼土壤主要分布于南方红壤区,北方一些省市也有相当面省市耕地土壤硼素不足。我国部分省市耕地土壤缺锌(土壤有效硼小于0.5ppm)状况见表3。

 

表3  我国部分省(市、区)耕地土壤缺硼状况

省(市、区)

缺硼土壤 (%)

土壤有效硼平均含量(ppm)

 湖北       

   91.1    

   0.33(0.04~4.24)

 湖南       

   98.7    

   0.204(0.05~0.47)

 江西       

   98.5    

   0.15                

 福建       

   100.0   

   0.27                

 四川(盆地) 

   96.1    

   0.23(0.01~1.61)

 上海       

   50.7    

       (0.09~2.38)     

 河南       

   96.0    

   0.25                

 贵州       

   77.5

   稻田0.38 旱土0.36 

 云南(大理) 

   88.7    

   0.261(痕迹~2.36)   

 吉林       

   60.0   

   0.51(痕迹~1.70)   

 北京       

   42.0    

   0.65(痕迹~3.80)   

 辽宁       

   87.7    

                         

 首肃       

   32.5    

   0.78(0.01~9.20)

 陕西       

   89.0    

   0.30(0.04~1.98)

 河北       

   65.6    

   0.50(0.02~9.83)

 山东       

   65.1    

   0.48(0.04~6.79)

 山西       

   77.2    

   0.40(0.07~2.42) 

 宁夏(灌区) 

   9.4     

                         

 安微(徽州) 

   96.0    

   0.13                

 (江淮丘陵) 

   100.0  

0.13                

 

      根据土壤中水溶态硼含量,以1:10,000,000比例的土壤图为底图,按各土类的水溶态硼含量填制成我国土壤水溶态硼含量图,再缩制成缺硼土壤分布图。由图2可知我国缺硼土壤的面积很大,分布地区很广。
       植物缺硼的临界含量为0.5ppm。少于0.5ppm时为缺硼,缺硼敏感的农作物对硼可能有反应。少于0.25ppm时将严重缺硼,农作物可能有可见的症状。
       我国土壤中的水溶态硼含量在西部和东部有显著的差异,因而可以区分成两个地区,一个是西部的内陆地区,含量比较丰富或者十分丰富,另一个是东部地区,是低硼和缺硼地区。我国的缺硼土壤可区分成两种类型,第一种类型的缺硼土壤不论全硼和水溶态硼含量都很低,常属于严重缺硼土壤,分布于我国南方和东南方,即广东、福建、江西南部、浙江西部和南部等地,包括花岗岩和其他酸性火成岩、片麻岩、砂岩等成土母质发育成的各种土壤,像砖红壤、赤红壤、红壤、黄壤等。第二种类型的缺硼土壤是黄土和黄河冲积物发育的各种土壤,像绵土、塿土、黄潮土等。黄土母质的全硼含量中等,所含的硼主要存在于电气石中,不容易风化和释放,由黄土发育而成的土壤中水溶态硼因而偏低。黄河冲积物发育的各种土壤有类似的情况。黄河流经黄土高原,携带大量冲积物到下游,华北平原就是由黄河冲积物淤积而成,所以这一类型的缺硼土壤主要分布于黄土高原和华北平原。不过在这些土壤中假若含有盐分时则水溶态硼会十分丰富。
       此外,含有大量有机质而且排水不良的草甸土和浆土,也属于缺硼土壤,分布于黑龙江中部和东部以及内蒙古东部。在大别山脉南北两麓例如湖北的东北部和河南的东南部,片麻岩分布十分广泛,所形成的土壤往往缺硼。这些土壤都是典型的缺硼土壤。硼肥效果显著。类似的情况估计还会陆续的发现。
      3、影响土壤有效硼的因素
     土壤中难溶性的含硼矿物,经过缓慢的风化作作可以释放出有效硼,有效硼也可以在-定条件下较化为果树难以利用的硼。影响土壤硼有效性的因素很多,归纳起来主要有以下几点:
      土壤酸碱度(PH值):土壤PH4.7~6.7之间,硼的有效性最高,水溶性硼与PH值成正相关。但PH7.1~8.1之间,硼的有效性降低,水溶性硼与PH值成负相关。现已证明,土壤中硼的有效性主要受吸附固定的影响,而吸附固定又与土壤PH密切相关,酸性土壤中硼的有效性高,但容易淋洗损失,施用大量石灰,硼的吸附固定增加,会产生诱发缺硼。
     土壤有机质:有机物质多的土壤有效性硼较多。因为与有机物结合或被有机物所固定的硼,有机物分解后释放出来,对酸性土来说,有机物使硼固定可避免淋失,起了保护作用,有机物矿化后又会增加有效性硼。对于石灰性土壤来说,有机物对硼有效性的影响不及土壤PH值的影响明显。
     气候条件:干旱使土壤中硼的有效性降低,一方面是由于有机物的分解受到影响而减少硼的供应,同时,干旱地区的固定作用增强,温度愈高愈甚,从而降低水溶性硼的含量。湿润多雨地区,常由于强烈的淋洗作用而导致硼的损失,降低有效硼的含量,特别是轻质土壤尤为明显。
     土壤质地:土壤质地影响硼在土壤中的移动。在轻质土壤上硼易遭淋失,使水溶性硼减少;而在粘质土壤上,由于粘粒的吸附作用,能保持较多的有效硼,因此,在其他条件-致的情况下,轻质土壤的有效硼含量常少于粘质土壤,缺硼往往出现在轻质土壤中。

      4、土壤诊断

     土壤中有效硼的含量是果树缺硼或不缺硼的重要依据之一。因此。可以通过化验土壤有效硼的含量来了解果树缺硼状况。
      土壤有效硼的丰缺,一般可为分:
         <0.250ppm很低
         0.25~0.50ppm低
        0.50~1.00Ppm中等
        1.00-2.00Ppm高
          >2.00ppm很高
      土壤有效硼0.5ppm可作为一般作物的缺硼临界指标。对一般作物来说,土壤有效硼小于0.5ppm,可视为缺硼,大于0.5ppm为不缺硼,土壤有效硼小于0.25pprn。可视为严重缺硼。但是,土壤和作物条件不同,其临界指标可在0.5ppm上下变动。
       土壤有效硼超过一定数量,可使作物中毒,一般土壤有效硼超过1ppm有发生中毒的可能性。美国加里福尼亚大学农业推广服务中心(1969年)提出适宜和中毒的指标如下:
       0.5ppm一一对所有作物均安全;
        1ppm一一对敏感作物出现伤害;
       土壤种类不同,中毒的临界浓度相差很大。如酸性土有效硼1.2ppm就可能使作物中毒.而石灰性土壤有效硼3ppm作物仍不中毒。

      四、硼肥的主要品种

我国目前施用的硼肥主要是硼砂,其次是硼酸和硼泥,其他硼肥较少,硼镁肥由于制作方法不同,其中的成分含量也有些不同。硼泥是工业废料,其成分含量也不相同。现将主要硼肥品种列于表4。

表4  硼肥的成分与性质

名   称

分子式或成分

含硼(%)

溶解性(在水中)

适用范围

硼 砂

Na2B4O7·10H2O

11

在40℃水中易溶

基肥 追肥 种肥

硼 酸

H3BO3

17

易溶

基肥 追肥 种肥

硼 泥

含B、Mg、Ca等

0.5~2.0

 部分溶

基肥

含硼玻璃肥料

——

2~6

不 溶

基肥

硼镁肥

含B、Mg(Ca)

0.5~1.0

部分溶

基肥 追肥

十硼酸钠

含B

21-23

极易溶于冷水

叶面喷施

颗粒硼肥

含B

15

缓释

基施肥

 

 

 

 

 

 

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