中微量元素肥料發(fā)展的必要性及其前景分析(共9頁(yè))

1、中微量元素肥料發(fā)展(fzhn)的必要性及其前景分析早在1997年，中國(guó)科學(xué)院邀請(qǐng)了來(lái)自中國(guó)科學(xué)院、農(nóng)業(yè)(nngy)部、化工部、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院和上海農(nóng)業(yè)科學(xué)院等單位的13位專(zhuān)家組成了“我國(guó)農(nóng)業(yè)(nngy)持續(xù)發(fā)展中的肥料問(wèn)題和對(duì)策”咨詢(xún)組，由李慶逵、朱兆良、于天仁3位院士牽頭，針對(duì)當(dāng)時(shí)我國(guó)化肥數(shù)量不足，氮、磷、鉀比例和品種結(jié)構(gòu)不合理，化肥利用率低，新型肥料發(fā)展不平衡等問(wèn)題，進(jìn)行了深入系統(tǒng)的調(diào)查研究，并廣泛征求了全國(guó)有關(guān)科研單位及大學(xué)從事土壤肥料研究專(zhuān)家的意見(jiàn)，形成了“我國(guó)化肥面臨的突出問(wèn)題及建議”報(bào)告并向國(guó)務(wù)院匯報(bào)，由此掀起了低碳農(nóng)業(yè)、新型肥料研究和開(kāi)發(fā)熱潮，其中中、微量元素肥料的研制和推廣日益

2、引起人們的關(guān)注和重視。但目前人們考慮的只是局部地區(qū)中、微量元素的缺乏，如不進(jìn)行適當(dāng)?shù)难芯亢图皶r(shí)預(yù)報(bào)，在不久的將來(lái)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，中、微量元素的缺乏將擴(kuò)展到更大的范圍，從而更廣泛、更復(fù)雜地限制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。1土壤中中、微量元素含量狀況土壤中中、微量元素含量與成土母質(zhì)和土壤類(lèi)型有關(guān)。關(guān)于土壤中中、微量元素的含量，各國(guó)積累了大量的資料。這些資料表明：各微量元素含量的變幅很大，100倍的差異是很普通的，有時(shí)可超過(guò)1000倍。植物中中、微量元素含量過(guò)高通常出現(xiàn)在該元素富集的土壤或污染地區(qū)，或者過(guò)量施用微量元素肥料的田塊。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界缺乏微量元素的土壤面積達(dá)25億hm2。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織在1982年對(duì)

3、30多個(gè)國(guó)家的土壤調(diào)查(dio ch)結(jié)果表明：微量元素營(yíng)養(yǎng)缺乏比預(yù)想的更廣泛，中、微量元素營(yíng)養(yǎng)問(wèn)題在今天還是局部，但不久的將來(lái)會(huì)變得更嚴(yán)重、更普遍。美國(guó)通過(guò)多次全國(guó)性土壤中、微量元素調(diào)查發(fā)現(xiàn)：30多個(gè)州缺錳，44個(gè)州缺硼，43個(gè)州缺鋅。澳大利亞缺微量銅、鋅、鉬的土壤總面積達(dá)3億hm2。中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所對(duì)全國(guó)土壤微量元素鋅、硼、錳、鉬、銅、鐵的含量進(jìn)行了調(diào)查，結(jié)果表明：我國(guó)大部分地區(qū)都存在不同程度的微量元素缺乏，土壤中微量元素處于“中度(zhn d)缺乏”的狀態(tài)。我國(guó)中、低產(chǎn)田占總耕地面積的70%以上，其中大部分存在中、微量元素缺乏的問(wèn)題，缺少微量元素鐵、銅、鉬、硼、錳、鋅的耕地分別占

4、5.0%，6.9%21.0%，46.8%34.5%和51.5%。針對(duì)性地施用中、微量元素肥料(filio)，不僅可充分發(fā)揮中、微量元素肥料的經(jīng)濟(jì)效益，而且可作為提高中、低田產(chǎn)量的有效技術(shù)措施。2中、微量元素對(duì)作物的作用植物中含量為0.1%0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的元素稱(chēng)為中量元素，鈣、鎂、硫3種元素在植物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.5%，0.2%和0.1%，故被列為中量元素。最近研究發(fā)現(xiàn)：硅是繼氮、磷、鉀之后的第4大必需元素，也被列人中量元素范疇。含量介于2 x10-7-2 xlO-4 mg/kg的元素統(tǒng)稱(chēng)為微量元素，植物必需的微量元素有鋅、硼、錳、鉬、銅、鐵、氯7種。作物的生長(zhǎng)發(fā)育需要吸收各種營(yíng)養(yǎng)，但

5、決定作物產(chǎn)量的是土壤中那個(gè)相對(duì)含量最少的有效植物生長(zhǎng)因素，產(chǎn)量在一定限度內(nèi)隨這個(gè)因素的增減而相應(yīng)變化。因存在此限制因素，即使繼續(xù)增加其他營(yíng)養(yǎng)成分也難以提高作物的產(chǎn)量。近I00多年來(lái)，氮、磷、鉀化肥的施用量急劇增加，而隨作物帶走的中、微量元素養(yǎng)分卻沒(méi)有得到系統(tǒng)補(bǔ)給，所以，目前缺乏中、微量元素的土壤越來(lái)越廣泛，問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重。中、微量元素大多是植物體內(nèi)促進(jìn)光合作用、呼吸作用以及(yj)物質(zhì)轉(zhuǎn)化作用等的“酶”或“輔酶(f mi)”的組成部分，在植物體內(nèi)非常活躍。當(dāng)提供植物營(yíng)養(yǎng)元素的土壤(trng)中某種中、微量元素不足時(shí)，植物會(huì)出現(xiàn)“缺乏病狀”，使農(nóng)作物產(chǎn)量減少、品質(zhì)下降，嚴(yán)重時(shí)甚至顆粒無(wú)收。在此

6、情況下，施用中、微量元素肥料，往往會(huì)達(dá)到極為明顯的增收效果。(1)鎂鎂是作物的必需營(yíng)養(yǎng)元素。植物缺鎂會(huì)引起葉片葉綠素含量下降，光合作用強(qiáng)度和速率降低。鎂是許多酶的活化劑，能促進(jìn)作物對(duì)磷、硅的吸收，提高作物抗病能力。大部分作物正常生長(zhǎng)需要的含鎂質(zhì)量分?jǐn)?shù)臨界值為0.15% -0.20%，豆科植物、油料作物、塊根塊莖作物、水果和蔬菜通常比禾本科作物需要更多的鎂。我國(guó)土壤速效鎂含量差異很大，總體上是南方土壤速效鎂含量較北方土壤低，酸性土壤和砂質(zhì)土壤更容易缺鎂，土壤中鈣和鉀的含量也會(huì)影響鎂的吸收。(2)硼硼在作物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為干重的0.001%00.200%0，其中以豆科和十字花科作物含硼量較高，而

7、禾本科作物較低。在作物的各個(gè)器官中，以葉的含量最高，花次之，莖、根、果實(shí)和種子含量最少。硼能促進(jìn)作物體內(nèi)糖的運(yùn)轉(zhuǎn)和代謝，增強(qiáng)蔗糖的合成，從而提高作物的結(jié)實(shí)率和果樹(shù)的坐果率；能促進(jìn)纖維素和細(xì)胞壁的形成，有利于作物根系的生長(zhǎng)和伸長(zhǎng)，還能增強(qiáng)作物抗旱、抗病害的能力；能促進(jìn)作物早熟，據(jù)有關(guān)資料報(bào)道，在硼的影響下，冬小麥通過(guò)春化(chn hu)時(shí)間可縮短8d。作物缺硼時(shí)，會(huì)造成幼葉畸形、皺縮，葉脈間不規(guī)則地褪綠，下部老葉加厚并變成深黃綠色或出現(xiàn)紫紅色斑點(diǎn)，葉和莖變脆；根粗短，根系不發(fā)達(dá)；花粉萌芽受阻，果實(shí)形成減少，果實(shí)和種子不充實(shí)；油菜產(chǎn)生“花而不實(shí)(b sh)”（只開(kāi)花(ki hu)不結(jié)實(shí)），棉花出現(xiàn)

8、“蕾而不花”（即只現(xiàn)蕾不暴桃），小麥出現(xiàn)“不穗癥”，花生出現(xiàn)“有殼無(wú)仁癥”等癥狀。(3)鋅鋅在作物體內(nèi)的含量一般(ybn)為干物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的十萬(wàn)分之幾至百萬(wàn)分之幾。盡管作物中的鋅含量極少，但作用較大：鋅能增強(qiáng)作物(zuw)的光合作用，又能影響醣類(lèi)的代謝，眾多試驗(yàn)證明西瓜、葡萄等施用鋅肥后，降低了果實(shí)酸度，提高了含糖量；鋅能促進(jìn)體內(nèi)絲氨酸合成色氨酸，而色氨酸又是吲哚乙酸的前身，所以，缺鋅會(huì)導(dǎo)致植株(zhzh)矮小；缺鋅植株體內(nèi)的氮素代謝容易發(fā)生紊亂，而施鋅后能改善植株失綠現(xiàn)象，使籽粒中蛋白質(zhì)含量提高，也能使植株體內(nèi)的核糖核酸含量增加，促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育；鋅有增強(qiáng)抗逆性的作用，試驗(yàn)證明鋅能提高玉米等

9、作物的抗寒、抗旱、抗熱、抗鹽性。(4)鐵鐵在植物體內(nèi)是一些酶的組成成分，有利于葉綠素的形成。植物缺少鐵時(shí)，葉片便會(huì)失綠；嚴(yán)重時(shí)，葉片變成灰白色，尤其是新生葉更易出現(xiàn)這類(lèi)失綠現(xiàn)象；有些樹(shù)木缺鐵嚴(yán)重時(shí)，會(huì)發(fā)生頂枯，甚至導(dǎo)致樹(shù)木死亡。鐵能促進(jìn)氮素代謝正常進(jìn)行，作物缺鐵時(shí)，根瘤固氮能力減弱，并且抑制了植株對(duì)氮、磷的利用，而且鐵與其他元素之間有密切相關(guān)性，如植物體內(nèi)銅、錳、鋅、鉬、釩含量偏高，都會(huì)減弱對(duì)鐵的吸收利用。另外，鐵還可以增強(qiáng)植株抗病性，施鐵肥可使大麥和燕麥對(duì)黑穗病的感染率降低，能增強(qiáng)檸檬對(duì)真菌病的抗性。總之，如果在散裝摻混肥（BB肥）、復(fù)混肥和長(zhǎng)效肥中添加中、微量元素，不僅可提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，

10、而且能改善作物品質(zhì)(pnzh)和減輕作物病蟲(chóng)害等。3中、微量元素肥料(filio)的研究方向及發(fā)展趨勢(shì)3.1研制開(kāi)發(fā)BB肥、長(zhǎng)效肥、多元或全元復(fù)混肥料發(fā)達(dá)國(guó)家復(fù)混肥的比例占化肥總量的85%以上，而我國(guó)不到17%。由于單一化肥所含元素單一，需施用多次，加之中、微量元素用量很少，其施用量很難掌握，所以將中、微量元素與氮、磷、鉀常量元素復(fù)合，既減少了施肥的麻煩，又可將常量元素作為中、微量元素的載體或稀釋劑，方便了施用。因此，多元、全元復(fù)混肥料的研制開(kāi)發(fā)將成為(chngwi)中、微量元素肥料研究的重點(diǎn)。3.2調(diào)整化肥結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)有機(jī)一無(wú)機(jī)生態(tài)專(zhuān)用肥的研究開(kāi)發(fā)高效、安全、環(huán)保型肥料有機(jī)一無(wú)機(jī)生物復(fù)混肥是國(guó)

11、內(nèi)外肥料研究與應(yīng)用的主要趨勢(shì)。針對(duì)這一趨勢(shì)開(kāi)發(fā)的有機(jī)一無(wú)機(jī)生態(tài)肥是以人畜糞便、作物秸稈、腐植酸、氨基酸和工業(yè)有機(jī)副產(chǎn)品、氮磷鉀大量元素及鎂、硼等中、微量元素為主要原料，采用微生物菌群好氧固體動(dòng)態(tài)自動(dòng)發(fā)酵，根據(jù)測(cè)土配方增補(bǔ)作物需求的氮、磷、鉀、鎂、鈣、硫、硼、鋅等，添加緩釋劑，以腐植酸和氨基酸為載體螯合、絡(luò)合制作的復(fù)混肥。此類(lèi)肥料將有機(jī)肥、無(wú)機(jī)肥、生物肥結(jié)合起來(lái)，使有機(jī)肥的緩效、長(zhǎng)效，無(wú)機(jī)肥的速效、高效，生物肥的增效、促效作用相互結(jié)合，急緩相濟(jì)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，養(yǎng)分全面，均衡持久；同時(shí)，將生物肥的促生、供肥、抗病、減輕環(huán)境污染，有機(jī)肥的改良土壤結(jié)構(gòu)、培肥地力、改善作物品質(zhì)、提高化肥利用率與無(wú)機(jī)肥提供氮

12、、磷、鉀大量元素及中、微量元素等作物必需的主要營(yíng)養(yǎng)元素結(jié)合起來(lái)，既保證了作物生長(zhǎng)不可缺少的營(yíng)養(yǎng)成分，又能改土、促生、抗病、改善生態(tài)環(huán)境，對(duì)生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)安全農(nóng)產(chǎn)品、減輕環(huán)境污染有很大作用。3.3重視中、微量元素的拮抗等問(wèn)題的研究(1)確保中、微量元素的有效性必需元素的有效性是優(yōu)質(zhì)配方肥料質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。國(guó)內(nèi)肥料企業(yè)雖然在生產(chǎn)中也加入了中、微量元素，但忽視中、微量元素的有效性，忽視中、微量元素在肥料加工以及施人土壤后可能發(fā)生的副反應(yīng)而失效的問(wèn)題。為了防止各元素間不良副反應(yīng)和拮抗作用，在BB肥中將中、微量元素以獨(dú)立的顆粒摻混，既可避免(bmin)與磷肥的副反應(yīng)，又能保持中、微量元素的有效性。(2)中

13、、微量元素的吸收(xshu)形態(tài)植物只能吸收能溶于水的離子態(tài)或螯合態(tài)的元素，即鐵以Fe2+或金屬螯合物形態(tài)(xngti)、錳以Mn2+或金屬螯合物形態(tài)、鋅以Zn2+或金屬螯合物形態(tài)、銅以Cu2+或金屬螯合物形態(tài)、硼以H：BO;形態(tài)、鉬以MoO -形態(tài)、氯以C1-形態(tài)、鈉以Na+形態(tài)才能被植物吸收利用。(3)土壤(trng)對(duì)中、微量元素可給性的影響土壤中中、微量元素的可給性一般是在酸性條件下升高，在堿性條件下下降。一般來(lái)說(shuō)，將pH調(diào)至6.5比較合適，有利于土壤可給性中、微量元素的增加。氧化還原電位對(duì)多種化合價(jià)的元素影響較為明顯，如植物吸收的是Mnz+，土壤處于還原狀態(tài)時(shí)，有較多的Mn2+供植物

14、吸收，水稻田和排水不良的土壤情況便是這樣；而在質(zhì)地(zhd)很輕、呈堿性旱地土壤中，錳處于高價(jià)狀態(tài)，不能被植物吸收利用。有機(jī)質(zhì)含量高的土壤中含有較多的微量元素，有機(jī)質(zhì)的分解產(chǎn)物，如腐植酸，對(duì)微量元素具有一定螯合能力，直接影響其可給性。(4)必需營(yíng)養(yǎng)元素間的拮抗(ji kn)作用農(nóng)作物所需的營(yíng)養(yǎng)元素處于土壤的復(fù)雜體系中，各元素之間既有相互促進(jìn)的作用，又有拮抗作用。如土壤中富含磷或大量施用磷肥，往往會(huì)導(dǎo)致或加重農(nóng)作物缺鋅現(xiàn)象；而磷與鉬之間又存在相互促進(jìn)作用，2種元素同時(shí)施用的效果大于分別施用的效果，在磷肥未滿(mǎn)足需要時(shí)，鉬肥的效果往往表現(xiàn)不出來(lái)。中、微量元素拮抗問(wèn)題是關(guān)系到多元復(fù)合肥肥效的關(guān)鍵問(wèn)題。

15、現(xiàn)有的中、微量元素肥料一般都加入可溶性無(wú)機(jī)鹽，由于各元素的拮抗作用會(huì)大大降低肥效，影響了植物的吸收效果。美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家采用乙二胺四乙酸( EDTA)、檸檬酸等螯合劑，有效防止了拮抗作用，但EDTA成本高，不適合我國(guó)的國(guó)情。研究開(kāi)發(fā)適合我國(guó)國(guó)情、價(jià)廉的螯合劑是中、微量元素肥料研究的一個(gè)發(fā)展方向，應(yīng)大力加強(qiáng)腐植酸對(duì)中、微量元素螯合、絡(luò)合的研究和應(yīng)用。4結(jié)語(yǔ)(jiy)土壤是植物營(yíng)養(yǎng)體系平衡的基礎(chǔ)，直接(zhji)影響作物產(chǎn)量和品質(zhì)，而平衡施肥是保持土壤肥力的重要手段。合理施用中、微量元素肥料不僅可提高產(chǎn)量，而且對(duì)提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)效果非常明顯，還可有效增強(qiáng)植物對(duì)病害、低溫、高溫和干旱的抗逆性，適時(shí)補(bǔ)充中、微量元素己引起世界各國(guó)的普