中量营养元素

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1、中量营养元素 作者：内容提要：钙、镁、硫被称为中量营养元素，其对植物营养的作用与大量元素同等重要。 钙促进根和叶子发 育，形成细胞壁的组分化合物，加固植物结构。钙有助于减少植物中的硝酸盐，中和植物中的有机酸，固 氮细菌大量需要钙。 缺钙植物根系生长差，严重时生长点坏死。缺钙根常常变黑腐烂，由于钙在植株 内不能转移，缺素症状出现幼叶和其它幼嫩组织上，新组织需要果胶酸钙形成细胞壁，所以缺钙造成叶尖 和生长点是胶冻状。刚排水的有机土含钙非常少，pH极低，粘质土壤通常含钙比砂质土壤多。钙与钾一样，以阳离子形态存在，受阳离子交换现象控制，通常钙是土壤中最多的阳离子。钙存在于土壤溶液 中。也以可交换性钙离

2、子被吸在带负电荷的土壤粘粒和有机质表面上。白云石、方解石、磷灰石和钙长石 是钙的主要土壤来源。 大多数缺钙土壤为酸性，良好的施石灰方法能最有效地施入钙。 当土壤 pH 较高不需施石灰时，施石膏同样能供给钙。 镁是植物叶绿素的矿质组分，它积极地参与光合作用。 植物中的大多数镁存在于叶绿素中，镁在磷酸盐代谢、植物呼吸和几种酶系统的活化中也有辅助作用。 由于镁在植物体内迁移性好，所以一般缺镁症首先出现在低位老叶片上，症状为黄色、青铜色或红色，但 叶脉仍呈绿色。 土壤中钙和镁不平衡会加重缺镁，当钙镁比过高时，植物可能吸收镁较少。 土 壤镁来自会有黑之母、角闪石、白云石和绿泥石等矿物岩石的风化，由于镁比

3、钙溶解性强，遭受淋失多， 故通常土壤含镁比含钙少，镁也进行阳离子交换，它存在于土壤溶液中和吸附在粘土和有机质表面上。 最常见的镁肥源是白云石质石灰石，既提供钙，又提供镁，并能中和土壤酸度，其它镁肥源还有硫酸镁、 氧化镁、铜渣磷肥和硫酸钾镁。 硫是一些氨基酸的组份，其为形成植物蛋白所必需，硫有助于酶和维 生素的形成，硫促进豆科植物上的根瘤形成。硫是叶绿素形成所必需的，尽管它不是叶绿素的组分，一般 说来硫在所有植物组织中分配相当均匀，硫以硫酸根阴离子形态被吸收，也可以二氧化硫气体形成从大气 中进入植物叶片。 缺硫植株呈淡绿色，一般先显现在幼嫩叶片上，随缺硫渐趋严重，叶片渐趋皱缩， 植株茎杆纤细且木

4、质化。 无机土壤硫以硫酸盐形态存在，而有机质是大多数土壤中土壤硫的主要来源， 因此有机质的含量和分解速率影响着对植物有效硫的数量。 硫酸根离子带负电荷，土壤粘粒和有机质 不吸引它，它存留于土壤溶液中并随水运动，易于淋失，这是表土层含硫低的原因。 土壤硫主要通过 降雨携带大气中的二氧化硫气体得以补充，也通过含硫肥料和杀虫剂补充，因天然气和其它石油产品代替 煤的使用，以及有关环境污染法规的限定，使大气中的含硫气体减少，另外高成分肥料基本上不含硫，因 此一些从未出现过缺硫的地区也出现缺硫现象。 用作硫肥的物质可分为溶于水和不溶于水化合物两大 类，水溶态包括钙、镁、钾、铵、锌、铜、锰的硫酸盐。它们对植

5、物是速效的，可溶态也包括硫酸氢盐、 硫代硫酸盐和多硫化物。 最重要和不溶态化合物为单质硫，在土壤温暖、土壤水分充足、土壤通气和 施入的硫颗粒小时它易于氧化为硫酸盐形态。1. 植物必需营养元素钙（Ca）、镁（Mg）和硫（S）被称为中量营养元素，其对植物营养的作用与大量元素同等重要，虽然 植物通常对它们的需要不象大量元素那么多。许多作物含硫与磷一样多，有时还多些。中量元素缺乏会象大量元素缺乏同等程度地抑制植物生长。 （表 23）表23.作物中含Ca、Mg和S的数量作物产量水平每公顷整个作物中的公斤数Ca*MgS紫首蓿8吨791818岸杂狗牙根8吨241220玉米4068公斤182412棉花454公

6、斤皮棉6109粒用高粱3632公斤271817柑桔600箱361713花生1816公斤91110水稻3178公斤965大豆1634公斤12119番茄40吨141625小麦1634公斤787*估计数表明了一些作物中含Ca、Mg和S的数量。见表23作物中含Ca、Mg和S的数量2. 钙(Ca) 下面分述： 钙的植物功能、缺钙症状、土壤中的钙、一些常见的钙肥肥源等。2.1. 钙的植物功能钙促进根和叶子发育，形成细胞壁的组分化合物，这就加固了植物结构。钙有助于减少植物中的硝酸盐激活几种酶系统中和植物中的有机酸。钙对于花生荚果发育是必需的。 钙通过降低土壤酸度间接影响产量，这就降低了锰、铜和铝的溶 解度和

7、毒性。 钙通过改善根系生长状况、刺激微生物活性、提高钼的有效性和其它养分的吸收间接地 增产。 固氮细菌大量需要钙。2.2. 缺钙症状根系生长差是缺钙的常见症状。严重时，生长点坏死。缺钙根系常常变黑并腐烂。由于钙在植株内不能转移，缺素症状出现在幼叶和其它幼嫩组织上，新组织需要果胶酸钙形成细胞壁 所以缺钙造成叶尖和生长点呈胶冻状。 大田（除在花生上外）很少出现缺钙，因为通常次生缺素效应 （例如酸度高）首先限制生长。2.3. 土壤中的钙土壤中钙的总量在从低于0.1%到高达25%的范围内。美国西部的干旱、钙质土壤含钙最高。刚排水的有机土通常含钙非常少，pH值极低。粘质土壤通常含钙比砂质土壤多。钙与钾一

8、样，以阳离子（Ca+）存在。正象其它阳离子一样，钙离子受阳离子交换现象的控制，通常 钙离子是土壤中最多的阳离子，即使在低pH时也是如此。和其它阳离子一样，钙存在于土壤溶液中，也以可交换性钙离子被吸在带负电荷的土壤粘粒和有机质 表面上。 钙是几种土壤矿物的结构组分。事实上，这类矿物，如白云石、方解石、磷灰石和钙长石是 钙的主要土壤来源。2.4. 一些常见的钙肥肥源钙可通过几种途径得到供应。由于大多数缺钙土壤为酸性，良好的施石灰方法能有效地施入钙。方解 石质和白云石质石灰石都是优良的钙肥源。当土壤pH较高，不需施石灰时，石膏也能供给钙。普通过磷酸钙含石膏50%，三料过磷酸钙也含比例 较低的石膏，它

9、们都能给土壤补钙。见（表 25）表25. 一些常见的钙源物质Ca%相对中和值*方解石质石灰石31.785-100白云石质石灰石21.595-108钢渣磷肥29.350-70石膏22.50泥灰岩2415-85熟石灰46.1120-135生石灰60.3150-175*以纯碳酸钙为100%. 一些常见的钙源 当利用研细的方解石和白云石质石灰石以外的钙时必须谨慎。大量的熟石灰和生石灰可能部分地使土壤灭菌。 给缺钾土壤施大量的钙和镁，或者给缺镁土壤施钙可能造成养分不平衡和作物生长不良。3. 镁下面分述：镁的植物功能、缺镁症状、土壤中的镁、（镁肥）3.5. 一些常用镁肥源及其镁百分含量：物质镁占白云质石灰

10、石11.4氧化镁55.0钢渣磷肥3.4硫酸镁17.0硫酸钾镁11.0肥源、一些常用镁肥源及其镁百分含量等。3.1. 镁的植物功能镁是植物叶绿素的矿质组份，积极地参与光合作用。植物中的大多数镁存在于叶绿素中。种子的镁含 量也相对较高，但粮食作物（如玉米）种子中含镁水平不高。镁在磷酸盐代谢、植物呼吸和几种酶系统的活化中也有辅助作用。3.2. 缺镁症状由于镁在植物内迁移性好，所以一般缺镁症首先出现在低位（老）叶片上，症状为黄色、青铜色或红 色，但叶脉仍呈绿色。玉米叶片呈黄条状，叶脉呈绿色。马铃薯、番茄、大豆和甘蓝类作物也表现出枯黄 色和绿叶脉。土壤中钙和镁的不平衡会加重缺镁。当钙：镁比过高时，植物可

11、能吸收镁较少。这种情况可能出现在 含镁相对较低的土壤数年只以方解石给土壤施石灰的情况下。当土壤含镁处在缺乏边缘时，缺镁可能也由 施钾量高或施 NH4+-N 量高促发。3.3. 土壤中的镁土壤镁（而不是指以肥料或石灰物质施入的）来自含有黑云母、角闪石、白云石和绿泥石等矿物岩石 的风化。由于镁比钙溶解性强，遭受的淋失多，故通常土壤含镁比含钙少。同样，母质含镁也比含钙少。虽然 大多数土壤含镁足以供给植物生长，但缺镁也可能发生。高雨量条件下发育的粗质地酸性土壤上更常缺镁 美国西部灌溉水含碳酸氢根高的钙质土壤上或碱土上也可能缺镁。作为阳离子，镁离子（Mg+ ）也进行阳离子交换。它存在于土壤溶液中和吸附在

12、粘土和有机质表面上。3.4. 镁肥肥源及其镁百分含量最常见的镁肥源是白云石质石灰石，这是一种既提供钙又提供镁并能中和土壤酸度的优良物质。其它 镁肥肥源还有硫酸镁、氧化镁、钢渣磷肥和硫酸钾镁。一些常用镁肥源及其镁百分含量，见镁肥含量表4. 硫4.1. 硫的植物功能 由于硫是一些氨基酸的组份，故其为形成植物蛋白所必需。氨基酸是蛋白质的基本构成单位。 硫有助于酶和维生素的形成。 硫促进豆科植物上的根瘤形成（来固定氮素），并有助于籽粒生产。硫是叶绿素形成所必需的，尽管它不是叶绿素的组份。 一般说来，硫在所有植物组织中分配相当均匀。与钙和镁以阳离子态被植物吸收不同，硫以阴离子（S04=）态被吸收。它也可

13、能以二氧化硫气体形式从大气 中进入植物叶片。4.2. 缺硫症状缺硫植株呈淡绿色，一般先显现在较幼嫩的叶片上，但整个植株也可能呈现淡绿色。缺硫植株中通常 积累碳水化合物和硝酸盐。随缺硫渐趋严重，叶片渐趋皱缩。植株虽然在幼苗阶段可能死亡，但叶片只在极度缺硫情况下才死亡 植物茎杆纤细且木质化。 在有机质含量低的砂质土壤上，降雨量中等到高的地区缺硫最常见。植株可 能于生育初期特别当天气寒冷潮湿时在许多土壤上表现出淡绿的缺硫外观。4.3. 土壤中的硫无机土壤硫以硫酸盐形态存在，大量硫也束缚在土壤有机质中。实际上，有机质是大多数土壤中土壤 硫的主要来源。因此，有机质的含量和分解速率影响着对植物有效硫的数量

14、。硫酸根离子带负电荷，因此除特定条件外，土壤粘粒和有机质不吸引它。它存留在土壤溶液中并随水 运动。故其易于淋失，这就是表土含硫常低的原因，硫含量水平随土壤深度增加。 干旱地区一些土壤 中，许多硫酸盐以石膏形式存在，并常与游离石灰并存。在这些地区的灌溉水中也可能含有许多硫酸盐。 土壤硫主要通过降雨携带的来自大气的二氧化硫气体（S02）得到补充，也通过含（硫肥）一些常用硫源及其硫含量：物质硫单质硫30-100硫酸铵23.7石膏12.0硫酸镁13.0硫酸锰14.5硫酸钾18.0硫酸镁钾22.0普通过磷酸钙11.9浓缩过磷酸钙1.4硫代硫酸铵26.0料和杀虫剂补充。大气加入土壤的硫量因地而异。最靠近市

15、中心和工业区的大气 SO2 浓度最高。但是，近些年来有两个因素已使含硫气体减少： 天然气和其它石油产品代替煤； 有关环境 污染的法规。 由于降雨及肥料一度是硫的可靠来源，缺硫极少见。现在一些从未出现过缺硫的地区日 益常见缺硫。为什么呢？因为大气正变得清洁不含那么多SO2 一类的气体，因为高成分肥料基本上不含硫一 这就是说，硫不再伴随其它肥料施入。例如：普通过磷酸钙（0-20-0）曾是主要磷肥源，含硫11.9%,每施20公斤的P205，就有12公斤硫伴随着 施进去。重过磷酸钙（0-46-0）含硫1.4%，每施20公斤P2O5，仅有0.6公斤硫进入土壤。近年来，作物产量急剧上升，种植行距变得更密。

16、这就增加了土壤对硫的需求。精耕细作更易于降低 有机质水平，这会降低土壤的供硫能力。4.4. 硫肥肥源用作硫肥的物质可被分为两大类化合物： 溶于水的化合物和不溶于水的化合物。水溶态包括Ca、Mg、K、NH4、Zn、Cu和Mn的硫酸盐。一般地说，可溶性硫化合物对植物是速效的， 也易淋失，尤其是在降雨量高的砂质土壤上。可溶态也包括亚硫酸氢盐、硫代硫酸盐和多硫化物，由于硫 酸盐能立即对生长着的植物有效，故对严重缺硫的情况建议用硫酸盐。最重要的不溶性形态为单质硫，它对作物没有速效。下列条件利于它氧化为硫酸盐形态（通常由细菌 进行）：（1）土壤温暖； （2）土壤水分充足； （3）土壤通气；（4）施入硫的颗

17、粒小-例如研磨通过 80-100 目筛的。一个反对研细硫的意见是其对接触者不适，它为粉状，并且在一定条件下有着火危险。这个问题已通 过相对无粉的新颗粒产品克服了。这些颗粒含膨胀性粘土-通常为皂土，当施入土壤时，粘土吸收水分、 膨胀，并把颗粒涨破成细硫颗粒，这种物质可与其它干肥料物质掺混。各种形态硫都可施于土壤来降低天然碱土或过度施石灰土壤的 pH 并改良碱土。有些硫产品常施在灌溉水中，以逐年降低土壤pH。这些产品包括多硫化铵、硫代硫酸铵、亚硫酸铵和硫酸。这些物质也可施于灌溉水中，以处理水质和改善富钠土壤的结构，即便有大量不溶性钙存在。 单 质硫和其它含硫物质能有效地降低土壤pH,但只是暂时的，除非所有的游离碳酸钙被中和。如果用足够的 酸化物质来降低pH,那么形成的可溶性盐可能会成问题。这个措施较普遍地用于园艺作物，因这时经济因素不是首要问题。4.5. 一些常用硫源及其硫含量物 质硫%单质硫30-100硫酸铵23.7石 膏12.0硫酸镁13.0硫酸锰14.5硫酸钾18.0硫酸镁钾22.0普通过磷酸钙11.9浓缩过磷酸钙1.4硫代硫酸铵26.0