微肥對(duì)植物生長(zhǎng)作用及施用技術(shù)的研究進(jìn)展

馬琦琦，李麗君，王 斌，霍曉蘭，劉 平

(1.山西大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，山西太原 030006；2.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，山西省土壤環(huán)境與養(yǎng)分資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山西太原 030031)

作物對(duì)微量元素的需求很少，往往只需補(bǔ)充一小部分，就可以提高與改善植物的產(chǎn)量與品質(zhì)。土壤缺乏某些微量元素時(shí)，無(wú)法滿足植物生長(zhǎng)對(duì)微量元素的需求，導(dǎo)致植物生長(zhǎng)緩慢、產(chǎn)量低和品質(zhì)差。當(dāng)微量元素滿足植物生長(zhǎng)發(fā)育的需求時(shí)，會(huì)促進(jìn)代謝，同時(shí)促進(jìn)植物對(duì)大量元素的吸收利用，使植物生長(zhǎng)良好。微量元素可以改善細(xì)胞原生質(zhì)的膠體化學(xué)性質(zhì)，增強(qiáng)作物的抗逆性。土壤中微量元素不能滿足植物生長(zhǎng)需求時(shí)，可以通過(guò)施用微量元素肥料(簡(jiǎn)稱(chēng)“微肥”)的方式來(lái)補(bǔ)充。微肥是一種含單一或多種微量元素的肥料，可以通過(guò)不同施用方式來(lái)給植物補(bǔ)充。微量元素肥料有多種類(lèi)別，常見(jiàn)的施用方法有土壤施用、處理種子和葉面噴施。微肥施用量也各不相同，需要根據(jù)不同的作物與土壤質(zhì)地，選擇適宜的施用方法。因此，研究微量元素對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育的影響以及明確施用技術(shù)，對(duì)促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，提高產(chǎn)量與品質(zhì)有著積極意義。

該研究對(duì)鐵、錳、鋅、銅、硼、鉬、氯幾種植物生長(zhǎng)發(fā)育所需要的微量元素依次展開(kāi)論述，通過(guò)分析近10年微量元素在作物中的研究試驗(yàn)，總結(jié)了常見(jiàn)微肥種類(lèi)、施用方法以及不同微肥對(duì)常見(jiàn)農(nóng)作物生長(zhǎng)特性及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響。同時(shí)發(fā)現(xiàn)除施用單一微量元素肥料外，微量元素與大量元素或有機(jī)肥料配施的研究較少，目前關(guān)于錳、銅、鉬、氯的研究還比較薄弱。近5年有關(guān)微量元素的研究顯著增多，前人關(guān)于微量元素應(yīng)用于玉米、小麥的研究較多，對(duì)其他作物的研究有待增加。該研究旨在為進(jìn)一步擴(kuò)大微肥在農(nóng)業(yè)上的施用范圍，提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量與品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 微量元素在植物生長(zhǎng)發(fā)育中的作用

鐵是細(xì)胞色素和非血紅素鐵蛋白的組成元素，因此鐵能參與植物的光合和呼吸過(guò)程。植物葉片中鐵元素營(yíng)養(yǎng)濃度的正常含量為50～100 mg/kg，若含量為30～40 mg/kg時(shí)，可能出現(xiàn)缺鐵癥狀。鐵參與植物葉綠素的形成，很難在植物內(nèi)部轉(zhuǎn)移。因此缺鐵的失綠現(xiàn)象先出現(xiàn)在幼葉中，當(dāng)鐵長(zhǎng)期缺乏時(shí)，葉脈也會(huì)失去綠色，出現(xiàn)整個(gè)白化葉。昝亞玲等研究發(fā)現(xiàn)，用土施結(jié)合葉面噴施的方法施用鐵肥時(shí)，籽粒中的鐵含量增加最多。施鐵肥可以有效提高作物籽粒鐵含量，提高籽粒中粗蛋白與粗纖維含量，增強(qiáng)作物品質(zhì)。興榮榮進(jìn)行了鋅鐵微肥對(duì)冬小麥產(chǎn)量與品質(zhì)影響的研究，研究數(shù)據(jù)顯示，施用鋅鐵肥之后的葉片SPAD值增高，增加了凈光合速率；通過(guò)鋅鐵微肥配施能夠增加冬小麥的產(chǎn)量。

錳參與植物中蛋白質(zhì)、無(wú)機(jī)酸的代謝以及光合作用中二氧化碳的同化、碳水化合物的分解等過(guò)程。錳可以促進(jìn)種子的發(fā)芽，還有利于植物結(jié)實(shí)。植物缺錳時(shí)葉綠素結(jié)構(gòu)被破壞，抑制光合作用，葉片常有黃色斑點(diǎn)，葉卷曲，花色不良，開(kāi)花結(jié)果減少。錳脅迫對(duì)富硒水稻的生長(zhǎng)及硒、錳含量的影響試驗(yàn)結(jié)果表明，高濃度錳脅迫下的富硒水稻SPAD值均比非富硒水稻高。硫酸錳可以提高馬鈴薯脫毒苗的株高、莖葉及根的鮮重、干重，植株中的可溶性糖和淀粉含量也明顯提高。微量元素錳可以提高種子的萌發(fā)指數(shù)，提高對(duì)軟腐病菌的抑制率，降低病菌內(nèi)的SOD、CAT、POD活性。

鋅是多種酶的組成成分，植物生長(zhǎng)素的合成離不開(kāi)鋅。鋅是植物必需的微量元素之一，一般植物葉片中的鋅正常含量為 10～125 mg/kg。植物缺鋅時(shí)，莖節(jié)縮短，植株變矮，葉片呈小且群生的狀態(tài)，葉脈變黃。對(duì)谷子葉面噴施鋅肥后，谷子的產(chǎn)量得到了提高，作物蛋白含量、可溶性糖和部分氨基酸含量得到提高。當(dāng)鋅肥濃度的逐漸增高，植株各部分器官中鋅含量總體上呈增高趨勢(shì)，葉片是鋅含量最多的器官，其次為籽粒。鋅肥可影響小麥生理特性以及籽粒品質(zhì)，施用鋅肥后，發(fā)現(xiàn)小麥葉片SPAD值高于對(duì)照組的值，同時(shí)增加了小麥產(chǎn)量和穗粒數(shù)，提高了蛋白質(zhì)和沉降值等品質(zhì)指標(biāo)。施用鋅肥可以提高小麥葉片碳酸酐酶(CA)活性。邢艷麗研究鋅肥對(duì)谷子農(nóng)藝性狀及產(chǎn)量的影響并得到以下結(jié)果：拔節(jié)期抽穗期噴硫酸鋅后凈光合速率提高，谷子株高、葉面積都增加，莖粗在不同濃度下無(wú)顯著變化。

銅是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的微量元素，它在植物體內(nèi)參與光合作用，參與植物的氧化還原反應(yīng)，促進(jìn)碳水化合物與蛋白質(zhì)的合成與代謝，提高植物抗寒、抗旱等抗逆能力。正常植物葉片中銅的含量一般為 4～12 mg/kg，<3 mg/kg時(shí)為缺銅。植物缺銅時(shí)，植株生長(zhǎng)瘦弱，葉黑綠，新葉發(fā)黃，先從嫩葉葉尖起有壞死斑點(diǎn)，后沿葉緣擴(kuò)展到葉基部，葉卷皺或畸形。當(dāng)植物缺銅過(guò)多時(shí)，葉片脫落。王鈺博等研究發(fā)現(xiàn)，低濃度銅可提高作物產(chǎn)量，而高濃度銅對(duì)作物產(chǎn)量則產(chǎn)生抑制作用，且銅脅迫對(duì)生物量的影響大于產(chǎn)量，對(duì)根部的影響大于地上部。

硼作為植物必需的微量元素，能促進(jìn)碳水化合物運(yùn)輸，促進(jìn)根的生長(zhǎng)發(fā)育，還能提高植物的抗逆性。植物缺硼時(shí)常表現(xiàn)為子葉不能正常發(fā)育，生育期推遲，雌雄花蕊發(fā)育不良，不能正常授粉，最后枯萎不結(jié)實(shí)，從而影響產(chǎn)量。在谷子灌漿期噴施硼肥，發(fā)現(xiàn)硼能提高植物葉綠素含量，提高光合速率。噴施硼肥增強(qiáng)了谷子灌漿期硝酸還原酶的活性，提高了可溶性糖和可溶性蛋白的含量，從而促進(jìn)了谷子灌漿期碳水化合物的合成，同時(shí)也促進(jìn)了碳水化合物轉(zhuǎn)化成蛋白質(zhì)。硼酸濃度為0.3 mg/mL時(shí)處理效果最為明顯，當(dāng)濃度高于此濃度時(shí)各項(xiàng)生理指標(biāo)開(kāi)始呈下降趨勢(shì)，直到產(chǎn)生脅迫抑制谷子生長(zhǎng)發(fā)育。硼通常集中在植物的莖尖、根尖、葉片和花器官中，能促進(jìn)花粉萌發(fā)和花粉管的伸長(zhǎng)，因而對(duì)作物受精有著重要的影響。

鉬是豆類(lèi)作物固氮酶的組成部分，參與共生性生物固氮與蛋白質(zhì)的合成，鉬肥充足能大大提高固氮能力，提高蛋白質(zhì)含量。植物的正常含鉬量為0.05～0.15 mg/kg。植物缺鉬時(shí)植株會(huì)非常矮小，葉片失綠，葉邊緣枯黃，葉片變得萎蔫，不開(kāi)花或花很早就落。小麥種子用鉬肥處理可以顯著提高小麥越冬前的根系生長(zhǎng)和花前葉面積，增加干物質(zhì)累積，提高葉綠素總含量，提高小麥種植的出苗率，增加單位面積穗數(shù)，提高產(chǎn)量。商靚婷研究鉬肥對(duì)白芨生長(zhǎng)發(fā)育的影響，結(jié)果表明施用適量鉬肥能促進(jìn)白芨對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素N、P的吸收，增加莖高、鮮重以及多糖含量。楊洪雷研究表明，施用低濃度的鉬肥可以顯著提高葉中脯氨酸含量，提高干旱脅迫下植物可溶性蛋白含量。

氯元素可以調(diào)節(jié)植物葉片的滲透壓，調(diào)節(jié)氣孔開(kāi)閉，影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育。當(dāng)植物缺氯時(shí)，葉片對(duì)CO利用率降低，葉片小，發(fā)黃，根和莖的生長(zhǎng)也會(huì)受到抑制，影響植物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)作用。氯能提高作物的抗逆性。有研究得出氯降低小麥全蝕病的發(fā)病率。施用低濃度氯肥有利于提高出苗率，延長(zhǎng)作物生長(zhǎng)周期，增加株高、葉面積并提高SOD活性，而較高的外源氯則相反；施用氯肥可提高柑橘產(chǎn)量，增加柑橘中維生素C含量。施用氯肥可以增加水稻幼苗的鮮重，增加根長(zhǎng)。

2 微肥施用技術(shù)

微肥對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育起著重要的作用，但根據(jù)不同的需要選用不同的施用方法才能更有利于植物生長(zhǎng)。微肥施用方法主要有土壤施肥、種子處理和根外追肥等。

土壤施肥主要是作為基肥施入土壤中，一般是在播種前翻土均勻施入，也可與氮、磷、鉀等大量元素肥料混合一起均勻施入土中。生產(chǎn)中常用的鐵肥為硫酸亞鐵，將鐵肥與有機(jī)肥按照1∶10～1∶20的比例混合施用。錳肥應(yīng)用普遍的是硫酸錳，作為底肥用硫酸錳15.0～37.5 kg/hm。鋅肥應(yīng)用最多的是硫酸鋅，作為底肥用硫酸鋅15～30 kg/hm。常用的銅肥是硫酸銅，作為基肥用15～30 kg/hm即可。硼肥應(yīng)用普遍的有硼砂和硼酸，作為底肥用硼砂7.5～15.0 kg/hm。鉬肥中應(yīng)用比較廣泛有鉬酸銨和鉬酸鈉，鉬肥作為底肥可與非酸性常量元素化肥混用。氯肥應(yīng)用最多的是氯化鐵，與磷肥、微肥、有機(jī)肥混配施用效果更好，一次用量不能超過(guò)含氯量100～150 kg/hm。

種子處理是指在播種前進(jìn)行浸種或拌種，種子處理可以節(jié)省用肥量，因此它是一種經(jīng)濟(jì)適用方法。鐵肥浸種濃度一般為0.05%～0.10%，浸泡時(shí)間一般為6～12 h；拌種時(shí)種子用肥量是4 g/kg，通常先配濃度為5%的微肥水溶液，噴向種子再悶10 h左右。錳肥浸種時(shí)用濃度為0.05%～0.10%的硫酸錳溶液浸泡12～24 h；拌種的錳肥使用量為4～8 g/kg。一般鋅肥浸種應(yīng)配置濃度為0.02%～0.10%的硫酸鋅水溶液，浸種時(shí)間大約12 h；鋅肥拌種時(shí)的用量為5～6 g/kg。銅肥浸種濃度一般為0.01～0.05%，浸泡24 h。硼肥浸種濃度一般為0.2%～0.5%，浸種時(shí)間是4～6 h；硼肥拌種可以用4 g/kg的硼砂。鉬肥浸種時(shí)常用鉬酸銨溶液，配置濃度為0.05～0.10%，時(shí)間一般為12 h；鉬肥拌種可以用2～6 g/kg的鉬酸鈉。方法是先用熱水溶解，然后再用冷水稀釋至所需體積。

根外追肥通常指將微肥配成一定濃度的水溶液，在合適的時(shí)期對(duì)作物葉片進(jìn)行噴施，一般噴1～3次。鐵肥噴施一般濃度為0.05%～3.00%，每隔7～10 d噴施1次。一般作物噴施的錳肥濃度為0.05～0.10%，果樹(shù)噴施錳肥濃度為0.3～0.4%，一般噴1～2次即可。鋅肥一般噴施0.15%～0.30%硫酸鋅溶液，效果較好。通常配制硫酸銅溶液用于葉面噴施，配置濃度0.02%～0.10%為宜。噴施硼肥時(shí)通常配置濃度為0.1%～0.5%的硼砂水溶液，在晴天下午4：00后進(jìn)行葉面噴施。鉬肥葉面噴施0.01%～0.10%的鉬酸銨溶液，噴施1～2次。氯肥進(jìn)行葉面噴施時(shí)常用氯化鐵水溶液。

在微肥施用過(guò)程中，有一些需要注意的地方。植物生長(zhǎng)發(fā)育對(duì)微量元素的需求很少，施用過(guò)量易導(dǎo)致毒害作用發(fā)生，影響作物正常生長(zhǎng)，污染土壤與環(huán)境。因此，一定要控制施用濃度與用量，防止微肥用量過(guò)多。根據(jù)作物生長(zhǎng)需要，確定微肥的種類(lèi)及用量，施用時(shí)設(shè)置不同的微肥濃度梯度，根據(jù)作物的生長(zhǎng)生理和營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)確定合理的施用量以及施用濃度。微肥可以作為單一肥源，也可以與大量元素肥料和有機(jī)肥配合施用，達(dá)到更好的增產(chǎn)效果，在微肥缺乏的土壤中尤其要注意加大有機(jī)肥的施用量。通過(guò)測(cè)定土壤微量元素含量，確定該地區(qū)土壤微量元素的豐缺度，有針對(duì)性地施用所缺少的微量元素，才能達(dá)到增產(chǎn)、提高品質(zhì)的效果。

3 展望

微量元素對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有著多方面的影響，微量元素對(duì)植物的作用不容忽視。微量元素可以提高作物的生長(zhǎng)、生理及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)方面的指標(biāo)。當(dāng)植物缺少某種微量元素時(shí)，會(huì)表現(xiàn)出相應(yīng)的癥狀，影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育及籽粒品質(zhì)。微肥因其吸收率高、速溶、見(jiàn)效快等優(yōu)點(diǎn)而被熟知，廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。但目前的研究仍存在不足，今后應(yīng)加強(qiáng)以下幾方面的研究：①加強(qiáng)微量元素與大量元素或有機(jī)肥料配施的研究。②目前關(guān)于錳、銅、鉬、氯的研究相對(duì)薄弱，該4種微量元素的作用有待進(jìn)一步研究。③應(yīng)擴(kuò)大微量元素在作物上的應(yīng)用范圍。結(jié)合微量元素的作用和施用技術(shù)，有利于高效地提高作物產(chǎn)量與品質(zhì)，使微量元素更廣泛地應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。