農(nóng)作物缺素診斷及其防止
一.氮
1、氮占植物干物重1—3%,植物吸收的氮以無機(jī)氮為主(NO3-,NO2-,NH4+),有時也吸收簡單的有機(jī)氮,如尿素(CO(NH2)2)和氨基酸的等。 氮在植物生命活動具有重要的作用,因?yàn)樗窃S多化合物的組分;(1)遺傳物質(zhì)——核酸;生物催化劑——酶;(3)酶活性調(diào)節(jié)物質(zhì)——維生素,輔基,輔酶,激素;(4)細(xì)胞膜的骨架——磷脂;(5)光受體——葉綠素,光敏素;(6)能量載體——ADP、ATP等;(7)滲透物質(zhì)——脯氨酸,甜菜堿。
2、缺氮癥狀:生長受阻,植株矮?。ㄉL激素);植株淺綠、基部老葉變黃(N易轉(zhuǎn)移,是葉綠素的組成成分。開始葉脈間黃化,葉脈凸出可見,最后全葉變黃 ),干燥時呈褐色,對葉片影響最大;莖短而細(xì),多木質(zhì)。分枝或分蘗少(激素,細(xì)胞分裂素),出現(xiàn)早衰現(xiàn)象。根受抑制,較細(xì)小。若果樹缺氮則表現(xiàn)為果小、果少(蛋白質(zhì)的組成成分)、果皮硬、易脫落(細(xì)胞分裂素)等現(xiàn)象。
圖1 左為正常的油菜植株;右為缺氮的油菜,植株矮小,葉色呈黃紅色,根長而纖細(xì),根的分枝少,且色白。
圖2 缺氮油菜葉片:由左至右(幼葉至老葉),葉色依次褪淡至淡紅色帶黃色。
圖3 水稻缺氮植株矮小,葉色褪淡呈黃綠色,分蘗減少
圖4 玉米缺氮下部葉尖開始沿葉脈呈V形黃化
3、防治方法:施用無機(jī)氮肥,如:尿素、硝銨、硫銨、硝酸鈣等,并配合施用有機(jī)肥如人、動物的經(jīng)腐熟后的糞尿、堆肥發(fā)酵的生活垃圾等,以延長其肥效,防止土壤板結(jié),或者直接施用市售有機(jī)-無機(jī)高氮復(fù)混肥。
二.磷
1、 磷在植物生命活動中也起著非常重要的作用,植物主要以H2PO4-的形式吸收磷,在低PH值下,以吸收H2PO4-為主,在高PH值下以吸收HPO42-為主。磷也是許多重要化合物的組分:(1)遺傳物質(zhì)——核酸;(2)膜的骨架——磷脂;(3)酶活性調(diào)節(jié)者——磷酸輔基,輔酶(FAD、NAD、FMN、NADP等)和維生素等;(4)能量載體——ATP、ADP等;(5)調(diào)節(jié)物質(zhì)運(yùn)輸(磷酸蔗糖);(6)調(diào)節(jié)PH值。
2、 缺磷癥狀:缺磷會影響細(xì)胞分裂,使分蘗分枝減少,幼芽、幼葉生長停滯,莖、根纖細(xì),植株矮小,開花期推遲、花果脫落,成熟延遲;缺磷時,蛋白質(zhì)合成下降,種子小,不飽滿,玉米果穗常產(chǎn)生禿尖,油菜落莢,果樹花果脫落。首先老葉葉片暗綠色(與N多的區(qū)別)或灰色,缺少色澤,這主要是植株葉細(xì)胞發(fā)育不良,細(xì)胞變小,葉綠素減少。而細(xì)胞變小的程度又大于葉綠素減少的程度,致使葉綠素密度相對提高。同時,植株缺磷,有利于鐵的吸收和利用,間接地促進(jìn)葉綠素的合成,使葉色變深暗,莖細(xì)小,多木質(zhì),根不發(fā)育,主根瘦長,次生根杈少或沒有,易出現(xiàn)禿尖、脫莢或落花蕾,種子小而不飽滿,粒重下降。當(dāng)缺磷嚴(yán)重時.植株內(nèi)糖類相對累積,會形成較多的花青素。如玉米、番茄和油菜缺磷時,莖葉上明顯地呈現(xiàn)紫紅色的條紋或斑點(diǎn)。
圖5 自左至右,依次為油菜幼葉至老葉,缺磷油菜葉片從暗綠、暗紫發(fā)展至紫紅色。
圖6 水稻缺磷生長滯緩,不分蘗呈“一柱香”的僵態(tài)
圖7 玉米缺磷
3、防治措施:可施用過磷酸鈣、磷酸二氫鉀、磷酸一銨、二銨等磷肥,并配合施用有機(jī)肥以延長其肥效,防止土壤板結(jié),或者直接施用市售有機(jī)-無機(jī)高磷復(fù)混肥。
三.鉀
1、鉀也是植物體內(nèi)的重要元素,是體內(nèi)必需元素中唯一的一價金屬離子,在體內(nèi)呈離子態(tài)。鉀在體內(nèi)的主要作用是調(diào)節(jié)作用:(1)調(diào)節(jié)氣孔開閉;(2)調(diào)節(jié)根系吸水和水分向上運(yùn)輸(根壓);(3)滲透調(diào)節(jié);(4)調(diào)節(jié)酶活性——許多酶的活化劑,如谷胱甘肽合成酶,琥珀酸CoA合成酶,淀粉合成酶,琥珀酸脫氫酶,果糖激酶,丙酮酸激酶等60多種酶;(5)平衡電性:在氧化磷酸化中,K+與Ca2+做為H+的對應(yīng)離子平衡H+荷,在光合磷酸化中,K+與Mg2+做為H+的對應(yīng)離子,平衡H+的電荷;(6)調(diào)節(jié)物質(zhì)運(yùn)輸(韌皮部含有大量的K+)。
2、缺鉀時植株較正常植株小,植株的維管束木質(zhì)化程度低(缺N/P時莖木質(zhì)化程度高),厚壁組織不發(fā)達(dá),植株莖細(xì)小,節(jié)間短,莖桿柔弱,易倒伏,抗旱、抗病、抗蟲性、抗寒性降低,葉片失水(缺鉀的植物葉片氣孔不能開閉自如,因此在水分脅迫的條件下,尤其是高溫、干旱的季節(jié),植株失水多而出現(xiàn)萎蔫),蛋白質(zhì)、葉綠素破壞,葉色變黃而逐漸壞死。缺鉀有時也會出現(xiàn)葉緣焦枯、有時出現(xiàn)斑點(diǎn)狀褐斑,生長緩慢的現(xiàn)象,由于葉中部生長仍較快,所以整個葉子會形成杯狀彎曲,或發(fā)生皺縮。
在大豆結(jié)莢成熟后,植株仍保持綠色,是缺鉀的典型癥狀。在供氮過量而鉀不足時,雙子葉植物葉片上,常會出現(xiàn)葉脈緊縮而脈間凹凸不平的現(xiàn)象,這是由于氮素充足使細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)汁液豐富,鉀不足使纖維素合成受阻所致。禾本科作物分蘗多而結(jié)穗少、種子瘦小、果肉不飽滿,有時果實(shí)出現(xiàn)畸形、有棱角、子粒皺縮、雙子葉植物葉脈間黃化。
圖8 玉米葉尖和葉緣呈灼燒狀
圖9 棉花缺鉀首先是葉緣和葉脈間出現(xiàn)黃白色失綠,由于此時葉片出現(xiàn)銹褐色的壞死斑而有“棉銹病”之稱
圖10 水稻葉片:左為正常的葉片,其他為不同程度缺鉀的葉片,其特征為葉片中間綠色,葉緣枯焦并有褐斑。
圖11 油菜缺鉀的癥狀:從葉緣開始黃化,沿脈間失綠有褐色斑點(diǎn)或局部有白色干枯組織
3、防治措施:可施用硫酸鉀、氯化鉀、硝酸鉀等鉀肥,并配合施用有機(jī)肥以延長其肥效,防止土壤板結(jié),或者直接施用市售有機(jī)-無機(jī)高鉀復(fù)混肥。
四.鈣
1、植物以離子形式(Ca2+)吸收鈣。鈣的主要生理作用有:(1)化合物組分——果膠酸鈣;(2)結(jié)構(gòu)組分——膜,染色體;(3)酶的活化劑——ATP水解酶,琥珀酸脫氫酶;(4)第二信使——細(xì)胞內(nèi)信息的重要傳遞者——單獨(dú)或與CaM一起調(diào)節(jié)許多酶的活性;(5)平衡電性:與K+一起平衡H+(線粒體)。
2、缺鈣植株矮小,組織堅(jiān)硬,病態(tài)先發(fā)生于根部和地上幼嫩部分,未老先衰,幼葉邊黃卷枯粘,根尖細(xì)脆腐爛死,茄果爛臍株萎蔫。缺鈣初期頂芽、幼葉失綠、變形、卷曲脆弱,新葉粘連,葉緣發(fā)黃,繼而葉尖出現(xiàn)典型的鉤狀,逐漸枯死,展開的新葉抽出困難,甚至互相粘連,或葉緣呈不規(guī)則齒狀開裂,并出現(xiàn)壞死斑點(diǎn),斑點(diǎn)部分由于細(xì)胞壁崩壞溶解等,呈半透明狀,如大白菜缺鈣時心葉呈褐色。莖和莖尖的分生組織受損,根系生長不好,莖軟下垂,根尖細(xì)脆易變黑腐爛、死亡,有時根部出現(xiàn)枯斑和裂傷,有時根部出現(xiàn)枯斑和裂傷。癥狀首先出現(xiàn)在莖尖、新葉等幼嫩部分,逐漸向下部葉片擴(kuò)展,多種蔬菜因缺鈣發(fā)生腐爛病,水果和蔬菜常由儲藏組織變形判斷缺鈣,禾谷類作物幼葉卷曲干枯,功能葉的葉尖及葉緣黃萎。植株未老先衰。結(jié)實(shí)少,籽粒多,豆科作物新葉不伸展,老葉出現(xiàn)灰白色斑點(diǎn),葉脈棕色,葉柄柔軟下垂。
圖12 玉米缺鈣:葉緣破裂,發(fā)黃而中脈兩側(cè)仍保持綠色。
圖13 番茄缺鈣:果實(shí)最初形成棕色斑塊,繼而潰爛,稱為“臍腐病”。
3、防治措施:增施鈣肥或噴施葉面鈣肥,鈣肥的主要品種是石灰,包括生石灰、熟石灰和石灰石粉。石膏及大多數(shù)磷肥,如鈣鎂磷肥、過磷酸鈣等和部分氮肥如硝酸鈣、石灰氮等也都含有相當(dāng)數(shù)量的鈣,鈣肥效果與土壤類型有關(guān)。
五.鎂
1、鎂以離子狀態(tài)進(jìn)入植物體,它在體內(nèi)一部分形成有機(jī)化合物,一部分仍以離子狀態(tài)存在鎂的主要生理作用:(1)葉綠素的組分;(2)在光合磷酸化中作為H+的對應(yīng)離子,平衡電性;(3)酶的活化劑-----Rubisco,PEPCase等;(4)調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成(促進(jìn)核糖體大小亞基結(jié)合)。
2、缺鎂最明顯的病癥是葉片貧綠,其特點(diǎn)是首先從下部葉片開始,往往是葉肉變黃,有時呈紫色出現(xiàn)壞死斑點(diǎn)而葉脈仍保持綠色,有時雜色,即葉緣部分殘留有綠色這是與缺氮病癥的主要區(qū)別。嚴(yán)重缺鎂時可引起葉片的早衰與脫落,開花受抑制,花的顏色變蒼白,果樹缺鎂易引起果實(shí)著色差,成熟推遲,品質(zhì)下降。
圖14 玉米缺鎂:葉脈間呈現(xiàn)帶有黃色的鏈珠狀條紋。
圖15 番茄缺鎂:葉片易碎,并有從葉尖到底部卷曲的趨勢,葉脈保持綠色,當(dāng)葉脈間變黃時,葉片即死亡脫落。
3、防治措施:增施鎂肥,鎂肥分水溶性鎂肥和微溶性鎂肥,前者包括硫酸鎂、氯化鎂、鉀鎂肥;后者主要有磷酸鎂銨、鈣鎂磷肥、白云石和菱鎂礦。不同類型土壤的含鎂量不同,因而施用鎂肥的效果各異。
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