植物营养学-植物钙镁硫素营养与钙镁硫肥.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二层,第三层,第四层,第五层,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第十一章,植物钙、镁、硫营养,与钙、镁、硫肥,Ca,Mg,S,1,一、土壤中的钙和镁,1.,土壤中钙和镁的来源,母质是土壤中钙和镁的主要来源,含钙、镁的矿物有：碳酸盐类（方解石、白云石等）；硫酸盐类（石膏等）；硅酸盐类（角闪石、辉石、钙长石等）；磷酸盐类（磷灰石）。,施肥,2.,土壤中钙和镁的形态,（,1,）离子态 含量很低。,（,2,）交换态 被土壤胶体吸附的,Ca,2+,、,Mg,2+,。,（,3,）矿物态 原生矿物中的,Ca,、,Mg,。,第一节 土壤中的钙镁硫,2,3.,土壤中钙和镁的含量,3,Severe deficiency,Deficiency,Marginal deficiency,一般土壤含钙丰富，作物不缺钙。,酸性土壤钙含量低，需要施用石灰,蔬菜作物需钙量大，生长快，生理缺钙；阴雨天气或温室湿度很高的环境，植物生理性缺钙。,Ca,4,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，它们都能给土壤补钙。,如果植物生理性缺钙，则应补充,含钙的水溶性肥料,，如硝酸钙，氯化钙等。,Ca,5,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。,Mg,6,80,年代以来：,在南方地区，镁肥有效的作物种类和土壤普遍扩大，缺镁现象有日益加重的趋势，镁肥的重要性更加突出。,60,年代初期：,红壤性稻田与旱地红壤上进行了水稻、大豆镁肥肥效的试探性试验，水稻一般表现为叶色加深，高度增加，增产幅度,5%-18%,；大豆施镁促进生长更加明显，平均增产率为,23.5%,。,进入,70,年代：,海南岛的橡胶出现大面积缺镁黄叶，与此同时，需镁多的花生、油菜、马铃薯、甜菜、玉米等作物相继出现施镁肥有肥效；,7,二、土壤中的硫,1.,来源及形态,来源：,（,1,）母质。如含石膏、芒硝、硫化铁的母质。,（,2,）施肥。如无机肥中的过磷酸钙、硫酸钾、硫酸铵、有机肥中的人粪尿含硫,5%,。,（,3,）降雨。带至地面的硫可达,13.1-28.4kg/,公顷。,形态：,主要是有机态，尤其是湿润地区。,8,难溶态硫,(,FeS,2,、,ZnS,、等固态矿物态,),(1),无机态硫,水溶性硫,(,土壤溶液中的,SO,4,2-,有时有,S,2-,),吸附态硫,(,胶体吸附,SO,4,2-,，与溶液,SO,4,2-,平衡,),(2),有机态硫,其含量随土壤有机质增加而增加。,在湿润地区，土壤硫以有机硫为主，据我国南方,10,省土壤分析统计资料，有机硫占全硫,86%(,四川,),94%(,福建,),。,北方干旱、半干旱地区土壤则以无机硫,(CaSO,4,、,Na,2,SO,4,),为主。,土壤硫的形态,9,2.,土壤中硫的含量,(1),30,50mg/kg,全硫有效硫均高，供硫潜力大,(,2)16,30 mg/kg,有效硫较高，可维持当前产量水平需要,(3),16 mg/kg,全硫和有效硫均低，容易产生缺硫现象,10,土壤硫的循环和转化,在土壤硫的循环中，硫酸盐（,SO,4,2-,）有特别的地位。,11,2025/6/19 周四,（,1,）有机硫的矿化和固定,有机质的,C/S300-400,则就有可能产生生物固硫。,（,2,）,矿质硫（,SO,4,2-,）的吸附和解吸,在富含铁、铝氧化物和水化氧化物、水铝英石及,1:1,型粘粒矿物为主的土壤，硫酸根,(SO,4,2-,),有可能被带正电荷的土壤胶体所吸附,但吸附的,SO,4,2-,容易被其它阴离子交换。,（,3,）硫化物和元素硫的氧化：氧化产生,H,2,SO,4,，导致土壤酸化。,12,2025/6/19 周四,当前世界各地土壤缺硫现象日益普遍,;,世界上缺硫国家和地区明显增加，从,15,年前的,36,个增加到目前的,72,个，且仍有不断增加的趋势。,在我国先后进行了,26,次硫肥田间试验和,15,个省的土壤缺硫状况的普查，,20%,的土地严重缺硫,;,13,近些年来有两个因素已使含硫气体减少：,A.,天然气和其它石油产品代替煤；有关环境污染的法规。,B.,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。因为大气正变得清洁，不含那么多,SO,2,一类的气体；因为高成分肥料基本上不含硫,-,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,P,2,O,5,，就有,l2,公斤硫,伴随,着施进去。重过磷酸钙,(0-46-0,）含硫,l.4%,，每施,20,公斤,P,2,O,5,，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。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。,硫素来源的变化,14,中国中量营养元素缺乏面积,营养,元素,缺素临界值,低于临界值面积,占耕地,%,mg/kg,亿公顷,S,0.26,28.0,Mg,0.06,5.8,Ca,0.28,29.5,15,第二节,植物钙素营养与钙肥,一、植物钙素营养,1.,植物体内钙的含量、形态与分布,占植物干重的,0.1,5.0%,，一般为,0.5%,左右。,分布因作物、器官而异。双子叶植物（,CEC,大）,单子叶植物（,CEC,小），茎叶,花、种子。,不同器官和细胞部位钙的形态有所差异：以植素（种子）、果胶酸钙（细胞壁,主要）及草酸钙、碳酸钙、磷酸钙（液泡）形态存在。,16,细胞壁,中胶层,质膜,细胞质,液泡,内质网,两个相邻细胞和细胞内,Ca,2+,(),的分布图,17,2.,植物体内钙的营养作用,(1),稳定细胞膜,钙能稳定细胞膜结构，保持细胞的完整性。其作用机理主要是依靠它把生物膜表面的磷酸盐、磷酸脂与蛋白质的羧基桥接起来。,18,钙对质膜稳定性的影响,膜内,膜内,膜外,膜外,+Ca,2+,-Ca,2+,Ca,Ca,Ca,Ca,Ca,Ca,Ca,Ca,ATP,ATP,H,+,H,+,Na,+,K,+,H,3,O,+,Mg,2,+,等,Na,+,K,+,H,3,O,+,Mg,2,+,等,19,钙对生物膜的稳定作用在植物对离子的选择性吸收、生长、衰老、信息传递以及植物的抗逆性等方面有重要作用。概括起来有以下四个方面：,a,、提高生物膜的选择吸收能力；,b,、增强对环境胁迫的抵抗能力（减轻重金属及酸性毒害，对盐害、冻害、干旱、热害和病虫害的抗性增强）；,c,、维持细胞分隔化作用，减弱乙烯的生物合成，防止植物早衰；,d,、提高作物品质：储藏器官发育初期，,Ca,2+,含量较低时，细胞原生质膜的通透性增加，有利于糖等有机物质经韧皮部向储藏器官中转运；成熟果实,Ca,2+,含量较高，防止果实腐烂、利于储存。,20,（,2,）稳定细胞壁,植物中大多数钙以构成细胞壁果胶质的结构成分存在于细胞壁中。由于细胞壁中有丰富的结合位点，,Ca,2+,的跨质膜运输受到限制，几乎完全依赖于质外体运输。,其生理意义为：,a,、增强细胞壁结构与细胞间的粘结作用；,b,、对膜的透性和有关的生理生化过程起调节作用。,21,钙、镁离子连接果胶羧基的结构图示,Ca,Ca,Ca,Mg,Ca,Ca,Mg,Ca,22,(3),促进细胞的伸长和根系生长,缺钙会破坏细胞壁的粘结联系，抑制细胞壁的形成；同时不能形成细胞板，出现双核细胞现象；细胞无法正常分裂，最终导致生长点死亡。,23,钙调蛋白,是一种由,148,个氨基酸组成的低分子量多肽（,MW,约为,20000,），对,Ca,2+,有很强的选择性亲合能力，并能同四个,Ca,2+,结合。它能激活的酶有磷脂酶、,NAD,和,Ca,2+,-ATP,酶等。,植物细胞信息是通过,Ca,2+,在细胞质中的浓度的改变来实现传递的。,CAM,对,Ca,2+,的亲合能力正是它传递信息的基本特征。,(4),参与第二信使传递,钙能结合在钙调蛋白（,CAM,）上，对植物体内的多种酶起活化作用，并对细胞代谢有调节作用。,24,Ca-CAM,复合体的形成与酶的激活,NAD,激酶、,Ca,2+,-ATP,酶（,Ca,2+,泵）等受,CaM,激活。,25,(5),调节渗透作用,在有液泡的叶细胞内，大部分的,Ca,2+,存在于液泡中，它对液泡内阴阳离子的平衡有重要贡献,。,(6),具有酶促作用,Ca,2+,对细胞膜上结合的酶（,Ca-ATP,酶）非常重要。它的主要功能是参与离子和其它物质的跨膜运输。,26,3.,植物对钙的吸收和运输,靠根尖被动吸收,Ca,2+,。靠木质部运输到地上部，运输动力是蒸腾作用。,27,4.,植物对钙的需求与缺钙症状,植物对钙的需求量因作物种类和遗传特性的不同而有很大的差异。试验表明，在同样条件下，黑麦草最佳生长所需介质中,Ca,2+,的浓度为,2.5mol/L,而番茄是,100mol/l,二者相差,40,倍。黑麦草最佳生长时期植株含钙量为,0.7mg/g,，而,番茄为12.9,mg/g,，相差,18.4,倍,，可见各种作物对钙的需求量悬殊很大。,一般认为，在土壤交换性钙的含量,10 mol/kg,时，作物不会缺钙。,28,生长点坏死，幼叶卷曲变形，果实发育不良,水 稻 缺 钙,29,芹菜缺钙症状,30,芹菜,31,西瓜,（水培）,32,番茄,33,番 茄,34,甘,蓝,35,韭,菜,36,黄瓜,37,菜,花,38,白菜缘腐病,39,白菜心腐病,40,甘蓝心腐病,41,钙镁比在,6,3,时生长正常，而当小于,2,时几乎停止生长，比值越小，生长越差,钙镁比对菠菜生长的影响,42,草莓叶尖枯死病,43,甜椒蒂腐病,44,蕃茄蒂腐病,45,46,47,苹果,48,49,50,51,52,柑橘缺钙症状,53,54,55,葡萄,56,57,含钙肥料生产情况：,目前尚没有专用作补充钙养分的商品钙肥。,一般都用含钙较多的物料，如含钙氮肥、磷肥或石灰、石膏等，在提高土壤供肥力，调理土壤反应、改良土壤物理性状的同时，兼用作钙肥。,58,几种含钙肥料和物料的成分,名 称 成 分,Ca%*,硝酸钙,Ca(NO,3,),2,19,石灰氮,CaCN,2,，,CaO 38,普钙,Ca(H,2,PO,4,),2,H,2,O,，,CaSO,4,18-20,钙镁磷肥,-Ca,3,(PO,4,),2,CaSiO,3,20-24,磷矿粉,Ca,10,F,2,(PO,4,),6,20-35,生石灰,CaO 70,熟石灰,Ca(OH),2,50,碳酸钙,CaCO,3,35-38,白云石粉,CaMg(CO,3,),2,20,石膏,CaSO,4,22,*Ca(%)1.4=CaO(%),59,二、石灰肥料的种类和性质,是常用的含钙肥料。,1.,生石灰,又称烧石灰，主要成分是,CaO,。是由石灰矿煅烧而成：,CaCO,3,（石灰石）,CaO+CO,2,Ca.Mg,（,CO,3,）,2,（白云石）,CaO+MgO+CO,2,强碱性，是中和土壤酸度能力最强的石灰肥料，中和值为,179,（以,CaCO,3,的分子量,100,为基准，,CaO,为,56,，即,56,克,CaO,中和酸的能力相当于,100gCaCO,3,，则,100gCaO,的中和能力相当于,100/56*100=179,）。但施用不当会引起烧苗及磷和微量元素的缺乏症,。,60,3.,石灰石粉,由石灰岩或白云石粉碎而成。中和值只有,90,98,之间。,2.,熟石灰,又称硝石灰，主要成分是,Ca,（,OH,）,2,。是由生石灰吸湿或加水处理而成。强碱性，中和值为,136,。,61,各种石灰物质的中和值,石灰物质,中和值（,%,）,CaO,179,Ca(OH),2,136,CaMg(CO,3,),2,109,CaCO,3,100,CaSiO,3,86,62,生石灰,63,熟石灰,64,石灰粉,65,1.,中和土壤酸度，消除活性,Al,、,Fe,、,Mn,的毒害,2H,+,+Ca,（,OH,）,2,Ca,2+,+2H,2,O,Al,（,OH,）,2,+,+H,+,+Ca,（,OH,）,2,Al,（,OH,）,3,+H,2,O+Ca,2+,三、石灰肥料的作用,66,2.,增加土壤有效养分,酸性土壤施石灰，能促进微生物矿化和生物固氮，增加有效养分给源。同时，使固磷作用减弱，促进无机磷的释放。还可提高,Mo,的有效性。,3.,改善土壤物理性质,土壤胶体由氢胶体变为钙胶体，有利于水稳性团粒结构的形成。,4.,减少病虫害,如十字花科根肿病、番茄青枯病等在酸性土壤上容易蔓延，而在中性和石灰性土壤上发病率会显著下降。因大部分真菌适于酸性环境下生长。,67,1.,施用量,根据土壤,酸度,按下式计算：,石灰施用量（,kg/,公顷）,=,（,M/100,）,x,（,74/1000,）,x,2250000 x,（,1/2,）,M,中和,100g,土壤所需,Ca,（,OH,）,2,的摩尔数,74/1000,Ca,（,OH,）,2,的毫摩尔量,2250000,每公顷耕层土壤的重量（,kg,）,实际施用量只需估算量的一半。,四、石灰肥料的施用,68,中科院南土所在红壤地区长期试验结果如下：,土壤反应 粘土 壤土 砂土,强酸性,(pH,为,4.5-5.0)150 100 50-70,酸性,(pH,为,5.0-6.0)75-125 50-75 25-50,微酸性,(pH,为,6.0)50 25-50 25,酸性红壤第一年的石灰施用量,(kg/667m,2,),69,石灰改良酸性土的效果,70,（,1,）作物,种类,耐酸作物（如马铃薯、燕麦等）可 以不施，耐酸性中等的作物（如水稻、甘蔗、豌豆、蚕豆等）可以少施，不耐酸性作物（如大麦、小麦、棉花、玉米、大豆等）则适当多施。,（,2,）土壤条件,土壤酸性强，活性铝、铁、锰的浓度高，质地粘重，耕作层厚时石灰用量适当多些。黏土应比砂土多施，旱地（水分少，石灰不易溶解，与土壤反应较慢）比水田多施，坡度大、降雨多的地区应多施，坡上比坡下多施。,（,3,）石灰的种类和性质,种类不同，中和值不同，则施用量也不相同。,（,4,）其他条件,同时施用其他碱性肥料时可少施。降雨量多的地区用量应大些。撒施，中和全耕层或结合绿肥压青或稻草还田的用量大些。,2.,影响石灰施用量的因素,71,对酸性敏感的作物 适应中性反应的作物 适应酸性反应的作物,(pH 6.0-8.0)(pH 6.0-6.7)(pH 5.0-6.0),作 物,pH,值 作 物,pH,值 作 物,pH,值,棉 花,6.0-8.0,甘 蔗,6.2-7.0,茶 树,5.2-5.6,小 麦,6.7-7.6,蚕 豆,6.2-7.0,马 铃 薯,5.0-6.0,大 麦,6.8-7.5,水 稻,5.5-6.5,荞 麦,5.0,大 豆,7.0-8.0,油 菜,5.8-6.7,西 瓜,5.0-6.0,玉 米,6.0-8.0,甜 菜,6.0-7.0,花 生,5.6-6.0,紫苜蓿,7.0-8.0,豌 豆,6.0-7.0,烟 草,5.0-5.6,亚 麻,5.0-6.0,主要作物最适宜的,pH,值,72,73,74,3.,石灰肥料的施用,石灰可作,基肥和追肥,，不能作种肥。,撒施力求均匀,，防止局部土壤过碱或未施到。条播作物可少量条施。番茄、甘蓝和烟草等可在定植时少量穴施。不宜连续,大量,施用石灰，否则会引起土壤有机质分解过速、腐殖质不易积累，致使土壤结构变坏，诱发营养元素缺乏症，还会减少作物对钾的吸收，反而不利于作物生长。,石灰肥料不能和铵态氮肥、腐熟的有机肥和水溶性磷肥,混合施用,，以免引起氮的损失和磷的退化导致肥效降低。,75,钙除施用石灰外，在肯定缺钙的情况下才施用钙，不提高土壤,pH,的钙源如下：,（,1,）,速效钙,：,a.,氯化钙，固体或溶液；,b,叶部喷施的含钙物。,（,2,）,缓效钙,：石膏。,土壤施钙虽然简便，但常达不到预想的目的，这是由于钙在 植物体内的移动有限。在这种情况下，叶部喷施较好,76,其它：,硝酸钙、氯化钙,根外喷施,硫酸钙、过磷酸钙、钙镁磷肥、磷矿粉,基肥,草木灰,基肥、盖种肥,77,五、其他含钙肥料,名称,Ca(%),钙的形态,硝酸钙,19.4,Ca(NO,3,),2,氯化钙,53,CaCl,2,石膏,22.3,CaSO,4,普通过磷酸钙,18-21,Ca(H,2,PO,4,),2,CaSO,4,重过磷酸钙,12-14,Ca(H,2,PO,4,),2,沉淀过磷酸钙,22,CaHPO,4,钙镁磷肥,21-24,a-Ca,3,(PO,4,),2,CaSiO,3,钢渣磷肥,25-35,Ca,4,P,2,O,9,CaSiO,3,磷矿粉,20-35,Ca,10,(PO,4,),6,F,2,窑灰钾肥,25-28,CaO,78,第三节,植物镁素营养与镁肥,1.,植物体内镁的含量、形态与分布,占干重的,0.05,0.70%,。不同作物、不同器官的含量差异明显，豆科,禾本科，籽粒,叶片、茎秆,根系。,作物生育早期镁组成叶绿素，后期以植素存在于种子中，也以,Mg,2+,存在,。,一、植物镁素营养,79,在正常的成熟叶片中，大约有,10%,的镁结合在叶绿素和叶绿体中，,75%,的镁结合在核糖体中，其余的,15%,或呈游离态或结合在各种需,Mg,2+,激化的酶或细胞中可被,Mg,2+,置换的阳离子结合部位上。当植物叶片中的镁含量低于,0.2%,时则可能缺镁。,80,2.,植物体内镁的营养作用,（,1,）合成,叶绿素,并促进光合作用,镁的主要功能是作为叶绿素,a,和叶绿素,b,合成卟啉环的中心原子，在叶绿素合成和光合作用中起重要作用。镁也参与叶绿体中,CO,2,的同化作用。镁对叶绿体中的光合磷酸化和羧化反应都有影响。镁参与叶绿体基质中,1,，,5-,二磷酸核酮糖羧化酶（,RuBP,羧化酶）催化的羧化反应，而,RuBP,羧化酶的活性完全取决于,pH,值和,Mg,2+,的浓度。,81,叶绿素的结构,叶绿醇侧链,Mg,在叶绿素,b,中,82,叶绿体外膜,基质隔室,内囊体隔室,细胞质,细胞质,叶绿体外膜,使内囊体室扩大,使基质隔室扩大,光照,黑暗,内囊体中,H,+,增加,基质,Mg,2+,中增加,与,CO,2,的亲合力和最大反应速度提高,引起羧化作用,内囊体中,H,+,下降,基质中,Mg,2+,下降,与,CO,2,的亲合力和最大反应速度降低,羧化作用停止,H,2,O,Mg,2+,Mg,2+,Mg,2+,H,+,H,+,H,+,H,+,H,+,H,+,Mg,2+,在光照条件下活化二磷酸核酮糖羧化酶的示意图,83,（,2,）合成蛋白质,镁的功能是作为核糖体亚单位联结的桥接元素，保证核糖体结构的稳定，为蛋白质合成提供场所。,另外，活化,RNA,聚合酶也需要镁，因此镁参与细胞核中,RNA,的合成。,84,合成量,(g/ml,悬浮液,),8,10,20,0,16,24,8,16,24,0,50,100,Mg,A,Mg,Mg,Mg,Mg,Mg,时间,(h),B,在悬液培养中供镁对,(A)RNA,和,(B),蛋白质合成的影响,85,植物体中一系列的酶促反应都需要镁或依赖于镁进行调节：,a,、镁在,ATP,或,ADP,的焦磷酸盐结构和酶分子之间形成一个桥梁，大多数酶的底物是,Mg-ATP,；,b,、镁在叶绿体基质中对,RuBP,羧化酶起调控作用,c,、果糖,-1,6-,二磷酸酶也是一个需镁较多，而且也需要较高,pH,的酶类；,d,、镁也能激活谷氨酰胺合成酶。,（,3,）活化和调节酶促反应,几乎所有的磷酸化酶、激酶和某些脱氢酶、烯醇酶都需要镁来活化,（光合作用、糖酵解、三羧酸循环、呼吸作用）,86,镁联结酶蛋白与,ATP,的图示,蛋白酶,87,88,3.,镁的吸收和运输,被动吸收,Mg,2+,形态，随木质部蒸腾流向上运输，还可韧皮部运输。,4.,植物对镁的需求与缺镁症状,易移动的元素，故缺镁症状首先出现在老叶。,首先引起叶肉失绿，叶脉保持绿色，形成宝塔形失绿现象。多年生果树长期缺镁会阻碍生长，严重时果实小或不能发育。,农作物对镁的吸收量平均为,10-25kg/ha,。植物体镁的临界浓度因植物种类、品种、器官和发育时期不同而有很大差异。单子叶植物镁临界值比双子叶植物低。一般来说，当叶片含镁量大于,0.4%,时，表明供镁充足。,89,植物化学诊断,90,水 稻 缺 镁,91,玉米缺镁,92,马铃薯缺镁,93,（,1,）在缺镁的营养液中栽培,51,天的症状，外部叶片的叶肉部分稍变薄,（,2,）再过,21,天时，叶脉间逐渐黄化呈网纹状。且叶片越老症状越明显,甘蓝缺镁症状,94,在缺镁的营养液中栽培,51,天和,71,天的症状,菜花,95,田间发生的症状，一般多发生在生育中、后期。症状初发时对着太阳叶片呈透明状，进而出现褐斑,萝卜,96,检测缺镁叶片和正常叶片，含镁率分别为,0.06,及,0.2,（左健）,97,白菜,98,烟草,99,黄瓜缺镁症状,100,其症状特点是沿着叶缘形成一个绿色的环,黄,瓜,缺,镁,症,状,101,葫芦缺镁症状,严重缺镁时，产生枯斑,102,蕃茄缺镁症状,103,番,茄,缺,镁,症,状,齐胸高的叶片，产量下降,104,叶尖黄化,甜椒缺镁症状,105,由下部老叶开始发生,茄,子,缺,镁,症,状,随着症状加剧，将由黄变褐、老叶脱落,106,苹,果,107,108,苹果缺镁,109,柑橘,110,111,柑橘缺镁,112,柑 橘 缺 镁,113,胡椒缺镁,114,梨,115,葡萄,116,117,（,2,）（,3,）同一试验中施用,5g,时的茄子叶片。先在叶脉间出现黄化，而后产生褐色枯斑,。,（,1,）在,0.05m,2,盆栽中施用,15g,硫酸镁时所发生的,镁过剩症状,。茄子下部叶片的边缘向上卷曲、叶色发黄、叶脉间着生褐色斑点。,镁过剩症状,118,1.,种类,水溶性 微水溶性,二、含镁肥料的种类和施用,名称,Mg(%),镁的形态,硫酸镁,9.7,MgSO,4,硝酸镁,16.4,Mg(NO,3,),2,氯化镁,25.6,MgCl,2,钾镁肥,7-8,MgSO,4,K,2,SO,4,钙镁磷肥,9-11,Mg,3,(PO,4,),2,磷酸镁铵,14,MgNH,4,PO,4,白云石,10-13,CaCO,3,MgCO,3,菱镁矿,27,MgCO,3,光卤石,8.7,KCl,MgCl,2,6H,2,O,氧化镁,55.0,MgO,119,（,1,）目前尚无专以补充作物镁营养为目 的专用镁肥。,通常用作镁肥的是一些镁盐粗制品、含 镁矿物、工业副产品或由大量元素肥料带入的副成分，最常用的有水溶性的硫酸镁、钾镁肥，难溶的菱镁矿、白云石粉等,有机肥料,在复合肥料与叶面复合营养液中常含有 一定量的水溶性镁。,120,2.,施用,对镁敏感的作物：,柑橘、烟草、马铃薯、番茄、菠萝、咖啡,；中等敏感的有：玉米、大豆、甘蔗、葡萄、棉花、香蕉、果树、橡胶等；不太敏感的作物有：水稻、小麦、燕麦、苜蓿、禾本科牧草等。,诊断指标,:,(1),土壤交换性镁含量低于,50mg/kg,，施镁肥效果显著，如东南方,酸性红黄壤,局部地区。,(2),交换性镁的饱和度低于,10%,就有缺镁的可能,;(3)Ca/Mg,大于,6.5:1,易产生缺镁。,水溶性镁肥可作,基肥和追肥,施用，亦可作根外追肥（,1,2%MgSO,4,）。微水溶性镁肥宜在酸性土壤上做基肥施用。,目前我国很少施用单一镁肥。,121,3.,提高镁肥肥效的途径,（,1,）严格控制,用量 镁肥施用过多会引起镁与其他营养元素的比例失调。,（,2,）因土选用镁肥品种,如中性或微碱性的土壤宜选用硫酸镁和氯化镁，而酸性土壤宜选用菱镁矿、白云石粉、石灰石粉、钾镁肥和钙镁磷肥等。,122,红壤施镁肥对大豆产量和经济性状的影响,施,Mg,量,(kg/ha),产量,(kg/ha),增产,(%),株高,(cm),结荚数,(,个,/,株,),每株粒数,百粒重,(g),0,1005.0,-,34.1,20.2,30.2,16.3,7,1050.0,4.5,34.8,20.6,40.5,16.8,15,1191.0,18.5,36.8,20.5,40.4,16.9,30,1240.0,23.4,41.5,20.3,52.5,17.4,123,一、植物硫素营养,1.,植物体内硫的含量与分布,占植物干重的,0.1,0.5%,，平均,0.25%,。不同作物、不同器官含量差异很大：十字花科,豆科,禾本科，种子,茎秆。,植物体内的硫有无机硫酸盐,（,SO,4,2,-,）,和,有机硫化合物,两种形态。无机态硫酸盐主要储藏在液泡中，而有机含硫化合物主要是以含硫氨基酸及其化合物的形式存在于植物体的各器官中。有机的硫是组成蛋白质的必需成分。缺硫时植物体,S/N,发生变化，可以用,S/N,来诊断植物的硫营养状况。,第四节,植物硫素营养与硫肥,124,2,、硫的吸收和同化,主要以,SO,4,2,的形态被作物主动吸收。还可从大气中吸收,SO,2,和,H,2,S,气体。,植物体内硫的同化一般是由,ATP,将硫酸盐离子活化，,ATP,中的两个磷酸脂被硫酰基置换，从而导致磷硫酸腺苷（,APS,）和焦磷酸盐的形成。进而由,ATP,进一步激活并形成磷酸腺苷磷硫酸盐（,PAPS,）。,125,多糖,硫代葡萄糖苷,硫酯,硫酸酯,ADP,ATP,ATP,APM,乙酸,乙酰丝氨酸,铁氧还蛋白,(,氧化型,),R-SH,PAP S,O,O,O,次生产物,辅酶,其他,(,如乙烯,),蛋白质,半胱氨酸,H,H,NH,H,2,R S S,1,2,PP,i,O,铁氧还蛋白,(,还原型,),高等植物体内硫酸盐同化的途径,AP S,H S C C COO,S,磷硫酸腺苷,磷酸腺苷磷硫酸盐,126,硫是半胱氨酸和蛋氨酸的组分，因此也是蛋白质不可缺少的组分。在多肽链中，两个含巯基（,-SH,）的氨基酸可形成二硫化合键（,-S-S-,，二硫键），这种化合键既可是一种永久性的交联（即共价键），也可是一种可逆的二肽桥。正是由于二硫化合键的形成，才使蛋白质真正具有酶蛋白的功能。,3,、硫的营养功能,（,1,）合成蛋白质和桥接反应,127,128,SO,4,2-,的浓度,mg/kg,植株鲜重（,%,）,硫酸盐,有机硫,总糖分,硝态氮,可溶性有机氮,蛋白质氮,0.1,13,0.003,0.11,0.0,1.39,2.23,0.96,1.0,50,0.003,0.12,0.0,1.37,2.21,1.28,10,237,0.009,0.17,1.5,0.06,1.19,2.56,50,350,0.10,0.26,3.1,0.00,0.51,3.25,200,345,0.36,0.25,3.4,0.10,0.45,3.20,营养介质中不同硫酸盐浓度对棉花植株生长和叶片成分的影响,129,（,2,）传递电子,胱氨酸,-,半胱氨酸还原体系是植物体内重要的氧化还原体系。硫氧还蛋白能够还原肽链间和肽链中的二硫键，使许多酶和叶绿体耦联因子活化。铁氧还蛋白是一种重要的含硫化合物，它既能在光合作用的暗反应中参与的还原，也能在硫酸盐还原，还原和谷氨酸的合成过程中起中要作用。,130,SH,SH,S,S,蛋白质二硫键,还原作用,PS,2,P,（,SH,）,2,NADP,+,或,Fd,ox,NADPH+H+,或,Fd,red,硫氧还蛋白,还原酶,硫氧还蛋白的还原与蛋白质二硫键的氧化示意图,131,铁氧还蛋白中,Fe-S,结合形式及其在其它代谢中的功能,Fe,-S,-S,Fe,S,S,S-,S-,e,-,e,-,NADP,+,（光合作用）,N,2,还原,亚硝酸还原酶,硫酸还原酶,132,在脲酶、,APS,磺基转移酶和辅酶,A,中，,-SH,基起着酶反应功能团的作用。硫还是许多挥发性化合物，如异硫氰酸盐和亚砜的结构成分。这些成分使洋葱、大蒜、大葱和芥菜等植物具有特殊的气味。,（,3,）其它作用,133,TPP,CoA-SH,CoA-S,脂肪酸,生物素,Mn,2+,硫辛酸,多酶复合体,丙酮酸,三羧酸循环,在糖酵解的过程中，有三个含硫的辅酶参与丙酮酸的脱羧反应和合成乙酰辅酶,A,的催化反应。它们是硫胺素焦磷酸（,TPP,）、硫辛酸的巯基,-,二硫化物氧化体系以及辅酶,A,的巯基。,134,植物需硫量因植物的种类、品种、器官和生育期而有所不同。,十字花科,植物需硫量较多，豆科植物次之，禾本科植物很少。一般认为，当植物的硫含量（干重）低于,0.2%,时，植物会出现缺硫症状。,缺硫时蛋白质合成受阻导致失绿症，其外观症状,与缺氮很相似,，但缺硫症状往往先出现于幼叶。而在供氮不足时，缺硫症状发生在老叶（缺氮加速老叶的衰老，使硫得以再转移）。,二氧化硫中毒症状 当空气中二氧化硫浓度高于,0.2uL/L,时，很多作物会在叶片脉间出现“烟斑”，逐渐枯萎，并早期脱落。,4,、植物对硫的需求与缺硫症状,135,植物缺硫一般症状,植物发僵，新叶失绿黄化；双子叶植物缺硫症状明显，老叶出现紫红色斑；禾谷类植物缺硫开花和成熟期推迟，结实率低，籽粒不饱满；,豆科植物对缺硫敏感，,苜蓿,缺硫时，叶呈淡黄绿色，小叶比正常叶更直立，茎变红，分枝少；,四季萝卜,常作为鉴定土壤硫营养状况的指示植物；玉米早期缺硫新叶和上部叶片脉间黄化，后期缺硫时，叶缘变红，然后扩展到整个叶面，茎基部也变红。缺硫使禾谷类植物籽粒半胱氨酸的含量下降，因此降低了面粉的烘烤质量。,136,水 稻 缺 硫,137,高粱,-,叶脉间发黄，茎和叶缘变红,138,139,小麦,140,油菜,-,叶片呈怀状向内，叶背变红,141,油菜缺硫：叶片变形，卷曲，叶脉间呈黄绿色,142,油菜缺硫：花序小，花色退黄呈白色,143,棉花,-,新叶发黄，叶柄变红,144,大豆,-,新叶持续呈淡黄色，整个植株变黄,145,番茄,-,叶脉间发黄，叶柄和茎部带红色,146,烟草,-,新叶呈均一的浅黄绿色，叶片小，节间短,147,苜蓿,-,分蘖减少，新叶呈浅黄绿色,148,黄豆施硫,149,花生：左，无硫对照，右：施硫,20,公斤每公顷,150,茶树缺硫 茶黄病,151,三叶草,-,叶片发黄，老叶带粉红色,152,结球甘蓝,-,叶片变形，叶片带紫红色,153,香蕉,-,缺硫叶片，中脉发黄,154,155,二氧化硫气体对,菠菜,叶绿素的破坏,硫过剩症状,156,大 豆,157,1.,含硫肥料种类和性质,（,1,）石膏类,生石膏,又称普通石膏，由石膏矿石粉碎而成。主要成分,是,CaSO,4,H,2,O,，粉末状，微溶于水。产品粒径愈细,改土效果越好，易被作物吸收。农用石膏以过,60,目筛为宜。,熟石膏,又叫雪花石膏，由生石膏加热脱水而成。主要成,分为,CaSO,4,1/2H,2,O,，白色粉末，吸湿性强。,含磷石膏,硫酸法分解磷矿粉制取磷酸后的残渣，主要成,分是,CaSO,4,2H,2,O,，酸性，易吸湿，宜施在缺,S,、,Ca,、,P,的土壤上。,（,2,）硫磺类,硫磺 即元素硫，农用硫磺含,S 95,99%,，难溶于水，需磨,碎施用，充分与土壤接触。转化为,SO,4,2,才能被吸收。,在碱性、钙质土壤上是一种很好的肥料。,二、含硫肥料种类、性质和施用,158,名称,S(%),主要成分,硫酸铵,24.2,(NH,4,),2,SO,4,硫酸钾,17.6,K,2,SO,4,硫酸镁,13,MgSO,4,7H,2,O,硫硝酸铵,12.1,(NH,4,),2,SO,4,NH,4,NO,3,普通过磷酸钙,13.9,CaSO,4,青（绿）矾,11.5,FeSO,4,7H,2,O,（,3,）其它含硫肥料,159,肥料名称,含,S,（,%,）,猪粪,0.122,牛粪,0.020,羊粪,0.082,家禽粪,0.145,谷物秸秆,0.11-0.19,豆科秸秆,0.32-0.33,棉秆,0.04,十字花科秸秆,0.35-0.92,紫云英,0.27,红萍,0.38-0.84,有机肥料,160,主要作,碱土的改良剂,。,Na,2,CO,3,+CaSO,4,CaCO,3,+Na,2,SO,4,2NaHCO,3,+CaSO,4,Ca(HCO,3,),2,+Na,2,SO,4,土壤胶体,-2Na+CaSO,4,土壤胶体,Ca+Na,2,SO,4,计算,石膏用量应根据土壤交换性钠含量和土壤总碱度。,2.,石膏的施用,161,计算公式如下：,(Na-0.05T)172 1,石膏用量（,kg/hm,2,）,=-,-,-,112500d,100 2 1000,Na,-,每公斤干土中交换性,Na,的厘摩尔数,(cmol/kg),0.05T,-,当土壤交换性,Na,的含量占阳离子交换量的,5%,以下时,对作物无害,172/2,-1/2mol CaSO,4,2H,2,O,的克数,1/1000,-g,换算成,kg,112500,-,每公顷,1cm,土壤的质量,kg/(hm,2,cm),d,-,碱化层厚度,(cm),162,磷石膏对碱土的改良作用,163,3.,注意事项,（,1,）,土壤有效硫低于,10mg/kg,时应施用含,S,肥料。应重点用在由花岗岩、砂岩和河流冲积物等母质发育的,质地较轻的土壤,，及丘陵山区的冷浸田、,烂泥田、发僵田,中。,（,2,）,施硫肥时要注意土壤通气性。,（,3,）,与有机肥料配合施用,石膏可作,基肥、追肥和种肥,施用。改良土壤以作基肥施用效果较好，结合灌溉或雨季到来前,撒施,。,164,不同作物含硫量与硫肥肥效,作物,平均含,S,（）,施硫平均增产（）,油菜,0.521 18.2,大蒜,0.486 12.0,大豆,0.328,6.4,烟草,0.415 14.6,小麦,0.212 15.2,水稻,0.128 15.7,Deng et al,1993;Liu et al,1993,165,