刘高政,唐兴春
(桂林市科学技术情报研究所,广西 桂林 541000)
植物缺乏营养元素,会影响其正常生长发育,进而影响其品质和产量。本文就以玉米为例,梳理玉米缺乏元素导致的症状表象、对其生长发育造成影响,对缺素表象进行分析,提出相应的防治措施,探讨植物生理研究的重要性和研究方向,在实际生产中指导玉米缺素防治及综合治理应用。
氮是氨基酸、蛋白质的主要组成成分,同时也是叶绿素、核酸及多种维生素等重要化合物的成分。供应充足时,植物叶片又大又鲜绿,并且功能期延长,生长健壮,花多,高产;缺乏会导致植物生长矮小,分枝分蘖减少,叶片小,并且叶片颜色变淡或呈红色状,花少,低产。氮在植物中较易移动,故是老组织先出现症状。
玉米缺氮比较典型症状,首先是叶尖变黄,然后向叶片中部延伸。苗期缺氮,幼苗生长慢,营养体矮小弱化,叶片颜色多呈黄绿色,,抽雄延迟。拔节期到开花期缺氮,营养体生长矮小,叶片变薄,老的叶片呈黄色或枯黄,卷曲并丧失功能,光合效率受影响。抽穗至子粒形成期缺氮,穗小,秃尖,子粒瘦小。
磷是蛋白质、植素、核酸、磷脂的成分,促进光合作用的能量转化过程,对细胞分裂和繁殖有密切关系。充足时,植物生长发育良好,同时抗寒性和抗旱性提升,提早成熟时间;缺乏时,植株生长速度变慢、整体矮小、茎杆细,分枝或分蘖减少,叶片小,叶绿素含量相对增加,叶色暗绿,开花成熟延迟,抗性减弱,减产。磷在植物中较易移动,故是老组织先出现症状。
玉米缺磷典型症状是叶尖沿着叶缘扩展紫红色。苗期缺磷,植株生长速度缓慢,瘦小,叶片呈紫红色,并且叶缘卷曲,严重时幼苗枯死。开花至子粒形成期缺磷,推迟成熟,抽丝缓慢,授粉受到影响,导致果穗卷缩,子粒瘦小不饱满,且结实率低。
钾几乎参与植物体中的一切生物化学反应,活化光合作用和呼吸作用的酶,促进蛋白质及糖类物质的合成。充足时,纤维素和木质素提高,茎秆粗壮坚韧抗倒伏,抗菌抗寒能力提高;缺乏时,植株矮小,植株叶片颜色呈无光泽暗绿,茎杆软,容易倒伏。钾在植物中较易移动,故是老组织先出现症状。
玉米缺钾典型症状,首先是叶尖和叶缘呈黄色,并由黄色逐渐变褐色枯萎。苗期缺钾,植株生长受抑制,叶片发黄或呈黄绿色,叶片枯萎,呈灼烧状。生长旺盛期缺钾,新生的根须变少,老的根须伸长也受阻,并呈褐色,导致植株长势不良,节间缩短,长势瘦弱,易倒伏,易染病。抽穗期缺钾,生育时间延迟,果穗的发育受影响,秃顶或籽粒瘦小,降低淀粉含量。
镁是叶绿素的重要组成成分,并参与植物体内各种重要化合物的生物合成。缺乏会导致植株叶色变淡,叶脉间肉失绿,但叶脉仍呈清晰的绿色,镁在植物中较易移动,故是老组织先出现症状,先出现在中下部的老叶片上,并逐渐向上蔓延。
玉米缺镁典型症状是中叶叶片叶脉间肉失绿,呈现出黄绿条纹的现象。生长期间缺镁,植株矮小,生长几乎陷入停滞,发育推延,首先出现黄绿条纹的现象叶片,然后叶缘开始呈现显著的紫红色,严重缺乏时形成褐色斑点坏死。缺镁症状通常发生在生育的后期,容易与正常的叶片衰老混淆,区别在于缺镁叶片呈叶脉绿间肉黄,而叶片正常衰老是均匀呈黄色。
钙是细胞壁的组成部分,有加固细胞壁的作用,从而增强植株坚挺性,同时影响植物细胞分裂。缺乏时会导致植株新细胞壁形成受阻,生长发育受到抑制,植株软弱无力,呈凋萎状,严重时细胞壁有粘化现象,使新生叶的叶尖与叶尖粘连而弯曲,叶缘向里卷曲,再严重时,生长点坏死,并分泌胶状物。钙在植物中不易移动,故是新组织先出现症状。
玉米缺钙典型症状是幼叶失绿、叶尖卷曲或黏连。玉米缺钙,植株严重矮化,下位叶叶缘出现白色斑纹,常出现锯齿状开裂,顶部叶片卷筒下弯呈“弓”状,新叶分泌透明胶质,使相邻叶片黏连,不能正常伸展。
硼是作物生长发育所必须的微量元素之一,参与细胞伸长及核酸代谢等,影响代谢旺盛的细胞和组织。缺乏时,植株茎杆和根须都生长停止,严重时其生长点会坏死,导致萌发生长出侧芽、侧根,叶片变厚变脆,卷曲皱缩、褪绿萎蔫,叶柄增粗变短;繁殖器官分化发育严重影响,花蕾易脱落,花粉多畸形,受精受到阻碍,果实种子不充实。
玉米缺钙典型症状是幼叶皱缩卷曲,叶脉间有白色斑点,花器官发育不良。玉米前期缺硼,幼苗生长困难,根须短和多,植株矮小,上部叶片脉间肉变薄,呈白色透明的条状纹。开花期缺硼,雌穗发育受影响,容易形成空秆,雄穗抽出困难,雄花退化;结实率低,籽实排列弯曲。
锌是参与植物体内多种酶活动的重要微量元素,是合成色氨酸的必须元素。缺乏时,植株的生长发育受到影响,变慢,出现叶片小、茎部节间缩短,甚至停止的现象,叶片褪绿呈黄色或白色,叶脉间肉变黄,常发生小叶丛生的现象,一般这种现象称为“小叶病”、“簇叶病”等。锌在植物中不易移动,故是新组织先出现症状。
玉米缺锌典型症状是幼叶叶片脉间失绿,有黄色或白色条纹。玉米缺锌,植株节间缩短矮化,新生的幼叶基部呈淡黄色至白色,严重时,呈宽而白的斑块,半透明,状如白绸,叶片遇风容易撕裂,叶枕重叠。抽穗和吐丝的时间延迟,严重时不能抽穗,果穗的发育受到严重影响。
硫是合成蛋白质、氨基酸和维生素等的成分,与叶绿素的形成有关。缺乏时会导致植株生长受阻,植株体型矮小,分枝(分蘖)受抑制,全株整体颜色变淡,呈浅绿或黄绿。缺硫症状常表现在幼嫩部位,叶片失绿或黄化,褪绿均匀。硫在植物中不易移动,故是新组织先出现症状。
玉米缺硫典型症状是新叶黄化,叶脉间黄化。玉米缺硫,植株矮化,叶片变薄,黄化的症状首先表现在幼嫩组织上,叶片褪绿黄化,尤其是在植株的营养生长时期,叶脉间肉黄化,随后茎杆和叶片变红,红色从叶缘向中部逐渐蔓延。
锰是多种氧化还原酶的活化剂,影响植物的呼吸作用。缺乏时,植株新生叶片叶脉间肉绿色褪淡发黄,叶脉仍保持绿色,叶脉纹路明显,严重时会有灰白色或褐色的坏死斑点出现,进而出现穿孔症状。严重时出现的病斑症状,一般被称为“黄斑病”或“灰斑病”。锰在植物中不易移动,故是新组织先出现症状。
玉米缺锰典型症状是新叶脉间失绿,叶面有黑褐色斑点。玉米缺锰,植株幼叶发黄,但叶脉保持深绿色,叶片柔软下披,从叶缘向内,叶脉间肉逐渐褪绿,出现较明显的条纹状。
铜是植物体内多某些氧化酶的组成成分,影响植物氧化还原过程和光合作用。缺乏时,植株一般表现为生长矮化,茎秆顶端枯萎,节间变短,叶尖呈白色,叶片扭曲,窄且薄,繁殖器官发育不良,易出现裂果。铜在植物中不易移动,故是新组织先出现症状。
玉米缺铜典型症状是新叶白化,叶尖卷曲,果穗发育不良。玉米缺铜,植株矮化,上部叶片或嫩叶褪绿发黄,叶尖卷缩,叶片卷曲;幼叶易萎蔫,下部叶片叶尖枯焦坏死,果穗发育出现畸形。
铁是植物制造叶绿素不可缺少的催化剂,参与多种酶系统的活动。缺乏时会导致植株叶片失绿黄白化,心叶常白化,称失绿症。症状首先出现在幼嫩叶片,叶脉间肉褪绿,叶脉绿色比叶肉深,分界明显,严重时叶片呈黄色或白色。铁在植物中不易移动,故是新组织先出现症状。
玉米缺铁典型症状是顶芽及新叶失绿,幼叶常白化,黄绿色界清晰。玉米缺铁,幼叶脉间肉褪绿,叶片呈黄绿条纹状,严重时心叶不出,整个叶片失绿发白,色泽均一,通常不会出现斑点状的坏死;生育延迟,甚至不能抽穗。
2.1.1 全株出现症状,但不出现坏死斑点
①植株从老叶沿叶脉黄化、瘦弱、早衰、枯死——缺氮;②茎叶暗绿或呈紫红色、植株苍老、直立、晚熟——缺磷。
2.1.2 失绿黄化,容易出现坏死斑点
①老叶叶尖、叶缘失绿,焦枯、坏死,或出现坏死斑点——缺钾;②老叶叶脉间失绿,残留清晰脉纹——缺镁。
2.2.1 顶芽易枯死,幼叶变形和坏死
①幼叶失绿、叶尖卷曲或相互粘连,不易伸展——缺钙;②幼叶皱缩、卷曲,老叶肥厚质脆,花器官发育不良——缺硼。
2.2.2 顶芽不易枯死,幼叶缺绿或萎蔫
①新梢、嫩茎节间短,小叶丛生,叶片脉间失绿、黄斑——缺锌;②新叶黄化、褪绿均匀,生育期延迟——缺硫;③新叶脉间失绿,叶面有褐色斑点——缺锰;(④新叶白化或白斑,扭曲,果穗发育不良——缺铜;⑤顶芽及新叶失绿,幼叶常白化,黄绿色界清晰——缺铁。
玉米出现症状,每0.067 hm2用20kg碳酸氢铵,或者10~15 kg硝酸铵,或者5~8 kg尿素兑水浇施;或者采用浓度为l%~2%的尿素溶液进行叶面喷施,隔7 d再喷1次。
玉米出现症状,可开沟追施过磷酸钙20 kg/667 m2,后期叶面喷施0.2%~0.5%的磷酸二氢钾溶液;采用0.2%~0.5%磷酸二氢钾溶液叶面喷施1~2次;每0.067 hm2用3 kg过磷酸钙兑水浇施,或每0.067 hm2用磷酸二氢钾150~200 g兑水60 kg进行叶面喷施2~3次,每隔7 d喷1次。
玉米出现症状,在苗期,和氮肥一起追施,每0.067 hm2施用5 kg硫酸钾或6~8 kg氧化钾;在施穗肥时,可以与尿素一起施用,每0.067 hm2施15~20 kg硫酸钾,或100~150 kg草木灰;或直接用2%~3%磷酸二氢钾溶液浇根,也可用0.2%~0.3%磷酸二氢钾溶液喷施。
玉米出现症状,在苗期,可用0.5%浓度的硫酸镁溶液进行叶面喷施1-2次。
玉米出现症状,用1%~2%浓度硝酸钙的水溶液施入土中。
玉米出现症状,在苗期,可每0.067 hm2用硼砂150~200 g与碳酸氢按拌匀后进行追肥;在叶面喷施浓度为0.025%~0.1%的硼酸溶液,或用0.05%-0.2%硼砂溶液进行叶面喷施。
玉米出现缺素症状,每0.067 hm2用1.5~2 kg硫酸锌与苗肥一同施下,或用浓度为0.2%~0.3%硫酸锌溶液进行根外追肥;用0.15%浓度硫酸锌溶液喷施,2~3次。
玉米出现症状,在苗期至拔节期,可以每0.067 hm2用0.2%浓度的硫酸锌溶液喷施50~75 kg;或于叶面喷施0.3%~0.5%浓度硫酸铵的水溶液。
玉米出现症状,在苗期至拔节期,可每0.067 hm2喷施0.2%硫酸锰溶液50~75 kg;在开花期,用浓度为0.05%~0.1%硫酸锰溶液喷施效果较好。可以每10 kg种子用硫酸锰5~8 g加滑石粉150 g进行种子处理来预防。
玉米出现症状,在苗期和拔节期,可用0.1%的硫酸铜溶液喷施;或用浓度为0.05%~0.1%硫酸铜溶液喷施。
玉米出现症状,在苗期,可采用0.1%~0.5%浓度的硫酸亚铁溶液或0.5%浓度的氨基酸铁溶液进行叶面喷洒1~2次;或用0.1%~0.5%浓度硫酸亚铁溶液和0.05%浓度的柠檬酸溶液混合喷在植株上,但须间隔氮素肥料施用7~8 d。
植物(例如玉米)是一个完整的个体,在生长发育过程中需要的各种元素每一种的缺乏都会使其本身的生长发育受到限制,区别在于各种元素在植物体内的作用不同,产生症状有差别,但一种元素的缺乏,会导致相关功能的减弱或丧失,进而影响整个营养体生长发育不良甚至死亡。
单一某种元素影响植物生理的某种功能,进而影响植物的生长发育,导致症状的产生,反过来植物出现某种症状可以判断某种功能的缺失,进而判断哪些元素的缺失,从而针对性的进行补充。
另一方面,元素缺失导致不良症状,元素充足,特别是元素相应的功能在特定植物生长发育需要的时期充足的供应,能有效提高植物的质量,如玉米苗期施足基肥,能有效提高根粗壮地伸长。
采用配方施肥技术,对玉米按量补施所缺肥素。提倡施用日本酵素菌沤制的堆肥或腐熟有机肥。
0.067 hm2产高于500 kg的地块,0.067 hm2施尿素35~38 kg、重过磷酸钙 20~23 kg。单产 400~500 kg/0.067 hm2的地块 ,施 尿 素 25~35 kg/0.067 hm2、重 过 磷 酸 钙 17~20 kg/0.067 hm2。单产 300~400 kg/0.067 hm2的地块,0.067 hm2施尿素17~24 kg、重过磷酸钙12~17 kg。单产400 kg以上的地块,还应增施硫酸钾12~16 kg/0.067 hm2。
玉米生长后期氮磷钾养分不足时,可于灌浆期0.067 hm2用尿素1 kg、磷酸二氢钾0.1 kg(或过磷酸钙1~1.5 kg浸泡24 h后滤出清液、氯化钾或硫酸钾0.5 kg),兑水50~60 kg喷雾。当发现有缺乏微量元素症状时,可用相应的微肥按0.2%的浓度喷雾(硼肥浓度为0.1%)。每7~10 d喷施1次,喷施时间晴天效果较好,若遇烈日应在下午3时后喷施。阴雨天气应在雨后叶片稍干后喷施。注意肥液要随配随施。