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氯在作物營養平衡中的作用

發布時間:2021-01-20 15:11:27
氯的存在


      自然界中的氯廣泛存在于土壤、雨水和空氣中。在水溶液里,它以氯化物形式(Cl-)出現,易被植物吸收,其吸收與代謝活動密切聯系,在大田中很少出現缺氯現象。


氯在作物營養平衡中的作用

01
參與光合作用

在光合作用中,氯作為含錳放氧系統的輔助因子參與光合系統II的光解水放氧反應。同時,氯在葉綠體中優先積累,對葉綠素的穩定起保護作用。缺氯時,光合作用受到抑制,葉面積減少,生長量明顯下降。然而,氯離子也不能過量,否則將影響光合成量及其光合產物的運轉。


02
調節植物細胞滲透壓

在植物體內氯主要維持細胞的膨壓及電荷平衡,氯在植物體內高的移動性與植物對其濃度的廣泛適應性使氯在與陽離子保持電荷平衡,保持細胞膨壓方面起重要作用。氯維持細胞液的緩沖性以及液泡的滲透調節,氯能激活質子泵ATP酶,使原生質與液泡之間保持pH值梯度,有利于液泡滲透壓的維持與伸長生長。氯化物在作物體內積累,增加了莖葉與外界介質間的水勢梯度,有利于對水分的吸收,并可提高抗旱能力。


03
氯與酶、激素的關系

氯可活化若干酶系統。氯離子與膜的結合對于活化氧釋放過程的酶是必需的。在原生質膜和液泡膜上存在著一種需要氯化物激活的H+-泵ATP酶,這種酶僅靠氯化物激活。在細胞遭破壞、正常的葉綠體光合作用受到影響時,氯能使葉綠體的光合反應活化。

氯是植物體內某些激素的組成成分,從碗豆中分離出了含有氯的生長素,并證明了它是4-氯吲哚-3-乙酸。乙烯含量變化也受Cl-的促進和調控作用。

適量的氯還能促進氮代謝中谷氨酰胺的轉化以及有利于碳水化合物的合成與轉化。


04
調節氣孔運動

氯離子能通過調節氣孔開閉來間接影響光合作用和植物生長。有些植物,如蠶豆保衛細胞中的葉綠體發育充分,氣孔張開時K+的流入量可依靠消耗保衛細胞中等當量濃度的蘋果酸來抵消。而在另一些植物(如洋蔥)中,保衛細胞的葉綠體發育差,因而缺乏供蘋果酸合成所需的淀粉,K+的流入必須有等當量陰離子(主要是Cl-)的流入。因此,缺氯時,洋蔥氣孔的開啟受阻,導致水分過多的損失。而氣孔關閉是和相應的K+及伴隨陰離子從保衛細胞中流出相關聯,在保衛細胞缺乏淀粉的植物中,缺氯會削弱氣孔對水分散失的控制作用。


05
影響作物對氮、磷、鉀、鈣、鎂、硅、硫、鋅、錳、鐵和銅的吸收

氯對植株吸收養分有一定的影響。許多研究者通過對水稻、大豆、甘藍、草莓、花生、春小麥等作物施氯后的營養狀況研究結果表明,氯與部分離子之間存在拮抗或促進作用,如植株體內NO3-、H2PO4-和K+等的含量會受到氯離子濃度變化的影響,尤其Cl-濃度增加對NO3-的吸收有明顯的抑制作用,這對改善作物品質,尤其是蔬菜品質有著良好的作用。氯對作物吸收利用磷的影響報道不一致。據馬國瑞等(1993)研究報道,在富磷的土壤上,馬鈴薯體內含磷量并未因施用含氯化肥而減少,反而老葉和莖中的含磷量隨含氯量增加而提高。王德清(1990)等提出,當土壤含氯量低于400mg/kg時,并不影響草莓等作物對磷的吸收,高于此值時,有一定的抑制作用。氯對鉀的影響受到供氯水平左右,即在低氯濃度下,植物吸收帶負電的氯離子后,為保持電荷平衡,需吸收帶正電的陽離子(K+)來平衡;然而在高Cl-的條件下,氯能干擾細胞的正常代謝,從而導致對鉀吸收的減少。至于鈣(Ca)、鎂(Mg)、硅(Si)、硫(S)、錳(Mn)、鋅(Zn)、銅(Cu)等元素,常因施用含氯化肥而有利作物對其吸收

氯是作物生長所必需的營養元素,對保證作物正常生理功能有重要作用。但是長期以來,國內存在“忌氯作物”的概念,導致農民在煙草、馬鈴薯等作物施肥上談“氯”色變。

華南農業大學張承林教授刨根問底地找出“忌氯作物”的概念的來源。罪魁禍首是“翻譯”問題,貽害無窮。外文中“Cl sensitive crop”應譯成“對氯敏感作物”,而不是“忌氯作物”。“敏感”的意義是“慎用”,將“敏感”翻譯成“忌”,其意義就變成了“禁止”“忌諱”“避免”。由此誤導了行業數十年,讓農民認為“忌氯作物”不能施用含氯肥料。這種錯誤觀念導致“含氯肥料”在肥料界寸步難移,更導致中國復合肥企業轉而大量生產硫酸鉀型復合肥,這大大增加肥料廠的生產成本和農民使用成本。

事實上,含氯肥料具有突出的優點,如溶解快、全水溶、價格低、氯易淋洗、鉀含量高,是做水溶肥的基礎原料。發達國家一直在使用氯化鉀作為鉀源。從世界鉀肥使用量統計表來看,在鉀肥使用量中,氯化鉀的肥料使用量是歷年在遞增,而且增加速度遠遠超過硫酸鉀,而硫酸鉀等肥料在多數國家使用量偏低(如圖1)。氯化鉀是鉀肥中最受歡迎的產品,一般氯化鉀的銷售量大概占鉀肥銷量總量的70%,尤其是在美國,巴西或印度等國家,氯化鉀在鉀肥銷售量占鉀肥銷售總量的90%。傳統概念里,馬鈴薯和煙草是“忌氯作物”的代表,而上世紀50-80年代,美國在馬鈴薯、煙草類作物上施用氯化鉀后,這些所謂的“代表作物”生長結果不但沒有受到任何影響,反而產量更高、品質更好。

實踐證明,只要科學施用,所有作物都能用含氯肥料。在非鹽漬化、含氯量低的土壤上,即使對氯敏感的“忌氯作物”,只要掌握適量的原則,施用含氯肥料是完全不會影響其正常生長。因為氯是植物所需的微量元素,合理使用能促進作物的生長的。

毛知耘、李家康等專家在近20年前提出了“植物的土壤氯容量”的概念代替絕對化的“忌氯”、“喜氯”的說法。而判定作物能否施用含氯肥料,多用或少用,如何施用,則要與土壤狀況與作物自身的“耐氯特質”聯系起來。最好的辦法就是測定土壤飽和溶液EC值和氯含量,然后根據作物耐氯類型及土壤氯容量,可確定作物的施肥量。

總結


使用含氯肥料應掌握以下原則:優先用于耐氯力強的作物;優先用于含氯量低的土壤;優先用于降水量大的地區;避開作物敏感時期,合理使用防止鹽指數高帶來的不利影響。

不同作物施用含氯肥料還應根據作物耐氯能力,分類施用。不同作物對氯的忍耐能力不一樣,據此可以把作物分為三類:一是強耐氯作物,如糧食作物中的水稻、高粱、谷子,果樹中的獼猴桃、香蕉、桃樹,蔬菜中的蘿卜、西紅柿、茄子等。這類作物在較高氯濃度環境下其生長發育,產量品質均受到良好的效果,而且還能節約使用成本。二是中等耐氯作物,如糧食作物中的麥類、玉米、豆科植物大豆、蠶豆、花生、豌豆,果蔬中的蘋果、山楂、甘蔗、草莓、菜花、菠菜等,在一般氯濃度環境下生長發育、產量品質也不受影響,這類作物可適量施用含氯肥料。三是弱耐氯作物,如紅薯、馬鈴薯、西瓜、煙草、茶樹、萵苣等。這類作物對氯敏感,品質受影響較大,應結合當地土壤狀況少用或不用。

針對土壤含氯量與酸堿性,因土施用。我國土壤含氯量差異很大,大致趨勢為北方高于南方,沿海高于內地;鹽漬地土壤高于非鹽堿化土壤;地勢高處因淋洗貧化,低處富集;土壤表層含量較高,底層隨深度的增加而大大減少。在含氯量高的土壤,施用含氯肥料將對作物生長產生不良影響。在含氯量低于或介于缺氯臨界點2×10-6的土壤,施氯能促進作物的生長發育,提高產量,改善品質。因此,缺氯土壤、降雨量大的地區及水稻產區,應優先施用含氯肥料;富氯土壤及干旱地區要少用或不用;鹽堿地區禁用。含氯肥料適宜的土壤較廣,除鹽堿地、強酸性土壤不宜施用外,中性土壤、偏堿石灰性土壤、弱酸性土壤都可以施用。

優先用于土壤含氯量低的水澆地或年降雨量在500 mm以上的地區。由于氯離子不能被土壤膠體所吸附且可以隨水流動,因此,氯在水澆地或者年降雨量較大的地區很少殘留。只有在排水受阻的情況下,氯才會在耕層積累。在土壤含氯量<100 mg/kg的地區,耐氯力中等的多數作物適宜施用含氯肥料。

避開作物敏感時期,適時施用。由于氯化鉀和氯化銨含氯量高,氯對種子萌發和幼苗生長有不良影響,故含氯肥料不能作種肥,作苗肥也應慎用。隨著作物的生長發育,作物耐氯能力將逐漸增強。施用含氯肥料,要盡量避開作物的敏感時期,避免與植物體直接接觸。氯化鉀和氯化銨既可作基肥,也可作追肥使用。作基肥時,播種、移栽最好在施肥后1周進行;含氯肥料作追肥時,應避開作物幼苗期。



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