题图来自Pixabay,基于CC0协议
植物吸收硼主要来自土壤。土壤含硼量多少与成本土母质、土壤类型及气候条件等有密切关系。土壤中的硼可简单分为全量硼和有效硼(即水溶态硼)两部分。土壤全硼量是指土壤中所存在的硼的总和,包括植物可利用的硼和不能利用的硼两部分。土壤有效硼是指植物从土壤中吸收利用的硼。因此,土壤缺硼与否完全取决于土壤有效硼含量。硼作用于作物的花、叶、茎、根、果实中,硼元素供应充足,植物生长繁茂,籽粒饱满,根系良好,丰收有保证;反之,硼素供应不足,植株生长不良,产品质量和产量下降,严重缺硼时,甚至颗粒无收。
1、硼与生物膜结构和功能的关系
硼对生物膜的结构和功能有重要影响。硼、钼同施可提高细胞保护酶的活性,抑制膜脂过氧化作用,保护细胞膜。
硼还能影响质膜ATP酶的活性。一般来说要使ATP酶具有活性,膜两侧需要有跨膜电势梯度,而硼具有稳定生物膜以及建立这种梯度的能力,因此,适量供硼能使质膜ATP酶的活性增强。由于植物对矿质元素的吸收与膜的透性和ATP酶的活性密切相关,因此,硼还能进而影响植物对多种矿质营养元素的吸收。所以,硼与糖脂和糖蛋白形成氢键或酯类复合物将有助于保持膜上各种酶和离子通道的活性,使生物膜维持最有效的构型。
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2、硼与细胞壁结构和功能的关系
硼是细胞壁的组成成分,缺硼首先出现的症状就是细胞壁结构不正常。硼与细胞壁结构的关系是硼在植物体内最基本的生理功能。硼在细胞壁上通过与果胶结合影响细胞壁结构,钙硼共同作用维持细胞壁的稳定性。双子叶植物需硼量高于单子叶植物,这与双子叶植物初生细胞壁中含有约1/3果胶,而单子叶植物果胶含量则很少的事实有关。因此,不同植物或同一植物不同品种的需硼量与其细胞壁中果胶的相对含量密切相关,缺硼时,新形成的果胶不能结合到细胞壁上,从而导致细胞壁结构紊乱。
3、硼与酚代谢和激素代谢
天宝农业技术服务平台(ID:tianbaonj)提醒您硼能抑制酚酸的形成,保护根尖与茎尖不受这类物质的伤害。硼通过两种途径避免细胞内酚类的积累:1)与酸类形成酯,减少酚类产生;2)促进多酚氧化酶的活性,并与酚类化合物形成酯,从而抑制酚类的积累。
硼还参与激素的代谢过程。一些植物缺硼时生长点有过量生长素积累,这是由于缺硼造成酚类物质累积,抑制吲哚乙酸氧化酶的活性所致。缺硼时植物体内细胞分裂素合成减少,赤霉素含量下降,ABA 及乙烯合成显著增加,激素代谢紊乱。由于激素在植物体内起信息传递的作用,因此,缺硼很可能首先引起植物体内激素代谢发生变化,并通过激素将这一信息传递到各个组织,从而引起一系列生理生化反应和外部形态变化。
4、硼与碳水化合物代谢及运输
充足的硼对维持植物叶片功能起着重要作用。缺硼叶片光合作用和呼吸作用分别降低。缺硼使植物体内叶绿素含量下降,叶绿体结构遭到破坏,气孔关闭,使植物对二氧化碳固定量显著减少,导致光合作用产物减少,影响碳水化合物的合成,对植物的生长发育产生重大的影响,最终降低作物品质和产量。
硼对植物体内碳水化合物的运输必不可少。硼在植物体内移动性很差,硼一旦进入叶片就很难再进入韧皮部,且韧皮部汁液中硼的含量极低。缺硼使糖运输受阻的原因是因为缺硼使筛管中形成胼胝质,导致筛孔被堵所致,同时也与硼对质膜稳定性和透性的影响有关。
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此外,缺硼还会抑制尿嘧啶的生物合成,而尿嘧啶是葡萄糖二磷酸尿苷(UDPG)的前体物质之一,后者又是合成蔗糖所必需的辅酶,因此,天宝农业技术服务平台(ID:tianbaonj)提醒您缺硼必然导致碳水化合物运输受阻,抑制纤维素合成和细胞壁的形成。
5、硼与蛋白质及核酸代谢
硼可促进蛋白质合成和硝酸还原酶活性及菌根的生长,有助于增强固氮能力。硼可能通过影响植物核酸和蛋白质的正常代谢,影响植物细胞的伸长和分裂,进而影响植物的生长。
6、硼与植物繁殖
硼对植物生殖器官的建成和发育有较大的影响。缺硼会影响细胞壁结构和膜透性,使糖运输受阻,花器中可溶性蛋白和其它营养物质减少,从而使生殖器官受到显著影响。在植物的某些生殖器官中,如花药、柱头和子房,硼的浓度很高,可两倍于其它器官,也说明了硼对生殖器官生长发育的重要性。
缺硼可抑制花粉萌发,特别是花粉管的伸长,硼可能通过改变细胞壁多糖网状结构影响细胞壁的延展性,调节花粉管生长,同时酚类积累也可能通过对质膜完整性的影响间接调节花粉管生长。天宝农业技术服务平台(ID:tianbaonj)此外,花粉中的糖渗漏程度也会随外界硼浓度的增加而下降,从而保证花粉萌发时有足够的营养,且低硼胁迫可以诱发产生防御素,抑制花粉管萌发和受精作用的完成。
7、硼与酶的活性
硼可影响许多酶的活性和生理生化作用,缺硼时导致酚类化合物累积,对植物产生明显的伤害。缺硼还可使过氧化物氧化酶的活性增加及过氧化氢酶活性下降,前者活性的增加可导致植物体内激素代谢紊乱,而后者活性的降低将使植物代谢趋于下降。天宝农业技术服务平台(ID:tianbaonj)提醒您缺硼还可使纤维酶和果胶酶的活性显著提高,导致植物早衰和器官脱落。
二、缺硼植物普遍和典型症状
由于昆虫、病毒、缺钙以及干旱都可能使作物产生与缺硼相似的症状,因此,只有通过组织分析才能真正确定是否是硼缺乏的症状。然而,有些作物缺硼的症状是十分明显的,主要表现在以下7个方面:
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1、幼叶首先患病,逐渐变得比正常情况下更厚、更小。但很少萎黄,一般显得叶色深绿。
2、作物生长点死亡,整个作物呈现一种丛生的形态。
3、作物的茎、杆变短且有时扭曲。
4、作物贮藏组织变得稀薄或者出现坏死。
5、在作物茎、杆上出现开口和裂缝,果实经常木栓化。
6、一些作物的果实出现变形或者呈现出不规则的形状。
7、根毛和新形成的根很少,根系发育不良。
三、缺硼常见症状:
1、番茄、辣椒、西甜瓜、芹菜、蔬菜瓜果类:芽枯病、叶片扭曲、裂果、畸形果、僵果、空洞果、果实着色不良、筋腐果、化瓜、落花落果、厚皮瓜、粗筋果(黄带果)、蕾而不花、花而不实、茎折病、茎裂病、西瓜粗蔓等;
2、油菜、棉花、甘蓝、花椰菜:蕾而不花、花而不实、茎心部褐化、开裂、出现空洞;
3、花生、豆类:无根瘤、根尖坏死、有果无仁、籽粒干瘪、豆荚少、畸形;
4、萝卜、甜菜、芥菜、榨菜等块根茎类:空心病、裂果、褐心病;
5、苹果、葡萄、柑橘等果树:缩果病、落花、落果、裂果、畸形果、厚皮果、僵果、空壳果、果肉坏死、果面锈斑、果实干瘪;
6、药材、花卉、烟草、茶树等:叶小节短、芽枯、叶片卷曲、叶片黄化;
7、小麦、水稻、玉米等杂粮类:坐蔸、黄尖、芽枯、秃尖、蕾而不花、花而不实、穗而不实、籽粒干瘪。
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四、常见的7个误区:
误区 1、习惯于基施方式。硼肥主要对农作物的生殖生长起作用,也就是在作物的生长后期起作用,一般喷施时间宜在花期以前,叶面喷施可使硼肥很快吸收,在作物生长的关键时期起作用。见效快,节约费用。
误区 2、习惯使用硼砂。硼砂是一种难溶性化学物质,是一种工业原料,杂质多,易产生药害。硼砂要在40度以上的温水中才能慢慢溶解,且易产生肥害。天宝农业技术服务平台(ID:tianbaonj)含有一定重金属,不利于环境保护。硼砂是生理碱性肥,易对花和果实造成刺激。因此,即使是纯的硼砂,也不宜在叶面喷施。
误区 3、硼是微量元素,不重要。在氮、磷、钾施用增加的今天,硼越来越成为作物增产改质不可缺少的重要营养因素。
误区4、施用硼肥增加成本。硼是很多经济类、果树类、蔬菜类作物优质、高产的必备条件,在缺硼土壤中,施用硼肥可增收相当于投入成本的5-15倍。
误区5、施用一次,多年不用再施。农作物每年从土壤中带走大量硼元素,土壤干旱、土壤酸化、盐碱化、土壤过沙或过粘等土壤因素都决定需要定期向植物或土壤补充硼元素。
误区6、多种元素叶面肥好于单一微量元素硼肥。作物对7中重要微量元素并不是均等需求,硼作为最重要的微量元素,多数经济类、果树类、蔬菜类作物对其需求量较大。因此,对于缺硼作物单独补硼好于多种元素肥。
误区7、购买硼肥时不看纯硼含量。按照国家有关规定,硼肥产品必须要标出纯硼含量。因此,购买硼肥时不能光看硼肥产品纯度,更应该看产品纯硼含量是多少。
1、土壤酸碱度(PH值)
土壤PH值4.7-6.7之间,硼的有效性最高,水溶性硼与PH值成正相关。但PH值7.1-8.1之间,硼的有效性降低,水溶性硼与PH值成负相关。现已证明,土壤中硼的有效性主要受吸附固定的影响,而吸附固定由于土壤PH值有密切相关,酸性土壤中硼的有效性最高,但容易淋洗损失,施用大量的石灰,硼的吸附固定增加,会产生诱发缺硼。
高需硼作物苜蓿土壤适宜生长环境是PH值6.5,因此,石灰处理土壤可能是需要的。但是总体来说石灰处理土壤会降低硼的可利用性,特别是PH值大于7时。原因是Ca2+离子使硼离子失活。
2、土壤有机质
绝大部分土壤可利用硼存在于土壤有机质复合体(硼与腐植酸)中,有机质多的土壤有效性硼较多。因为与有机制相结合或被有机质所固定的硼,有机物分解后释放到土壤溶液中。天宝农业技术服务平台(ID:tianbaonj)环境条件如冷、潮湿;热、干燥会减少有机质降解率,也会减少土壤中的可利用硼量。另外,土壤中有机质含量少,土壤自身供给硼可能性较小,因此需要经常对土壤施用浓度较低的硼。
3、气候条件
干旱地区固定作用增强,温度越高越甚,从而减低水溶性硼的含量,使土壤中鹏的有效性降低。湿润多雨地区,常由于强烈的淋洗作用而导致硼的损失,降低有效硼的含量,特别是轻质土壤尤为明显。
在轻质土壤中硼易遭淋失,使水溶性硼减少;而在粘质土壤中,由于粘粒的吸附作用,保持较多的有效硼,因此,在其他条件一致情况下,轻质土壤有效硼含量少于粘质土壤,缺硼往往出现在轻质土壤中。但是,粘土中含总硼量虽然较高,但由于粘土表面固定着硼,因此可利用硼可能较低。
渗水良好,及降雨量大或常灌溉的沙性土壤具有强渗漏潜在性,使得它们最易发生缺硼现象,因此它们需要经常进行补硼。
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5、土壤耕耘
普遍来说,当土壤表面耕耘时,土壤中会有更多的硼供与植物根系。土壤耕耘会使土壤混合、提高土壤通气、排水性。这些都是土壤有机质分解释放出硼的最佳条件。随着,作物生产习惯改变为耕作变少或无耕作管理,积累在土壤表面或附近的有机质不会迅速分解,因此土壤可利用的硼更多依赖于土壤表面湿度条件。因此,硼肥施用对于作物生产十分重要。
6、土壤缺硼的原因是什么?
土壤缺硼的第一个主要原因是全硼含量低导致土壤有效态硼缺乏,作物表现缺硼症状,如我国南方花岗岩及其他酸性火成岩发育的土壤。
另一个原因是,成土过程改变了微量元素含量与分布。例如,黄土发育的土壤全硼含量不低,但有效硼含量偏低,同样表现出土壤不能满足作物需要,出现缺素症状。
第三个原因是,土壤酸度不适,吸附固定导致土壤缺硼。
第四个原因是,气候干燥、潮湿导致土壤缺硼。
第五个原因,施氮肥、钾肥过多会加重突然缺硼,因氮肥、钾肥对硼有拮抗作用。
此外,土壤质地太粗或缺乏有机质导致缺硼。综上所述,土壤缺硼有内因外因两方面原因。突然本身含硼量过低是缺硼的内因,土壤、气候条件则是外因。
7、哪些土壤易缺硼?
(1) 含全硼量低的土壤。例如,酸性火成岩发育的土壤。
(2) 石灰性土壤,特别是含游离碳酸钙多的土壤。
(3) 淋溶强烈的酸性土壤。
(4) 质地较轻的土壤。如沙土、风沙土等。
(5) 有机质含量低或很少施用有机肥料的土壤。
(6) 大量使用石灰的酸性土壤,时间一长就会导致缺硼现象出现。
(7) 酸性的腐泥土、泥岩土等有机质土、沼泽土。
(8) 氮肥、钾肥施用过多的土壤。
本文由国泰嘉美技术团队编写
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文章来源:天宝农业技术服务平台(ID:tianbaonj)
参考文献:
《硼对植物生长的作用》中国化肥信息网
《硼对植物营养与生长的影响》张晓博
《硼肥的施用技术》世纪农药网
图片来自天宝农业技术服务平台作物技术群
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