農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查-文庫吧
2024-12-21 20:58 本頁面
【正文】 與土壤的地球化學(xué)關(guān)系，土壤中元素全量與有效態(tài)的聯(lián)系和轉(zhuǎn)化及營養(yǎng)需求預(yù)測。? （ 3）土壤營養(yǎng)元素或有害元素的豐度、空間分布及賦存狀態(tài)。? （ 4）研究不同地球化學(xué)背景的土地利用潛力、區(qū)域土地資源的地球化學(xué)區(qū)劃和土地整治。 第二節(jié)元素、土壤地球化學(xué)與農(nóng)業(yè) ? 一、植物營養(yǎng)元素與有害元素? 1．營養(yǎng)元素和必需元素 ? 所謂植物營養(yǎng)元素，一般需具備以下 三個條件 ：? （ 1）植物生長不可或缺的、組成生物機體的、缺少它不能正常生殖生長的。? （ 2）元素必須直接參與生理作用，起調(diào)節(jié)平衡作用，如激發(fā)酶系統(tǒng)調(diào)節(jié)體液平衡和酸堿平衡。? （ 3）在一般情況下，每一種元素的作用具有專一性，只有供給該元素才能得到改善。 ? 植物必需元素有 16種，即碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鈣、鎂、鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬和氯。 農(nóng)作物營養(yǎng)元素的發(fā)現(xiàn)和確定時間元素 發(fā)現(xiàn)和確定時間氫和氧 早在化學(xué)元素發(fā)現(xiàn)以前，已知道水是植物必需的營養(yǎng)物質(zhì)碳 1800年由 senebier和 saussure確定為必需元素，空氣中的二氧化碳是植物的主要碳源氮 1804年由 Saussure發(fā)現(xiàn)了植物對它的必需性磷、鉀、鎂、硫、鈣 在 1838年由 Sprengel等確定為植物的必需元素鐵 1804年由葡萄缺鐵黃化而明確了鐵是植物有必需元素錳 1922年由 McHargue確定為必需元素硼 1923年由 Warington發(fā)現(xiàn)為植物必需元素鋅 1926年 Sommer等人發(fā)現(xiàn)燕麥灰斑病是由于缺鋅所致，并證明鋅是植物所必需的營養(yǎng)元素銅 1931年 Sommer等從番茄和其它作物上證明了植物對它的必需性鉬 1939年由 Arnon和 Stout發(fā)現(xiàn)氯 發(fā)現(xiàn)最晚， 1954年由 Broyer、 Cartton、 Johnson和 stout證明是高等植物有必需營養(yǎng)元素部分化學(xué)元素對農(nóng)作物生長的作用元素世界土壤平均含量中國土壤平均含量 在農(nóng)作物中的作用B 20106 64106硼對作物根、莖等器官的生長，幼小分生組織的發(fā)育及作物的開花結(jié)果均有重要作用。缺硼既能使作物的糖、脂肪和蛋白質(zhì)代謝紊亂，又能使作物細胞器官的結(jié)構(gòu)破壞導(dǎo)致作物的病態(tài)生長，如缺硼能使麥類雄蕊發(fā)育不良，雌蕊子房枯萎；棉花葉脈突出呈木質(zhì)壞死，棉蕾易脫落；油菜心葉卷曲，下部葉片枯萎，主根萎縮，頂芽死亡等。Zn 50106 163106鋅是作物生長不可缺少的元素，它是作物多種酶的組成部分，也是一些酶的激活劑和抑制劑，而且是氮代謝和蛋白質(zhì)合成的核心。缺鋅常使氮化物的轉(zhuǎn)化和蛋白質(zhì)的合成受阻，嚴重缺鋅的土壤上，作物體內(nèi)氮化物多聚集在營養(yǎng)器官中，影響籽實形成，直接影響產(chǎn)量。不同作物缺鋅的主要癥狀為：水稻不長苗，主脈失綠，植株矮?。ɑ蚍Q “僵苗 ”），嚴重時死亡；棉花葉片變厚變脆，易破裂，葉緣卷曲，生長停滯，植株矮小，豆類、水果（蘋果、梨）落花、落果等。鋅過量時傷害作物根系，根的生長受阻，老葉壞死；對大豆毒害，葉子卷曲莖軸枯死等。Mn 100106 845106錳是許多酶的活化劑。研究表明有 23種金屬 酶復(fù)合物需要錳激活。錳參與光合作用與氮代謝，錳有維持葉綠體膜正常結(jié)構(gòu)的作用。錳還有調(diào)節(jié)作物體內(nèi)氧化還原電位的作用，而且能促進和提高作物組織的持水能力，降低蒸騰強度。作物缺錳時，葉片脈間失綠，失綠部分漸變?yōu)榛疑蚓植繅乃溃~片向內(nèi)彎曲，形成枯葉。Mo 106 106鉬是作物的必須元素。是構(gòu)成作物體內(nèi)硝酸還原酶和氮酶的組成成分，對氮的代謝和果膠酶物質(zhì)的代謝有重要影響，適量錳能提高作物對二氧化碳的吸收，促進碳素的同化。作物缺鉬時，葉脈間葉色變談、發(fā)黃，與缺氮和缺硫的病癥相似，但缺鉬的葉片易出現(xiàn)斑點，典型缺鉬的癥狀是花椰菜 “鞭尾病 ”和柑桔的 “黃斑病 ”。Cu 30106 27106銅主要參與光合作用和作物的氮代謝，它是質(zhì)體青的必要組分。銅還能增強葉綠蛋白的穩(wěn)定性，減少在黑暗中的葉綠體的降解。銅參與硝酸還原作用，還可能參與豆白紅蛋白的合成。銅能調(diào)節(jié)生長氧化酶的活性和增強作物抗性。作物缺銅時，新葉失綠發(fā)黃，葉尖發(fā)白并卷曲，葉脈間出現(xiàn)壞死斑點。P ％ ～ ％土壤全磷量低于 ％時，施用磷肥對綠肥、油菜、小麥等旱作物有顯著增產(chǎn)效果。全磷低于 ％時，磷肥對所有作物都顯肥效。K ％ 鉀是植物的重要營養(yǎng)元素。既是植物體內(nèi)許多酶的活化劑，又能促進呼吸作用、光合作用和提高植物對病蟲害、干旱和霜凍等不良環(huán)境的抵抗力。Fe 4％ 2～ 7％鐵是形成葉綠素不可缺少的元素，也是很多酶的活化劑，它又是光合作用中許多電子傳遞體的組成成分，鐵還參與核酸和蛋白質(zhì)的合成。桃、李、杏、棗等果樹和其它林木需鐵較多，豆科植物、高粱、甜菜含鐵較多，柑桔果樹常出現(xiàn)典型的缺鐵癥狀。? 2．有害元素? 有害元素主要是重金屬元素 ，如 Cd、 As、 Hg等。? 對農(nóng)作物產(chǎn)生危害 :一方面， 重金屬可以減少土壤微生物，降低土壤酶的活性，從而影響農(nóng)作物的正常生長。另一方面， 重金屬對農(nóng)作物的危害往往發(fā)生在植物吸收、積聚以后，首先危害根部的生長，進而波及整個農(nóng)作物。同一種重金屬元素對不同農(nóng)作物的危害程度存在較大的差異，同一種農(nóng)作物對不同濃度、不同種類的重金屬的耐受性也不相同。? 常見的癥狀：? （ 1）根部生長異常（ 2）黃化癥狀。（ 3）枯斑癥狀。（ 4）其他癥狀。? 需要特別指出的是，有害元素與營養(yǎng)元素之間并沒有絕對的界線，這涉及一個量的問題。? 二、土壤地球化學(xué)? 元素被作物從土壤中吸收、轉(zhuǎn)化、利用的整個過程是十分復(fù)雜的。這就是元素的存在形式與生態(tài)效應(yīng)的問題，其核心是元素的遷移、轉(zhuǎn)化及生物地球化學(xué)循環(huán)，也是土壤地球化學(xué)的研究重點 。? 學(xué)分區(qū) ? 根據(jù)土壤地球化學(xué)類型的組合和分布特點，我國可劃分為四個土壤地球化學(xué)區(qū)。自西北至東南分別為鹽漬土區(qū)、碳酸鹽土區(qū)、硅鋁土區(qū)、鐵鋁土區(qū)。由于受地形、成土母質(zhì)等因素的影響，每一土區(qū)的土壤性質(zhì)、組合仍存在差異。分 9大類 33個亞類，可為農(nóng)業(yè)區(qū)域布局，土地規(guī)劃，環(huán)境評價，地方病治療，礦產(chǎn)預(yù)測和勘探提供依據(jù) ? （ 1） 鹽漬土區(qū) 。分布于我國西部內(nèi)陸的干旱區(qū)，占國上面積的 29%。 全磷含量較高，但有效性不高，因而土壤總體缺磷 (缺磷面積達 63%)。 較缺乏的元素主要有：磷、鋅、鐵、錳和碘等。該區(qū) 80％土壤缺有效性鋅和錳， 50% 缺鐵。? （ 2） 碳酸鹽土區(qū) 。分布于內(nèi)蒙古高原，向西一直延伸到青藏高原，占全國土地面積的 23%。 磷的全量雖豐富，但有效性不高，土壤缺磷達 60%。 80%的土壤缺乏有效性鋅、鐵、錳和水溶性硒。 ? （ 3） 硅鋁土區(qū) 。發(fā)育在溫帶和寒溫帶濕潤、半濕潤氣候條件下，易溶鹽已完全淋失，碳酸鈣也基本淋失。 缺鉀面積可達 32%。缺磷面積達 47%。微量元素鋅、錳、鐵、硒和碘的有效性有所增加，但缺少有效性硼、氟的土壤面積增加。 ? （ 4） 鐵鋁土區(qū) 。分布于長江以南，地處熱帶亞熱帶地區(qū)，占國上面積的 18%。 缺磷狀況很突出，占總
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