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硼是农业及其重要的微量营养素
[点击量:2022] [作者:admin] [日期:2009-07-23]

  一、概述

  二营养素和微量营养素”指的是对于土壤获得庄稼的产量和优良质量所需要的那些营养素的总和,而不是指达到形状、大小、颜色、口味等理想的品质。对于新兴经 济和发展农业的国家而言尤为重要。理论上讲,每一种营养素都具有同等的重要性,硼与植物的基本作用密切相关,比如:根系发育生长、细胞分裂、糖类传输与固 化,花粉进化与发育成长,开花与结果,以及有关生物质发育和成长的所有方面。尤其对于在短时间内果实的成长与发育非常重要。

  缺少或缺乏蔬菜营养需要的十三种基本元素的任何一种,主要使用或过度使用氮磷钾,而没有使用其它元素,其效果都是不佳的。因此,使农业生产能力达到理想的技术和经济效果的唯一的方法是平衡和控制特定的庄稼所需要的所有营养素。 

  二、硼是农业及其重要的微量营养素

  1、硼在植物中的生理功能

  硼在之五中的生理功能是各种各样的。正因为如此,研究硼在植物发展中的重要性的生理学家、生物学家以及农艺学家之间有些争论。

  比非离子化的化合物移动速度快的离子化的糖硼化合物的组成归因于糖类传输中的功能作用。Scott and Sisler还提及到葡萄糖磷酸乙酰基酶的载生物功能。

  Skok研究发现,硼的功能不仅仅是糖类传输,而是糖硼化合物的组成对无机盐新陈代谢作用的影响。

  Skoinick认为双氧水活化的硼有助于苯酸在木质素中的传输。

  Lee and Aronoff对硼的生理功能研究非常专业,他们研究了硼对甘醇和戊糖的金属硼化物分解的影响,同时还研究了调节芳香酸的葡萄糖6-磷酸脱氢酶的结构和组成。以此解释了由于硼缺乏,伴随着芳香酸过量叶片就会产生一块坏死区。

  Garate研究得到一种可以产生对果实大小的发育有作用的色素和元素的活性赤酶硼酸化合物的结构。

  有几项研究也证实硼与核酸的合成之间存在关系,硼与AND(三磷酸腺苷)以及ARN的再生与组成有关。

  Albert研究了硼在使用较高的磷钼酸结构固定细胞质结构过程中的参与作用。

  Shiralipauer研究了硼在叶片与枝芽中对氮化合物的固定作用。

  Nasan and Elroy研究中解释了硼与细胞分裂和分化,以及矿物元素的吸收之间的关系。

  2、硼在植物中的作用

  硼对几种营养素尤其是钙的吸收和新陈代谢,影响到细胞壁的形成。氮、钾和镁,碳水化合物以及多肽物质对于细胞分裂非常重要,从而使得根茎、枝芽以及新的叶片等区域快速生长。

   硼有助于较高极性分子比如糖通过细胞壁的转移,允许通过光合作用产生的糖类和其它碳水化合物被传输和固定到植物的生长位置。

  硼作为一种比较有效的胚珠肥料有助于开花、花粉生成和发育,以及通过授粉管的延长传授花粉。最终,硼有助于果实的快速生长和固化以便加强果实的成熟,保证了饱满的种子能够正常发芽,成功地完成植物的生长周期。

  硼能够调节与植物生长发育和成熟程度相应的荷尔蒙的产量水平。同样也有助于像矿物盐吸收一样促进通过细胞质对水的吸收。

  3、植物缺乏硼的症状

  硼是细胞膜一种组成成分并且通常在植物内保持不可移动,因此,任何有关这种元素的缺乏都会立刻通过碳水化合物的新陈代谢(聚集在叶片中)的变化而反映出来。这种情况表明了几乎所有与硼有关的作用的间接原因。

  另一方面,硼的缺乏增加了细胞分裂的不完全性,因此,细胞壁特别薄。除了那些发生从外观上可见的症状的传递组织以外,如生长延缓和内部节瘤距离延长,主根茎额终端成长点坏死,那么,终端枝芽就变现出给予植物一种花结表观特征的所有那些症状。

  另外,由于边缘部分停止生长,造成叶片变薄,打卷以及变黑。这种情况在果实上也时有发生。常见地,由于出现了一种氯化斑点、梗塞以及坏死部分,叶片改变了它 们的颜色,表现为外部有斑点和内部有颜色缺乏。由于花青菌地存在,在一些物种中,也会有变红地叶子出现,并且,叶片和花瓣可能会破裂。开花可能不会完全形 成,如果那样,果树就不会保持长期种植。通常地,根系会特别短,使得营养素地吸收特别困难。

  4、硼的吸收机理

  根据众多研究,通过植物根部细胞对硼的吸收是通过离子型化合物尤其是硼酸来实现的。最近研究已经证明这种机理,硼可以形成由两种聚醛与一种硼酸分子结合的有机化合物,甘露醇硼酸酯化合物以及与植物相适应的其它糖类和聚烯烃。

  硼还可以通过硼酸盐和聚硼酸钠的形式被吸收,但是,它们必须先被转化为硼的离子状态,从而形成上述提及的化合物。

  土壤中的硼的含量越低,吸收就越慢。如果土壤中的硼的含量低于5ppm,那么植物几乎没有对硼的吸收。

  纵观上述研究,要强化这样的概念,即:土壤中存在的硼的供应和有效的硼的供应。除了上述提及的土壤中可溶性物质(硼酸和硼酸钠)以外,还有其他的硼源,比 如,硼酸钙和硼酸镁钙,相对应地也叫硬硼钙石和水方硼石,后两种物质在碱性和中性土壤中地可溶性相当高,而在粘性土壤中溶解相当慢。另外,它们含有不可溶 解地硅硼酸或硼硅,就像电气石一样,非常常见,但是它不能被认为是有效地硼供应,因为它通过土壤的反应而被浸出。最后,我们来谈谈一种非常特殊地硼源,叫 硼钠方解石。

   硼钠方解石是一种由钠和钙组成地硼酸复盐化合物。也就意味着它有部分是易溶的(钠的部分)而另一部分是中等溶解的(钙的部分)。

  易溶、中等溶解以及难溶的概念,很明显地是与植物对硼地有效性吸收相适应的,必须与种植物的持续时间相结合,也就意味着,短期庄稼如蔬菜、豆类以及短期植物 如向日葵、棉花等应该提供可溶性的硼源,特别地,如果不管植物需要与否而目的是精确地提供硼的置换的话,也就是,使生物质(开花、结果、急速发芽等)保持 一种快速生长状态。对于长期或多年生庄稼,防病的或者长效的肥料应该被使用,中等可溶的硼酸盐可以使用,并且在一些相当酸性的土壤情况下,难溶的硼酸盐也 可以使用。一个典型的例子就是林地和牧草的施肥。尽管如此,对一些植物如果树、咖啡树、棕榈树等,它们的生产和发育具有季节周期,因此,在这种情况下,硼 的供应应该被视为一个短周期植物施肥。

  再次,我们认为硼钠钙石是一个非常典型的例子,因为它以两种不同的速度释放硼,所含的三分之一部分的硼是被快速地供应(快速释放)而剩下的三分之二部分是慢慢地被供应的(慢慢地释放或缓缓地释放)。当然了,这种作用是与硼酸钠钙复盐的组成有关的。

  5、硼对植物有效性的影响因素

  硼源的可溶性这个问题被深刻地解释之前,只有一种说法,即植物在它们的生长发育期间对硼的需求非常精确。因此,由于硼从植物的原来的地方移动得相当慢或者不 移动,总是认为由于土壤提供硼而不能够转移到植物的内部以满足它的需要。更甚者,在植物(特别是长期生的)实验性地快速生物质生长如春天,发芽期间,如果 土壤缺乏适当的硼的供应,那么一种严重的问题就会发生,在这种情况下,硼就会从植物较新的区域被转移固定在它的原来的地方以满足它对硼的需要。因此,植物 的上部枝芽和花苞就会停止生长,从而阻止和损坏植物的生长。

  研究还发现硼的缺乏与干旱的季节之间存在紧密的关系。大多数可用的硼都保持在土壤的上部有机层内,当土壤干旱时,有机质内的生物活性就会降低,植物对硼的摄 入就会大大地减少。另一方面,有机质是硼地一种聚集源,从而与植物内存在的微生物活性相适应。因此,建议提供给土壤足够的有机质以达到上述目的。