钙在玉米中的作用,如何通过滴灌施肥增加玉米对钙的吸收

文摘   工业农业   2023-06-26 00:02   新疆  

钙在玉米中的作用,如何通过滴灌施肥增加玉米对钙的吸收

钙是植物生长发育的必需营养元素,其在植物的生长发育及新陈代谢 中的作用是其它营养元素不可代替的。钙在土壤中的变化影响着土壤的物理化学性质 ,也影响着植物对钙及其它养分的吸收。酸性土壤钙含量较低 ,钙易随水淋失 。

南方大部分地区土壤淋洗严重,土壤代换性钙含量低,需要施用钙肥。但在广西、云南等省份的有石灰岩或含钙红土上发育的土壤等碳酸钙高达3~11%,代换性钙含量很高,不需要施用钙肥。我国北方多为石灰性土壤,碳酸钙在土壤中高达10%以上,土壤缺钙现象很少见。但在我国西北、东北和华北内陆地区还分布着大面积的盐碱土,土壤代换性钠含量很高,代换性钙浓度较低,这些土壤需要施用钙肥。


第一、钙在植物中的功能

1、钙是植物生长发育必需的营养元素

钙是植物生长发育所必需的大量元素之一,植物体内的钙含量因生活环境、植物种类及植物器官而异,正常条件下植物钙占干重的 0.1%—5%,单子叶植物正常生长的需钙量要低于双子叶植物。


2、钙对细胞壁的稳定作用

细胞壁是 Ca 最大的贮藏库,钙对维持植物细胞的结构稳定性起重要作用。钙在质外体中含量最多,其作用主要有两面:一方面与果胶形成果胶钙,连接果胶质增加细胞壁的稳定性;另一方面发挥果胶的机械性能。

3、钙对细胞膜的稳定作用

钙作为细胞膜的保护离子,对膜功能的维持认为是钙在细胞外作用到细胞质膜外表面上的结果。钙通过桥接膜上磷酸盐与磷脂及蛋白质的羟基来稳定细胞膜。

4、钙促进细胞伸长和分泌

钙参与植物细胞伸长和分泌过程。在没有外源钙供应时,根系在数小时内就会停止伸长。主要原因是由于缺钙能够抑制细胞伸长。细胞伸长需要在细胞壁松弛的环境下完成,该过程包含生长素诱导质外体环境酸化及果胶链上交联果胶的钙的取代作用。

5、钙元素对植物逆境胁迫的调控作用

植物受到胁迫后,胁迫信号会激活各个部位膜上的钙通道,增加细胞质中游离钙离子的浓度;胁迫消失后,细胞质内的游离钙离子也回到了正常水平。外源钙能够抑制细胞内氧化产物产生、稳定膜结构。当植物受到盐,干旱,低温,高温,缺氧及氧化胁迫时,外源钙可以提高植物 SOD、POD、CAT 的活性,提高植物对逆境的适应性。

6、钙对植物种子萌发的影响

Ca对种子萌发的作用不仅是作为营养物,而且还能在生理学上能防止膜损伤和渗漏,稳定膜结构和维持膜的完整性,提高种子活力,促进胚芽胚根的伸长。

第二、植物对钙的吸收和运输

土壤中Ca2+主要通过质流转移到植物根表面。根系维管束组织可能通过共质体和质外体两种途径进行钙素吸收, 而果实则可通过非维管束组织直接吸收钙素。细胞质中浓度过高的游离Ca2+可与磷酸盐形成沉淀, 干扰与磷代谢有关的过程,妨碍正常的信号转导,对植物生长不利。Ca2+通过Ca2+通道内流进入胞质, 并通过Ca2+ - ATPase 和Ca2+/H+反向转运蛋白外流以保持胞质内低Ca2+浓度。


第三、玉米缺钙的状况及表现

钙很难从老叶向新生叶片转移,是不可移动元素。蔬菜缺巧症状主要表现在顶芽、也叶、根尖和果实等部位。主要症状为:生长发育受阻,植株矮小,生长点萎缩,顶芽枯死,生长缓慢或停止;幼叶叶缘变褐色并逐渐坏死;根短,根尖枯死,严重缺巧时根尖腐烂,生殖器宫不结实或发育不良。番茄上部叶片变黄,但下部叶片保持绿色。近腺部部分的茎呈坏死组织的斑点,茎软而下垂,其典型症状是番茄脐腐病。




玉米缺钙是生理性病害。偏施氮肥、磷肥或土壤中镁和硼等元素与钙超标,都会导致玉米对钙的吸收。其症状主要有:发病初期,植株生长矮小,玉米的生长点和幼根即停止生长,玉米新叶叶缘出现白色斑纹和锯齿状不规则横向开裂。新叶分泌透明胶质,相邻幼叶的叶尖相互粘连在一起,使得新叶抽出困难,不能正常伸展,卷筒状下弯呈牛尾状,严重时老叶尖端也出现棕色焦枯;发病植株的根系幼根畸形,根尖坏死,和正常植物的根系相比根系量小,新根极少,老根发褐,整个根系明显变小。

第四、玉米作物出现缺钙表现的原因排除

1、铁、铝、锰等毒害性离子是否存在

2、钙是一种借助于质流的作用流向作物的元素,土壤中是否有足够的水分保证钙的吸收

3、如果土壤K+、Na+、NH4+等离子过多,即使交换性Ca2+很高也会造成缺钙

4、在土壤阳离子代换量中,钙镁比是另一个重要问题,Mg2+浓度不能超过Ca2+。

5、交换性钙含量会影响PH,只有pH低时才会出现重金属离子的毒害。

第五、土壤中的钙

土壤中的钙素主要有无机态钙和有机态钙两大类,具体到形态有:矿物态钙、交换态钙、溶液态钙和有机态钙。

1、矿物态钙一般占总钙量40~90%,是主要钙素形态,但矿物态钙存在于土壤固相的矿物晶格中,是植物不能直接利用的钙。土壤含钙矿物主要是硅酸盐矿物,如钙斜长石、钠钙斜长石、辉石、角闪石等。还有非硅酸盐含钙矿物如方解石、白云石;硫酸盐类的石膏和磷灰石等。含钙矿物分解后进入土壤溶液,大部分被淋失,一部分被土壤胶体所吸附成为代换性钙,还有一部分与重碳酸根离子结合成重碳酸钙。矿物态钙是土壤钙的主要来源。

2、水溶态钙是指存在于土壤溶液中的钙,是植物可以直接吸收的钙素形态。

3、代换态钙是指吸附在胶体表面的,能为其他代换性阳离子所代换出来的钙。一般代换态钙约占总钙量的20~30%。土壤代换态钙也是作物可利用的有效态钙。

4、有机态钙是指存在与土壤中动、植物残体中的钙,分解后一部分被淋失,一部分转化为代换性钙。

在四种钙素形态中,水溶态钙和代换态钙是作物可以即时利用的有效态钙,矿物态钙和有机物中的钙一般作为作物钙营养的供应潜力来看待。土壤供钙水平主要取决于代换性钙的供应容量的大小。


第六、新疆土壤中钙的情况

在干旱土中,石膏的聚集很普遍。北疆某些干旱土石膏淀积较深,一般在 50cm 以下;南疆干旱土整个剖面都含有较多的石膏,石膏的聚集被认为是当地干旱土的重要发生特征。

新疆地跨纬度大,地处亚欧大陆腹地,远离海洋,属于典型的干旱气候,降水稀少,且南疆平原区最少。

新疆的大地貌轮廓是“三山”“二盆”。阿尔泰山由草原化荒漠棕钙土丘陵低山地、干草原栗钙土丘陵低山地、草甸草原黑钙土丘陵低山地、旱耕地丘陵低山地等组合;天山北坡西部地区由荒漠化草原灰钙土丘陵低山地、干草原栗钙土丘陵低山地、旱耕地丘陵低山地、草甸草原黑钙土丘陵低山地组合;天山北坡中段(乌苏以东),除因地形降水稍多的地段自丘陵起为干草原栗钙土地外,余者以草原化荒漠棕钙土丘陵地起,向上与干草原栗钙土丘陵低山地、早耕地丘陵低山地及较窄的草甸草原黑钙土丘陵低山地组合。局部还有以荒漠灰漠土起始的丘陵低山地。在天山南坡,主要由荒漠棕漠土丘陵低山地、草原化荒漠棕钙土丘陵低山地以及干草原栗钙土丘陵低山地垂直组合外,局部也有起始于干草原栗钙土的丘陵低山地。

整体上讲,新疆土壤中钙质土壤居多,因此新疆土壤本身不缺钙,但是由于新疆气候干旱可能缺少有效钙。

第七、如何通过滴灌施肥增加玉米对钙的吸收

1、科学灌溉,适量灌溉。钙是一种借助于质流的作用流向作物的元素,因此保持土壤相对湿润,作物根区的钙就会出现溶解与迁移规律。

2、根区酸化,提高钙的有效性。酸性物质施入土壤能够降低盐碱土的pH值,土壤pH值降低有利于钙质土中的钙镁溶解和提高土壤中有效钙镁的含量,为代换土壤中的交换性钠提供了Ca2+源,同时为玉米吸收钙提供了钙源。因此在滴灌中可以适量增加酸性肥料和生理酸性肥料。

3、科学施肥,减少固定。由于钙和碳酸盐容易产生沉淀,因此碳铵滴灌时候要少量多次;由于磷酸盐溶解度也较低,磷肥用法用量也应该科学;硫酸根与钙离子固定,硫酸钾施用时间科学有利于钙吸收。整体上讲,科学施肥,少量多次,减少肥料对钙的固定,充分利用好灌溉水中的钙,有利于作物吸收钙。

4、与盐碱地改良同步,科学施用钙肥和钙营养。含钙物质,如石膏、磷石膏、石灰等,主要以钙代换Na+为改良机理。十九世纪末,美国土壤学家Hilgad就开始指导人们利用石膏改良盐碱土,并建立了俩个化学方程式:Na2C03+CaSO4= CaCO3+Na2SO4 和 NaHC03+CaSO4=Ca (HC03) 2+Na2SO;1912年以后,俄国土壤学家盖得罗依兹肯定了石膏改良苏打盐碱化与碱化土壤的重要作用,并建立石膏改良碱化土壤的第三个化学方程式:2Na++ CaS04=Ca2++Na2SO4。1953年前苏联土壤学家安基波夫——卡拉塔耶夫确定了碱化土壤的碱化度变化的界限。土壤中Ca2+的活度增加,可交换出吸附于土壤胶体中的Na+,使Na+随水流转移,从而消除土壤的碱性来源,改善土壤性状,另外Ca2+的增加可以降低土壤的碱化度。因此,改良与施肥同步有利于科学施用钙资源。

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