01.19 鈣:作物生長第四大元素,對生長髮育有何影響?如何避免缺鈣?

導讀:

作物生長的必須營養元素有16種,這16種元素對作物生產發育的影響遵循“木桶效應”,即:生長狀況的好壞與豐產性的高低,取決於這16中營養元素中供應量最少的一種。氮、磷、鉀作為“植物生長三要素”在生產中被廣泛重視,但長期以來由於缺乏科學的施肥指導,加上對氮、磷、鉀三要素的過度偏施肥,導致我國耕地氮、磷、鉀的嚴重超標(

設施蔬菜地氮、磷、鉀分別超過標準施用量的1.2倍、5.3倍和0.9倍,據中國農科院黃紹文數據)。

與此同時,對中微量元素的施用卻又重視不足,中微量元素缺乏常成為“木桶效應”中的短板,這其中就包括被稱為植物生長“”第四大營養元素“”的鈣。春節臨近,棚室農產品價格趨近高峰,但受低溫寡照影響,也是最容易造成鈣缺乏的時期。

鈣對農作物生長起什麼作用?農作物缺鈣會出現什麼症狀?採取哪些措施能確保鈣肥充足供應?

本文將結合生產實踐,對以上問題進行解答,在給生產者提供參考與借鑑的同時,更希望生產者在栽培管理過程中提高對中微量元素的重視,以確保豐產。

鈣:作物生長第四大元素,對生長髮育有何影響?如何避免缺鈣?

一、鈣對作物生長髮育有什麼重要作用?

鈣元素是構成植物體的必須元素,是為植物生長髮育傳遞信息的重要載體,在增強作物逆境環境條件下的適應能力,提高農作物內在品質,延長貨架壽命以及提高抗病性等方面都有重要作用,

1、增強在乾旱、淹水等逆境的調節能力

  • 乾旱條件下更敏捷地調控氣孔開閉

在乾旱條件下,鈣離子作為外界環境信息的傳遞者,會將水分虧缺的信息及時傳遞給調節植物生理活動的物質(酶),植物會對這一逆境下達應對指令,即,通過萎蔫減小葉面積來降低蒸騰作用的強度,減少植物體內水分蒸發,從而將正常生理活動受到的乾旱影響降到最低。

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  • 水生作物更通暢的運輸氧氣

氧氣是植物進行呼吸作用的必須原料,植物只用通過呼吸作用才能將光合作用製造的物質進行分解,並轉化為供給自身生長的能量,植物的根系也只有在氧氣供應充分的條件下,才能生長良好並建立起作物健康生長的根部群落。

但是,對水稻、蓮藕等水生作物來說,其根部在淹水條件下無法像番茄、黃瓜一樣利用根系從土壤中吸收到氧氣,而是通過葉片、莖稈等器官向根部運輸。因此,運輸導管功效的強弱直接決定著其根部發育狀況,鈣可以起到增強導管韌性與運輸強度的作用,從而保證根部氧氣的充足供應。

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2、提高抗性

  • 提高抗病性

植物葉片、果實等器官同人一樣,細胞在不斷的進行新陳代謝,凋亡的細胞會暫時覆蓋在器官表面,形成一個保護層(類似人皮膚的最外層)從而形成角質層。細胞壁是鈣的富集區,細胞在凋亡後,細胞壁中的鈣仍存留在細胞壁中,使細胞壁的強度加大。從而增強了角質層這道防護牆對內部有活力細胞的保護能力,使抵禦病菌入侵的能力更強。

  • 提高抗倒伏能力

如同建築用的水泥,鈣可以將細胞與細胞之間的連接更加緊密,整個植物器官和整個植株更為強韌,植物體更為堅挺,對抗大風、抵禦倒伏的能力會更強。而且葉片的姿態更能保持舒展,從而使整個田塊的作物群體形態,保持光合作用效率最高的狀態,從而為最大化發揮作物群體的生產潛力打下基礎。

  • 耐磕碰

細胞壁中鈣含量的增減,可以使果實的硬度得以加強,起到提高在植株管理、果實採摘、包裝、運輸過程中的耐磕碰能力的作用,使果實的商品外觀得到更好的保護,並有效延長商品的貨架壽命。對一些軟果型的草莓品種比如章姬等等,為了增加其果實硬度往往在果實膨大期增施鈣肥。

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3、提升作物品質

硝酸鹽含量高是影響蔬菜品質和安全性的重要障礙,但是在各種氮肥形態中,蔬菜對硝態氮又最為偏好,吸收率最高,過多的硝態氮,使得植物體內的草酸含量大幅增加,達到一定程度,很容易完成植物酸中毒,鈣離子則可以與草酸根發生化學反應,形成不具有活性的草酸鈣沉澱,從而避免了植物酸中毒,也減少了硝酸鹽的含量,提升了安全品質。

鈣可以提高光合產物在果實器官內的積累與轉化從而改善口感。由於鈣對細胞壁強度的提升作用,可以減少裂果現象的發生,這一點在薄皮番茄品種防裂果方面效果明顯

4、防早衰、促生長

延遲作物葉片等器官功能的衰退,延長果實膨大的時間,都可以促進產量的提升和品質的提高,而作物器官功能衰退和果實成熟都與乙烯(植物激素)的產生有關,而細胞膜中的鈣能抑制乙烯產生,從而起到防治早衰、延長生長髮育期並提高產量的。同時鈣元素可以通過促進植物細胞的伸長來提高生長速度。

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二、什麼情況下容易造成作物缺鈣?

土壤本身的含鈣量較為充足,但是只有能溶於水的那部分鈣才能被植物吸收利用(即離子態),而土壤中多數的鈣因不能溶於水,而不能被吸收利用(即化合態,比如某些石頭的重要組分碳酸鈣),不同土壤的酸鹼度、有機質含量決定了能被吸收利用的鈣元素的多少。同時,作物生長環境條件也對土壤中鈣離子能否被吸收運輸供給植物生長髮育,需要起到重要影響。

1、土壤酸鹼度過大

南方酸性土壤容易造成缺鈣:南方酸性土壤風化更為徹底,土壤的基本顆粒更為細小,土壤顆粒中的鈣等元素釋放更為徹底而難以被吸附住,並且南方降雨頻繁,降雨量大,再加上較高的溫度條件,使這些被釋放出來的鈣元素(呈離子態)很容易在降水向深層土壤中下滲的過程中,被帶到植物根系所不能抵達的深層土壤,從而無法發揮作用。

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在鹼性較大的西北地區也容易造成土壤缺鈣,其原因在於,在鹼性超過一定界限之後(pH值8.5以上),土壤中的Na(離子態)釋放量會明顯增加,土壤中過多的Na離子,會和土壤中原本具有活性可被植物吸收利用的鈣離子發生置換反應,導致原本是有效態的鈣轉變為碳酸鈣等難溶化合物,從而失去活性而不能被植物生長吸收利用。

2、土壤有機質含量低

有機質在土壤中分解後形成膠狀體,這些膠狀體可以將土壤中能被植物吸收利用的鈣離子包裹住,從而避免這部分鈣被降雨、滲水淋失,也可以避免與其它化學物質發生反應變成難溶的固體沉澱而失去被吸收利用價值(比如與土壤中的碳酸根發生反應形成碳酸鈣)。

土壤有機質含量低的時候,土壤中的膠體含量就少,對有效態的鈣的存蓄能力就弱,從而造成土壤缺鈣。

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3、氮、磷、鉀施用不當

在根系對土壤中的營養元素進行吸收時,如果土壤中的氮(主要是銨態氮)或鉀含量過大,與可吸收利用的鈣比例失調,就會造成對鈣的吸收能力降低,即雙方存在拮抗作用。而磷元素在土壤中多以磷酸根等形式存在,如果含量過高,就會與鈣發生化學反應形成難溶性的化合物,導致鈣由有效態變為無效態。

4、寡照高溼

鈣自身的原子量比較大,也就是比較重,植物從土壤中吸收鈣,需要強大的蒸騰作用提供的蒸騰拉力,但是在光照弱或者設施內空氣溼度較大時,作物的蒸騰拉力就會因蒸騰作用的降低而減弱,致使對鈣元素的吸收能力降低,導致作物缺鈣。

鈣:作物生長第四大元素,對生長髮育有何影響?如何避免缺鈣?

三、植物缺鈣有哪些表現

1、生長點及新葉

作物對鈣的吸收通過根來完成,在往上部運輸的過程中,鈣元素往往中途會與草酸根等一些其它離子發生反應,並且做形成的化合物多是難以再被溶解吸收的沉澱,這導致在鈣元素供給不足的情況下,處於頂端的生長點及附近的葉片最容易出現缺鈣症狀。

2、果實

鉀、氮這些元素在植物體內運轉較為活躍,一旦出現供應不足,植物體可以把即將凋零的老葉裡的元素轉移過去予以“支援”。但是鈣元素不同,一旦運轉到葉片裡面往往就形成化合物被固定住而不能輕易的被轉移走,另一方面,由於果實的升騰能力較微弱,運轉到果實裡的鈣,如果沒有形成化合沉澱,在其它部位蒸騰能力旺盛的時候,還有可能被爭奪出去。

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柑橘缺鈣

3、典型果蔬作物缺鈣症狀舉例

  • 瓜類:黃瓜等龍頭外沿焦枯,新生葉片皺縮上卷,呈勺形無法平展,果實臍部腐爛,西瓜、甜瓜容易開裂。
  • 葉菜類:生長點及周邊葉片乾枯,菜球外部葉片良好,但是靠近心部的葉片發生乾枯甚至成粘稠狀腐爛,比較典型的是白菜葉球發生“乾燒心”。
  • 茄果類:茄子、辣椒、番茄等不嚴重的時候在臍部出現微微凹陷,嚴重時,凹陷後的臍部形成傷口,病菌從傷口進入成成圓形腐爛斑塊。
  • 果樹:在果實表面形成散佈的顏色較深的紫色、紅色斑點,並以靠近果實頂部最為嚴重,靠近果柄部位略輕(靠近果柄部位含鈣量較高),果實表面凸凹不平,由於到後期鈣肥不足造成脫肥而主要表現在成熟期,並且會在儲存期加重。
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紅點為缺鈣前期的斑點

四、避免植物缺鈣可採取哪些措施?

1、調節土壤酸鹼度

土壤能保持鈣離子被有效吸收利用的pH範圍為6-8,酸性過大或鹼性過強,採取的應對措施截然不同。

  • 偏酸性土壤的處理措施

對於酸性超過範圍不大的土壤可通過撒施草木灰、碳酸氫銨等來進行調節,對較為嚴重的地塊可以根據酸性強度大小每畝撒施20-50斤石灰粉,石灰粉的主成分為氫氧化鈣,呈鹼性,通過酸鹼中和可以起到降低酸性的作用,同時可以增加鈣含量。不過需要強調的是,在施用石灰粉的時候要同時配施有機肥,不然土壤可能結構會變得結實緻密,不利用耕作,有機肥可以涵養有效態鈣離子,並改善土壤結構。

  • 偏鹼性土壤的處理措施

對鹼性較強的土壤,可以撒施硫磺粉、硫酸亞鐵。硫磺粉在土壤中通過硫化細菌的的作用下轉變為亞硫酸,從而起到酸鹼中合作用,硫磺粉中和能力較為緩慢,但較為持久。硫酸亞鐵雖然見效快,但是作用不持久。有條件的最好選用草炭土,草炭土呈現酸性,在西南地區的草炭土酸性較強,部分地區pH值達3-4,東北地區pH值一般為5左右,不但可以有效中和鹼性還可以提高有機質含量。

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番茄缺鈣

2、增加有機質含量

有機質分解後的膠體,可以使鈣形成絡合物,以可利用的水溶態被儲存起來,因此有機質含量高可以減少土壤中鈣離子的含量,提高土壤中鈣元素的可吸收利用比例。

3、葉面噴施

連續陰雨天,由於光照不足蒸騰作用降低,植物吸收鈣離子的拉力將會降低,表現在植株上就是黃瓜等蔬菜會出現葉片四周下垂的“降落傘葉”或者葉緣發黃的“鑲金邊”,如果不及時補鈣會影響植物的生長速度,加大病害發生的可能,甚至造成品質的下降。這時需要在葉面噴施螯合鈣(鈣離子包裹在氨基酸裡,吸收利用率很高),一般在次日症狀就會有好轉。

鈣:作物生長第四大元素,對生長髮育有何影響?如何避免缺鈣?

4、平衡施肥

充分了解土壤肥力狀況,避免盲目施肥,通過施用生物菌肥,釋放土壤中被固定的氮、磷、鉀,減少因為“三要素”的過量施用,對鈣元素的吸收造成的“拮抗作用”或者固定作用。

結語

鈣元素雖然被稱為第四大元素,但是就植株吸收量而言,番茄、黃瓜等果菜類蔬菜以及果樹,對鈣的吸收量比“三要素”中的磷還要高,僅次於氮和鉀排在第三位,對多數果實器官而言,其需求量則僅次於鉀,排在第二位。因此在日常管理中,要從基肥、追肥等多方面予以重視,其中,基肥的作用最為重要,是保障鈣肥供應的根本,葉面噴施是效果較為顯著的應急之舉,要保證鈣肥的持續穩定供給,提高土壤有機肥施用量是重要保障。


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