摘要 由于植物對(duì)微量元素需要量極微少，在給農(nóng)作物補(bǔ)充微量元素肥料時(shí)，很容易造成施肥過(guò)量，導(dǎo)致植物中毒。本文綜述了微量元素施用過(guò)量對(duì)植物的危害，為農(nóng)業(yè)上微肥的施用和微量元素中毒癥的判斷提供參考。

關(guān)鍵詞 微量元素；過(guò)量施肥；農(nóng)作物；中毒癥狀；危害

目前，人們發(fā)現(xiàn)的植物必需礦質(zhì)元素共14種，其中植物需要量較少的必需元素稱為微量元素，其在植物體內(nèi)含量占干重的0.01%以下，分別是鐵、錳、硼、鋅、銅、鉬、氯、鎳。微量元素雖然需要量微少，但缺乏任何一種微量元素，都會(huì)顯著影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育，如缺鐵會(huì)導(dǎo)致果樹(shù)黃葉病，缺錳導(dǎo)致黃斑癥，缺硼花而不實(shí)，缺鋅導(dǎo)致玉米“花白葉病”和果樹(shù)“小葉病”等。微量元素缺乏癥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上時(shí)有發(fā)生，因而需要補(bǔ)充微量元素，使作物恢復(fù)健康。因?yàn)橹参飳?duì)微量元素的需要量極其微少，在給農(nóng)作物補(bǔ)充微量元素肥料時(shí)，需要特別注意施用量，稍有過(guò)剩就會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生毒害，反而影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。積累過(guò)多微量元素的農(nóng)作物還進(jìn)一步影響人和動(dòng)物的健康。也有些微量元素，過(guò)量時(shí)雖然對(duì)植物的生長(zhǎng)影響不大，但卻通過(guò)食物鏈進(jìn)入動(dòng)物體內(nèi)，引起動(dòng)物中毒，如鉬元素。因此，了解微量元素過(guò)量對(duì)農(nóng)作物的毒性對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要的參考意義，本文對(duì)各種微量元素?^多的危害、毒性的臨界值以及影響微量元素中毒的因素等進(jìn)行了簡(jiǎn)要介紹。

1 鐵元素

鐵毒產(chǎn)生的直接作用因子是亞鐵離子濃度過(guò)高。長(zhǎng)期漬水的水田及酸性土壤易積累Fe2+，誘發(fā)多種活性氧的產(chǎn)生，影響植物生長(zhǎng)、葉綠素含量、酶活性等各項(xiàng)生理指標(biāo)，破壞植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能，引發(fā)鐵毒害[1]。不同植物鐵中毒癥狀不一，亞麻鐵中毒時(shí)產(chǎn)生暗綠色葉片，生長(zhǎng)受阻，根變粗短，并且組織中大量積累無(wú)機(jī)磷酸鹽；煙草鐵中毒時(shí)產(chǎn)生暗褐色至紫色葉片，煙葉脆弱且質(zhì)量變劣；菜豆鐵中毒在葉片上產(chǎn)生黑色斑點(diǎn)；水稻則是從下部葉位的尖端開(kāi)始出現(xiàn)褐色斑點(diǎn)，然后擴(kuò)展至整個(gè)葉片，再繼續(xù)發(fā)展至上部葉片，最后下部葉片轉(zhuǎn)變成灰色或白色[1]。鐵毒稻株常伴隨著K、P、Ca等營(yíng)養(yǎng)元素的失衡[2]，因而被認(rèn)為是一種多重脅迫。

有報(bào)道稱土壤中鐵含量超過(guò)10～25 mg/kg時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致水稻中毒。水培試驗(yàn)表明，早稻鐵中毒的最低Fe2+濃度不低于40 mg/L，晚稻鐵中毒臨界濃度更高一些。一般認(rèn)為土壤鐵含量超過(guò)50 mg/kg可能出現(xiàn)鐵中毒，超過(guò)1 700 mg/kg會(huì)導(dǎo)致植物死亡。鐵中毒臨界濃度因研究者的材料與條件不同而有較大差異。此外，其他元素會(huì)影響Fe2+的吸收、運(yùn)輸及在體內(nèi)的活性，能加重或減輕鐵中毒。鐵中毒還與作物種類、品種、齡期及活力有關(guān)[3]。

鐵毒嚴(yán)重的酸性土壤中施用適量的石灰或石膏可以減輕鐵毒，提高作物產(chǎn)量；適量的磷營(yíng)養(yǎng)及鈣供應(yīng)也有助于提高水稻對(duì)鐵毒的耐性[1]。

2 錳元素

土壤中錳過(guò)多會(huì)造成葉片輸導(dǎo)組織壞死，阻礙蛋白質(zhì)合成，葉綠素含量顯著下降，光合速率和呼吸速率減弱，導(dǎo)致錳中毒。更嚴(yán)重的錳中毒會(huì)引起氧化脅迫，累積大量活性氧自由基，破壞葉綠素[4]，還會(huì)抑制鈣和鐵等必需元素的吸收，影響植物生長(zhǎng)[5]。錳元素首先危害的部位是葉片，而不是根系[6]。

錳毒的典型癥狀一般表現(xiàn)為老葉邊緣和葉尖出現(xiàn)許多焦枯褐色的小斑并逐漸擴(kuò)大，斑塊上出現(xiàn)錳氧化物沉淀。錳毒癥狀及毒性臨界值由于植物種類、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及土壤環(huán)境的不同差異較大。對(duì)于大多數(shù)作物來(lái)說(shuō)，土壤中錳含量大于500 mg/kg時(shí)即為錳過(guò)量。水稻錳中毒臨界濃度為2 500 mg/kg，錳中毒表現(xiàn)為黃化葉片零散分布，葉片上有棕褐色斑點(diǎn)，嚴(yán)重時(shí)葉尖、葉緣枯黃內(nèi)卷，部分葉片主脈呈紫色或暗綠色，似火燒狀。大麥錳毒害臨界濃度為770 mg/kg，葉片中毒癥狀為頂部褪綠，邊緣壞死，葉面有孤立的壞死斑。柑橘錳中毒臨界濃度為300～1 000 mg/kg[7]，表現(xiàn)為葉片邊緣發(fā)黃，葉面出現(xiàn)凹陷的棕褐色壞死斑點(diǎn)，并逐漸擴(kuò)展至整張葉片，導(dǎo)致葉片提前脫落。

因酸性土壤中更易出現(xiàn)錳毒，可從保持適宜的土壤pH值和排水通暢2個(gè)方面進(jìn)行調(diào)控[8]。

3 硼元素

植物對(duì)硼的濃度非常敏感，硼缺乏、適量和中毒之間的濃度變幅極小。生產(chǎn)上缺硼比硼中毒更普遍，硼中毒主要有以下3種原因：土壤本身的硼含量高或在自然界中逐漸積累；過(guò)量施用含硼量高的無(wú)機(jī)肥；灌溉含硼量高的水而在土壤中發(fā)生硼富集[8]。

植物硼中毒的一般癥狀：首先老葉葉尖或葉緣褪綠，接著葉尖或葉緣出現(xiàn)黃褐色的壞死斑，斑點(diǎn)擴(kuò)展到側(cè)脈間并伸向中脈，最后導(dǎo)致葉片壞死或呈枯萎狀，并過(guò)早脫落。綠豆表現(xiàn)為葉緣失綠，迅速擴(kuò)展到側(cè)脈間，葉片呈枯萎狀并過(guò)早脫落；梨樹(shù)硼中毒時(shí)皮孔粗大，樹(shù)皮粗糙，嚴(yán)重時(shí)枝皮泛黃、無(wú)光澤[9]。低強(qiáng)度硼中毒即會(huì)使作物體內(nèi)活性氧水平提高，破壞葉綠素結(jié)構(gòu)，抗氧化酶活性受抑制，植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)受損，生物量降低[10]。不同植物對(duì)高硼的耐受性差異較大，硼中毒的臨界水平也有很大變化。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)土壤中硼含量超過(guò)5 mg/kg時(shí)，植物就可能出現(xiàn)中毒癥狀，一般要求灌溉水中硼的合理濃度在0.3～0.6 mg/L之間。

植物硼中毒時(shí)，可用水或其他鹽溶液充分淋洗土壤；用三異丙醇胺（TTPA）與硼酸形成鰲合物降低有效硼；適當(dāng)施用石灰也可減輕硼毒害[11]。

4 鋅元素

隨著鋅肥的大量使用、鉛鋅礦的開(kāi)發(fā)和工業(yè)廢水的排放，鋅毒害問(wèn)題日益突出，并且植物鋅中毒后又會(huì)隨著食物鏈威脅人類的健康。鋅毒害貫穿于植物的整個(gè)生活史及各生命現(xiàn)象，包括抑制種子萌發(fā)，損傷植物細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重傷害內(nèi)部生理功能，進(jìn)而抑制植物光合效率，抑制植株正常生長(zhǎng)發(fā)育[12]。鋅在作物中主要累積于根部，而非地上部，籽實(shí)中含量更低[13]，關(guān)于植物鋅中毒的臨界濃度和中毒癥狀目前尚無(wú)定論。從形態(tài)上看，鋅過(guò)量時(shí)植株矮小，葉片黃化，葉片、葉柄形成紅褐色斑點(diǎn)，可以出現(xiàn)在各個(gè)葉位。如各種蔬菜在高鋅濃度條件下中毒癥狀有的首先出現(xiàn)在頂端心葉及新葉，有的首先出現(xiàn)在基部老葉或是首先出現(xiàn)在莖基部[14]。一般認(rèn)為當(dāng)作物鋅濃度達(dá)到50～100 mg/kg時(shí)即可能過(guò)量，濃度為400 mg/kg時(shí)對(duì)大多數(shù)作物都會(huì)造成毒害，并通過(guò)食物鏈的生物放大作用威脅到人類的健康。不過(guò)與其他重金屬元素相比，鋅的毒性較小，作物的耐鋅能力較強(qiáng)。 　　鋅元素的毒害可通過(guò)施石灰或施磷消除[15]。

5 鎳元素

鎳是土壤中的重金屬污染物之一，過(guò)量會(huì)抑制種子萌發(fā)，使葉綠素含量降低，影響抗氧化酶活性，引起植物代謝紊亂、中毒甚至死亡，還會(huì)影響對(duì)其他營(yíng)養(yǎng)元素的吸收。不同植物或同一植物的不同組織中含鎳量相差較大。鎳中毒癥狀是新葉黃化甚至變白，出現(xiàn)灰褐色壞死斑[16]。桑苗受害時(shí)，側(cè)根叢生且短小，大部分根尖腐爛。低中毒濃度鎳處理雍菜后，真葉黃化，脈間失綠；高中毒濃度鎳處理時(shí)，子葉展開(kāi)慢，首片真葉黃化，而子葉保持綠色，最終植株死亡。植物含鎳范圍為0.1～5.0 mg/kg DW，植物對(duì)鎳很敏感；體內(nèi)鎳濃度達(dá)到10～100 mg/kg DW時(shí)就會(huì)中毒；營(yíng)養(yǎng)液中鎳濃度超過(guò)1 mg/kg時(shí)，部分植物中毒[17]。

因鎳在pH值>7.2條件下變?yōu)椴蝗苄?，故可以采用投入石灰、氧化鎂等材料的方法，或使用大量堆肥來(lái)解毒。根本措施為摻入非污染土壤[18]。

6 鉬元素

植物忍耐高濃度鉬的能力很強(qiáng)，缺鉬（1 μg/L）和鉬中毒之間的差異很大。試驗(yàn)表明：鉬濃度為0.5～100.0 mg/L時(shí)會(huì)對(duì)亞麻生長(zhǎng)產(chǎn)生不同程度的影響；10～20 mg/L時(shí)對(duì)大豆生長(zhǎng)有危害；25～35 mg/L時(shí)對(duì)棉花生長(zhǎng)有輕度危害；40 mg/L時(shí)對(duì)糖用甜菜生長(zhǎng)有危害。水體中鉬濃度達(dá)到5 mg/L時(shí)，水體的生物自凈作用受到抑制；10 mg/L時(shí)，這種作用受到更大抑制，水有強(qiáng)烈澀味；100 mg/L時(shí)，水體微生物生長(zhǎng)減慢，水有苦味。我國(guó)規(guī)定地面水中鉬最高容許濃度為0.5 mg/L。在大田條件下植物鉬中毒情況極少見(jiàn)，鉬中毒癥狀不易顯現(xiàn)。在極端高濃度鎳的條件下，可觀察到植物鉬中毒癥狀，表現(xiàn)為葉片褪綠、黃化且畸形、莖組織呈金黃色，作物減產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降。動(dòng)物和人對(duì)高濃度鎳非常敏感，成年人體中鉬總含量?jī)H為9 mg，食用鉬過(guò)量的植物后，因飲食中鉬和銅的不平衡會(huì)產(chǎn)生腹瀉、毛發(fā)變色、身體衰弱等癥狀[19]。

7 銅元素

過(guò)量銅脅迫將誘導(dǎo)植物細(xì)胞產(chǎn)生大量活性氧，引起膜脂過(guò)氧化，膜透性增大，細(xì)胞內(nèi)容物大量外滲，甚至導(dǎo)致植物死亡。高濃度銅會(huì)降低種子的發(fā)芽率，影響種子代謝，造成幼根顏色變褐變黑[20-21]。大量?~元素積累于根部會(huì)抑制細(xì)胞分裂、抑制根生長(zhǎng)，從而影響整個(gè)植株的生長(zhǎng)，使植株矮小，葉片失綠、變黃，光合作用下降，嚴(yán)重影響農(nóng)作物品質(zhì)和產(chǎn)量。蘋(píng)果樹(shù)經(jīng)常噴施殺蟲(chóng)防蟲(chóng)的高含銅波爾多液，造成蘋(píng)果園土壤含有高劑量銅，蘋(píng)果的銅中毒癥狀為葉片呈網(wǎng)紋狀失綠，葉片黃色或黃白色，邊緣褐色干枯，嚴(yán)重時(shí)部分葉片枯死[22]。不同植物能忍受的最高銅濃度相差不大，一般植物葉片正常含銅量為5～30 mg/kg，高于30 mg/kg就可能中毒。水稻幼苗銅中毒的臨界土壤溶液濃度為35.1 mg/L[23]。

施用石灰質(zhì)肥料，控制土壤pH值，增施磷、鐵肥可有效防止銅毒害[18]。

8 氯元素

由于氯元素不是重金屬元素，所以高濃度氯對(duì)植物危害不大，主要是通過(guò)增加土壤中水的滲透壓降低植物的吸水能力，使植物體相對(duì)含水量降低。輕度氯脅迫下，會(huì)導(dǎo)致葉片部分氣孔關(guān)閉，凈光合速率和蒸騰速率下降。嚴(yán)重氯脅迫時(shí)，植物體內(nèi)的代謝紊亂，植株矮小，葉片少，葉面積小，葉色發(fā)黃，嚴(yán)重時(shí)葉尖呈燒灼狀，葉緣焦枯并上卷呈筒狀，老葉和根尖死亡[24]。氯中毒癥狀因植物種類不同而表現(xiàn)不同，小麥、大麥、玉米等作物氯中毒時(shí)其分蘗受抑；氯中毒的水稻葉片黃化枯萎，開(kāi)始時(shí)葉尖黃化而葉片其余部分仍保持深綠。氯中毒的柑橘葉片呈青銅色，異常落葉，葉柄不脫落。銅中毒的葡萄葉片嚴(yán)重?zé)叀ｃ~中毒的馬鈴薯主莖萎縮、變粗，葉片褪淡黃化，葉緣卷曲有焦枯。一些木本植物，包括大多數(shù)果樹(shù)及漿果類、蔓生植物和觀賞植物均對(duì)氯特別敏感，當(dāng)氯含量達(dá)到干重的0.5%時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)葉燒病癥狀。植物耐氯臨界值亦不同，例如玉米、高粱、谷子等耐受的臨界氯濃度約為800 mg/kg，致死濃度為3 200 mg/kg；黃瓜、番茄和春小麥等臨界氯濃度為600 mg/kg，致死濃度為2 400 mg/kg。葡萄幼苗耐受的臨界濃度為400 mg/kg，1 200 mg/kg時(shí)致死[25]

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