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如何拿“镍”肥料——镍的营养功能及应用


1885年Forchhamer首次发现植物中存在镍。之后的科学家对其是否是植物必需营养元素及作用展开了众多的研究,并于1987年将镍列为植物必需营养元素。这是自1954年以来的第一个新增的植物必需元素。史丹利化肥股份有限公司较早关注到中微量元素的缺乏已经成为作物产量增长的限制因素,因此对各中微量元素的添加方式和效果进行研究,其中镍是重点研究对象之一。
  根据科学家的研究,我国土壤中全镍的含量地区之间有比较大的差异,土壤镍含量在3~162mg/kg,土壤平均值在29.3mg/kg,约高于土壤背景值26.9 mg/kg。土壤背景值的镍主要来自岩石风化而来的成土母质。成土母质中镍的含量,很大程度上决定了土壤中镍含量。发育在酸性火成岩、砂岩和石灰岩的土壤镍含量一般在50mg/kg以下;发育在泥质沉积岩和基性火成岩的土壤镍含量在50~100mg/kg以上;发育于超基性岩火成岩的土壤镍含量高达几千mg/kg。
  植物主要吸收离子态镍(Ni2+),其次是络合态镍,如Ni-EDTA和Ni-DTPA等。植物从土壤中吸收镍受许多外界条件的影响,如镍的存在形式、土壤pH值以及植物种类,其中土壤代换性镍含量和pH值对其影响最大。随着土壤中镍浓度增加,植物吸镍量也增大。土壤pH值升高时,镍的有效性下降,植物吸镍量也随之减少。由于镍与钙、镁、铁、锌等离子间存在着竞争性吸收,因此减少了植物对镍的吸收。另外,土壤中原有的有机质或人工合成的螯合剂的存在也大大降低了植物对镍的吸收。
  大多数植物体的营养器官中镍的含量一般在0.05~10mg/kg范围内,平均为1.10mg/kg,不同植物种类之间镍的含量差异很大,其中,豆科和葫芦科植物对镍的需求最为明显,这些植物的氮代谢中都有脲酶参加。植物吸收的镍在体内分布并不均匀,一般营养生长期镍主要存在于叶和芽中,生殖生长期间绝大部分镍转移到繁殖器官中,因此成熟的种子中镍含量最高。
  镍对植物的主要作用在于:
  1.有利于种子发芽和幼苗生长。低浓度的镍能刺激许多植物的种子发芽和幼苗生长,例如小麦、豌豆、蓖麻、白羽扇豆、大豆、水稻等。在种子萌发时,尿囊素是氮的代谢产物,因而需要镍参与这些代谢活动,促进种子萌发,且这种作用会影响后代。所以,镍对于施用尿素或代谢过程中产生尿囊素的植物具有促进生长的作用。另外,缺镍种子的成活率能通过镍浸种来提高,说明镍对母体植物种子的发育是必需的。
  2.催化尿素降解。在生物系统中,镍作为许多酶的金属成分,是维持酶活性所必需的。在这些酶中,Ni与N-、O-配位体(如脲酶)、S-配位体(如氢化酶中半胱氨酸残体)或N-配位体结合形成四面体结构。镍是脲酶的组成成分,位于脲酶的活性位点。脲酶的作用是催化尿素水解为氨和二氧化碳。脲酶普遍存在于高等植物、细菌、真菌和藻类中。镍对于脲酶维持构型与发挥功能是必需的。研究发现,通过EDTA处理钝化的脲酶,在加入镍后可恢复活性,在一定范围内其活性恢复的程度与添加的镍的数量呈直线相关。
  3.防治某些病害。镍可降低IAA(吲哚-3-乙酸)氧化酶活性而提高多酚氧化酶活性,间接影响酚类合成,并提高作物的抗病性,如低浓度镍能防治谷类作物的锈病、水稻叶枯病、棉花枯萎病等。低浓度的镍可促进紫花苜蓿叶片中过氧化物酶和抗坏血酸氧化酶的活性,达到促进降解有害微生物分泌的毒素,从而增强作物的抗病能力。
  镍对植物的生长发育具有很重要的作用,但当镍缺乏时会对植物生长造成严重的影响,主要表现为:叶片脲酶活性下降,根瘤氢化酶活性降低,叶片出现坏死斑、茎坏死、种子活力下降等。此外,过量的镍对植物也有危害,且症状多变,主要表现为:生长迟缓,叶片失绿、变形;有斑点、条纹,果实变小、着色早等。镍中毒表现的失绿症可能是由于诱发缺铁和缺锌所致。
  从上面的内容可以看出,镍对植物生长发育是必需的、不可或缺的,史丹利公司已经通过试验进一步验证了镍的作用,将在下一步第四元素复合肥的开发中因地制宜的添加镍,以达到促进作物产量、提高作物品质的效果。史丹利公司将会合理拿“镍”肥料,为实现“创造美好农业”的目标而不懈努力!



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