1、第六章 钙、镁、硫、硅肥及稀土农用制品 16-1 钙肥 1一、钙肥对作物生长发育的影响 2二、含钙肥料(石灰)的间接作用 .2三、石灰肥料(含钙肥料)的种类和性质 .5四、石灰肥料的施用 66-2 镁肥 8一、镁肥对作物生长发育的影响 8二、镁肥的种类和性质 10三、镁肥的施用 116-3 硫肥 12一、硫肥对作物生长发育的影响 12二、硫肥的作用 14三、硫肥的种类和性质 14四、硫肥的施用 166-4 硅肥 20一、硅肥对作物生长发育的影响 20二、硅肥的种类和性质 22三、硅肥的施用 236-5 稀土农用制品 26一、稀土元素的肥效与作用机理 26二、稀土农用制品的种类和施用 27思考题
2、 301第六章 钙、镁、硫、硅肥及稀土农用制品 6-1 钙肥钙是植物生长的必需营养元素之一，从总体看，大多数土壤的含钙量较高，表土平均含钙量可达 137。大多数土壤溶液中钙的含量约为 10mo1L-1，正常条件下能够满足大部分作物的需要。一般大田作物缺钙的现象并不多见，但在含钙较少的酸性砂质土上，种植需钙多的花生、蔬菜、果树等作物时应重视钙的供应。蔬菜吸钙量较大，属喜钙作物，比小麦多几倍，同时蔬菜具有生长周期较短、产量高、复种指数高等特点，故在蔬菜生产上，常发生由于缺钙导致营养失调引起的生理病害，如番茄的蒂腐病或脐腐病(blosson end rot)，大白菜和甘蓝的“ 干烧心”(tipbur
3、n)或“心腐病”；苹果的苦痘病 (bitter pit)和鸭梨的黑心病(browncore)等，在园艺作物中由于缺钙引起的失调症近 40 多种，使它们的商品价值明显降低。随着化肥不断向高浓度方向发展，种植果、蔬及有关经济作物的增多，钙肥的施用将日益受到重视，含钙的肥料多用于改良土壤，如中和酸度的石灰类肥料，改良盐碱土的石膏等。一、钙肥对作物生长发育的影响钙作为植物营养的必需元素被人们认识已超过百年。钙以二价离子形态进入植物细胞。钙对胞问层的形成和稳定性具有重要意义，它以果胶酸钙的形式黏结两相邻细胞，使细胞与细胞能够联结起来形成组织，并使植物的器官或整体具有定的机械强度。缺钙影响细胞板和纺锤丝形
4、成，致使细胞分裂不能正常进行。钙还影响生物膜结构的稳定性，对膜电位、膜透性、离子运转以及原生质黏滞性、胶体分散度都有一定效应。钙能中和作物体内代谢过程产生过多且有毒的有机酸，调节了细胞内 pH 值，特别是钙与草酸结合形成不溶性的草酸钙而消除有机酸的毒害，对稳定细胞内环境有重要的作用。钙是一些重要酶类的活化剂，钙对某些酶的活化是专一性的。钙有加强有机物运输的作用，缺钙时2光合器官中糖分积累，增加供钙后糖分输出迅速增强，Ca 2+与植物钙凋素(calmodulin)结合具有多种调节细胞功能的作用。国内外对 Ca2+在果蔬采后生理中的作用产生了极其浓厚的兴趣。Ca 2+已不再被认为是单纯的矿质元素，
5、而是作为一种调节物质被逐渐重视。据研究，果实中的钙主要具有维持细胞壁和细胞膜的结构与功能，以及作为细胞内外信息传递的第二信使等生理功能。适当增加采后果实中的钙水平，对果实采后呼吸、乙烯释放、软化和生理病害等方面有明显的抑制作用，还可改变蛋白质和叶绿素含量、细胞壁及膜的流动性，并能提高果实品质等。由于钙一般被认为是植物细胞衰老和果实后熟作用的延缓保护剂，因此钙在果蔬采后贮藏保鲜上被广泛研究和应用，采前钙处理有时配合激素处理)和采后喷钙均对果实保鲜和贮运有良好效果。二、含钙肥料(石灰) 的间接作用石灰肥料的间接作用，主要是中和土壤酸度，消除活性铝的毒害等，故又有间接肥料之称。(一)中和土壤酸度，消
6、除活性铝、铁、锰的毒害各种石灰物质中和酸度的能力不同，可用中和值表示，其中生石灰的中和能力最强( 表 61)。表 61 各种石灰物质的中和值*石灰物质 CaO Ca(OH)2 CaMg(CO3)2CaCO3 CaSiO3中和值/% 179 136 109 100 86*中和值以纯 CaCO3 为计算.不同作物对其生长环境的酸性反应明显不同(表 62)。在酸度较大的土壤上施用石灰，可为作物生长创造适宜的环境条件，其反应如下：3另外，在有机质含量较多的土壤上施用过多新鲜绿肥或大量腐熟度差的有机肥料时，分解过程中产生大量的有机酸会对作物产生不良影响，施用适量石灰可以消除毒害。我国南方强酸性土壤的总酸
7、度中，交换性 H+一般只占 13，其余均为交换性 A13+。由于 A13+水解产生 H+，这是导致土壤表现酸性的主要原因。施用石灰既可促进 A13+的水解，又可中和其产生的 H+。由于 A13+与土壤胶体间的结合能力很强，石灰对铝的交换过程比较缓慢，所以施用石灰 l2d 以后才能达到平衡。土壤中，活性铝离子的形态受 pH 值的控制：当 pH6.5时，为 A1(OH)3，其中以 A1（0H） 2+的毒性最强，故土壤 pH 为 4. 55. 5 时，产生铝毒的可能性最大。当活性铝的含量 1020mgkg -1 就会产生毒害，其主要表现是根系生长受阻，根变粗，根尖发黄。对铝极为敏感的有大麦、玉米、小
8、麦、甜菜、莴苣、番茄，三叶草等，施用石灰，可降低铝对它们的毒害。表 6-2 主要作物最适宜的 pH 值(综合资料)对酸性敏感的作物 适应中等酸性反应的作物 适应酸性反应的作物PH68 PH66.7 PH56作物 PH 值 作物 PH 值 作物 PH 值棉花 6.08.0 甘蔗 6.27.0 茶树 5.25.6小麦 6.77.6 蚕豆 6.27.0 马铃薯 5.06.0大麦 6.87.5 油菜 5.86.7 荞麦 5.0大豆 7.08.0 甜菜 6.07.0 西瓜 5.06.0玉米 6.08.0 豌豆 6.07.0 花生 5.66.0紫苜蓿 7.08.0 烟草 5.05.6水稻 5.56.5亚麻
9、 5.06.0(二)改善土壤的物理性质4酸性土壤含活性腐殖质较少，又缺乏钙素，土壤的结构差，施用石灰能补充较多的钙。钙离子与土壤胶体上的氢离子进行交换，形成的钙胶体促进土壤胶体凝聚，有利于团粒结构的形成，使水、肥、气、热比较协调。(三)促进土壤中有益微生物的活动，增加有效养分不同类型的微生物对土壤 pH 值均有一定的要求，它们适宜的 pH 值如下：硝化细菌为 6.5 一 7.9，氨化细菌为 6.57.5，自生固氮菌为 6.57.8，嫌气性固氮菌为 6.97.2，根瘤菌为 6.07.0，纤维分解细菌为 6875 等。酸性土壤施用石灰，提高了土壤 pH 值，有利于上述微生物的活动，促进土壤中固氮作
10、用与有机质的矿化，增加土壤中的氮及其他有效养分。此外，改变土壤酸度后，能抑制某些病害的发生，如十字花科的根肿病，在土壤 pH 7.27.4 时就几乎不会发生；番茄的枯萎病在 pH 8.0 时发病率明显降低。同时石灰呈强碱性，有直接杀死土壤中的病菌、虫卵和杂草种子的能力。三、石灰肥料(含钙肥料) 的种类和性质石灰肥料有生石灰、熟石灰、碳酸石灰及含钙的工业废渣等，是主要的含钙肥料。(一)生石灰生石灰又称烧石灰，以石灰石、白云石及含碳酸钙丰富的贝壳等为原料，经过煅烧而成。生石灰主要成分 CaO 含量为 96一 99。以白云石为原料的称为镁石灰，含 CaO 为 55一 85，MgO 为 10一 40，
11、还可提供镁营养。以贝壳为原料的石灰，其品位因种类而异：以螺壳为原料的为螺壳灰，含 CaO为 8595；以蚌壳为原料的称蚌壳灰，含 CaO 约为 47.0。生石灰中和酸度的能力很强，还有杀虫、灭草和土壤消毒的作用，但用量不能过多，否则会引起局部土壤过碱。生石灰吸水后即转化为熟石灰，若长期暴露在空气中，最后转化为碳酸钙。故长期贮存的生石灰，通常是几种石灰质成分的混合物。5(二)熟石灰熟石灰又称消石灰，由生石灰加水或堆放时吸水而成，主要成分为 Ca(OH)2，含 CaO 为 70左右，呈碱性，中和酸度的能力比生石灰弱。(三)碳酸石灰碳酸石灰由石灰石、白云石或贝壳类直接磨细而成，主要成分是碳酸钙，其溶
12、解度较小，中和土壤酸度的能力较缓，但效果持久，中和酸度的能力随其细度增加而增强。(四)含石灰质的工业废渣工业废渣主要是指钢铁工业的废渣，如炼铁高炉的炉渣，主要成分为硅酸钙 (CaSi03)，一般含 CaO 为 38一 40，MgO 为 3%11，SiO 2 为 32一42。又如生铁炼钢的碱性炉渣，主要成分为硅酸钙(CaSi0 3)，磷酸四钙(Ca4P2O9)，一般含 CaO 为 40%一 50，MgO 为 2一 4，SiO 2，为612，这类废渣的中和值为 60一 70。施人土壤后，经水解产生Ca(OH)2 和 H3SiO3，能缓慢中和土壤酸度，并兼有钙肥、硅肥和镁肥的效果。此外，还有电石渣，
13、主要成分为氢氧化钙。糖厂滤泥，含 CaO 为 42左右，还含有少量氮、磷、钾养分等。(五)其他含钙的化学肥料钙是很多常用化肥的副成分(表 63)。施用这类肥料的同时也补充了钙素，如窑灰钾肥等，中和土壤酸度的能力与熟石灰相似。磷矿粉等施于酸性土壤上有逐步降低土壤酸度的效果。表 6-3 几种含钙肥料成分名称 Ca/% 钙的形态硝酸钙 19.4 Ca(NO3)2碳酸钙 8.2 CaCO3石灰氮 38.5 CaCN2,CaO石膏 22.3 CaSO4普通过磷酸钙 1821 Ca(H2PO4) 2H2O6重过磷酸钙 1214 Ca(H2PO4) 2沉淀磷酸钙 22 CaHPO4钙镁磷肥 2124 a-C
14、a3 (PO4) 2CaSiO3钢渣磷肥 2535 Ca4P2O9CaSiO3磷矿粉 2035 Ca10(PO4)6F2窑灰钾肥 2528 CaO四、石灰肥料的施用(一)施用量的确定合理的石灰用量依土壤性质、作物种类、石灰肥料的种类、气候条件、施用目的及施用技术等而定。首先，根据土壤的性质确定施用量。土壤酸性强，活性铝、铁、锰的浓度高，质地；黏重，耕作层厚时石灰用量适当多些。旱地的用量应高于水田，坡度大的亡坡地要适当增加用量。一般认为可以依据土壤总酸量而定，因为中和土壤的活性酸所需石灰量甚少，而要中和潜在的总酸量需要的石灰量较多。有人认为，对于含有高量铁铝氢氧化物的大多数土壤施用石灰，以能中和
15、交换性铝的大部分，使 pH 值达到 5.6 或 57，且交换性铝的含量低于有效阳离子交换量的 10即可。其次，根据作物的种类确定施用量。各种作物对土壤酸碱度的适应性(表62)和钙质营养的要求不同。茶树、菠萝等少数作物喜欢酸性环境，不需施用石灰。稻、甘薯、烟草等耐酸中等，要施用适量石灰。大麦等耐酸较差，要重视施用石灰此外，施用石灰时还应考虑石灰肥料种类及其他条件。中和能力强的石灰或时施用其他碱性肥料时可少施。降雨量多的地区用量应大些。撒施，中和全耕层或结合绿肥压青或稻草还田的用量大些。具体确定石灰用量的方法有多种。除根据土壤交换性酸计算法、根据土壤中阳离子交换量与盐基饱和度等计算方法外，根据田间
16、试验结果确定石灰用量最为实用，因为影响石灰用量的因素很多，采用田间试验的实际结果能为某一地区提出较为合理的用量，中国科学院南京土壤研究所甘家山红壤试验场根据7土壤 pH 值、质地及施用年限等提出了石灰用量(表 64)，并建议对强酸性黏土每 5 年轮施 1 次，第二、第三年用量逐年减半?第四、第五年停用，第六年再重新施用，可供参考。表 6-4 酸性红壤第一年的石灰施用量 kghm-2土壤反应 黏土 壤土 砂土强酸性（PH4.55.0） 2250 1500 7501050酸性（ PH5.06.0） 11251875 7501125 625750微酸性（PH6.0） 750 625750 625(二
17、)施用方法石灰可做基肥和追肥，不能做种肥。撒施力求均匀，防止局部土壤过碱或未施到位。条播作物可少量条施。番茄、甘蓝和烟草等可在定植时少量穴施。不宜连续大量施用石灰，否则会引起土壤有机质分解过速、腐殖质不易积累，致使土壤结构变坏，还可能在表土层下形成碳酸钙和氢氧化钙胶结物的沉淀层。过量施用石灰会导致铁、锰、硼、锌、铜等养分有效性下降，甚至诱发营养元素缺乏症，还会减少作物对钾的吸收，反而不利于作物生长。石灰肥料不能和铵态氮肥、腐熟的有机肥和水溶性磷肥混合施用，以免引起氮的损失和磷的退化导致肥效降低。6-2 镁肥镁是植物必需的营养元素之一对动物和人类的健康都有重要意义，已引起动、植物营养学家与农学家
18、的关注。近年来，我国南方出现了由于缺镁引起水稻黄叶造成减产的现象。随着农牧业的发展，施肥水平和高浓度化肥的逐年增长，对镁的要求日趋明显，尤其是在降水量多的酸性砂质土地区。一、镁肥对作物生长发育的影响镁通过作为叶绿素组分与多种酶的活化剂，参与作物的光合作用，体内的糖类、蛋白质与脂肪等的代谢，镁肥对作物生长的促进作用，有以下两个方面。8(一)镁促进作物生长，提高作物产量镁是叶绿素的重要组分。用水稻进行的试验表明，与正常处理相比较，无镁和缺镁处理功能叶的叶绿素含量分别下降 92.4和 36.7；光合速率分别下降 37.5和 20.6。据报道，大麦叶内镁浓度低于 0.12mgkg-1(鲜重)时，叶片净
19、同化力等于零。我国粤西地区，在连续刈割引起作物缺镁症状的牧草地上施用镁肥，明显地提高了牧草的产量。施镁肥增产与土壤交换性镁含量有相当关系。按供试牧草缺镁症状提出地上部干物质含镁(Mg) 0.15作为缺镁参考临界值。牲畜食用含镁量低于 0.2的牧草，易发生牧草痉挛病。另有报道，在土壤交换性镁小于 44 mgkg-1 时，交换性镁饱和度( 交换性镁占阳离子交换量的百分数)在 5.0左右，稻株含镁在0.13左右时发生水稻缺镁的生理病害黄叶病，施用镁肥能得到矫正，并促进返青，增加有效穗数，提高结实率和千粒重，使水稻平均增产 11.8。(二)镁能改善产品品质镁有利于蛋白质的合成，镁是多种酶的活化剂。镁的
20、催化功能是镁在植物生命活动中的重要作用之一，这些功能关系到糖类、脂肪和蛋白质的物质代谢以及能量转化的许多重要过程。如镁是丙酮酸激酶、腺苷激酶等的组成元素，参加糖酵解和三羧酸循环过程的磷酸己糖激酶等许多酶都是以镁离子作为活化剂，镁胁迫导致上述过程受阻。在氮素同化中谷氨酰胺合成酶的激活也需要镁，在蛋白质生物合成中，镁的作用是促进核糖体亚单位的结合，镁不足将影响核糖体的正常结构而使蛋白质合成能力降低。故镁有利于蛋白质的合成，还能稳定合成蛋白质构型所必需的核蛋白体。因此，随供镁水平的提高，燕麦苗根系和地上部的蛋白质含量均有增加。缺镁时植物体内可溶性氮化物累积，易引起病害，如水稻的稻瘟病和胡麻叶斑病等。
21、9镁能促进乙酰辅酶 A 的形成，而乙酰辅酶 A 参与脂肪酸的合成反应，故镁有利于脂肪的合成，施镁能提高油料作物种子的含油率。此外，镁能促进维生素 A 和维生素 C 的合成，有利于提高果品的品质，二、镁肥的种类和性质含镁肥料的种类、含量和性质列入表 65。按其溶解度可分为水溶性和微水溶性两类，MgCl 2、Mg(NO 3)2 及 MgSO4 等为属水溶性镁肥，可用于叶面喷施。此外，各类有机肥料也含有镁，含镁量按干重计，厩肥为 0.10.6，豆科绿肥为，0.21.2，水稻植株为 0.160.35等。表 65 含镁肥料的形态、含量与性质名称 分子氢 MgO 主要性质硫酸镁 MgSO4 1316 酸性
22、，溶于水硝酸镁 Mg（NO 3） 2 15.7 酸性，溶于水氯化镁 MgCl2 2.5 酸性，溶于水含钾硫酸镁 MgSO4K2SO4 8 酸性，溶于水镁螫合物 各种 2.54 酸性，溶于水白云石 CaCO3Mg CO3 21.7 碱性，微溶于水蛇纹石 H4Mg3Si2O9 43.3 中性，微溶于水氧化镁 MgO 58 碱性，微溶于水氢氧化镁 Mg(OH)2 33 碱性，微溶于水磷酸镁 Mg3(PO4) 2 40.6 碱性，微溶于水磷酸镁铵 MgNH4PO4xH2O 16.4325.95 碱性，微溶于水光卤石 KCl, MgCl2H2O 14.4 中性，微溶于水钙镁磷肥 - 512 碱性，微溶于
23、水三、镁肥的施用镁肥对作物的效应受到多种因素制约，包括土壤交换性镁水平，交换性阳离子比率(K Mg，CaMg)、作物特性、镁肥种类等。镁肥应首先施用在缺镁的土壤和需镁较多的作物上。各种镁肥的酸碱性不同，对土壤酸度的影响不一，故在红壤上表现的效果不一致，肥效顺序为：碳10酸镁硝酸镁 氯化镁硫酸镁。因此，施用不同种类镁肥时，要考虑土壤性质，如果土壤是强酸性的，施用白云石灰、蛇纹石粉、钙镁磷肥等缓效性镁肥做基肥效果好，弱酸性和中性土壤，施用硫酸镁和硫镁矾效果好。土壤交换性镁的含景能较好地反应土壤供镁状况，对许多植物来说，60 mgkg-1 为缺镁临界值。土壤交换性镁饱和度() 也是衡量土壤供镁能力的
24、指标，其数值依作物对镁的需求而异：需镁较多的一些牧草，可能要求 1215之间，对于大多数作物为 610，豆科作物不小于 6，一般作物不能低于4。镁对多年生牧草、蔬菜、葡萄、烟草、果树及禾谷类作物中的黑麦，小麦等有良好的反应；对甜菜、橡胶，油橄榄、可可等也有效果。土壤供镁状况还受其他阳离子的影响，当交换性 CaMg 比值大于 20 时，易发生缺镁现象。交换性 K/Mg 比值，一般要求在 0.40.5 之间，故钾肥与石灰施用量过大会诱发作物缺镁。NH 4+对 Mg2+有颉颃作用，而 N03-能促进作物对Mg2+的吸收，如胶树施用硫酸铵后，其镁素含量降低，并加重缺镁症，但镁肥也降低胶树；的氮含量。因
25、此，施用的氮肥形态影响镁肥的效果，不良影响程度为：硫酸铵 尿素 硝酸铵 硝酸钙。配合有机肥料、磷肥或硝态氮肥施用，有利于发挥镁肥的效果。镁肥效应大小也与施用量有关，如橡胶施用过多镁肥时，会导致叶片和胶乳的，含镁量过高，引起胶乳早凝，排胶障碍增大，不利于产胶。同时，胶乳的机械稳定性差，影响浓缩胶乳质量。因此，镁肥用量必须要适量。据报道，大豆、甘薯适宜施用量(Mg)为 1519kghm-2。水稻、蜜柚、橡胶也有类似的报道。镁肥可做基肥、追肥和根外追肥。水溶性镁肥宜做追肥，微水溶性则宜做基肥。用镁量为 1522.5 kghm-2。在作物生育早期追施效果好。采用 1一2的 MgSO47H2O 溶液叶面
26、喷施矫正缺镁症状见效快，但不持久，应连续喷施多次。为克服苹果病害，可在开始落花前，每隔两周，连续喷 35 次20硫酸镁溶液。由于镁素营养临界期在生长前期，镁肥宜做基肥。对于柑橘等水果类作物，喷施效果也较好。116-3 硫肥硫是植物必需的营养元素之一，随着作物与饲料的产量不断提高，高浓度化肥的发展，以及清洁能源的使用和大气 SO2 污染治理取得较大的成功，全世界有关缺硫的报道越来越多。其中，以澳大利亚、新西兰及美洲、非洲、亚洲居多。据计算，中国、印度、印度尼西亚对硫的需要量占亚洲硫总需要量的80。我国南方湿热地区红黄壤含硫量较低，福建、江西、浙江、湖北等省农民历来有施用硫肥的习惯。施硫能提高作物
27、产量，改善产品品质。一、硫肥对作物生长发育的影响(一)硫能提高作物产量、改善产品品质由于硫参与蛋白质以及特殊化合物如芥子油蒜油等的合成，有些作物如十字花科豆科百合科的作物吸收硫特别多，施硫能提高产量与改善产品品质。据报道，在缺硫的土壤上施用硫肥使大豆增产 5.7一 16.5；小麦、油菜、紫云英、水稻等增产幅度分别为 5.0一 38.1、5.0一 39.1(n8)、7.9一20.9(n= 8) 、 5.0一 57.0(n95)。施硫不仅能提高作物蛋白质含量，还能改变其组分，如夏油菜施硫的盆栽试验表明，其子粒中粗蛋白质、胱氨酸和蛋氨酸的含量分别增加2234、21106和 230，有资料报道，施硫使
28、禾谷类与花生子粒中蛋白质含量分别增加 0.51.6与 8.4，半胱氨酸和蛋氨酸含量也有所提高。小麦子粒中的麦胶蛋白和谷蛋白及面粉拉力都有改善，从体积、颜色、松软等方面提高了面包的烘烤程度，经济效益随之提高。(二)硫能提高豆科作物的固氮，提高饲料的营养价值12生物固氮体系中钼铁蛋白，铁蛋白与铁氧还蛋白中都含有硫，施用硫肥能提高根瘤菌的着生量，增强豆科牧草的固氮能力，提高其固氮量，从而改善混合牧草地的牧草产量(表 66)。表 6-6 施硫肥对豆科牧草生长和固氮的影响硫肥用量/ hm-2 固氮 /hm -2 混合草地中豆科作物的比例/%0 97 35.6 168 3616.7 198 48硫能影响饲
29、料的营养价值，植株中的 NS 比值常作为鉴定饲料对反刍动物适宜性的指标，最适比值为 10 一 15:l，大于 20:1 则认为是硫素营养不足，致使动物不能有效利用饲料中的氮。但也有人认为，反刍动物饲料的 NS 最好大于 20，否则会降低饲料消化率。又有报道，澳大利亚的牧场上施用硫肥后，羊更爱食用，且饲料的消化率可从 55提高到 90。可见，用好硫肥对发展农牧业都有重要意义。(三)硫能提高作物的耐寒、抗旱能力据资料报道，施硫能增加原生质中“一 SH”数量，有利于维持膜的弹性和稳定性，明显增强作物的抗寒、抗旱能力。如施用硫磺或石膏的苜蓿，其抗寒性提高，存活率提高 101172。此外，硫还是维生素
30、H(C10H16N2S)，维生素 B1(C12H17O4C12S)，二硫辛酰焦磷酸硫胺素，辅酶 A 和乙酰辅酶 A 等生理活性物质的成分，对呼吸作用和脂肪代谢等均有影响。科学施用硫肥，还有利于油料作物含油率的提高。二、硫肥的作用硫肥的作用，除直接供应作物硫素营养外，由于含硫肥料还含有其他成分，还能为作物提供钙、镁、磷和铁等营养元素。此外，石膏是碱上的化学改良剂。13碱土呈强碱性，土壤溶液中含有较多的碳酸钠和碳酸氢钠。以钠胶体为主的土壤，土粒分散，通透性差，干时板结，湿时泥泞，严重影响作物的生长发育。碱土施用适量石膏，可改善土壤胶体与土壤溶液的组分，使碱土得到改良，其化学反应如下：形成的 Na2
31、SO4，易溶于水，可随水排出土体。钙胶体的形成，克服了土壤的分散性，加强了团聚性，使土壤理化性质得到了改善。改良碱性土壤石膏用量的确定：根据土壤胶体上交换性钠的含量和土壤总碱度(即 Na2CO3 与 NaHCO3 总量，通常用 HCO3-表示)。当交换性钠占阳离子交换总量 5以下时，一般不需施用石膏；1020时，需施适量石膏；大于20时，必须施用石膏。三、硫肥的种类和性质常用的硫肥列入表 67。现有硫肥可分为两类：一类为氧化型，如硫酸铵、硫酸钾、硫酸钙等；另一类为还原型，如硫磺、硫包尿素等。农用石膏可分为石膏、熟石膏、磷石膏 3 种。表 6-7 含硫肥料的成分名称 S/% 主要成分生石膏 18
32、.6 CaSO4H2O硫磺 9599 S硫酸铵 24.2 (NH4) 2SO4硫酸钾 17.6 K2SO4硫酸镁（水镁矾） 13.0 MgSO4硫硝酸铵 12.1 (NH4) 2SO42 NH4NO3普通过硫酸钙 13.9 Ca (H2PO4) 2 H2O,CaSO4硫酸锌 17.8 ZnSO4青矾 11.5 FeSO47H2O14(一)生石膏即普通石膏，俗称白石膏：它由石膏矿直接粉碎而成，呈粉末状，主要成分为 CaSO42H2O。微溶于水，粒细有利于溶解，供硫能方和改土效果也较高，通常以通过 60 号筛孔的为宜。还有一种天然的青石膏矿石，俗称青石膏，粉碎过 90 号筛即可用。含CaSO42H
33、2O55，CaO 为 20.7一 21.9，还含有铁、铝、镁、钾及锌、铜、锰、钼等，可用作水稻肥料。(二)熟石膏它由生石膏加热脱水而成。其主要成分为 CaSO41/2H2O，含硫（S）20.7。吸湿性强，吸水后又变为生石膏，物理性质变差，施用不便，宜贮存在干燥处。(三)磷石膏磷石膏是硫酸分解磷矿石制取磷酸后的残渣，是生产磷铵的副产品，主要成分为，CaSO 42H2O 约占 64。其成分因产地而异，一般含硫(S)11.8，磷(P2O5)为 0.74.6，可代替石膏使用。四、硫肥的施用(一)施用硫肥应考虑的因素硫肥的有效施用条件取决于很多因素，土壤中有效硫的含量是最重要的一个影响因素。其他因素还包
34、括降水和灌溉水中硫的含量，硫肥品种和用量、施用方法和时间、水分管理、作物品种和产量等都影响硫肥的肥效。1土壤条件作物施硫是否有效取决于土壤中有效硫的数量。通常认为，土壤有效硫含量小于 1016mgkg-1 时，作物可能缺硫，土壤缺硫临界值与测定方法和作物种类有关(表 68)。我国缺少有效硫的土壤有 3 种：全硫和有效硫含量皆低的由质地较粗的花岗岩、砂岩和河流冲积物等母质发育的质地较轻15的土壤；全硫含量并不低，但由于低温和长期淹水的环境，影响土壤硫的有效性，使土壤有效硫含量低的丘陵，山区的冷浸田；山区和边远地区，因交通不便，施用化肥较少或只施氮肥，由于长期或近期未施用含硫肥料引起缺疏。土壤 p
35、H 值影响土壤中有效硫的含量。酸性土中，铁、铝氧化物对 SO42-的吸附能力较强，随 pH 值的升高吸附性下降故在酸性土施用石灰，有效硫量增加。土壤通气性也影响到土壤硫的有效性。土壤通气良好，硫以 SO42-形式存在，排水不良的沤水田中，SO 42-被还原为 H2S，对作物会产生危害。H 2S 的毒害可由产生 FeS 而消除。表 6-8 土壤有效硫的临界值提取剂 作物 临界值/ mg -1 资料来源Ca (H2PO4)2 玉米 8 Fox 等， 1964紫苜蓿 10 Fox 等， 1964玉米、小粒谷类作物 7 Crava,1971紫苜蓿，三叶草 12K2H2PO4 或 Ca (H2PO4)2
36、 水稻 810 Crava,1971NH4OAc 谷子 67 McClung 等，1959NaHCO3 棉花 10 Kilmer 等，1960Na HPO4+H OAc 牧草 10 Cooper,1969Ca (H2PO4)2 紫苜蓿 9 Hoeft 等，19722作物的种类不同作物对硫的反应不一，它们对硫的需要量相差较大。结球甘蓝、花椰菜、饲用芜菁、四季萝卜以及大葱等需要大量的硫。豆科作物、棉花、烟草等需硫量中等。油菜、甘蔗、花生、大豆和菜豆等对缺硫比较敏感，施用硫肥有较好的反应。有人建议用植物体内的硫浓度作为硫素营养状况的指标，临界值(表 69)以下者，必须施用硫肥。作物体内氮和硫均按一定
37、比例存在于蛋白质中，而且各种作物的 NS 比值不相同，故也有人建议用 N S 比值(如禾本科作物以14:1，豆科作物以 17:1)作为诊数据的临界值。16表 69 不同植物植株中含硫量的临界值%全硫 硫酸盐硫植物临界值 分析部位 临界值 分析部位地中海三叶草 0.017 地上部白三叶草 0.26 全株 紫苜蓿（温室） 0.15 第一片完全叶紫苜蓿 0.22 全株 0.050.07 全株禾本科牧草 0.020混合牧草 0.26 全株 0.032 全株（多年生黑麦草）多年生毒麦 0.032油菜 0.020 地上部糖甜菜 0.025 叶片苹果、梨、桃 0.01 叶片椰子 0.16 全株 0.015
38、914 叶片咖啡 叶与叶柄 0.020 叶片棉花(初蕾期) 0.15 全株棉花 (盛蕾期 0 0.20 叶与叶柄水稻(分蘖期) 0.16 叶片3降水和灌溉水中的硫降水和灌溉水中的硫可补充土壤有效硫的不足。工矿企业和生活燃料排放出的废气含有数量不等的二氧化硫，可随降雨进入土壤，通常认为每年随降雨带至土壤的硫(S)大于 10kghm-2，时，一般作物不易缺硫。但由于 SO2 比空气重 1.2 倍，其扩散范围不大，故近工业中心附近的大气含硫量高于农村。有报道，工业区附近每年由雨水带人土壤中的硫为 11.25 kghm-2，农村仅为 1.13 kghm-2。故在工业区附近有可能造成环境污染。我国的浙江
39、、江西、云南、福建等省降雨中的硫，每年分别为 13.129.9、22.5、14.623.2和 28.4 kghm-2。世界河水中平均含硫 3.74mgkg-1，我国南方 6 省河水含硫 1.67 mgkg-1 (n650)，当灌溉水含硫 6.0 mgkg-1 时，即可满足水稻生长的需要，因此，在水田和有灌溉条件的地区，若灌溉水中含硫较多。可适当减少硫肥用量。沿海地区大气中含有来自海水浪花中的硫酸盐，随雨水带人土壤的硫较多，如爱尔兰沿海地区，每年随雨水带人土壤的硫为 18 kghm-2，内陆地区只有17910 kghm -2，一般认为，每年从雨水带人土壤中的硫达 9.75 kghm-2 时，一般
40、作物则不会缺硫。4硫肥的品种及施用的时间方法等硫肥施人土壤后，其形态往往会发生各种转化。在淹水稻田土壤中，转化过程主要是硫酸盐的还原作用和硫化氢的挥发，但在水层与土表交界处以及水稻根际圈，主要的转化则是硫化物的氧化作用。此外，施用的无机态硫肥常被微生物同化固定为有机态硫。上述这些形态的转化，不仅关系到硫肥本身的有效性，而且影响其他养分的有效性，一般认为，水稻只能吸收氧化态的 SO42-。土壤中的有机硫或还原态硫化物需经矿化或氧化为 SO42-才能被水稻吸收利用。如果还原态的 H2S 在土壤中积累过多，则对水稻根系产生毒害作用。另外，H 2S 还可与 Fe2+、Zn 2+和 Cu2+等起反应，降
41、低这些养分的有效性。不同硫肥品种的肥效，很难进行严格比较。一般含 SO42-的不同硫肥品种其效果基本相当。元素硫(硫磺)在碱性、钙质土壤中是一种很有效的硫肥，在这类土壤中其效果优于含 SO42-肥料，其原因是由于土壤高 pH 值对元素硫的氧化作用，元素硫的氧化可导致磷和微量元素有效性的改善，并可减轻作物的失绿症状，增加硫的供给，施用黄铁矿(二硫化铁)也有类似作用。不同的硫肥品种对土壤的酸化作用有显著的差异。从现有的硫肥来看，石膏无酸化作用，而硫铵有很强的潜在酸化作用。元素硫通过硫杆菌被氧化成硫酸，有 H+生成。长期施用各种硫肥对 pH 值的影响：硫铵元素硫石膏。和磷肥一样，硫肥宜做基肥早施，M
42、amaril 报道，在水稻上施用硫肥的最佳时间是插秧后的 15d 左右。表施硫肥(尤其是元素硫)的肥效高于深施。土壤及肥料中硫的有效性受到 Eh 的影响，在强还原条件下， SO42-转化为硫化物(S 2-)，不易为作物利用，但当采用烤田或水旱轮作等措施时，排除田面淹水，氧气进入耕层，使作物不能吸收利用的硫化物转变为硫酸盐，因而大大改善土壤硫的供应状况。(二)硫肥施用技术181以提供硫素营养为目的的石膏施用技术石膏可做基肥、追肥和种肥。旱地做基肥，一般用量为 22.5375 kghm -2，将石膏粉碎后撒于地面，结合耕作施人土中。花生是需钙和硫均较多的作物，可在果针入土后 1530d 施用石膏，
43、通常用量为 225375 kghm-2。稻田施用石膏，可结合耕地施用，也可于栽秧后撒施或塞秧根，一般用量为 75150 kghm -2。若用量较少，可用作蘸秧根。2以改良土壤为目的的石膏施用技术施用石膏必须与灌排工程相结合。重碱地施用石膏应采取全层施用法，在雨前或灌水前将石膏均匀施于地面，并耕翻人土，使之与土混匀，与土壤中的交换性钠起交换作用，形成 Na2SO4，通过雨水或灌溉水，冲洗排碱。若为花碱地，其碱斑面积在 15以下者，可将石膏直接施于碱斑上。洼碱地宜在春、秋季节平整地，然后耕地，再将石膏均匀施在犁垡上，通过耙地，使之与土混匀，再进行播种。6-4 硅肥目 1926 年美国学者 Somm
44、er 提出硅对水稻生长有益后，逐步引起了各国学者的重视，现在硅肥已成为日本和朝鲜水稻生产中的大宗肥料之一，东南亚主产水稻的国家已将硅列入增产的第四个主要营养元素，即氮、磷、钾、硅。我国台湾省稻田施硅的增产效果已超过磷钾肥，目前中国大陆的硅肥推广面积已达 66 万 hm2。此外，硅对大麦、甜菜、甘蔗、黄瓜、番茄等也有良好的反应，随着农业和蔬菜生产的不断发展，硅肥的作用已日益突出。一、硅肥对作物生长发育的影响(一)硅肥能提高水稻根系的活力缺硅的土壤上施用硅肥，水稻根系生长良好，根量增加，根系氧化力和呼吸率明显提高。产生的 ATP 增多，施硅的根中为48.0 X 10-11mol(LgFW)-l，不
45、施硅的为 38.5 X 10-11mol(LgFW)-l；叶中分别为 354.9 X 10-11mol(LgFW)-l 和 206.4 X 10-11mol(LgFW)-l，为新陈代谢提供了较多的能量。(二)硅肥能提高水稻同化 CO2 的能力，使水稻增产19吸入水稻体内的硅，大部分累积在角质层下面的表皮细胞中，形成“角质硅质双层”(表皮细胞的硅化 )，使茎硬叶挺，开展度小，光透射比率增大，叶片的厚度增加，寿命延长，从而提高了同化 CO2 的能力，尤其是下部叶片。光合生产率提高，导致水稻产量增加 5.313.4。施硅时期对增产效果影响较大，一般是营养生长阶段对硅的需求比生殖生长阶段小得多，生育后
46、期施用硅肥增产显著。据水稻营养液试验结果报道，与对照相比，在幼穗形成前期施硅肥,其地上部单株干重和糙米产量分别增长12.3与 26.5；而幼穗形成后期施硅肥则单株干重和糙米产量分别增长31.4与 96.2；前期和后期都施用硅肥的处理可分别增长 42.4与 106.6。(三)硅能减轻 Fe2+、Mn 2+以及一些重金属的毒害硅肥能增强水稻体内通气的组织，有较多的氧输送到根部，提高根系氧化力，使 Fe2+、Mn 2+被氧化并沉积在根系表面，降低了根际土壤溶液中Fe2+、 Mn2+的浓度，从而降低水稻对 Fe2+、Mn 2+的吸收，在高锰浓度下，尤为明显。同时，硅能促使锰在叶片中分布均匀，防止其局部
47、过浓而引起氧化锰(MnO2)的褐色斑点，或是硅与重金属在植物体内形成“硅重金属” 共沉淀，从而增强植物组织内部耐过量锰或重金属的能力。大豆施硅肥也有类似的效果。有研究表明，施用熔渣硅肥对水稻的生物学产量和稻米产量并无显著影响，但稻草、稻米中镉的含量显著下降，分别为对照的 4.6一 6.3和 7.7一8.5，与石灰相比，水稻茎叶、稻米镉含量降低 68 倍；用小麦做的试验也有类似的趋势。(四)硅肥能改善作物磷素营养，提高作物产量通过对铁、锰沉淀，与钙的结合以及与磷酸根竞争阴离子吸附位点，施硅能降低土壤对磷的固定，从而提高生物有效性磷的含量。有资料报道，增施硅后，大麦和饲用蚕豆中的含磷量分别增加 2
48、9和 38，同时还能促进吸人体内的磷向子粒转移。据英国洛桑试验站百年的试验结果表明：施硅，尤其在不施磷处理中作物增产明显。20(五)提高植物的抗倒伏与抗病害等能力由于硅能促进细胞硅化，使茎秆变硬，从而增强了抗倒伏能力，尤其是施用较多氮肥时的效果更为明显，故在高产栽培中更应重视硅肥的施用。作物吸收硅肥后，在作物体内形成硅化细胞，使茎、叶表层细胞壁加厚，角质层增加，从而提高防；虫抗病能力。特别是对稻瘟病、叶斑病、茎腐病、小粘菌核病、白叶枯病及螟虫；小麦；白粉病、锈病、麦蝇、棉铃虫等抗病虫害能力强。此外，施硅肥能促进黄瓜的生长和花粉生育力，结瓜数增多，产量提高。二、硅肥的种类和性质常用的含硅肥料有：(一)硅酸盐类如硅酸钠(Na 2SiO3)含硅 23，硅酸钙(CaSiO 3)含硅 31等，硅酸钠易溶于水，为速效硅肥。南京农业大学与南京无机化工厂共同开发，以水玻璃(Na2SiO3)为原料，经真空喷雾干燥而得的高效硅肥，主要成分为硅酸钠和偏硅酸钠的混合物，呈白色粉状结晶，含水溶性 SiO2 为 55一 60。水稻用90105kghm -2 即可。(二)炉渣类硅钙肥如钢铁工业炉渣，为块状或蜂窝状或小粒状固体，呈碱性，灰色至黑色。主要化学成分是二氧化硅和氧化钙，还含有铁、铝、镁、锰、磷、硫及铜、钼、硼，锌等，成分复杂且不稳定，因产地、冶炼和冷却条件等而异，一般成分和含量列入表 610。目
