园林植物营养诊断研究进展.doc

1、园林植物营养诊断研究进展一、园林植物营养诊断的方法和最新进展：植物营养是植物生长发育、产量形成和品质提高的基础, 矿质营养分析与诊断技术是准确施肥的前提。通过对植物进行营养诊断来跟踪植物营养的亏缺与否, 了解其需肥关键时期,从而指导人们适时适量地追施肥料, 满足其最佳生长需要, 以实现生产施肥按需进行, 最终达到环保经济的目的。许多国家将其作为农(林) 业生产科学技术现代化的重要手段广泛应用于各种农作物及林木, 并取得了较好成果。近年来, 应用电子计算机处理复杂的诊断数据和影响植物生产的各种参数, 以制定施肥方案,为诊断的精确性与预测预报开辟了广阔的道路。发达国家的植物营养诊断发展到了商品生产

2、广泛应用的阶段, 他们有专门进行植物营养诊断的中心职能机构。20 世纪60 年代以来, 随着分析仪器的改进, 植物营养诊断方法及其应用均有较大的进展, 相继提出了诸多方法。这就为我们生产中选择应用这些方法带来了灵活性, 同时也带来了艰巨性。诊断方法直接影响诊断结果的准确性和实用性, 因此, 如何选择正确合理、经济实用的诊断方法已成为人们日益关注的问题。为此, 笔者对近来生产中应用的各种诊断方法进行了比较分析, 现综述如下：1 植物组织分析诊断法 植物的生长除受光照、温度与供水等环境因素影响外, 还与必需营养元素的供应量密切相关。植物养分浓度与产量密切相关, 因此,植物组织养分浓度可以作为判断植

3、物营养丰缺水平的重要指标。20 世纪70 年代以前, 李比西(刘更另译, 1983) 的“最小养分律”, Macy (1936) 及Ulrich 和Hills (1967) 的“临界百分比浓度”, Sher (1946) 的“养分平衡”及Ken2worthy (1966) 的“标准值”等理论为准确进行植物组织分析营养诊断奠定了基础。20 世纪70年代以后, 植物组织分析营养诊断方法又出现了突破性的进展, Beaufils (1973) 的“营养诊断与施肥建议综合法(Diagnosis and Recommen2dation Integrated System , 简称DRIS) ”, Walw

4、orth(1986) 的“M- DRIS 法”及Montanes (1993) 的“适宜值偏差百分数法(Deviation From OptimumPercentage , 简称DOP) ”进一步丰富和发展了植物营养诊断。这一切都为准确进行植物组织分析营养诊断奠定了坚定的理论基础, 极大地推动了植物组织分析营养诊断方法的发展。目前, 在植物生长期间的植物营养分析已经发展成为一项较为成熟的诊断技术。许多国家, 如英国、德国、澳大利亚和美国都已成功地应用该项技术来指导植物生产; 我国林学工作者也应用该项技术来指导栗树、松树、毛竹、桉树、银杏等生产。大量研究结果表明, 叶片是营养诊断的主要器官。养分

5、供应的变化在叶片上的反映比较明显, 叶分析是营养诊断中最易做到标准化的定量手段, 但有时仅凭元素总含量还难以说明问题, 尤其是钙、铁、锌、锰、硼等特别易于在果实和叶片中表现生理失活的元素, 往往总量并不低, 而是由于丧失了运输或代谢功能上的活性导致缺素症状的发生。因此, 除了叶片分析外, 还可根据不同的诊断目的, 运用其他植物器官的分析, 或相对于全量分析的“分量”分析, 以及组织化学、生物化学分析和生测定手段。2 土壤分析诊断法 土壤分析是应用化学分析方法来诊断树体营养时最先使用的方法。植物组织分析反映的是植物体的营养状况, 而通过土壤(基质) 分析则可判断土壤环境是否适宜根系的生长活动,即

6、土壤提供生长发育的条件。土壤分析可提供土壤的理化性质及土壤营养元素的组成与含量等诸多信息, 从而使营养诊断更具针对性,也可以做到提前预测, 同时该法还具有诊断速度快, 费用低, 适用范围广等优点。但是大量的研究表明, 土壤中元素含量与树体中元素含量间并没有明显的相关关系, 因而土壤分析并不能完全回答施多少肥的问题;所以只有同其他分析方法相结合, 才能起到应有的作用。3 植物外观诊断法 各种类型的营养失调症, 一般在植物的外观上有所表现, 如缺素植物的叶片失绿黄化,或呈暗绿色、暗褐色, 或叶脉间失绿, 或出现坏死斑, 果实的色泽、形状等异常等。因此,生产中可利用植物的特定症状、长势长相及叶色等外

7、观特性进行营养诊断。植物外观诊断法的优点是直观、简单、方便, 不需要专门的测试知识和样品的处理分析,可以在田间立即做出较明确的诊断, 给出施肥指导, 所以在生产中普遍应用。这是目前我国大多数农民习惯采用的方法。但是这种方法只能等植物表现出明显症状后才能进行诊断, 因而不能进行预防性诊断, 起不到主动预防的作用; 且由于此种诊断需要丰富的经验积累, 又易与机械及物理损伤相混淆, 特别是当几种元素盈缺造成相似症状的情况下, 更难做出正确的判断, 所以在实际应用中有很大的局限性和延后性。4 田间施肥试验法 田间施肥试验是寻找植物施肥依据的基本方法, 也是对其他营养诊断方法的实际验证, 特别是长期的定

8、位试验更能准确地表示树体对肥料的实际反应。我国林学工作者在这方面做了大量的工作, 为促进林木的速生丰产起了很大的作用。但是肥料试验由于统计学上的要求及植物(尤其是林木) 个体差异大的特点, 要花费大量的人力、物力, 且由于这种试验统计模式本身的局限性, 往往结果不能外推, 试验结果就失去了普遍性的意义。5 生理、生化及组织化学分析法 由于营养失调一般总在植物生理生化及组织内发生一些典型变化, 因此, 运用现代生物技术及实验手段, 通过生理生化及组织形态分析, 可以判断植物的营养平衡状况。如可利用蔬菜叶各组织形态检验钾、磷、锌等元素营养水平; 也可以用解剖学与组织化学相结合的方法来检验植物铜的营

9、养平衡状况。对于生理指标最简单的方法是, 在田间直接对所怀疑对象的叶片喷施某种元素的溶液,有助于说明是否缺乏该种元素。这种方法适用于微量元素铁、锰、锌的缺乏症上, 特别是缺铁症。另一类实验方法, 就是研究在控制培养条件下, 把某种元素缺乏或称逆境所造成的生理反应, 以及对植物补还所缺元素后发生的反应作为诊断依据。在生化指标方面, 第1 类就是1952 年Brown和Hendricks最先提出的以酶活性强弱为指标。第2 类就是酶法中酶被再度活化的反应, 如铁过氧化物酶, 钼硝酸还原酶, 铜抗坏血酸氧化酶, 氮硝酸还原酶。这些专性反应消除了环境条件变化的多方面影响, 而且也不需要建立“标准值”,

10、所测得的是植株在恢复元素供应后, 体内酶的直接反应, 这是生化测定优于叶分析之处。第3 类就是代谢产物的浓度变化。由于元素缺乏时植物体内酶反应失常而造成某些代谢产物的过度积累或减少以至消失。其中研究最多的是氨基酸的变化, 可惜的是这些变化缺乏专一性, 只有少数的几种氮代谢中间产物可被用作诊断指标。上述一些近代发展的生物技术可以弥补叶分析的不足, 但目前尚未建立十分成熟可在生产上应用的生理生化检验指标, 还需要在不同的元素比例下, 检验其平衡点的临界水平, 以提高营养诊断的效率。6 植物组织液分析诊断法 植物组织液分析( plant sap analysis ) 是Guernsey Hortic

11、ultural Advisory Service 首先开发利用的, 即利用新鲜组织液的养分含量快速诊断养分缺乏或过量, 以提供信息调整施肥项目。目前在数个国家积极应用, 包括荷兰、法国、英国、美国、日本。该技术能提供养分的常规监测, 尤其对岩棉栽培植物比较有效。我国在部分农作物的营养诊断上利用该方法, 取得了很好的效果。7 无损测试技术 无损测试技术( non - destructive measure2ment) 是指在不破坏植物组织结构的基础上,利用各种手段对作物的生长和营养状况进行监测。这种方法可以迅速、准确地对田间作物氮营养状况进行监测, 并能及时提供追肥所需要的信息。如传统的氮素营养

12、诊断无损测试方法主要有: 肥料窗口法(fertilizer window) 、叶色卡片法( color card ) 、基质淋洗液法( pour -through) 和叶绿素计读数法(SPAD) , 这些方法均属于定性或半定量的方法。在容器育苗与温室容器培植物中应用的淋洗液分析法, 其原理是利用淋溶液中可溶性盐的含量与基质中有效养分的关系进行测定。该方法能迅速地估计出植物的潜在有效养分。在国外, 许多容器培植物已有该方法的指导册子。然而, 由于基质与肥料的种类, 灌溉水质及测定时水分含量的差异都会影响测定结果, 容易产生误导。同时, 淋洗液法提供的分析结果是栽培基质中能被植物利用的潜在养分。大

13、量研究表明, 许多植物的叶绿素计读数与含氮量相关, 如棉花、苹果、毛竹。因此, 叶绿素计法被用于植物氮素营养的快速诊断, 该法是将植物叶片插入叶绿素计,测定部位感光后读出叶绿素值(叶色值) , 根据与植株含氮量的关系确定氮素诊断的叶色值。叶绿素计体积小, 重量轻, 携带方便, 测定方法简单, 所得数据准确, 适于各种作物及林木氮素营养诊断。然而对一种植物而言, 当不同品种叶型发生变化时( 厚度、形状、彩斑等) , 确定单一读数或过量水平通常很困难。近年来, 随着相关领域科技水平的不断提高。氮素营养诊断的无损测试技术正由定性或半定量向精确定量方向发展, 由手工测试向智能化测试方向发展。其中, 便

14、携式叶绿素仪法和新型遥感测试法是20 世纪90 年代以来最新发展的方法, 目前在欧美各国已成为研究的热点, 部分成熟技术已进入推广应用阶段。8 其他方法 除上述诊断方法外, 我国的李倘弟等还提出了林木的相关值营养诊断法。该法不受立地条件和林龄的影响, 效果准确, 且简便快捷,是用于林木营养诊断的一种良好的方法。张建国等(2003) 提出了苗木群体营养诊断法。这些在一定程度上丰富和发展了植物营养诊断方法。综上所述, 各种植物营养诊断方法互有利弊, 如土壤分析法有很好的针对性和预测性,但干扰因素多, 结果的准确性相对较低, 应用这一方法的关键就是通过调节取样、样品分析、土壤因子等方面提高其结果的准

15、确性; 组织分析法的关键是取样组织的选择、取样时间的确定以及养分含量标准的确定等; 肥料试验法的结果准确性高, 但其局限性强, 不便外推, 应用这一方法的关键是充分保证试验点的代表性;生理生化指标法可以解决一些组织法的不足,但目前有关生理生化的检验指标研究得不够,有待进一步加强; 外观诊断法容易产生误诊,同时不能定量, 生产中还必须加强特异症状的研究, 并结合其他方法进行; 无损测试技术具有快速、准确、无损的优点, 但大部分测试属于定性或半定量阶段, 不能完全实现按需施肥的要求; 基质液分析法仅能进行常规养分诊断,应加强非常规养分的分析研究, 提高其应用范围; 林木的相关值营养诊断法和苗木群体

16、营养诊断法在一定程度上探讨了林木营养诊断, 但仍不完善, 有待进一步发展。总的说来, 各种植物营养诊断方法互有利弊, 在生产中只有结合实际情况综合运用, 才能得出正确的营养诊断, 提高诊断效率, 降低诊断成本。二、园林植物缺素症的表现：l 缺铁 主要引起失绿，白化和黄叶等。缺铁首先表现为枝条上部的嫩叶黄化，下部老叶仍保持绿色，逐渐向下扩展到基部叶片，如栀子花黄化病等。碱性土壤常会发生缺铁症。l 缺镁 症状同缺铁症相似。区别在于缺镁时常从植株下部叶片开始褪绿，出现黄化，渐向上部叶片蔓延，如金鱼草缺镁症。此外，镁与钙有拮抗作用，当钙过多有害时，可适当加入镁起缓冲作用。l 缺氮 导致老叶色泽变淡，嫩

17、叶变窄保持较深绿色。受害严重时，较低部位的叶子带淡紫色，叶片尖部和边缘出现坏死。l 缺磷 植物生长受抑制，植株矮化，叶片变成深绿色，灰暗无光泽，具有紫色素，最后枯死脱落。病状一般先从老叶上出现。生荒土和土壤粘重板结易发生缺磷症。l 缺钾 植物叶片常出现棕色斑点，不正常皱缩，叶缘卷曲，最后焦枯。红壤一般含钾量低，易发生缺钾症。l 缺钙 和正常植株相较，缺钙植株生长缓慢且植株较小。新叶或叶腋叶出现褐色或深紫色斑点，嫩叶不成形，最后枯萎。严重时，新叶及成年叶都有紫斑出现，由叶缘至叶心发展，花朵提前枯萎。l 缺铜 叶片比正常小且窄，边缘皱缩，并由外向内逐步变黄。花朵明显变小。l 缺锌 引起新枝节间缩短

18、，叶片卷曲无形，小而黄，有时顶部叶片成簇生状。如桃树小叶病。l 缺硫 老叶页色变淡，新叶变为黄绿色，植株明显变小，新叶由绿黄淡黄棕色坏死，顺序是从基部到叶尖。l 缺锰 新叶出现均一的黄绿色，较老的叶出现黄绿色块或点。花卉叶脉间变成枯黄色，叶缘及叶尖向下卷曲，花呈紫色。症状由上至下扩展。一般发生在碱性土壤中。l 缺硼 引起植株矮化，叶细密，颜色暗。新叶卷曲，花蕾枯萎不育，颜色深绿。芽畸形，丛生，缩果或落果。参考文献：1) 唐菁，杨承栋，康红梅；世界林业研究J；中国林业科学研究院；2005年12月2) 李倘弟;林木营养诊断方法的研究J;广东林业科技;1999年04期3) 李贻铨,杨承栋;中国林木施肥与营养诊断研究现状J;世界林业研究;1998年03期4) 李淑仪,林书蓉,廖观荣,何小霞,黄中东;桉树营养状况与叶片营养诊断研究J;林业科学;5) 卫茂荣，张新华，徐爱军，徐德琴;应用诊断施肥综合法（DRIS）进行日本落叶松苗木营养诊断的研究J;土壤通报;1994年05期996年06期6) Bouma D1 利用植物测试诊断矿质元素缺乏症1Lauchli (美)等著（ 张礼忠, 毛知耘译）； 植物的无机营养；北京农业出版社； 199216376