王虎全
(四川省南部縣農業農村局,四川 南部 637300)
氯是植物的必需營養元素,適量有益,過多則有害。土壤缺氯,則植物生長緩慢,葉小,失綠甚至凋萎,施用不當又會造成毒害。含氯肥料主要指含有氯離子的化肥,如氯化銨、氯化鉀、氯磷銨,以及含有上述肥料的復合肥或專用肥。含氯肥料只要施用得法,肥效相當于或略高于等量養分的碳酸氫銨、硫酸銨、尿素或硫酸鉀。
植物主要通過根系從土壤中吸收氯元素,葉片、幼莖等也可以吸收灌溉水或雨水中的氯。
植株體內氯元素以移動性很強的氯離子(Cl-)形態存在,主要集中分布在植物的營養器官中,籽粒含氯量低。一般濃度在0.2%~2.0%,變異大,含氯量高,與大量元素濃度相當,某些作物莖葉含氯甚至高達10%以上。同一作物的含氯量生育前期大于成熟期,莖葉大大高于籽粒。
氯作為植株必需的16種營養元素之一,對植物的生長發育必不可少。氯元素參與光合作用,Cl-作為錳的輔助因子參與水的光解反應,促進光合磷酸化作用和ATP的合成,直接參與光系統II氧化位上的水裂解。氯元素調節氣孔運動,維持細胞的正常膨壓,保持電荷平衡,調節氣孔開啟或關閉。氯元素提高酶的活性,激活H+-泵ATP酶。激活后的酶在液泡膜上起著質子泵的作用,將H+從原生質轉運到液泡中,以維持細胞的正常代謝活動,促進天門冬酰胺的形成。氯化物可使這一轉化反應率增加7倍,使酶和底物的親加力增加50倍。氯元素能提高豆科作物根系結瘤固氮,減少作物對NO-3的吸附量,從而抑制至少10多種作物的葉、根病害,如:玉米的莖枯病、春小麥葉銹病、冬小麥全蝕病、馬鈴薯的空心病等。
氯營養水平會影響農產品的產量和品質。作物中Cl-含量增加對吸收N、P、K等營養元素有一定影響。在低磷土壤中,Cl-顯著抑制磷的吸收,豐磷土壤上影響不明顯。Cl-對P的吸收影響主要在生育前期,隨著生育時期的推遲,氯對其它養分影響減小。低氯濃度下,K+與Cl-保持正相關,高氯條件下抑制鉀的吸收。Cl-對NO-3的吸收有明顯抑制作用,植物體內NO-3含量隨Cl-濃度的增加而降低,能降低蔬菜中的硝酸鹽含量,改善農產品的品質。
土壤中氯離子(Cl-)超過植物耐氯臨界值時,會抑制脫氫酶活性,破壞一些細胞或亞細胞結構,使植物的代謝紊亂,葉綠體含量和光合能力下降,養分吸收受抑制,表現出氯的中毒癥狀。Cl-過量時,植物根尖死亡,生長受到嚴重抑制。Cl-濃度很高時,種子吸水困難,影響發芽。
根據作物種類、土壤含氯量和含氯肥料的特性,考慮作物耐氯類型,以及降雨等氣候條件,圍繞優質高產、保護地力這一目標,因地制宜,合理施用含氯肥料。
土壤中的氯主要來自土壤母質、施肥、灌溉、雨水等,并以氯離子(Cl-)的形態擴散或淋失。氯在土壤中的積累與水分狀況有關,通常旱地>水澆地>水田,而氯的年積累率是一個常數,并非累加。含氯肥料帶入土壤中的氯(Cl-)一般隨水移動,在非鹽漬化地區,含氯肥料帶入土壤中的氯90%以上隨水流失,土壤中殘留的很少。
我國土壤含氯量大致趨勢為鹽漬地高于非鹽堿化土壤,北方高于南方,沿海高于內陸;地勢高處因淋洗貧化,低處富集;土壤氯含量與土層深度呈負相關。在低于或介于缺氯臨界點2mg/kg的土壤,施氯可促進作物生長發育,提高產量和質量。在中低含氯量(50~150mg/kg)的土壤上,絕大多數作物可以施用氯化銨、氯化鉀,但弱耐氯的烤煙、萵苣等只可適量施用氯化鉀。在含氯量特別高(>400mg/kg)的土壤,施用含氯肥料將對作物生長產生不良影響。因此,在水稻產區、缺氯土壤、降雨量大的地區,可以根據作物氮、鉀需求量施用含氯肥料;含氯量>400mg/kg的土壤及干旱地區要少用或不用;禁用鹽堿地區。
不同作物,相同作物的不同品種的耐氯能力都不一樣。根據作物的耐氯臨界值和毒害值,將作物耐氯能力分為強耐氯、中等偏上耐氯、中等偏下耐氯、弱耐氯等4類。
(1)水稻、谷子、高粱、大麥、油菜、甜菜、紅麻、蘿卜、菠菜、黃瓜、菊花、棉花等強耐氯作物,耐氯臨界值>600mg/kg,可施用雙氯肥料(氯化銨、氯化鉀),較高Cl-濃度的生長環境對其發育和產量影響甚微。
(2)玉米、小麥、茄子、甘藍、番茄、豌豆、蠶豆、大豆等中等偏上耐氯作物,耐氯臨界值450~600mg/kg,施用單氯肥料(氯化銨或氯化鉀),不影響其生長發育和產量品質。
(3)亞麻、甘蔗、花椰菜、花生、芹菜、辣椒、大白菜、小油菜、草莓等屬于中等偏下耐氯作物,耐氯臨界值300~450mg/kg,可適量施用氯化鉀,但不宜施用氯化銨。
(4)馬鈴薯、萵苣、莧菜、甘薯、烤煙等屬于弱耐氯作物,耐氯臨界值<300mg/kg,對氯較敏感,施用含氯肥料對其生長發育和產量品質的影響很大。
作物不同生育期的耐氯能力差異很大,其氯敏感期多在苗期,隨著生育進程的發展,作物的耐氯能力將逐漸增強。農作物的氯敏感期,如水稻在3~5葉期,小麥在2~5葉期,大白菜、小白菜和油菜在4~6葉期。施用含氯肥料,作物的敏感時期要避免施用含氯肥料。在含氯肥料施肥后1周進行播種、移栽為宜,物幼苗期不應進行追肥。
氮、磷、鉀配合,配施有機肥料可提高含氯肥料的肥效,減輕可能造成的Cl-毒害。作單一肥源時,忌一次大量施用,作基肥宜早施,作追肥宜適量,忌作種肥。含氯肥料可采用撒施、條施、穴施等方式,施后澆水能使較多氯離子淋洗下移,離開根系分布的密集層。同一地塊,含氯肥料應與其它肥料交替使用。
將植物耐氯臨界值減去土壤含氯量的差值作為植物的土壤氯容量,依據作物的氯容量確定施用含氯肥料的數量。據計算,1hm2施入15kg氯化銨,相當于土壤增加了4.374mg/kg氯離子(Cl-)濃度;1hm2施入15kg氯化鉀,相當于土壤增加了3.2mg/kg氯離子(Cl-)濃度。土壤或灌溉水中氯離子(Cl-)濃度高于600mg/kg時,對所有作物都有不同程度的危害。一般以氯離子(Cl-)濃度小于100~200mg/kg為宜,即每hm2施氯量不超過225~450kg,折合成氯化銨300~600kg,或氯化鉀450~900kg。