于會麗 徐國益 申公安 張振偉
鐵是植物生長發育所必需的微量元素,直接影響葉綠素的合成,同時是作物體內多種酶的重要組成成分和活化劑,直接或間接參與植物光合作用、呼吸作用、氮的固定、蛋白質和核酸的合成??梢?,缺鐵時會直接降低作物葉綠素含量,進而影響光合速率以及其他代謝過程,大幅度降低作物產量和品質,尤其經濟作物葡萄較為明顯。
1土壤存在潛在缺鐵現象
我國北方大部分地區是石灰性土壤,重碳酸鹽含量較高,土壤偏堿性嚴重,作物缺鐵失綠現象普遍存在,尤其在山西和陜西干旱和半干旱地區更為嚴重。據調查,存在潛在性植物缺鐵的土壤占世界陸地面積的25%~30%。在作物種類上,缺鐵失綠癥在果樹上較為嚴重。早在1845年,法國化學家Gris就發現石灰性土壤上的葡萄失綠現象,并通過噴施硫酸亞鐵矯治這種缺鐵失綠癥。
2葡萄吸收鐵難,在體內運輸分配難
葡萄吸收鐵的形態是還原態鐵(Fe2+),土壤中大多數鐵的原初形態是氧化態鐵(Fe3+)。葡萄缺鐵時,首先通過根質膜H+-ATP酶將釋放H+和根分泌有機酸到土壤中,將不溶性氧化態鐵(Fe3 +)酸化成可溶性鐵離子Fe3+,Fe3+再通過膜聯的三價鐵氧化還原酶還原成為Fe2+,最后Fe2+通過鐵調控轉運蛋白1轉運進入根細胞內,從根向樹體運輸主要以檸檬酸、煙酰胺和麥根酸類物質以螯合形式進行,主要通過木質部運輸,在韌皮部移動性很低。因此,缺鐵時,幼嫩新生組織首先出現缺鐵黃化癥,而老葉積累的鐵不能重新轉運到生長點和幼嫩部分,鐵在植物體內難以移動。
3葡萄缺鐵癥狀
首先發生在新梢嫩葉上,葉脈綠色,脈間失綠黃化,呈網狀花葉,老葉仍保持綠色;嚴重時,新梢嫩葉呈黃白色或淡黃色,葉尖葉緣出現壞死斑點,葉片逐漸壞死,甚至葉片焦枯脫落,頂芽枯死;受害的新梢生長量少,部分花穗變黃,坐果率低,果粒小,果甚至黃化(圖1~圖6)。
4引起葡萄缺鐵的因素
4.1品種差異
美洲種對鐵最敏感,易缺鐵黃化,歐美雜種次之,歐亞種耐缺鐵能力較強。
4.2砧穗組合
嫁接苗或砧木不親和不利于鐵運輸,易導致缺鐵。
4.3土壤特性
果樹長期固定在一定范圍吸收養分,導致土壤有效鐵含量不足。石灰性土壤中碳酸鹽和pH值過高,降低了鐵的有效性。土壤黏重、板結、通透性差,以及土壤溫度過高、過低都會影響根系形成,不利于鐵吸收。土壤含水量過多,一是導致HCO3-積累,降低鐵的有效性;二是含水量高,積水漚根影響根系生長,進而影響葡萄對鐵的吸收。土壤含有較多磷、鈣、鋅、錳、銅等元素,這些元素與鐵產生拮抗作用,影響植物對鐵的吸收。
4.4管理水平
偏重氮磷鉀肥的施用,特別是磷肥(磷酸根離子易與鐵形成難溶性磷酸鐵鹽,不易被吸收利用),忽視鐵肥的投入應用;土層表面施用化肥,引起根系上浮,淺土層易缺水,吸收功能受阻;使用膨大劑,掛果負載量大,營養失衡。
5防治和矯正葡萄缺鐵黃化措施
5.1建園時選用鐵高效的品種或砧木
葡萄美洲種對鐵敏感,易缺鐵黃化;歐亞種普遍耐缺鐵,不易缺鐵黃化;歐美雜種對缺鐵敏感性居于兩者之間。砧木品種中,41B、333EM、5B、420A等耐石灰質土壤,抗缺鐵黃化。
5.2施用鐵肥
建議施用有機螯合鐵,缺鐵較輕時建議葉面噴施,缺鐵嚴重時建議葉面噴施和土施鐵肥,以及進行土壤管理、養根相結合的綜合防治。
5.3重視土壤管理
重施有機肥,果園生草,增加土壤有機碳,改善土壤微生物和結構,活化土壤鐵養分。改善土壤酸堿性,土壤pH值在5.5~6.5時有效鐵含量高。酸性土壤多施生理堿性肥料,如石灰;堿性土壤多施生理酸性肥料,慎用磷肥,可以減輕缺鐵失綠癥發生??刂仆寥篮?,合理灌溉,以滴灌方式為好,或改漫灌為分區灌溉,改善土壤透氣性,減輕缺鐵黃化;多雨土壤黏重園區,種植行起壟,行間開溝排水。
5.4注重養根
施入促根系生長的肥料,增強根系活力。如海藻酸水溶肥和腐植酸水溶肥,增加鐵養分吸收。
5.5合理負載
葡萄不同的負載量對各種養分的需求不同,也對葡萄生長及品質存在不同的影響,因此應合理負載,避免負載量過大。
缺鐵失綠癥是一種較難矯治的生理缺素癥,需要從品種選擇、土壤改良、肥料應用、樹體根系健康管理等方面協同綜合防治和矯正。
6鐵肥種類選擇
6.1無機鐵鹽
最常用硫酸亞鐵,價格低廉,含鐵量因結晶水含量而異,有效性因氧化作用而降低,不可與許多防病農藥混用,易對作物產生藥害;葉面噴硫酸亞鐵有一定效果,但效率低,在葉表面易氧化。加入醋、檸檬酸等抗氧化劑,以及起表面活性劑作用的少量洗潔精,可增強肥效,但多數只起到局部或暫時效力,斑點狀復綠,難以徹底改變缺鐵黃化癥;土壤施硫酸亞鐵,在石灰性土中很易氧化沉淀,效果不顯著。但與有機物配合施用比單獨土施效果好。
6.2螯合鐵肥
化學合成螯合鐵肥,螯合能力較強,穩定性好,如EDTA-Fe、DTPA-Fe、HEEDTA-Fe、EDDHA-Fe等鐵肥,可適用的pH、土壤類型范圍廣,可被植物吸收而不流失,有一定矯正黃化復綠效果,但利用率不高,其成本昂貴、售價高,多用作葉面噴施或葉肥制劑;生產中常用的螯合劑如EDTA,螯合性能好,但因不能被作物很好利用、易形成難降解的有機污染物,使用不當易對作物造成傷害,限制其發展應用。
6.3有機復合鐵肥
有機復合鐵肥是指利用一些天然有機物(有機酸類、氨基酸類、海藻酸類、腐植酸類和木質磺酸類等)與鐵復合形成的鐵肥;有機復合鐵肥如木質素磺酸鐵、腐植酸鐵和氨基酸鐵,性質不穩定。在土壤中,他們容易發生金屬離子和配位體的交換反應,并易被土壤吸附,降低肥效。但其價格便宜,容易降解,在農業生產中易推廣;有機復合鐵肥如糖醇類,復合能力較好,再針對性復配小分子有機酸,利于鐵吸收運輸,可葉面噴施和土施施用(圖7~圖10)。
7重視礦物源黃腐酸和海藻酸水溶肥在葡萄上的應用
7.1礦物源黃腐酸
礦物源黃腐酸是從泥煤、褐煤和風化煤中提取出來的芳香族羥基羧酸類物質,分子質量小,易溶于水,生物活性高,含有較多的酸性基團,土壤施用,可以改善根際pH值,利于鐵的吸收。
礦物源黃腐酸和生化黃腐酸在肥效上有很大差異,礦源黃腐酸在作物上應用效果顯著優于生化黃腐酸,在肥料選擇時注意甄別。
7.2海藻酸類物質
海藻酸類物質是從海藻等海生物中提取的有機無機混合物,主要包含海藻多糖、糖醇類(如甘露糖醇)、酚類(如多酚)、氨基酸及其衍生物、甜菜堿、天然激素、次生代謝產物以及微量礦質元素。
海藻類物質不僅改善土壤微生物,改良土壤,還能促進根系形成和生長,提高養分利用率,增加單果質量和改善果實風味。
市場上常用的提取方法是堿解法和酶解法。堿解法提取,反應徹底,成本低,但對海藻細胞內成分造成破壞,降低功能性物質活性,影響其在作物上的效果;酶解法提取,活性物質高,促進根系活力效果優于堿解法,但成本高,市場價格相對較高。
因此,防止、矯正葡萄缺鐵癥,要選好葡萄品種,日常注重土壤和樹體管理,并加強葡萄根系管理和黃腐酸、海藻酸類肥料應用,選好鐵肥種類,以預防為主;矯正葡萄缺鐵黃化時,通過施鐵肥、改良土壤和養根等措施相結合進行綜合矯正。