微量元素

世界上的一切物体，无论是植物、动物和人体等有机生命体，还是矿物、 岩石、空气和水等非生命无机体，都是由各种化学元素组成的。根据研究证 实，世界上已经发现的化学元素有 107 种。这些元素在自然界或各种物 体中的含量，差异十分悬殊，有些元素含量很高，而有些元素含量却甚低。 对于自然界所存在的化学元素，根据含量的高低或多寡，分为大量元素

（有人称常量元素）、中量元素和微量元素三大类。大量元素是含量很高的 化学元素的统称，微量元素是含量很低的化学元素的统称。介于大量元素和 微量元素之间统称为中量元素。

微量元素是一个针对大量元素与中量元素而言的相对概念。所谓微量元 素，顾名思义，微者少也。少具有双重意思，一是指含量很少，二是指动植 物对它们的需要量很少。从广义来说，微量元素泛指自然界或自然界的各种 物体中含量很低的或者说很分散而不富集的化学元素。

土壤学中所指的微量元素，既可以泛指土壤中所有的含量很低的化学元 素，也可以指其中具有生物学意义的化学元素。土壤中微量元素的研究除了 具有生物学意义以外，常有一定的特殊意义，如可以阐明某种土壤的成土过 程、环境质量评价等。具有生物学意义的微量元素常是酶或辅酶的组成成分， 它们在生物体中的特殊机制有很强的专一性，为生物体正常的生长发育所不 可缺少的。我们把地壳中含量范围为百万分之几到十万分之几，一般不超过 千分之几的元素，称为微量元素或痕量元素。铁元素在地壳中含量虽然较多， 但植物体中含量甚少，并且具有特殊功能，故也列为微量元素来论述。

我国推广或将要应用的微肥有：硼肥、钼肥、锌肥、铜肥、锰肥、 铁肥。它们在农作物、林木、牧草、果树、蔬菜上施用，均有相互不能代替 的作用。针对缺素土壤和敏感植物施用微肥，增产效果十分显著。

微肥分类多种多样。归纳起来有按所含营养元素划分的，也有按养分组 成划分的，还有几种按化合物类型划分的。

推广应用较多的硼肥、钼肥、锌肥等就是按所含营养元 素划分的，这是大家极其熟悉的一种分类　前面提。就这些元素的离子状态来说，硼 和钼常为阴离子，而锌、锰、铜、铁、钴等元素则为阳离子。

按养分组成划分，大致可分为以下三类：

（1）单质微肥。这类肥料一般只含一种为作物所需要的微量元素，如硫 酸锌、硫酸亚铁即属此类。这类肥料多数易溶于水。故施用方便，可作基肥、 种肥、追肥。

（2）复合微肥。这一类肥料多在制造肥料时加入一种或多种微量元素而 制成，它包括大量元素与微量元素以及微量元素与微量元素之间的复合。例 如，磷酸铵锌、磷酸铵锰等。这类肥料，一次施用同时补给几种养分，比较 省工，但难以做到因地制宜。

（3）混合微肥。这类肥料是在制造或施用时，将各种单质肥料按其需要

混合而成。其优点是组成灵活。国外多在配肥站按用户的需求进行混 合。河南省科学院研制的小麦、水稻、玉米、花生等混合微肥就是属此类肥 料，根据各地土壤化验资料，作物需肥规律，经过田间试验而成，因此肥料 使用后经济效益明显。

按微肥化合物类型，大致可分为五类：

（1）易溶性无机盐。这类肥多数为硫酸盐。

（2）难溶性无机盐。多数为磷酸盐、碳酸盐类，也有部分为氧化物和硫 化物。例如，磷酸铵锌、氯化锌等。适于做基肥。

（3）玻璃肥料。多数为含有微量元素的硅酸盐粉末，经高温烧结或溶融

为玻璃状的物质，如冶炼厂的炉渣等，一般只能做底肥。

（4）螯合物肥料。是天然或人工合成的具有螯合作用的化合物，与微量 元素螯合而成的螯合物，如螯合锌等。

（5）含微量元素的工业废渣。

第一，微肥的施用效果往往与农业生产水平、化学肥料和有机肥料施用 水平分不开。一般作物产量水平不高而常年又施用有机肥料的情况下，养分 的主要限制因素是氮、磷、钾等大量营养元素，而不是微量营养元素，因为 有机肥中本身就含有多种微量元素，而作物的轮作倒茬又缓和了缺乏微量元 素的矛盾。相反，随着复种指数的提高，产量逐年增加，氮、磷、钾肥的施 用也随之增加，从而加剧了土壤中有效微量元素的消耗，使得养分供应失调， 因此在这种情况下，往往需要补充某种微量元素，才能进一步发挥化肥增产 潜力，每亩粮食总产量可以获得较高水平。

第二，我国幅员广大，土壤类型很多，微肥的施用效果，只有在一定的 土壤条件下方会表现出来。因此，要想有效施用微肥一定要有针对性的做到 因土施肥，并不是任何土壤施用微肥都有增产效果。

第三，作物需肥特点不同，所需的微量元素和对微量元素的反应也不同， 因此，要发挥微肥的增产作用，应优先施用到对微量元素需要量多和对微肥 敏感的作物种类以至品种上。

果树与一年生的大田作物相比，具有固定一地生长十几年甚至几十年的 特点，土壤中的微量元素亏损显得比大田作物突出。从经济效益来衡量，应 优先考虑果树的施用问题。

第四，为了发挥微肥的增产效果，必须在施用有机肥、氮、磷、钾的基

础上，选用经过科学确定有效的微肥，不应盲目使用。 第五，微肥的有效施用，在技术上应掌握适量，匀施的原则。一般说来，

作物对微量元素需要量是很少的，而微量元素对作物的适宜和中毒量之间范

围又很窄，所以，施用微肥一定要求适量，否则用过量或施用不均匀会有不 同程度的中毒受害，不仅不能增产，而且会造成减产。一般可以与有机肥混 合用，或者制成微量元素的复合肥。

微量营养元素的研究是本世纪 20 年代初开始的，只有 60 年左右的历史。 微量营养元素研究是植物营养研究的一部分。

微量元素的研究，超出了土壤学家、农业化学家、生理学家的研 究范畴，而且生态学家及环境科学方面的专家也给予了极大的关注。微肥的 产生与发展和氮、磷、钾肥料一样，只不过是随着微量营养元素的证实而诞 生。微肥的应用，成了植物矿质领域内的巨大进展之一，促进了农作物产量 的大幅度提高。

微肥在农业生产中具有现实的生产意义，因此国外在 30 年代就在农业上 示范和推广应用了。例如，苏联 1937～1939 年间施用的硼肥（硼镁肥）已达

2700 吨。美国 40 年代后期年施用硼砂达 4148 吨，50 年代硫酸锌年用量达到

3311 吨。苏联微肥年用量达 12 万吨，美国高达 20 万吨。 我国微肥的生产已有 20 多年的历史。1964 年，首先在吉林锗厂开始生

产钼肥，对大豆的增产效果显著。70 年代以来，农业部门和中国科学院有关 单位相继发现作物有缺锌、硼、铁、锰的症状，引起了有关部门重视。1981 年国家经委等联合召开了全国第一次微量元素肥料会议。1983 年我国微肥总 产量达 2 万多吨，品种达 24 种，施用面积约 4000 多万亩。

常用的微肥除化学肥料（如硼砂、硫酸锌、硫酸锰等）外，还有整合肥料、玻璃肥料、矿渣或下脚料等，通常都用作基肥和种肥。其施用方法为：在播种前结合整地施入土中，或者与氮、磷、钾等化肥混合在一起均匀施入，施用量要根据作物和微肥种类而定，一般不宜过大。如对水稻，七水硫酸锌每亩施用1公斤，硼砂一般每亩用0.5公斤至1公斤，并要与厩肥等有机肥混合均匀基施，防止集中施用造成局部危害。

将可溶性微肥配成一定浓度的水溶液，对作物茎叶进行喷施。这种方法的优点是避免土壤中肥料不均匀而造成的危害，同时也可以在作物的不同发育阶段，根据具体的需要进行多次喷施，以提高肥效。有条件的地区在大面积施用时可采用机械操作或飞机喷洒，一般喷洒浓度为0.01%至0.05%。

播种前用微量元素的水溶液浸泡种子或拌种，这是一种最经济有效的使用方法，可大大节省用肥量。如硼酸或硼砂的浸种液浓度为0.01%至0.03%。每500公斤种子仅用5升这种溶液。大豆用钼酸铵拌种，每亩只需要10克至20克。

微量元素肥料主要是无机盐类或氧化物，一些矿物、冶金的副产物或废料常常可以用作微量元素肥料的原料，其生产方法与无机化工产品的生产方法相同。此外，还有两种形态的微量元素肥料：一种是含有微量营养元素的玻璃态物质，由相应的无机盐或氧化物与二氧化硅共熔制成；另一种是金属元素的螯合物，例如铜、铁、锰和锌与乙二胺四乙酸(EDTA)制成的螯合物。这种螯合态微量元素肥料的使用效果好、速效，但是成本很高，尚未广泛采用。

微量元素肥料施用方法有土壤施用和叶面喷洒施用两种。由于单位面积的施用量很小，所以一定要用大量惰性物质稀释后才能施用，施用不均匀时会毒害部分作物。微量元素肥料常需混入常量肥料中一起施用。通常采用下列

几种方法：

1、在生产常量颗粒肥料中混入。这种方法比较方便和经济，不会产生养分不均匀现象，缺点是灵活性较差，难于满足市场的多种要求。

2、把微量元素肥料粉末涂包在常量颗粒肥料的表面。这种操作可在二次加工厂进行，可随时满足市场的需要。常量颗粒肥料与微量元素肥料在小型混合器内混合约 1min,然后喷入少量的油、水或微量元素盐类的水溶液，并继续混合，产品仍保持外观干燥。

1、作物对微量元素的需要量很少，而且从适量到过量的范围很窄，因此要防止微肥用量过大。土壤施用时还必须施得均匀，浓度要保证适宜，否则会引起植物中毒，污染土壤与环境，甚至进入食物链，有碍人畜健康。

2、微量元素的缺乏，往往不是因为土壤中微量元素含量低，而是其有效性低，通过调节土壤条件，如土壤酸碱度、氧化还原性、土壤质地、有机质含量、土壤含水量等，可以有效地改善土壤的微量元素营养条件。

3、微量元素和氮、磷、钾等营养元素都是同等重要、不可代替的，只有在满足了植物对大量元素需要的前提下，施用微量元素肥料才能充分发挥肥效，才能表现出明显的增产效果。

不同土壤可给性微量元素不同

易缺硼的土壤：一般干旱地区含硼量较高，湿润地区含硼量较低，因此，我国南方红壤含硼量常处于较低水平，而北方地区分布最广的黄土和黄土性物质以及长江中下游地区的下蜀黄土含硼量中等。易缺钼的土壤：石灰岩和黄土母质发育而成的灰性土壤，黄河冲击物淤积而成的黄泛平原及花岗岩发育而成的酸性土壤。易缺锰的土壤：石灰性土壤，尤其是质地轻、有机质少、通透性良好的石灰性土壤，如石灰岩和黄土母质发育的普通褐土，以及黄河冲积物发育的潮土。易缺锌的土壤：石灰性土壤，低湿涝洼 、土质过粘的土壤，有机质较多的泥炭土或腐泥土，土壤含有效磷过高或大量施用磷肥的土壤。易缺铜的土壤：含有机质丰富的泥炭土、沼泽土、沙质土以及新开垦的土壤，酸性土壤，红壤山区的冷浸田。易缺铁的土壤：主要分布在我国北方，包括各种石灰性土壤以及盐碱土。

由于高产品种的应用而产生微量元素缺乏

随着科学技术的发展，各种高产新品种不断问世，这些高产作物，从土壤中吸收微量元素成比例增加，如土壤中的微量元素无法满足高产作物对微量元素的需要，高产作物品种施用再多的常量元素肥料，也无法达到高产目的。

由于耕作制度的改革而出现的缺乏

为了使有限的土地生产更多的粮食，我国多数地区实行了耕作制度的改革。如大面积发展双季稻，则出现水稻“白叶倒苗”、“矮缩苗”等缺锌症，试用锌肥增产效果明显。我国北方一般不缺锌，但近20年由于发展水稻，缺锌问题也比较普遍。北京市郊大面积施用锌肥都取得良好的增产效果。

复种指数的增加，有效地提高了农产品的产量，但由于同一种植物所需的敏感元素的大量消耗，造成某一地区的某些微量元素奇缺。如硼为油菜的敏感元素，但如果连续几年在同一块地里都种油菜，会因硼的供应不足而减产，如果及时补充，则可稳产高产。不同的农作物所需的敏感元素不同，科学的安排轮作也是防止微量元素奇缺的有效手段。

施肥方法不当

平衡施肥是使各种必需元素发挥最佳增产状态的科学施肥方法，某种营养元素在土壤中有效量过高或施用量过多，即可造成严重的流失而导致浪费，如高量磷酸可诱发水稻缺锌，缺铜。高量硫可减少植物对铜的吸收，高量钾会加重棉花对硼肥的需要，作物诱发缺素的各种因素。

农作物生长环境条件对微量元素的影响

作物生长离不开它所在的生长环境，而不同的生长条件都直接影响作物对营养元素的吸收和利用，加重或诱发微量元素的缺乏。例如低温可限制作物根系生长，减少锌、铁、锰的吸收；光照强度大，可减少硼和铜的吸收；气候和土壤干旱可减少锰、铜、硼的吸收。

土壤中微量元素可给性的影响

土壤中许多微量元素并不缺，可是一般均以稳定的化合物形态存在，不能被植物吸收。如土壤中 50% 以上是 SiO2，但我国仍出现大面积缺硅。几乎所有的土壤都不缺铁，Fe2O3是土壤的重要组成部分，但这些SiO2和 Fe2O3 中的 Si、Fe 都不能被植物直接吸收，只有能被植物直接吸收的元素，才是可给性的。土壤中微量元素的可给性受许多因素的影响，如酸碱度，氧化还原电位，通透性，有机物和微生物活动都会影响可给性。

缺锰 作物缺锰首先表现叶肉失绿，叶脉仍为绿色，禾本科作物为平行叶脉，失绿小片为长条形，双子叶植物为网状叶脉，失绿小片为圆形。叶脉间的叶片突起，使叶子边缘起皱。严重时失绿小片扩大相连，叶片上出现褐色斑点，甚至烧灼显现，且停止生长。

缺锌 作物缺锌玉米最敏感。突出的特点是植株矮小，节间缩短，幼苗新叶基部变薄、变白变脆，呈半透明状继而向叶缘扩张，被风吹时易撕裂破碎，呈白绿相间的颜色，所以又称“白花苗”，严重时叶梢由红变褐，整个叶片干枯死亡。苹果、柑桔、梨、桃等果树缺锌时，叶片基部叶脉失绿，间节短，叶片小，丛生呈簇状，俗称“小叶病”。

缺硼 作物缺硼，不同作物出现的症状有所不同，严重缺硼时，在一些敏感的部位会出现一些共同的症状。植物缺硼，生长点受阻，节间变短，植株矮化，顶端枯萎，并有大量腋芽蔟生，叶片不平整，易变厚变脆，卷曲萎缩，叶柄短粗甚至开裂。缺硼使作物花少而且小，结实率或坐果率降低，空壳率高，甚至出现“花而不实”的现象。以豆科和十字花科植物以及甜菜、马铃薯、甘薯等根系作物对硼敏感，需要量较大。

缺铁 作物缺铁时，茎叶叶脉间失绿黄化（铁在作物体内不可移动），严重时，整个新叶变黄，叶脉也逐渐变黄，最后几乎变白。老叶子也表现出叶脉黄化的病症，叶缘或叶尖出现焦枯及坏死，继续发展则叶片脱落，植株生长停滞并死亡。

缺铜 作物缺铜，叶片容易缺绿，从叶尖开始，叶尖失绿，干枯和卷曲，禾本科植物症状基本相似，叶尖呈灰黄色，后变白色，分蘖多但不抽穗或穗很少，穗空发白，植株矮小顶枯和节间缩短象一丛草，严重时颗粒无收。果树林木易顶梢枯死。

缺钼 作物缺钼以豆科原肥最为敏感，一般症状首先表现在老叶上，叶片叶脉间失绿。形成黄绿或桔红色的叶斑，严重时茎软弱，叶尖灰色，叶缘卷曲，凋萎以致坏死，继而向新叶发展，有时生长点死亡。豆科作物的根瘤小而色淡，发育不良，开花结果延迟。