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葡萄對氮營養元素的吸收和利用 |
來源:好農資招商網 2017-9-28 10:36:00 |
氮是所有植物需求最多最重要的礦質營養元素,葡萄也不例外。但在這里需要注意的是,植物對氮磷鉀等礦質營養的吸收利用不是像有些人理解的那樣,植物通過根系直接把含氮的離子態化合物吸收進體內后就可以供應生長和生產。它實際上要經過根系的吸收、維管束內的轉運、簡單的轉化成各種有機態含氮物質(初級產品)、參與細胞器的構建、蛋白質合成等等一系列的過程,每一個環節出現問題都會降低氮素營養的利用。因此,有必要了解葡萄對氮素營養吸收和利用的整個過程及其每個環節的細節。 一、我們施用進土壤中的氮肥都去了哪兒:不論是農家肥、銨態氮肥、硝態氮肥以及含有某類形態氮素的復合肥,其最終走向是一樣的,有的跑到了空氣中,有的滲進地下水,有的被根系吸收,這幾部分的比例,因為肥料的種類、生產工藝、單位面積施用數量和時機、土壤性質以及使用方法上的不一樣,結果會有不同,甚至差別很大。當長期超量施肥以后,積累在土壤中的銨根離子會越來越多,結果除了會造成植株氮素營養過量所帶來的后患以外,土壤酸化、鹽漬化越來越重; 二、哪種形態的氮肥被根系吸收的多:非干旱條件下,氨基酸和硝態氮肥最多,其次是銨態氮。我們都知道,銨態氮和硝態氮是植物容易吸收的氮,硝態氮的硝酸根離子是陰離子,不容易被帶負電荷的土粒吸附,也就是不容易被土壤保存,持效期比較短,速效性好;銨態氮的銨根離子帶正電荷,既可以被根系吸收也可以被土粒吸附,速效性和持效性兼具;但研究發現,土壤中的銨態氮,尤其是經由有機肥分解后生成的銨態氮,在土壤濕度較大的時候,往往先轉換為硝態氮,再被根系吸收。所以,在水澆條件好的葡萄園里,尤其是沖施施肥情況下,硝態氮可能會比銨態氮被吸收的更多。 然而,就葡萄根系來說,吸收硝態氮是以依靠ATP泵機制來主動吸收的,我們之前理解的憑借根內細胞硝酸根離子濃度與土壤中硝酸根離子濃度差,經過根的表皮和皮層,被動擴散到根內的吸收方式,有時候不一定是主要吸收方式。 根系利用ATP泵吸收硝酸根的過程,既消耗能量還需要有硼的輔助才能完成。所以葡萄缺硼會降低根系對硝態氮的吸收,造成缺氮和鉀,以及糖分和淀粉在葉片中的積累。 經過億萬年進化的植物有時候很精明,盡可能不做費力的事,所以,氨基酸是葡萄根系最喜歡的吸收形態,只要土壤條件合適,氨基酸也是植物優先吸收的氮素形態。 另外,土壤中的一些微生物對根系吸收氮素及其他營養非常有用,比如菌根真菌。這種真菌的菌絲一部分寄生在根的皮層內,吸收利用根細胞內的糖類物質,一部分菌絲向外延伸到土壤里,甚至達到葡萄根系無法延展到的位置,構成一個相互連接的廣闊網絡,然后吸收水分和礦質營養,包括把那些根系不能直接吸收的正在腐爛的有機物質中的氮,用以和根系交換糖。這種菌根菌在相對貧瘠的土壤中比較發達,營養豐富的相對少一些。但無論如何,菌根菌對葡萄根系的生長及其吸收營養的幫助很大。 綜上所述,如果秋季底肥用的早,只要葡萄葉片還有很長一段進行光合作用的時間,就可以施用含銨態氮的復合肥或經過腐熟的農家肥,如果施用的稍晚一些,最好選擇硝基復合肥和腐熟的農家肥。生長季節,尤其是春季,追肥,最好用速效性好的硝態氮肥,當然也可以施用一些商品化的有機碳肥(其實也是有機氮肥)。 三、葡萄植株對氮素的利用:硝酸根進入葡萄的根細胞以后,有一部分以硝酸鹽的形式儲存在液泡里備用,但大多數會被細胞內正在進行著的生化反應作為原料同化成氨基酸。其中,有一部分就地被同化,有一部分通過導管輸送到新梢和葉片以后再被同化。 硝酸根離子首先被位于細胞膜外或內部的硝酸還原酶作用下,還原成亞硝酸根離子,然后在亞硝酸鹽還原酶的作用下,亞硝酸根離子轉變成銨根離子。最終合成為氨基酸。 在這個過程中,硝酸還原酶所起的作用無疑是最重要的,它的真實身份是一種含鉬的蛋白質:鉬黃素蛋白。細胞內的硝酸鹽一旦達到某個濃度數值時,這個硝酸還原酶也就隨之出現并開始工作。所以,葡萄缺鉬的一個癥狀就是因為硝酸還原酶的活性減弱而積累硝酸鹽。細胞分裂素促進硝酸還原酶的活性。 亞硝酸鹽對細胞是有毒的,但植物也有化解的招數,只要細胞內有硝酸鹽,并且在光照和糖的促使下,就會誘導產生硝酸還原酶,并隨之產生更多的亞硝酸還原酶。亞硝酸在亞硝酸鹽還原酶的作用下隨即轉化成銨根離子。 所以,郁閉的果園使用硝基肥料的時候要有所注意了。陰天的時候不用或少用硝基肥料,或者結合含鉬的或含細胞分裂素類葉面肥的使用。吡唑嘧菌酯也能刺激葉片產生亞硝酸還原酶加速硝酸根離子的轉化及利用。 銨根離子對細胞也是有毒的,所以,葡萄要么很快把它轉化為氨基酸,要么儲存到液泡中。 關于銨根離子是如何轉化為氨基酸的,因為過于專業,這里就不再詳述。 四、氨基酸和葡萄生長的關系:氨基酸是葡萄每個細胞內蛋白質合成的基本原料。蛋白質則是細胞內不可缺少的一大類生化物質。比如,各種生化代謝過程中不可或缺的生物酶,其實就是蛋白質,所以,沒有蛋白質意味著細胞什么代謝都不會正常進行,結果就是衰竭死亡。再如,進行光合作用的葉綠體類囊體膜上含有一種蛋白質復合體,參與光能吸收、傳遞與轉化、電子傳遞、氫離子輸送和ATP合成等反應,可以說沒有這種蛋白質,葉綠體也就不復存在。葉綠素也是含氮化合物。所以,植物綠色器官缺氮以后的初始癥狀就是失綠變黃,然后整個細胞衰竭死亡后葉片變褐干枯。蛋白質分解后再轉換成氨基酸,氨基酸則可以順著韌皮部轉移到其它生命器官中去被再利用,所以,植物缺氮癥狀表現是先從下部葉片開始再逐漸蔓延到上部葉片。 五、葡萄對氮素營養的吸收和利用規律:葡萄對氮素營養的吸收有一個臨界敏感期,兩個吸收高峰期。 1、臨界敏感期:春季從萌芽到花期結束是需要氮素營養最為迫切的時期,盡管開花結束前的氮素吸收量不到整個生長季節的30%,但葉片需要積累整個生長季60%的氮素。 這段時期萌芽、長根、花芽分化、形成花器等等都會消耗營養和能量。但在新梢上第5、6片葉完全展開之前,光合作用制造的能量和營養很少,輸出到其它器官的更少,所以這個時候,整個植株生長需要的氮素營養基本上是靠樹體內的儲存物來供應的。如果上一年度的植株體內儲存的物質少,就會明顯影響植株的生長和發育,葉片發黃、新梢生長緩慢、花量少、落花落果嚴重、大小粒等等問題,防不勝防的出現。但在生長季開始的時候施肥是不能緩解因為樹體儲備的養分少所帶來的營養虧缺問題。 因此,春季第一次追肥的時機在新梢上第5~6片葉將要完全展開的時候,以追施少量的速效氮肥為宜。當然,對于原本樹勢就很強盛的果園,可以不追或葉片噴施即可。 2、吸收高峰期:根吸收氮素營養的目的似乎是被動的,那就是新梢和葉片生長的拉動。所以,葡萄氮素吸收的第一個高峰期在新梢上達到最多展開的葉片數的時候,也就是坐果以后,一旦新梢停止生長,氮素的吸收也就暫停。所以,花前或花后施肥,對果實的生長非常重要。這個時候施肥,原則上是以氮為主,但氮占多大的比例,單株使用多大的量,也要根據樹勢確定,不要盲目。 葡萄吸收氮素的第二個高峰期在采收后,尤其是在土壤水分比較充足的時候。沒有了果實,葉片合成的碳水化合物除了自用在新梢和葉片以外,其余的會輸送到莖和根中儲存起來。 一般的,氮素營養好的時候,葡萄植株會優先生長新梢,根系反而生長減緩。利用這個規律,再加上葡萄采收時期的早晚和當地落葉時間,可以確定秋季施肥的時間。如果采收較早且樹勢很旺的情況下,最好先控制一下土壤濕度,以利于根系恢復生長,抑制新梢的生長,然后再施肥,且氮肥比例也要有所控制。但別忘了給果樹流出足夠的光合作用時間。 樹體下的土壤氮素營養水平往往是不均勻的,也造就了根系分布上的不均勻,利用這個規律,施肥的時候,優先把氮肥使用在氮水平低的土壤位置,這樣就可以促使根系伸向這里。所以,生產中采用溝施基肥的時候,可以隔年挖溝施肥,有滴灌設施的果園可以局部滴灌氮肥等。 當了解到葡萄的這些氮素營養需求規律以后,再去琢磨具體的施肥方案,相比會更容易了吧。 因此,學習葡萄管理的基本知識不是空談,其實很有實用意義。 |
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