引起葡萄缺铁的成因是什么?

引起葡萄缺铁[缺铁,是指植物体内的铁不能满足其正常生长发育需求而产生的症状。]的成因是什么?

于会丽等

引起葡萄缺铁的成因是什么?

铁是植物生长发育所必需的微量元素,直接影响叶绿素的合成,同时是作物体内多种酶的重要组成成分和活化剂,直接或间接参与植物光合作用、呼吸作用、氮的固定、蛋白质和核酸的合成。可见,缺铁时会直接降低作物叶绿素含量,进而影响光合速率以及其他代谢过程,大幅度降低作物产量和品质,尤其经济作物葡萄较为明显。

1 土壤[土壤(英文名称:Soil)位于地球陆地表面,具有一定肥力,能够生长植物的疏松层。]存在潜在缺铁现象

我国北方大部分地区是石灰性土壤,重碳酸盐含量较高,土壤偏碱性严重,作物缺铁失绿现象普遍存在,尤其在山西和陕西干旱和半干旱地区更为严重。据调查,存在潜在性植物缺铁的土壤占世界陆地面积的25%~30%。在作物种类上,缺铁失绿症在果树上较为严重。早在1845 年,法国化学家Gris 就发现石灰性土壤上的葡萄失绿现象,并通过喷施硫酸亚铁[蓝绿色单斜结晶或颗粒,无气味。]矫治这种缺铁失绿症。

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图1 轻度缺铁叶脉间失绿

2 葡萄吸收[吸收(英语:absorption,日语:すいとる),一般用在医药科学、物理学、生物学里,和生产、排泄意思相对。]铁难,在体内运输分配难

葡萄吸收铁的形态是还原态铁(Fe 2+ ),土壤中大多数铁的原初形态是**态铁(Fe 3+ )。葡萄缺铁时,首先通过根质膜H + -ATP酶将释放H+和根分泌有机酸到土壤中,将不溶性**态铁(Fe 3 + )酸化成可溶性铁离子Fe 3+ ,Fe 3+ 再通过膜联的三价铁**还原酶还原成为Fe 2+ ,最后Fe 2+ 通过铁调控转运蛋白1转运进入根细胞内,从根向树体运输主要以柠檬酸、烟酰胺和麦根酸类物质以螯合形式进行,主要通过木质部运输,在韧皮部移动性很低。因此,缺铁时,幼嫩新生组织首先出现缺铁黄化[黄化(xanthation )也称黄酸化或黄原酸化,黏胶纤维生产中的一个工序。]症,而老叶积累的铁不能重新转运到生长点和幼嫩部分,铁在植物体内难以移动。

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图2 较重缺铁上部叶呈淡黄色

3 葡萄缺铁症状

首先发生在新梢嫩叶上,叶脉绿色,脉间失绿黄化,呈网状花叶,老叶仍保持绿色;严重时,新梢嫩叶呈黄白色或淡黄色,叶尖叶缘出现坏死斑点,叶片逐渐坏死,甚至叶片焦枯脱落,顶芽枯死;受害的新梢生长量少,部分花穗变黄,坐果率低,果粒小,果甚至黄化(图1~图6)。

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图3 较重缺铁上部叶片白化

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图4 严重缺铁从叶尖缘坏死

4 引起葡萄缺铁的因素

4.1 品种差异

美洲种对铁最敏感,易缺铁黄化,欧美杂种次之,欧亚种耐缺铁能力较强。

4.2 砧穗组合

嫁接苗或砧木不亲和不利于铁运输,易导致缺铁。

4.3 土壤特性

果树长期固定在一定范围吸收养分,导致土壤有效铁含量不足。石灰性土壤中碳酸盐和pH值过高,降低了铁的有效性。土壤黏重、板结、通透性差,以及土壤温度过高、过低都会影响根系[根系是一株植物全部根总称。]形成,不利于铁吸收。土壤含水量过多,一是导致HCO 3 – 积累,降低铁的有效性;二是含水量高,积水沤根影响根系生长,进而影响葡萄对铁的吸收。土壤含有较多磷、钙、锌、锰、铜等元素,这些元素与铁产生拮抗作用,影响植物对铁的吸收。

4.4 管理水平

偏重氮磷钾肥的施用,特别是磷肥(磷酸根离子易与铁形成难溶性磷酸铁盐,不易被吸收利用),忽视铁肥[铁肥,是指具有铁标明量,以提供植物铁养分的肥料。]的投入应用;土层表面施用化肥,引起根系上浮,浅土层易缺水,吸收功能受阻;使用膨大剂,挂果负载量大,营养失衡。

5 防治和矫正葡萄缺铁黄化措施

5.1 建园时选用铁高效的品种或砧木

葡萄美洲种对铁敏感,易缺铁黄化;欧亚种普遍耐缺铁,不易缺铁黄化;欧美杂种对缺铁敏感性居于两者之间。砧木品种中,41B、333EM、5B、420A等耐石灰质土壤,抗缺铁黄化。

5.2 施用铁肥

建议施用有机螯合铁,缺铁较轻时建议叶面喷施,缺铁严重时建议叶面喷施和土施铁肥,以及进行土壤管理、养根相结合的综合防治。

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图7 硫酸亚铁

5.3 重视土壤管理

重施有机肥,果园生草,增加土壤有机碳,改善土壤微生物和结构,活化土壤铁养分。改善土壤酸碱性,土壤pH值在5.5~6.5时有效铁含量高。酸性土壤多施生理碱性肥料,如石灰;碱性土壤多施生理酸性肥料,慎用磷肥,可以减轻缺铁失绿症发生。控制土壤含水量,合理灌溉,以滴灌方式为好,或改漫灌为分区灌溉,改善土壤透气性,减轻缺铁黄化;多雨土壤黏重园区,种植行起垄,行间开沟排水。

5.4 注重养根

施入促根系生长的肥料,增强根系活力。如海藻酸水溶肥和腐植酸[腐植酸是自然界中广泛存在的大分子有机物质,广泛应用于农、林、牧、石油、化工、建材、医药卫生、环保等各个领域。]水溶肥,增加铁养分吸收。

5.5 合理负载

葡萄不同的负载量对各种养分的需求不同,也对葡萄生长及品质存在不同的影响,因此应合理负载,避免负载量过大。

缺铁失绿症是一种较难矫治的生理缺素症,需要从品种选择、土壤改良、肥料应用、树体根系健康管理等方面协同综合防治和矫正。

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图8 螯合铁

6 铁肥种类选择

6.1 无机铁盐

最常用硫酸亚铁,价格低廉,含铁量因结晶水含量而异,有效性因**作用而降低,不可与许多防病农药混用,易对作物产生药害;叶面喷硫酸亚铁有一定效果,但效率低,在叶表面易**。加入醋、柠檬酸等抗**剂,以及起表面活性剂作用的少量洗洁精,可增强肥效,但多数只起到局部或暂时效力,斑点状复绿,难以彻底改变缺铁黄化症;土壤施硫酸亚铁,在石灰性土中很易**沉淀,效果不显著。但与有机物配合施用比单独土施效果好。

6.2 螯合铁肥

化学合成螯合铁肥,螯合能力较强,稳定性好,如EDTA-Fe、DTPA-Fe、HEEDTA-Fe、EDDHA-Fe 等铁肥,可适用的 pH、土壤类型范围广,可被植物吸收而不流失,有一定矫正黄化复绿效果,但利用率不高,其成本昂贵、售价高,多用作叶面喷施或叶肥制剂;生产中常用的螯合剂如 EDTA,螯合性能好,但因不能被作物很好利用、易形成难降解的有机污染物,使用不当易对作物造成伤害,限制其发展应用。

6.3 有机复合铁肥

有机复合铁肥是指利用一些天然有机物(有机酸类、氨基酸类、海藻酸类、腐植酸类和木质磺酸类等)与铁复合形成的铁肥;有机复合铁肥如木质素磺酸铁、腐植酸铁和氨基酸铁,性质不稳定。在土壤中,他们容易发生金属离子和配位体的交换反应,并易被土壤吸附,降低肥效。但其价格便宜,容易降解,在农业生产中易推广;有机复合铁肥如糖醇类,复合能力较好,再针对性复配小分子有机酸,利于铁吸收运输,可叶面喷施和土施施用(图 7~图 10)。

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图9 有机无机复合铁

7 重视矿物源黄腐酸[黄腐酸是一种溶于水的灰黑色粉末状物质。]和海藻酸水溶肥在葡萄上的应用

7.1 矿物源黄腐酸

矿物源黄腐酸是从泥煤、褐煤和风化煤中提取出来的芳香族羟基羧酸类物质,分子质量小,易溶于水,生物活性高,含有较多的酸性基团,土壤施用,可以改善根际pH值,利于铁的吸收。

矿物源黄腐酸和生化黄腐酸在肥效上有很大差异,矿源黄腐酸在作物上应用效果显著优于生化黄腐酸,在肥料选择时注意甄别。

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图10 小分子有机糖醇铁

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图10 小分子有机糖醇铁

7.2 海藻酸类物质

海藻酸类物质是从海藻等海生物中提取的有机无机混合物,主要包含海藻多糖、糖醇类(如甘露糖醇)、酚类(如多酚)、氨基酸及其衍生物、甜菜碱、天然激素、次生代谢产物以及微量矿质元素。

海藻类物质不仅改善土壤微生物,改良土壤,还能促进根系形成和生长,提高养分利用率,增加单果质量和改善果实风味。

市场上常用的提取方法是碱解法和酶解法。碱解法提取,反应彻底,成本低,但对海藻细胞内成分造成破坏,降低功能性物质活性,影响其在作物上的效果;酶解法提取,活性物质高,促进根系活力效果优于碱解法,但成本高,市场价格相对较高。

因此,防止、矫正葡萄缺铁症,要选好葡萄品种,日常注重土壤和树体管理,并加强葡萄根系管理和黄腐酸、海藻酸类肥料应用,选好铁肥种类,以预防为主;矫正葡萄缺铁黄化时,通过施铁肥、改良土壤和养根等措施相结合进行综合矫正。

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