内容简介
《作物营养元素缺乏症与过剩症的诊断与对策》由日本知名的植物营养元素专家渡边和彦先生的两本专著《原色生理障害的诊断法——蔬菜·果树·花卉·作物》和《蔬菜营养元素缺乏症与过剩症》编译而成。共分四部分。第一部分主要论述诊断的基本概念,第二部分阐述诊断的顺序与方法,第三部分为各元素的缺乏症与过剩症及快速营养诊断方法,第四部分为各元素缺乏症与过剩症的彩图及说明。
《作物营养元素缺乏症与过剩症的诊断与对策》编排有序,既有理论,又有方法,图文并茂,适用于农业等相关领域教学、科研、技术推广等方面的人员阅读,既可作为农业相关人员开展植物营养元素诊断的参考图书,又可作为高校的教材使用。
内页插图
目录
原著者か ら の寄语
原著者序
序
前言
缩写及单位
第一章 诊断的基本概念
1.1 诊断
1.1.1 土壤诊断者的困惑
1.1.2 何为诊断——假设与验证
1.1.3 生理障害名称并不一定表示对策
1.1.4 验证的方法
1.1.5 诊断是经验学
1.1.6 土壤诊断者的使命与责任
1.2 与诊断有关的基本概念
1.2.1 土壤元素浓度与作物生长量之间的关系
1.2.2 不易产生过剩症的元素
1.2.3 诊断标准值只是一个目标值
1.2.4 偏重于化学性的诊断体制
1.2.5 土壤有效态养分分析方法的利弊
1.3 田间生理障害的发生
1.3.1 单纯的缺素症或过剩症较少
1.3.2 引起障害的原因
1.3.3 新垦地与农耕地
第二章 诊断顺序与方法
2.1 生理障害诊断的基本概念
2.1.1 生理障害的定义与障害发生的三要素
2.1.2 诊断的顺序
2.1.3 由生理障害的发生机理来思考诊断顺序
2.2 以土壤化学性异常为主因的土壤诊断法
2.2.1 土壤化学性的诊断顺序
2.2.2 排水不良的诊断
2.2.3 EC(电导度)的诊断
2.2.4 pH的诊断
2.2.5 快速养分分析法及其原理
2.2.6 根据叶面喷施进行验证
第三章 各种元素的缺乏症与过剩症
3.1 缺氮症与氮过剩症
3.1.1 缺氮症
3.1.2 氮过剩症
3.1.3 氨态氮的毒害
3.1.4 亚硝态氮的毒害
3.1.5 氮素气体引起的危害
3.1.6 快速养分分析法
3.2 缺磷症与磷过剩症
3.2.1 缺磷症
3.2.2 磷过剩症
3.2.3 快速养分分析法
3.3 缺钾症与钾过剩症
3.3.1 缺钾症
3.3.2 钾过剩症
3.3.3 快速养分分析法
3.4 缺钙症与钙过剩症
3.4.1 缺钙症
3.4.2 钙过剩症
3.4.3 快速养分分析法
3.5 缺镁症与镁过剩症
3.5.1 缺镁症
3.5.2 镁过剩症
3.5.3 快速养分分析法
3.6 缺铁症与铁过剩症
……
附录
索引
症状原色彩图
前言/序言
植物营养元素缺乏症与过剩症属于植物生理病害的范畴,它与有害生物引起的病虫害一样严重威胁着植物的生长,给世界各国的农、林、牧生产带来很大的损失。我国也不例外,每年因此造成的损失难以估量。
对植物营养元素缺乏症与过剩症的诊断一直依赖室内仪器分析,不仅测定周期长,费时费力,而且不一定能获得完全正确的诊断结论,而快速、准确地判断引起某一生理障害的原因是防治障害的关键。
日本著名的植物营养元素专家渡边和彦博士通过多年的潜心研究,在作物特别是蔬菜营养元素缺乏症与过剩症的诊断方面提出了一套独特的诊断理论,建立了既实用又简便易行的田间养分快速诊断法,该方法推广30多年以来一直被日本的各级土壤诊断机构所采用,其相关著作也长销不衰。
为了使渡边先生的理论与方法能运用到我国的农业生产中,译者于1999年7月在日本编译出版了《作物营养元素缺乏症与过剩症的诊断与对策》-书,但由于运输和印刷的成本高昂,运回国内的图书量有限,作为赠书呈送一些专家、友人和图书馆,没能将其扩展到全国销售,甚感遗憾。这次能通过科学出版社将其在中国发行,深感欣慰,期待相关理论与方法能为我国的农业现代化建设做出贡献。
本书由渡边先生的两本专著《原色生理障害的诊断法——蔬菜·果树·花卉·作物》和《蔬菜营养元素缺乏症与过剩症》,以及《作物营养元素缺乏症与过剩症的诊断与对策》译本编译而成,编译注重理论知识结合实用技术,使内容更全面、更适合不同农技人员的需求。书中的700余幅照片,汇集了各种作物营养元素的缺乏症与过剩症,以及与之相似的病虫危害等丰富的内容,对判定发生生理障害的原因有很大的帮助。书后又追加了许多与营养元素相关的附表,使用更加方便。
借本次出版发行,对原书稿进行了全面的修订和编辑,使文字更加通俗易懂,排版方式也按照国内的阅读习惯进行了调整。但由于编译者水平和客观条件所限,特别是彩页部分因原版印刷对文字部分没能进行进一步的修订,使本图书难免存在一些缺憾,恳请读者批评指正。
本图书的出版得到了教育部特色专业建设项目、科技部“十二五”农村领域国家科技计划项目子课题(2011AA100503)、“黄河三角洲学者”建设工程专项、山东省“泰山学者”建设工程专项、原著者渡边和彦先生及科学出版社的大力支持,在此表示衷心的感谢。
土壤的无声诉语:作物健康成长的奥秘 本书并非一本枯燥的技术手册,而是一次深入作物生命肌理的探索之旅,旨在揭示土壤与作物之间那微妙而至关重要的营养平衡。我们常常赞叹丰收的喜悦,却容易忽略支撑这份喜悦的根基——土壤的健康与作物的营养状况。当作物呈现出失衡的迹象,那是它们在用身体发出的无声诉语,而本书正是要教会您如何倾听,如何解读,并最终提供解决之道。 为何关注营养?——生命的基石与成长的引擎 植物,如同所有生命体一样,需要一系列的营养物质来维持其正常的生理功能,并最终实现生长、发育和繁殖。这些营养物质,我们通常称之为“元素”,它们在植物体内扮演着不可或缺的角色。它们是构成植物细胞壁、叶绿素、蛋白质、酶、核酸等生命基本物质的原料;它们是光合作用、呼吸作用、养分运输、信号传导等关键生理过程的催化剂和参与者;它们更是决定作物产量和品质的直接因素。 然而,土壤并非取之不尽、用之不竭的宝库。随着作物连续种植,土壤中的矿质养分会被不断消耗。同时,不合理的施肥、土壤酸碱度失衡、土壤结构破坏、以及气候等因素,都可能干扰作物对养分的吸收和利用,导致体内营养元素的失衡——要么是缺乏,要么是过剩。这两种极端状况,都会严重影响作物的生长发育,轻则产量下降,品质变差,重则导致作物枯萎甚至死亡,给农业生产带来巨大损失。 缺与剩:同一硬币的两面,截然不同的影响 缺乏症:当生命之泉干涸 当作物体内某种必需营养元素长期处于不足状态,就会出现“缺乏症”。这就像给生命之泉的水量不足,作物自然会显现出衰弱的征兆。 宏量营养素缺乏: 氮(N)、磷(P)、钾(K)是作物需求量最大的三种元素。 氮缺乏: 氮是叶绿素和蛋白质的重要组成部分,对植物的生长发育至关重要。缺氮时,作物通常表现为生长缓慢,植株矮小,叶片发黄,尤其是老叶(下部叶片)首先变黄,并可能呈现出“V”形黄化。严重的缺氮会导致植株过早衰老,落花落果。 磷缺乏: 磷在能量代谢、光合作用、呼吸作用以及DNA和RNA的合成中起着关键作用。缺磷时,作物生长受阻,叶片颜色可能变暗绿,甚至呈现出紫色或红紫色(尤其在叶柄、叶脉和茎部),这是由于糖类在植物体内积累导致花青素的形成。根系生长也可能受到抑制。 钾缺乏: 钾参与光合作用、蒸腾作用的调节,以及多种酶的活化,对增强作物抗逆性(如抗旱、抗病)至关重要。缺钾时,作物下部叶片的边缘和尖端首先出现黄化,随后逐渐干枯,形成“焦边”。植株的茎秆可能变得细弱,容易倒伏。 中量营养素缺乏: 钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)虽然需求量次于宏量营养素,但同样不可或缺。 钙缺乏: 钙是细胞壁的重要组成部分,对细胞结构和膜的稳定性起着关键作用。缺钙时,主要影响幼嫩部位,如新叶、生长点和顶芽。新叶可能出现畸形、卷曲,叶缘不整齐,生长点坏死。果实上可能出现“脐腐病”(如番茄、辣椒)。 镁缺乏: 镁是叶绿素分子的中心原子,是光合作用的核心。缺镁时,表现为叶片叶脉间失绿黄化,但叶脉本身通常保持绿色,形成典型的“圣诞树”状或“羽毛状”黄化,这种现象通常先出现在老叶上。 硫缺乏: 硫是多种氨基酸(如蛋氨酸、半胱氨酸)和维生素的组成部分。缺硫时,作物生长缓慢,叶片整体呈均匀的淡绿色或黄绿色,有时也从老叶开始。与缺氮不同的是,缺硫的黄化通常不伴随叶片下垂和“V”形特征。 微量营养素缺乏: 铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、铜(Cu)、硼(B)、钼(Mo)、氯(Cl)等,作物需求量极少,但一旦缺乏,同样会导致严重的生理障碍。 铁缺乏: 铁在叶绿素合成和电子传递中起作用。缺铁时,表现为幼叶(新叶)叶脉间黄化,但叶脉保持绿色。严重时,整个幼叶会变成白色。这种“叶脉绿,叶肉黄”的特征是区分缺铁与其他失绿症的关键。 锰缺乏: 锰在光合作用的水分解离和酶的活化中起作用。缺锰时,幼叶叶脉间出现黄化,但与缺铁不同的是,缺锰时叶脉周围的绿色区域会更宽,有时会出现细小的坏死斑点。 锌缺乏: 锌参与酶的合成和生长素的代谢。缺锌时,叶片可能变得狭小、畸形,呈“小叶病”,植株节间缩短,呈现矮化。在玉米等作物上,会看到明显的白色或黄白色条纹。 硼缺乏: 硼在花粉萌发、受精、细胞壁形成和糖类运输中起作用。缺硼时,影响生长点和幼嫩组织,导致生长点坏死,新叶畸形、卷曲、增厚,顶芽和侧芽停止生长。果实和根系可能出现裂口、畸形或木栓化。 钼缺乏: 钼是固氮酶和硝酸还原酶的组成成分。缺钼时,主要影响豆科作物固氮能力,表现为生长缓慢,叶片淡绿。 过剩症:当生命之泉泛滥 与缺乏症相对,某些营养元素在土壤中含量过高,或者由于不当施肥,导致作物体内积累达到有害水平,也会引起“过剩症”。这如同生命之泉泛滥,淹没了本应茁壮生长的植物。 宏量营养素过剩: 氮过剩: 氮肥施用过量,会造成植株徒长,枝叶过于茂盛,叶片浓绿但组织柔弱,容易倒伏,抗病虫害能力下降,并且影响开花结果,推迟成熟。作物对硝酸盐的吸收增加,可能导致硝酸盐在体内积累,对食用作物造成食品安全隐患。 磷过剩: 磷肥过量施用,虽然直接毒害作用不强,但会干扰其他元素的吸收,特别是锌、铁、锰等微量元素的吸收,间接导致这些元素的缺乏症。 钾过剩: 钾肥过量施用,也可能干扰其他元素的吸收,特别是镁、钙、锌等元素的吸收,导致这些元素的缺乏。 微量营养素过剩: 微量营养素的毒害作用相对更为明显。 铁过剩: 在淹水、低洼或pH值极低的土壤中,植物对铁的吸收可能过量,导致叶片出现褐斑、坏死。 锰过剩: 在酸性土壤中,锰的溶解度增加,易被植物吸收过多。表现为叶片上出现小而多的褐色或暗褐色斑点,叶缘可能卷曲,严重时坏死。 硼过剩: 硼过量时,首先在叶片边缘出现黄化,随后发展为焦枯,叶片可能出现不规则的坏死斑点。 铜过剩: 铜在土壤中积累(如长期使用含铜的农药),会抑制植物生长,叶片黄化,根系发育不良。 其他元素的过剩: 即使是必需元素,过量也可能产生毒害作用,影响酶活性,干扰代谢过程。 识别与诊断:倾听作物的语言 精准诊断是解决问题的关键。如同医生诊断疾病,我们需要掌握一套科学的方法来识别作物营养失调的症状。 形态学观察: 这是最直接、最常用也最基础的方法。仔细观察植株的整体形态、叶片颜色、大小、形状、质地,以及根系、茎、花、果等各个部位的异常表现。不同的营养元素缺乏或过剩,往往在不同部位、以不同方式表现出来。例如,缺氮、镁、铁、锰通常表现为叶片黄化,但黄化的部位(老叶、新叶)、方式(叶脉间、全叶)以及是否伴随叶脉变色,都是重要的鉴别依据。 环境因素的关联分析: 营养失调并非孤立发生,常常与土壤的pH值、有机质含量、土壤水分、通气状况、前茬作物、施肥历史等环境因素密切相关。例如,酸性土壤易导致锰、铁过剩,碱性土壤易导致铁、锰、锌缺乏。了解这些关联,有助于缩小诊断范围。 实验室诊断: 土壤养分检测: 通过采集有代表性的土壤样品,进行养分含量分析,可以了解土壤中营养元素的“家底”,为判断作物缺乏或过剩提供宏观依据。 植株养分测定: 采集作物特定时期、特定部位的叶片、茎秆或根系样品,进行养分含量分析。这是最直接反映作物体内养分状况的方法,能够精确判断是否存在缺乏或过剩。 仪器诊断(如传感器): 现代农业技术不断发展,一些便携式仪器(如叶绿素仪、光谱仪)能够快速、无损地评估作物的叶片色泽和营养状况。 对策与管理:恢复平衡,重塑健康 一旦确诊,就需要采取针对性的措施,恢复土壤与作物之间的营养平衡。 针对缺乏症的对策: 根部施肥: 根据缺乏的元素,选择合适的肥料,通过土壤施入。例如,缺氮可施用尿素、硫酸铵;缺磷可施用过磷酸钙、磷酸二铵;缺钾可施用硫酸钾、氯化钾。 叶面喷施: 对于一些移动性较差或吸收缓慢的元素(如铁、锰、硼、锌),叶面喷施可以快速补充。选择速效、易吸收的螯合态肥料,在作物生长关键期或症状出现初期及时喷施,能迅速缓解症状。 改良土壤: 针对土壤pH值不适、有机质缺乏等问题,通过施用石灰(改良酸性土壤)、硫磺(改良碱性土壤)、增施有机肥等措施,从根本上改善土壤的供肥能力和作物对养分的利用率。 调整灌溉与排水: 确保适宜的土壤水分,避免过旱或过涝,保证根系正常呼吸和养分吸收。 针对过剩症的对策: 减少施肥量: 停止或大幅度减少过量元素的肥料施用。 调整施肥结构: 避免单一元素过量,注重养分之间的平衡。 深耕土壤: 对于某些元素(如重金属)的累积,深耕有助于稀释其浓度。 改良土壤: 施用有机物可以吸附和络合部分过剩元素,降低其生物有效性。 种植耐受性作物: 在长期受污染的土壤中,选择对某些元素具有较高耐受性的作物。 淋洗: 对于一些易溶性过剩元素,适当的淋洗(大量灌溉并排水)可以将其排出土壤。 展望:走向可持续的农业未来 对作物营养元素缺乏与过剩症的深入理解与科学管理,不仅是提高作物产量和品质的必然要求,更是实现农业可持续发展的关键。它要求我们从“经验型”农业向“科技型”农业转变,从“被动应对”向“主动预防”转变。通过精确诊断、精准施肥、科学管理,我们能够最大限度地发挥土壤的潜力,保障作物的健康生长,最终实现经济效益、社会效益和生态效益的和谐统一。 本书将带您走进每一个细微之处,从宏观的土壤环境到微观的细胞机制,从直观的外部症状到深层的生理生化变化。我们相信,当您能够真正“听懂”作物的语言,掌握这些诊断与对策的精髓,您就能成为一名更出色的园丁,为丰收的喜悦,为这片土地的健康,贡献出自己的一份力量。