养分资源管理课程讲义：第七章微量元素资源特征与管理 第七章微量元素资源特征与管理 微量元素以肥料形式进入农业生产系统，始于上个世纪的20-30年代，就世界范围而言 开展于60~70年代。我国在上世纪40年代开始研究微量元素在植物生理方面的功能：50年 代中期开始研究微量元素在农业中的应用：0年代以后我国士壤微量元素研究和微肥在农 业生产中的应用得到了较全面的发展，近30年来施用面积还在不断扩大（谢振翅等，1994）： 1993年我国微量元素施用面积超过17400千公顷(2617亿亩)，其中锌、硼、钼、锰的施用 面积分别达9693.3千公顷、5933.3千公顷、973.3千公顷、320.0千公顷，其它微量元素合 计施用526.7千公顷（林葆等，1997）。 在农业生产中，微量元素具有较为共同的养分资源特征，主要表现为：(1)土壤微量元 素总量一般较高但常常有效性不足：(2)不同作物对微量元素的敏感性差异很大：(3)微量 元素不足与过量的范围往往很窄。 第一节硼的资源特征与管理 一、硼的养分资源组成 硼的养分资源组成主要包括士壤中硼、肥料硼及来自环境中的硼， (一)土壤中的硼 1、数量 土壤中全硼含量变化幅度很大。全世界土壤全硼含量为12-500mgkg,平均80mgkg,我 国土壤含硼量介于2-500mgkg之间，平均64mgkg.粘粒和有机质含量高的土壤大于砂性土。 2、土壤中硼的形态 (1)土壤有机态硼 土壤中硼主要有有机态硼和无机态硼两大类。土壤有机态硼包括植物残体中的硼和被有 机物吸附的硼。植物茎叶中硼含量较高，植物吸收的翻大部分随着茎叶归还士壤成为有机态 硼的主要来源，还有一部分就是微生物吸收同化的硼，也是土壤有机态硼的一部分，这种类 型的土壤有机硼只有在有机物被腐解后，才能被植物吸收利用。被有机物胶体吸附的硼也是 有机态硼，这部分硼主要包括：硼与士壤有机质，主要是与含有顺式羟基的有机化合物（如
养分资源管理课程讲义：第七章 微量元素资源特征与管理 87 第七章 微量元素资源特征与管理 微量元素以肥料形式进入农业生产系统, 始于上个世纪的 20~30 年代, 就世界范围而言, 开展于 60~70 年代。我国在上世纪 40 年代开始研究微量元素在植物生理方面的功能；50 年 代中期开始研究微量元素在农业中的应用；70 年代以后我国土壤微量元素研究和微肥在农 业生产中的应用得到了较全面的发展，近 30 年来施用面积还在不断扩大(谢振翅等,1994)。 1993 年我国微量元素施用面积超过 17400 千公顷(2.617 亿亩)，其中锌、硼、钼、锰的施用 面积分别达 9693.3 千公顷、5933.3 千公顷、973.3 千公顷、320.0 千公顷，其它微量元素合 计施用 526.7 千公顷(林葆等,1997)。 在农业生产中，微量元素具有较为共同的养分资源特征，主要表现为：（1）土壤微量元 素总量一般较高但常常有效性不足；（2）不同作物对微量元素的敏感性差异很大；（3）微量 元素不足与过量的范围往往很窄。 第一节 硼的资源特征与管理 一、硼的养分资源组成 硼的养分资源组成主要包括土壤中硼、肥料硼及来自环境中的硼。 （一）土壤中的硼 1、数量 土壤中全硼含量变化幅度很大。全世界土壤全硼含量为 12-500mg/kg, 平均 80mg/kg，我 国土壤含硼量介于 2-500mg/kg 之间，平均 64mg/kg。粘粒和有机质含量高的土壤大于砂性土。 2、土壤中硼的形态 （1） 土壤有机态硼 土壤中硼主要有有机态硼和无机态硼两大类。土壤有机态硼包括植物残体中的硼和被有 机物吸附的硼。植物茎叶中硼含量较高，植物吸收的硼大部分随着茎叶归还土壤成为有机态 硼的主要来源，还有一部分就是微生物吸收同化的硼，也是土壤有机态硼的一部分，这种类 型的土壤有机硼只有在有机物被腐解后，才能被植物吸收利用。被有机物胶体吸附的硼也是 有机态硼，这部分硼主要包括：硼与土壤有机质，主要是与含有顺式羟基的有机化合物（如
养分资源管理课程讲义：第七章微量元素资源特征与管理 各种醇、酚、糖和有机酸等)结合形成的硼酸酯或络合物：以土壤有机胶体表面阳电荷所吸 附的硼酸阴离子。有机胶体吸附的硼，对植物有效。 (2)土壤无机态硼 含硼矿物：含硼矿物种类繁多，电气石在土壤中分布最广，含硼34%，其结构非常稳定， 抗风化力强，不溶于酸，所含硼对植物无效。但有的较易溶解的含硼矿物如钙镁硼酸盐，铁 铝硼酸盐等，对植物有效性较高。含硼矿物风化后，释放出的硼以HBO,或B(OH):形态 进入土壤溶液，供植物吸收利用或被土壤周体部分吸附。 吸附态硼：指士壤有机质和矿物质部分所吸附固定的硼。矿物质吸附硼包括铁铝氧化物，粘 土矿物和包膜在铁锰矿物表面的氢氧化镁所吸附的硼。 士壤溶液中的硼：土壤溶液中的硼主要是水溶性硼，含量较低，一般只有0.01~1.0mgL,主 要以HBO,和B(OH4形式存在。土壤溶液中的硼对植物直接有效。 (二)肥料硼 硼肥的直接施用和有机肥的施用是肥料硼的主要组成。其它化学肥料中也含有一定量的 硼。相对于其他肥料而言，磷肥中硼含量较高，一般在5115mgkg,常在施用磷肥时带入 一些硼。 (三)来自环境的硼 目前大气含硼量，欧洲为3.5mgm3北美为4gm3。据美国统计，由工业排放进入大 气中的硼，40%来自燃烧的硼。火山喷发的蒸汽中含硼量较多。这些大气中硼通过大气沉 降或降雨进入土壤。 天然水中含硼量因地区差异较大，一般在7一500mgkg平均15gkg,水中硼含量较低 但这部分硼有效性较高，并且近年由于排入环境中的硼化合物增多，水中含硼量有增加的趋 势。 二、霜的优化管理 (一)影响硼肥肥效的因素 1.含硼量低的士壤，如酸性火成岩和淡水沉积物发育的各种土壤，轻壤士土，淋溶土等。这些 土壤上硼的含量及其有效性均较低常发生缺硼
养分资源管理课程讲义：第七章 微量元素资源特征与管理 88 各种醇、酚、糖和有机酸等）结合形成的硼酸酯或络合物；以土壤有机胶体表面阳电荷所吸 附的硼酸阴离子。有机胶体吸附的硼，对植物有效。 （2）土壤无机态硼 含硼矿物：含硼矿物种类繁多，电气石在土壤中分布最广，含硼 3-4%，其结构非常稳定， 抗风化力强，不溶于酸，所含硼对植物无效。但有的较易溶解的含硼矿物如钙镁硼酸盐，铁 铝硼酸盐等，对植物有效性较高。含硼矿物风化后，释放出的硼以 H3BO3 或 B（OH）4 -形态 进入土壤溶液，供植物吸收利用或被土壤固体部分吸附。 吸附态硼：指土壤有机质和矿物质部分所吸附固定的硼。矿物质吸附硼包括铁铝氧化物，粘 土矿物和包膜在铁锰矿物表面的氢氧化镁所吸附的硼。 土壤溶液中的硼：土壤溶液中的硼主要是水溶性硼，含量较低，一般只有 0.01~1.0mg/L，主 要以 H3BO3 和 B(OH)4 -形式存在。土壤溶液中的硼对植物直接有效。 （二）肥料硼 硼肥的直接施用和有机肥的施用是肥料硼的主要组成。其它化学肥料中也含有一定量的 硼。相对于其他肥料而言，磷肥中硼含量较高，一般在 5~115 mg/kg，常在施用磷肥时带入 一些硼。 （三）来自环境的硼 目前大气含硼量，欧洲为 3.5mg/m3 北美为 4ng/m3 。据美国统计，由工业排放进入大 气中的硼，40% 来自燃烧的硼。火山喷发的蒸汽中含硼量较多。这些大气中硼通过大气沉 降或降雨进入土壤。 天然水中含硼量因地区差异较大，一般在 7~500mg/kg, 平均 15ng/kg，水中硼含量较低， 但这部分硼有效性较高，并且近年由于排入环境中的硼化合物增多，水中含硼量有增加的趋 势。 二、硼的优化管理 （一）影响硼肥肥效的因素 1. 含硼量低的土壤，如酸性火成岩和淡水沉积物发育的各种土壤，轻壤土，淋溶土等。这些 土壤上硼的含量及其有效性均较低常发生缺硼
养分资源管理课程讲义：第七章微量元素资源特征与管理 2.高pH的石灰性土壤或石灰施用量过多的士壤。pH不仅影响土壤硼的有效性，而且还影 响根系对硼的吸收。在pH8以下，硼的吸收受pH影响不大，但pH>8时，随者pH的升高， 硼的相对吸收迅速降低。 3.铁、铝氧化物和有机质含量高的士壤。铁、铝氧化物以及有机质对土壤中硼的吸附能力 较强，在含量高的士壤上，硼的有效性常常很低。 4.土壤湿度变化较大，也常导致作物缺硼。干早时，土壤有效硼降低，一方面是由于微生 物活动受到抑制，有机物分解释放的硼减少。另一方面，干早使硼的固定作用增强，温度愈 高固定作用愈甚。同时当士壤水分减少时，硼在土中的扩散速度减慢，影响根系对硼的吸 收。在湿润多雨地区，强烈的淋溶作用，导致有效硼含量降低，尤其是在砂质土壤上更为显 著。 5.栽种需求量高，产量高的作物。不同种类或品种作物对硼的需要量和对高硼的耐性均存 在基因型差异，对某一种作物或品种为适宜的硼水平，而对另一种作物或品种可能出现中毒。 （二)土壤测试与肥推荐 对多数土壤而言，能反映土壤供硼能力的不是全硼而是水溶性硼含量，一般热水溶性硼 与作物的相关性较好。因为土壤热水溶性硼受有机质、粘粒的影响较大，因此，在用热水溶 性硼进行土壤硼分级应考虑这两个因素。 中国科学院南京土壤所对土壤水溶性硼的分级如下： <0.25mgkg,很低：0.25-0.50mgkg,低：0.511.00mgkg,中：1.01-200mgkg,高： >≥2.00mgkg,很高. 一般植物缺硼临界值为0.50mgkg,少于0.25mgkg时常有可见的缺硼症状。 (三)植株诊断与醒肥推荐 植物体内腰的变化幅度较大，一般在2一100mgkg范围内。双子叶植物的需硼量较高， 单子叶植物较低，禾本科植物含硼量低于10mgkg。具有乳汁液系统的双子叶植物，如蒲公 英和罂栗含硼量更高。因此，禾本科作物不易缺硼，而双子叶植物容易缺硼，最典型是农业 生产中的油菜缺硼时常发生的“花而不实”。 植物体内硼浓度在一定范围内表现出硼缺乏、适量或中毒。一般作物适宜的硼水平在 20-100mgkg干物质之间，<15mg/kg可能缺硼，>200mgkg可能出现中毒。但由于各种作物 需硼量不同，对缺硼的反应和高的耐性均有差异，一般双子叶植物的临界值是20-30mgkg, 89
养分资源管理课程讲义：第七章 微量元素资源特征与管理 89 2. 高 pH 的石灰性土壤或石灰施用量过多的土壤。pH 不仅影响土壤硼的有效性，而且还影 响根系对硼的吸收。在 pH8 以下，硼的吸收受 pH 影响不大，但 pH>8 时，随着 pH 的升高， 硼的相对吸收迅速降低。 3. 铁、铝氧化物和有机质含量高的土壤。 铁、铝氧化物以及有机质对土壤中硼的吸附能力 较强，在含量高的土壤上，硼的有效性常常很低。 4. 土壤湿度变化较大，也常导致作物缺硼。 干旱时，土壤有效硼降低，一方面是由于微生 物活动受到抑制，有机物分解释放的硼减少。另一方面，干旱使硼的固定作用增强，温度愈 高固定作用愈甚。同时当土壤水分减少时，硼在土壤中的扩散速度减慢，影响根系对硼的吸 收。在湿润多雨地区，强烈的淋溶作用，导致有效硼含量降低，尤其是在砂质土壤上更为显 著。 5. 栽种硼需求量高，产量高的作物。不同种类或品种作物对硼的需要量和对高硼的耐性均存 在基因型差异, 对某一种作物或品种为适宜的硼水平，而对另一种作物或品种可能出现中毒。 （二）土壤测试与硼肥推荐 对多数土壤而言，能反映土壤供硼能力的不是全硼而是水溶性硼含量，一般热水溶性硼 与作物的相关性较好。因为土壤热水溶性硼受有机质、粘粒的影响较大，因此，在用热水溶 性硼进行土壤硼分级应考虑这两个因素。 中国科学院南京土壤所对土壤水溶性硼的分级如下： < 0.25 mg/kg，很低；0.25~0.50 mg/kg，低；0.51~1.00 mg/kg，中；1.01~2.00 mg/kg，高； >2.00 mg/kg，很高。 一般植物缺硼临界值为 0.50 mg/kg，少于 0.25 mg/kg 时常有可见的缺硼症状。 （三）植株诊断与硼肥推荐 植物体内硼的变化幅度较大，一般在 2—100mg/kg 范围内。双子叶植物的需硼量较高， 单子叶植物较低，禾本科植物含硼量低于 10mg/kg。具有乳汁液系统的双子叶植物，如蒲公 英和罂粟含硼量更高。因此，禾本科作物不易缺硼，而双子叶植物容易缺硼，最典型是农业 生产中的油菜缺硼时常发生的“花而不实”。 植物体内硼浓度在一定范围内表现出硼缺乏、适量或中毒。一般作物适宜的硼水平在 20-100mg/kg 干物质之间，<15mg/kg 可能缺硼，>200mg/kg 可能出现中毒。但由于各种作物 需硼量不同，对缺硼的反应和高的耐性均有差异，一般双子叶植物的临界值是 20-30mg/kg
养分资源管理课程讲义：第七章微量元素资源特征与管理 单子叶植物是35mgkg。因此，硼缺乏、适量、中毒的临界浓度也相差较大。即使是同一作 物在不同生育时期或不同取样部位，硼的临界浓度亦不相同，故在进行植物硼营养诊断时， 必须考虑作物种类、取样时期和部位。 (四)硼肥施用方法 施用硼肥是矫正植物缺硼的直接方法。常用的硼肥有硼砂、硼酸、含硼玻璃肥料、硼矿 石、硼泥、含硼的大量元素肥料。生产中最常用的是硼砂和硼酸两种。硼肥的施用方法主要 有叶而喷施，底肥施用等。在施用硼肥时应注意施肥量和施用时间。在作物不同的生长期加 施硼肥的效果不同
养分资源管理课程讲义：第七章 微量元素资源特征与管理 90 单子叶植物是 3-5mg/kg。因此，硼缺乏、适量、中毒的临界浓度也相差较大。即使是同一作 物在不同生育时期或不同取样部位，硼的临界浓度亦不相同，故在进行植物硼营养诊断时， 必须考虑作物种类、取样时期和部位。 （四）硼肥施用方法 施用硼肥是矫正植物缺硼的直接方法。常用的硼肥有硼砂、硼酸、含硼玻璃肥料、硼矿 石、硼泥、含硼的大量元素肥料。生产中最常用的是硼砂和硼酸两种。硼肥的施用方法主要 有叶而喷施，底肥施用等。在施用硼肥时应注意施肥量和施用时间。在作物不同的生长期加 施硼肥的效果不同
养分资源管理课程讲义：第七章微量元素资源特征与管理 第二节钼的资源特征与管理 一、钼的养分资源组成 (一)土壤中的钼 1、数量 世界土壤中钼含量是0.5-5.0mg/kg平均2mg/kg。我国士壤全钼含量为0.1-6.0mgkg, 平均1.7g/kg,大多数集中在2.0mg/kg范围内。个别泥炭土钼含量可超过100mg/kg。 世界主要土壤有效钼范围0.01~12.0mgkg,约相当于全钼含量的2%-20%。因土壤类型而 异，一般规律是：酸性土壤中有效钼含是较低，所占全钼比例小，在石灰性土壤中则相反， 特别是干早地区土壤。 土壤中钼的分布规律是：温带和寒温带地区的士壤钼含量最低，常低于1mgkg:干早 和半干地区土壤为最高，平均含量是2-5mg/kg:热带和温润地区土壤的钼含量也较高。 2、土壤中钼的形态 水溶态钼：水溶态钼指土壤溶液中游离的钼酸和钼酸根离子，也包括少量的Mo0,。Mo0,它主 要来源于土壤中固相钼酸盐矿物的溶解和阴离子对交换态钼的代换。以及有机态钼的分解释 放。水溶态钼对植物直接有效。土壤中水溶态钼的数量很少，一般小于0.1g/kg。土壤水 溶态钼受H影响很大，随着p州升高，土壤水溶性钼含量增加。 代换态钼：大多数土壤中钼以M60和M02:离子存在，这两种阴离子可被土壤胶体或粘 粒矿物所吸附，被吸附的钼又能被其他阴离子如OH、SO4、HPOP,等所代换。土壤中代 换态钼的数量很低，一般只有全钼的10-10%且随pH上升而减少，当D7.5时，土壤基 本上不再吸附钼酸阴离子，但这部分钼对植物的有效性较高。 有机态钼：土壤有机态钼指来源于动物、植物残体的钼。土壤微生物将动、植物残体分解使 钼释放出来，参与士壤中钼的长期循环。这部分钼因动、植物残体含钼量不同的差异很大。 土壤有机态钼在土壤全细中占有一定比例，一般土壤含钼量与有机质含量呈正相关，如腐殖 质积累量高的泥炭，含钼量可超过150mgkg。土壤有机态钼对作物的有效性与其结合方式 有关，钼与含有正羟基的有机化合物（酚、醇、羧酸等）能形成可溶性的络合物，这部分对 植物有效。这些络合物与金属离子又可能形成不溶性化合物，变成无效态钼。 矿物态钼：指存在于各种原生矿物和次生矿物中的钼，这部分钼对植物有效性差，只有通过 风化作用，变成钼酸盐以后才能被作物吸收，所以这种矿物态钼对植物基本是无效的。 3、士壤中钼的有效性及其影响因素
养分资源管理课程讲义：第七章 微量元素资源特征与管理 91 第二节 钼的资源特征与管理 一、钼的养分资源组成 （一）土壤中的钼 1、 数量 世界土壤中钼含量是 0.5~5.0mg/kg,平均 2mg/kg。我国土壤全钼含量为 0.1~6.0mg/kg, 平均 1.7mg/kg,大多数集中在 2.0mg/kg 范围内。个别泥炭土钼含量可超过 100 mg/kg。 世界主要土壤有效钼范围 0.01~12.0 mg/kg,约相当于全钼含量的 2%-20%。因土壤类型而 异，一般规律是：酸性土壤中有效钼含是较低，所占全钼比例小，在石灰性土壤中则相反， 特别是干旱地区土壤。 土壤中钼的分布规律是：温带和寒温带地区的土壤钼含量最低，常低于 1 mg/kg；干旱 和半干地区土壤为最高，平均含量是 2-5 mg/kg；热带和温润地区土壤的钼含量也较高。 2、土壤中钼的形态 水溶态钼：水溶态钼指土壤溶液中游离的钼酸和钼酸根离子，也包括少量的 MoO3。MoO3 它主 要来源于土壤中固相钼酸盐矿物的溶解和阴离子对交换态钼的代换。以及有机态钼的分解释 放。水溶态钼对植物直接有效。土壤中水溶态钼的数量很少，一般小于 0.1 mg/kg。土壤水 溶态钼受 pH 影响很大，随着 pH 升高，土壤水溶性钼含量增加。 代换态钼：大多数土壤中钼以 MoO2- 4 和 Mo 2- 4 离子存在，这两种阴离子可被土壤胶体或粘 粒矿物所吸附，被吸附的钼又能被其他阴离子如 OH-、SO2- 4、HPO2- 4 等所代换。土壤中代 换态钼的数量很低，一般只有全钼的 10-6-10-4 %且随 pH 上升而减少，当 pH>7.5 时，土壤基 本上不再吸附钼酸阴离子，但这部分钼对植物的有效性较高。 有机态钼：土壤有机态钼指来源于动物、植物残体的钼。土壤微生物将动、植物残体分解使 钼释放出来，参与土壤中钼的长期循环。这部分钼因动、植物残体含钼量不同的差异很大。 土壤有机态钼在土壤全钼中占有一定比例，一般土壤含钼量与有机质含量呈正相关，如腐殖 质积累量高的泥炭，含钼量可超过 150mg/kg。土壤有机态钼对作物的有效性与其结合方式 有关，钼与含有正羟基的有机化合物（酚、醇、羧酸等）能形成可溶性的络合物，这部分对 植物有效。这些络合物与金属离子又可能形成不溶性化合物，变成无效态钼。 矿物态钼：指存在于各种原生矿物和次生矿物中的钼，这部分钼对植物有效性差，只有通过 风化作用，变成钼酸盐以后才能被作物吸收，所以这种矿物态钼对植物基本是无效的。 3、土壤中钼的有效性及其影响因素