中量元素肥料在测土配方施肥中的应用
在植物生长发育所必需元素中，C、H、O三种元素占物体干重量的95％以上，它们主要来源于空气和水；N、P、K三种元素占作物干重的千分之几或百分之几，它们主要来源于土壤和空气；这两类元素对农作物来说需要量大，称为大量元素。Ca、Mg、S、Si的含量约为作物干重的千分之几，称为中量元素。而含量在0.001%－0.0001%的元素称为微量元素，必需的微量元素有锌、硼、锰、钼、铜、铁、氯等7种。
植物在成长发育过程中需要多种养分，其中包括大量元素和中、微量元素，虽然植物对各种养分的需求量不同，但是各种养分都发挥着重要生理作用，不可相互替代。这些必需营养元素肥料之间的相互关系总结为肥料的三大定律：
1、同等重要律 即大量元素与中微量元素同等重要，缺一不可。2、不可替代律 各种必需营养元素不能相互替代，缺什么元素 就得补施什么元素。
3、最小养分律 要保证作物正常生长发育而获得高产，必需满足它所需要的一切营养元素，其中一个达不到需要的数量，产量就会受到影响，进而产量就受这一最小的营养元素所制约。
随着人们对作物营养与土壤养分的研究和认识深入、农业现代化水平的提高和化肥施用量的增加，特别是不含或少含副成分的高浓肥料的广泛使用，以及作物产量和复种指数不断提高，作物带走的中量元素养分没有能够得到系统的补给，因而缺乏中量元素的地区、土壤、越来越广泛，有的地方已成为农作物生长的障碍因素，有针对性地补充施用中量肥料已成为测土配方施肥的重要内容。
一、中量营养元素对作物生长发育、品质的影响和土壤的改良作用 （一）中量元素肥料与作物生长发育
化肥对作物的增产作用已是众所周知的事实。据中国国家××局2019）资料，1957--2019年间全国化肥（纯养分）年投入量与粮口年总产量之间有着密切的关系，联合国粮农组织（EAO，1981）对62个主要谷物生产国的统计结果也表明，单位面积施肥量和单位面积谷物单位产量之间均有显著的相关性。这些在时间和地理上大范围的统计结果都表明化肥在农业生产中起着巨大的作用。据有关专家以及FAO的估计，化肥在粮食增产中的作用要占到40%--60%的份额。
中量元素对植物生长发育起着十分重要的生理作用。例如，钙是质膜的重要组成成分，具有防止细胞液外渗和早衰的作用，是构成细胞壁不可缺少的物质，缺钙时会影响细胞的分裂和新细胞形成，钙还是某些酶的活
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化剂，有中和酸性和解毒的作用；镁是叶绿素的组成成分，缺镁时植物合成叶绿素受阻，是糖代谢过程中许多酶的活化剂，还能促进磷酸盐在体内的运转，参与脂肪的代谢和促进维生素A和维生素C的合成；硫参与蛋白质和植物体内酶的氧化还原过程，对叶绿素的形成有一定的影响。硅是植物体的重要组成部分，是植物需要的重要营养元素，有利于提高作物的光合作用，可使作物表皮细胞硅质化，使作物的茎、叶挺直，减少遮阴，使叶片光合作用增强。
微量营养元素在植物生长发育过程中也起着非常重要的作用，可纳为：
（1）构成某些酶的成分，如锰是某些脱氢酶、羧化酶、激酶、氧 化酶的成分。
（2）参与体内碳氮代谢，如锌与碳水化合物的转化有关，也能促 进蛋白质的合成。
（3）与叶绿素合成及稳定性有关，如铁是合成叶绿素时所必需元素，植物缺铁会导致叶绿素结构被破坏。
（4）参与体内的氧化还原反应，如铜是植物体内很多氧化酶的成分。 （5）促进生物固氮，如钼能促进豆科作物固氮，豆科作物缺钼表现为根瘤发育不良，少且小，从而降低固氮能力。
（6）促进生殖器官的发育，如硼对农作物生殖器官的发育有着特殊的作用，它能刺激植物花粉的发育和花粉管的伸长，有利于籽粒的受精，油菜的“花儿不实”，棉花的“蕾而不花”，小麦的“穗而不实”，花生的“有壳无仁”以及果树（如板栗）的坐果率低、果实畸形，都是缺硼的表现。
尽管农作物对中量元素的需要量不是很多，但它们所的生理作用却很重要。必须营养元素的平衡供应是农作物持续高产基本保证，土壤营养元素能按农作物需要平衡供应，植物就能按比例吸收，产量就高，肥料利用率也高；反之产量就低，肥料利用率也低。中量元素肥料和大量元素肥料一样对作物产量的增加有着等重要作用。
当作物吸收某一元素过多时，也会引起代谢紊乱，导致中微量养元素的缺乏。如偏施氮肥，作物病害增加，容易引起Fe、Cu、Mg、K、S的缺乏而造成减产；同时、蔬菜中亚硝酸盐含量升高，对人健康不利。磷过多就会引起Zn、Fe、Cu、Mg的缺乏。
（二）中微量元素肥料与农产品品质
大多数中量营养元素不仅存在于作物产品中，而且其含量本身就是产品质量指标之一，如钙、镁等。食品和饲料作物产品中缺乏这些中量营养元素会影响人、畜的健康，出现一些特殊的病症。此外，中微量营养元素还对作物产品的多方面品质特性有相当重要的影响，如钙对果蔬类作物产
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品的营养品质、商品品质和储藏性有明显的影响；镁影响着一些作物产品中叶绿素、胡萝卜素和碳水化合物的含量；硫是一些必需氨基酸的组成成分，因而硫的供应会影响植物产品中蛋白质的含量和质量，硫还是某些百合科和十字花科产品中一些具有特殊香味物质的组成成分，因而影响这些植物产品的品质。
锌能降低果实酸度，提高含糖量。锌还能促进碳水化合物，尤其是蔗糖向繁殖器官的运输，从而影响果实的品质和性状；锰对提高作物产品中维生素（如胡萝卜素、维生素C）和种子含油量等有重要作用；铜对籽粒的灌浆、蛋白质的含量有很大的影响；硼对作物体内碳水化合物的运输有重耍影响，可以提高淀粉类、糖料等作物的品质，硼还可防治蔬菜作物的“茎裂病”，提高商品品；钼可提高作物产品蛋白质的含量等；铁有利于叶绿素的形成，是作物体内多种氧化酶、铁氧还蛋白和固氮酶的组成部分，能够增强植株病性，影响作物的产量。 （三）中量元素肥料对土壤的改良作用
中量营养元素钙、镁、硫、硅肥料还具有改良土壤的作用。钙肥可用以改良酸性土壤，例如农用石灰能中和土壤中的酸，以利作物生长，同时还能消除活性铝的毒害，并能改善微生物的生活条件。镁肥可以使土壤保持稳定、良好的团粒结构，使通气性和透水性都可得到改善；硫肥可用以改造碱性或含盐的土壤，利用石膏改造盐碱地，可以消除土壤中过多的钠离子，并降低土壤的pH值，使之成为适合作物种植所需要的土壤，从而改善作物的氮磷钾营养；硅肥能改良土壤，矫正土壤的酸度，提高土壤盐基，促进有机肥分解，抑制土壤病菌，同时硅肥中含有较多的钙、镁，并含有一定量的磷、锌、锰、硼、铁等营养元素，对作物有复合营养作用。
中量元素肥料缺乏时会产生三种危害：一是严重时导致产量绝收；二是作物抗逆能力下降，不能抵御外界不利因素如细菌、病毒、旱、涝、风、寒等的侵袭，易生病或受害；三是产品品质下降，直接影响农产品的外形、色泽、口味等，降低产品的价值。补充中量元素肥料已成为当前提高产量，改善农作物产品品质的当务之急。
但是各种微量元素在作物体内含量很小，从作物缺乏到过量的临界范围很小，故微量元素肥料的使用特点是用量少，针对性及技术性强，使用不当不仅浪费肥料资源，而且也会污染土壤，毒害作物，甚至影响人畜健康。因此，生产上应严格微肥施用量，并做到施用均匀。
二、中量元素肥料的发展概况
早在19世纪，中量元素就被列为植物所必需的营养元素，但由于其在土壤中的含量丰富，对土壤中量元素的含量分布研究没有被充分重视，随着化肥工业与集约化农业生产的发展，氮、磷、钾三要素配方施肥技术
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的推广，作物产量达到了一个较高的水平，但由于作物带走的中量元素肥料得不到补充，而有机肥料的施用量急剧减少，致使土壤总体肥力下降，养分严重失调，出现了有关缺素的生理病害。随着发生缺素病害现象的增多，植物中的中量元素营养和土壤中中量元素含量分布逐渐引起了土壤和植物生理学家的重视，我国六、七十年代相继开始了对含量分布的系统研究。近20多年来，作物生产中钙、镁、硫、硅肥的研究已在全国各地开展起来，研究了影响土壤中量元素有效态含量分布的因素、各个省市缺乏面积，取得了非常显著的进展：我国土壤有效态钙、镁、硫含量，一般北方较南方高、西部较东部高。据全国11个省（市）测定结果框算：我国耕地中低于土壤缺素临界值的面积很大，硅为2.7亿亩，占耕地的18.9%；硫为4亿亩，占耕地的28%；镁为0.83亿亩，占耕地的5.8%；钙为4.2亿亩，占耕地的29%。
2.2微量元素肥料的发展概况 与中量元素肥料相比，我国对微量元素研究始于20世纪30、40年代。50年代中国科学院南京土壤研究所刘铮等研究了全国土壤中微量元素的含量分布及其形态。刘铮等1978年发表的“我国主要土壤中微量元素的含量与分布初步总结”，1982年的“我国缺乏微量元素的土壤及其区域分布”等等文献成为我圄土壤微量元素研究的经典文献，引用率特别高，其后在微量元素研究应用上取得了许多进展：在主要微量元素的生理效应、缺素的诊断、在土壤中的理化性质等领域已经赶上或接近国际80年代初的水平；我国已基本完成了各省、市自治区级微量元素含量分布研究。同时开展了微量元素肥料效应研究，提出了主要作物土壤有效性微量元素含量缺乏临界值以及中毒临界值；调查了我国土壤缺乏微量元素的状况：东南大片土地缺硼、铜；华北平原大片土地缺锌、锰；以及各个省市具体微量元素的缺乏面积：北京、河北、湖北、湖南、陕西等省市缺硼面积达40％以上，缺锌积达30％以上，缺锰、缺铁、缺铜面积分别为20％、10％、5％左右，并且填绘了我国土壤中有效态微量元素含量图；研制开发了一大批新的微量元素肥料产品，其中天津南开大学化学系研制的钛微肥、山省科学院生物研究所研制的光合微肥、化工部化肥技术开发中心的高产素和液体微肥、安徽省土肥总站研制的增效硼肥等产品都具有明显的增产效果；微量元素肥料的工业生产近年来发展较快，现已有生厂家200多个，年生产能力3万多吨［有效成分］。主要生产一元微肥无机盐类或整合物、以及含微量元素的复合肥料。另外，分作物类型的专用微量元素肥料和分地区的复合肥料（含微量元素）。
微量元素肥料的应用也有较大的进展：目前，我国微量元素肥施用面积已达2亿多亩，由于推广施用微量元素肥料。年增产粮20.2亿千克，
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油料2.3亿千克，皮棉8.8万担，水果5万吨。
三、中量元素肥料的种类和应用 （一）种类
中量元素肥料按其产品的物理形态可分为粉状、粒状和喷射液三种。按化合物性质可分为两大类，一类是无机盐类，主要包括硫酸盐、碳酸盐、磷酸盐、钼酸盐、硼酸盐和氯化物，以及金属元素的氧化物和玻璃质化合物，另一类是有机类，主要是微量金属元素的络合物和螯合物。在两大类中无机盐类从产量和消费量上都占大多数。无机盐类居于领先地位的原因是养份含量高和价格便宜。螯合物类的农化效果要比无机盐类好，它在土壤中溶于水却不解离，既能很好地被作物吸收利用，又在土壤中不发生不利于作物的化学反应。
3.1.1中量元素肥料种类
1.钙肥 种类与性质及其施用技术
钙肥的主要品种是石灰类肥料，包括生石灰、熟石灰、碳酸石灰及含钙的工业废渣等。
钙肥常用品种成分含量表 品种 熟石灰 生石膏 熟石膏 磷石膏 普通过磷酸钙 钙镁磷肥 骨粉 草木灰 氧化钙 % 64—75 26—32 35—38 20.8 16—28 25—30 26—27 0.9—25.2 其它成分 % 生石灰（石灰岩烧制） 84—96 石灰石粉（石灰石粉碎） 45—56 硫15—18 硫20—22 磷0.7—3.7，硫10—13 磷12—16，硫10—16 磷40—47 磷14—20，镁15—18 磷20—35 磷1.57，氮0.93 重过磷酸钙（三料钙） 19.6—20 酸性土壤施用石灰除了补充钙素营养外，还具有：⑴中和土壤酸度，消除Ai3+、Fe2+、Mn2+的毒害；⑵提高土壤pH值，促进土壤微生物活动，利于土壤有效养分增加；⑶增加土壤溶液钙的浓度，提高土壤胶体交换性钙饱和度，改善土壤物理性状，施用石灰是改土培肥的重要措施之一。
石灰可以作基肥也可作追肥。作基肥施用时，不要年年施用，注意不要过量，否则会使土壤肥力下降，并引起土壤结构变化。沟施、穴施时应避免与种子或植物根系接触。
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