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中微量元素具有明显提高作物抗性功效

中国农科院农业资源与农业区划研究所张淑香研究员

   高投入、高产出的种植模式带来的问题是土壤质量下降、农产品品质下降。研究发现,合理施用中微量元素肥料可以提高作物抗病性,减少农药用量,还可改善农产品品质,保障人类健康,并且可以改善土壤结构,在现代农业的持续发展中发挥更大作用,具有广阔的应用前景。

   研究发现,适量的钙在胞间层可以形成多聚半乳糖醛酸钙,可以提高细胞壁的稳定性,改善植株体结构(细胞膜、细胞壁的结构与厚度等)来抵御病原菌的入侵。镁营养与植物,甚至动物的发病有很重要的关系,尤其是人工豆科牧草草场,当钾肥丰富而未注意补镁时,长期饲用该牧草有可能引起家畜瘁死。中量元素硫可使作物体内产生“植物杀虫素”,适量的硫可以有效防治植物病虫害发生。

   微量元素铜对土壤及植物体内的真菌性病害与细菌性病害有很好的抑制效果,铜与含氮有机化合物(蛋白质、酶类、核酸)具有很强的亲和力,可以使病原微生物蛋白受到不同程度的破坏。另外铜还有助于木质素的合成,提高木质化程度,有助于增加酚类化合物的稳定性,抑制菌丝生长,从而提高作物抗病力。铜除了作为酚酶成分参与酚类代谢间接提高植物抗病力外,作为金属盐也可以直接抑制病害。微量元素铁是多种病原菌产生酶系的基本组分,如镰刀尖孢菌产生的果胶甲脂酶、花生叶斑菌产生的外源葡萄聚酶等,通过改变铁的含量影响此类酶活性可减轻马铃薯枯萎病和苹果黑腐病等多种病害的发生。

 

微量元素锌对根系生物膜具有某种保护作用,是植物糖合成和利用所必须的元素,增加锌含量可以提高作物体内糖代谢水平,抑制病害的发生。适量施硼可以调节植物体内木质素、果胶纤维素、半纤维生长素和类生长素的含量,从而降低植物病害的入侵,还可以提高细胞壁的稳定性,有效阻碍病原菌的入侵。同样,缺硼会导致糖运输受阻,从而提高可溶性糖的含量,为病原菌的生长提供营养。研究发现,锰与其他相应微量营养元素合理搭配可显著增加植物的抗旱、抗寒、抗热、抗涝、抗病等抗逆性,另外有研究发现,小麦全蚀病与锰的含量有密切的关系。

   可以说,植物营养元素中的中微量元素可以显著影响植物对侵染性病害的抵御力,这种抵御力与元素种类、含量密切相关。只有在充分明确各因子作用的基础上,协调各元素与植物的相互关系,才能有效地从营养角度调控植物病害的发生。另外,中微量营养元素控制植物病虫害是一项系统工程,与元素在植物体内的生理活性、使用剂量、元素之间相互作用以及外界环境等多种因素有关。因此,充分利用植物营养元素与植物病虫害的相互关系,研制与开发出具有抗病功能与提高农产品品质的功能肥,达到少用或不用农药的目的,对生产绿色食品将具有非常重要的意义。

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