锰元素在马铃薯上的施用

认识锰元素在马铃薯生产的作用...

大多数植物需锰量占干物质的0.005 %。英国微量元素局认为，生产一吨马铃薯块茎需从土壤中移出8.5克锰。土壤中Mn的临界水平随土壤pH值升高而升高，从pH5时的2mg/kg到pH7时的7.9mg/kg（英）。

植物根系主要吸收二价锰离子，锰的吸收受代谢作用控制。与其它二价阳离子一样，锰也参加阳离子竞争。土壤pH值和氧化还原电位影响锰的吸收。
植物体内锰的移动性很低，因为韧皮部汁液中锰的浓度很低。大多数重金属元素都是如此。锰的转运主要是以二价锰离子形态而不是有机络合态。锰优先转运到分生组织，因此植物幼嫩器官通常富含锰。植物吸收的锰大部分积累在叶子中。
锰的主要功能

参与光合作用锰在光合作用中的作用是锰在植物体内最重要的生理功能；酶的组分及调节酶的活性；调节植物体内氧化还原过程等。锰在植物体内主要作为某些酶的活化剂参与氧化作用而参加氮及无机酸的代谢、二氧化碳的同化、碳水化合物的分解、胡萝卜素、核黄素、VC的合成等。锰是许多酶的活化剂,如一些转移磷酸的酶和三羧酸循环中的柠檬酸脱氢酶、草酰琥珀酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、柠檬酸合成酶等,都需锰的活化。锰为形成叶绿素和维持叶绿素正常结构的必需元素，是叶绿体膜的组装和维持膜的稳定性有重要作用，叶绿体中锰元素与叶绿素分子的比例为1:100，缺锰叶绿素的结构受到明显损伤。缺锰时马铃薯植株叶不能形成叶绿素, 碳水化合物干物质合成减少，块茎淀粉含量减少。锰也是光合放氧复合体的主要成员,马铃薯缺锰时光合放氧受到抑制，故锰与光合和呼吸均有关系。锰还是硝酸还原的辅助因素,缺锰时硝酸就不能还原成氨,植物也就不能合成氨基酸和蛋白质。 锰与氮代谢、碳水化合物的合成和生长素的合成、分解都密切关系。锰是吲哚乙酸合成作用的辅因子，植物体内锰的变化将直接影响IAA氧化酶的活性，缺锰将导致IAA氧化酶活性提高，加快IAA分解。所以缺锰顶芽生长素（IAA）减少和脱落酸（ABA）增加，马铃薯植株生长不良并发生早衰。锰在控制和调节生命衰老进程、防植物早衰中都有重要作用。缺锰过氧化物酶的活性降低，马铃薯叶脉间失绿褪色,叶片出现灰色斑点，但叶脉仍保持绿色,此为缺锰与缺铁的主要区别。严重缺锰时马铃薯叶脉间发生黑褐色细小斑点。锰元素也与SOD有关，过氧化物歧化酶（SOD）每分子含一个锰原子。过氧化物歧化酶可保护组织免于遭受自由氧基的破坏。过氧化物歧化酶催化过氧化物的钝化作用。缺锰导致植株抵抗过氧化物自由基能力减弱，从而降低马铃薯植株的抗寒抗旱抗逆抗病能力。目前认为虽然中外学者对锰的研究已比较深入，但还有许多机理尚不清楚。缺锰胁迫发生条件： pH较高的石灰性土壤中，或水旱轮作促使土壤中的锰还原淋溶或施用石灰等强碱性肥料诱发缺锰。代换性锰的临界值为每公斤2～3毫克，还原性锰的临界值为每公斤100毫克，若低于临界值，就易出现缺锰症，特别是石灰性土壤中经过平整而裸露出来的心土，更容易缺锌、锰。低增施有机肥来防治缺锰。但单纯施锰会抑制铁和钼的吸收并会诱发缺镁，要充分注重，以平衡施肥来解决。

缺锰症状：植株易产生失绿症，叶脉间失绿后呈淡绿色或黄色，部分叶片黄化枯死。症状先在新生的小叶上出现，不同品种叶脉间失绿可呈现淡绿色、黄色和红色。严重缺锰时，叶脉间几乎变为白色，并沿叶脉出现很多棕色的小斑点，以后这些小斑点从叶面枯死脱落，使叶面残破不全。

马铃薯缺锰的叶片六月斑：叶片先不失绿，先只在退化株上出现，发展迅速。目前认为病原为真菌。



缺锰也与一些病害相关，如疮痂病，国外研究：（R . D a v i s 等, 1 9 7 6 ) 曾观察到马铃薯疮痴病与块茎种皮内锰的含量呈直线相关。用锰的鳌合物对植株进行根外追肥, 可减轻扩害。马铃薯属对锰敏感和需锰较多的作物。适当补锰可使茎秆变粗植株增高，僵苗率、块茎腐烂率和块茎带斑率减少，抗逆性增强，单株重、平均产量和商品率增加，蛋白质、淀粉、总糖、还原糖等主要成分得到改善。但补锰要与其他元素保持响应的平衡，否则会影响其他元素的吸收和利用，影响产质量。

低锰胁迫可通过根外施锰肥或增施有机肥来防治缺锰。但单纯施锰会抑制铁和钼的吸收并会诱发缺镁，要充分注重，以平衡施肥来解决。

一种植物必需元素短缺，就会影响植物正常生长；一种植物必需元素过量，就会造成其它植物必需元素的短缺，因此各种植物必需元素之间的比例平衡和一种植物必需元素的数量充足同样重要。这一概念在实践上的应用就是平衡施肥方法。配方施用各种肥料（大中量元素及微量元素）就是为了保持养分平衡。单独施用锰肥往往影响植物对其他元素的吸收和抑制，甚至使原本该地块并不缺乏的某种元素变成相对缺乏。土壤施锰对氮、钾、铜有互助吸收的作用。锰过多，抑制铁的吸收，并会诱发缺镁。D .Sarkar 等利用同位素试验研究表明：过量的 M n 会导致马铃薯发生条状性坏死，但是施加磷可以减缓 M n对马铃薯的毒害，过量的Mn又会抑制磷的吸收（土壤施锰消耗了有效磷）。Fe和Mn大多在吸收水平上表现互作。提高Fe的有效性会降低锰的吸收从而引起缺Mn。人们已注意到一个明显的异常现象，向土壤中施Mn-EDTA时反而加剧缺Mn。由于Mn-EDTA比Fe-EDTA稳定常数低，在土壤中Mn-EDTA很快分解，改善了Fe的吸收，抑制了Mn的吸收。铁在植物体内以Fe2+和Fe3+存在，二者的比例受细胞液的氧化还原电位支配，锰能强烈影响这种氧化还原电位，使移动性的Fe2+被Mn3+氧化为不易移动的Fe3+，甚至使植物发生缺绿症状，同样植物体内的Mn2+也可被Fe3+氧化而失活。因此，植物体内铁与锰的数量比例与二者缺乏症的发生有密切关系，它们的代谢功能互相关联，其中一种元素的效果决定于另一元素存在的比例，大于或小于适宜的比例，意味着可能出现缺乏或毒害。锰铁间存在着拮抗关系。在植物中这两种元素应保持适宜比例，才能使植物生长正常。锰过量阻碍植物对铁钙钼的吸收，过量的锰除诱发植株缺铁外还诱发缺钼症状。叶片出现褐色斑点，叶缘白化或变紫，幼叶卷曲等。

所以单施锰肥，尽管能补充该锰元素的不足，但其负效应也多，是不合理的，而且更重要的是其对作物品质和抗病抗逆能力的负面影响在生产上又往往未能被注意到或无法注意到。补锰而影响铁的吸收时，使光合作用降低，影响与呼吸有关的离子主动吸收，还会对多种代谢过程产生影响，如降低醣含量，特别是还原糖、有机酸以及维生素B2的含量。

附摘录：湖南农业大学宋志荣研究认为适量的锰肥（浸种）可以促进马铃薯的生长发育，增强抗逆性提高产量和品质，而锰素过多又会产生不利影响，0．5％以上的硫酸锰溶液会阻碍马铃薯的生长发育，降低作物的抗逆性，并且使产量和品质（淀粉）降低。该研究指出，使用低于0．5％的硫酸锰溶液浸种，马铃薯单株块茎重和平均产量增加，马铃薯块茎的商品率也明显增加。从总体上看，0．01％- 0 ．1％的 M nSO, 处理对单株块茎重、平均产量和块茎商品薯率的增加效果较好。但是锰肥使马铃薯的平均块茎重降低，试验中 0．00 1％～1％M nS0 4 处理使平均块茎重降低了2．01％--2 1．81％，而较低浓度的 M aSO 4能使马铃薯平均产量增加是因为增加了单株块茎个数的缘故。

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