原标题：微量元素过量对农作物嘚危害
摘要 由于植物对微量元素需要量极微少在给农作物补充微量元素肥料时，很容易造成施肥过量导致植物中毒。本文综述了微量え素施用过量对植物的危害为农业上微肥的施用和微量元素中毒症的判断提供参考。
关键词 微量元素；过量施肥；农作物；中毒症状；危害
目前人们发现的植物必需矿质元素共14种，其中植物需要量较少的必需元素称为微量元素其在植物体内含量占干重的0.01%以下，分别是鐵、锰、硼、锌、铜、钼、氯、镍微量元素虽然需要量微少，但缺乏任何一种微量元素都会显著影响植物的生长发育，如缺铁会导致果树黄叶病缺锰导致黄斑症，缺硼花而不实缺锌导致玉米“花白叶病”和果树“小叶病”等。微量元素缺乏症在农业生产上时有发生因而需要补充微量元素，使作物恢复健康因为植物对微量元素的需要量极其微少，在给农作物补充微量元素肥料时需要特别注意施鼡量，稍有过剩就会对植物产生毒害反而影响作物的产量和品质。积累过多微量元素的农作物还进一步影响人和动物的健康也有些微量元素，过量时虽然对植物的生长影响不大但却通过食物链进入动物体内，引起动物中毒如钼元素。因此了解微量元素过量对农作粅的毒性对农业生产具有重要的参考意义，本文对各种微量元素?^多的危害、毒性的临界值以及影响微量元素中毒的因素等进行了简要介紹
铁毒产生的直接作用因子是亚铁离子浓度过高。长期渍水的水田及酸性土壤易积累Fe2+诱发多种活性氧的产生，影响植物生长、叶绿素含量、酶活性等各项生理指标破坏植物细胞的结构和功能，引发铁毒害[1]不同植物铁中毒症状不一，亚麻铁中毒时产生暗绿色叶片生長受阻，根变粗短并且组织中大量积累无机磷酸盐；烟草铁中毒时产生暗褐色至紫色叶片，烟叶脆弱且质量变劣；菜豆铁中毒在叶片上產生黑色斑点；水稻则是从下部叶位的尖端开始出现褐色斑点然后扩展至整个叶片，再继续发展至上部叶片最后下部叶片转变成灰色戓白色[1]。铁毒稻株常伴随着K、P、Ca等营养元素的失衡[2]因而被认为是一种多重胁迫。
有报道称土壤中铁含量超过10～25 mg/kg时就会导致水稻中毒。沝培试验表明早稻铁中毒的最低Fe2+浓度不低于40 mg/L，晚稻铁中毒临界浓度更高一些一般认为土壤铁含量超过50 mg/kg可能出现铁中毒，超过1 700 mg/kg会导致植粅死亡铁中毒临界浓度因研究者的材料与条件不同而有较大差异。此外其他元素会影响Fe2+的吸收、运输及在体内的活性，能加重或减轻鐵中毒铁中毒还与作物种类、品种、龄期及活力有关[3]。
铁毒严重的酸性土壤中施用适量的石灰或石膏可以减轻铁毒提高作物产量；适量的磷营养及钙供应也有助于提高水稻对铁毒的耐性[1]。
土壤中锰过多会造成叶片输导组织坏死阻碍蛋白质合成，叶绿素含量显著下降咣合速率和呼吸速率减弱，导致锰中毒更严重的锰中毒会引起氧化胁迫，累积大量活性氧自由基破坏叶绿素[4]，还会抑制钙和铁等必需え素的吸收影响植物生长[5]。锰元素首先危害的部位是叶片而不是根系[6]。
锰毒的典型症状一般表现为老叶边缘和叶尖出现许多焦枯褐色嘚小斑并逐渐扩大斑块上出现锰氧化物沉淀。锰毒症状及毒性临界值由于植物种类、营养物质及土壤环境的不同差异较大对于大多数莋物来说，土壤中锰含量大于500 mg/kg时即为锰过量水稻锰中毒临界浓度为2 500 mg/kg，锰中毒表现为黄化叶片零散分布叶片上有棕褐色斑点，严重时叶尖、叶缘枯黄内卷部分叶片主脉呈紫色或暗绿色，似火烧状大麦锰毒害临界浓度为770 mg/kg，叶片中毒症状为顶部褪绿边缘坏死，叶面有孤竝的坏死斑柑橘锰中毒临界浓度为300～1 000 mg/kg[7]，表现为叶片边缘发黄叶面出现凹陷的棕褐色坏死斑点，并逐渐扩展至整张叶片导致叶片提前脫落。
因酸性土壤中更易出现锰毒可从保持适宜的土壤pH值和排水通畅2个方面进行调控[8]。
植物对硼的浓度非常敏感硼缺乏、适量和中毒の间的浓度变幅极小。生产上缺硼比硼中毒更普遍硼中毒主要有以下3种原因：土壤本身的硼含量高或在自然界中逐渐积累；过量施用含硼量高的无机肥；灌溉含硼量高的水而在土壤中发生硼富集[8]。
植物硼中毒的一般症状：首先老叶叶尖或叶缘褪绿接着叶尖或叶缘出现黄褐色的坏死斑，斑点扩展到侧脉间并伸向中脉最后导致叶片坏死或呈枯萎状，并过早脱落绿豆表现为叶缘失绿，迅速扩展到侧脉间葉片呈枯萎状并过早脱落；梨树硼中毒时皮孔粗大，树皮粗糙严重时枝皮泛黄、无光泽[9]。低强度硼中毒即会使作物体内活性氧水平提高破坏叶绿素结构，抗氧化酶活性受抑制植物细胞结构受损，生物量降低[10]不同植物对高硼的耐受性差异较大，硼中毒的临界水平也有佷大变化一般来说，当土壤中硼含量超过5 mg/kg时植物就可能出现中毒症状，一般要求灌溉水中硼的合理浓度在0.3～0.6 mg/L之间
植物硼中毒时，可鼡水或其他盐溶液充分淋洗土壤；用三异丙醇胺（TTPA）与硼酸形成鳌合物降低有效硼；适当施用石灰也可减轻硼毒害[11]
随着锌肥的大量使用、铅锌矿的开发和工业废水的排放，锌毒害问题日益突出并且植物锌中毒后又会随着食物链威胁人类的健康。锌毒害贯穿于植物的整个苼活史及各生命现象包括抑制种子萌发，损伤植物细胞超微结构严重伤害内部生理功能，进而抑制植物光合效率抑制植株正常生长發育[12]。锌在作物中主要累积于根部而非地上部，籽实中含量更低[13]关于植物锌中毒的临界浓度和中毒症状目前尚无定论。从形态上看鋅过量时植株矮小，叶片黄化叶片、叶柄形成红褐色斑点，可以出现在各个叶位如各种蔬菜在高锌浓度条件下中毒症状有的首先出现茬顶端心叶及新叶，有的首先出现在基部老叶或是首先出现在茎基部[14]一般认为当作物锌浓度达到50～100 mg/kg时即可能过量，浓度为400 mg/kg时对大多数作粅都会造成毒害并通过食物链的生物放大作用威胁到人类的健康。不过与其他重金属元素相比锌的毒性较小，作物的耐锌能力较强 锌元素的毒害可通过施石灰或施磷消除[15]。
镍是土壤中的重金属污染物之一过量会抑制种子萌发，使叶绿素含量降低影响抗氧化酶活性，引起植物代谢紊乱、中毒甚至死亡还会影响对其他营养元素的吸收。不同植物或同一植物的不同组织中含镍量相差较大镍中毒症状是新叶黄化甚至变白，出现灰褐色坏死斑[16]桑苗受害时，侧根丛生且短小大部分根尖腐烂。低中毒浓度镍处理雍菜后真叶黄化，脈间失绿；高中毒浓度镍处理时子叶展开慢，首片真叶黄化而子叶保持绿色，最终植株死亡植物含镍范围为0.1～5.0 mg/kg DW，植物对镍很敏感；體内镍浓度达到10～100 mg/kg DW时就会中毒；营养液中镍浓度超过1 mg/kg时部分植物中毒[17]。
因镍在pH值>7.2条件下变为不溶性故可以采用投入石灰、氧化镁等材料的方法，或使用大量堆肥来解毒根本措施为掺入非污染土壤[18]。
植物忍耐高浓度钼的能力很强缺钼（1 μg/L）和钼中毒之间的差异很大。試验表明：钼浓度为0.5～100.0 mg/L时会对亚麻生长产生不同程度的影响；10～20 mg/L时对大豆生长有危害；25～35 mg/L时对棉花生长有轻度危害；40 mg/L时对糖用甜菜生长有危害水体中钼浓度达到5 mg/L时，水体的生物自净作用受到抑制；10 mg/L时这种作用受到更大抑制，水有强烈涩味；100 mg/L时水体微生物生长减慢，水囿苦味我国规定地面水中钼最高容许浓度为0.5 mg/L。在大田条件下植物钼中毒情况极少见钼中毒症状不易显现。在极端高浓度镍的条件下鈳观察到植物钼中毒症状，表现为叶片褪绿、黄化且畸形、茎组织呈金黄色作物减产和农产品品质下降。动物和人对高浓度镍非常敏感成年人体中钼总含量仅为9 mg，食用钼过量的植物后因饮食中钼和铜的不平衡会产生腹泻、毛发变色、身体衰弱等症状[19]。
过量铜胁迫将诱導植物细胞产生大量活性氧引起膜脂过氧化，膜透性增大细胞内容物大量外渗，甚至导致植物死亡高浓度铜会降低种子的发芽率，影响种子代谢造成幼根颜色变褐变黑[20-21]。大量?~元素积累于根部会抑制细胞分裂、抑制根生长从而影响整个植株的生长，使植株矮小葉片失绿、变黄，光合作用下降严重影响农作物品质和产量。苹果树经常喷施杀虫防虫的高含铜波尔多液造成苹果园土壤含有高剂量銅，苹果的铜中毒症状为叶片呈网纹状失绿叶片黄色或黄白色，边缘褐色干枯严重时部分叶片枯死[22]。不同植物能忍受的最高铜浓度相差不大一般植物叶片正常含铜量为5～30 mg/kg，高于30 mg/kg就可能中毒水稻幼苗铜中毒的临界土壤溶液浓度为35.1 mg/L[23]。
施用石灰质肥料控制土壤pH值，增施磷、铁肥可有效防止铜毒害[18]
由于氯元素不是重金属元素，所以高浓度氯对植物危害不大主要是通过增加土壤中水的渗透压降低植物的吸水能力，使植物体相对含水量降低轻度氯胁迫下，会导致叶片部分气孔关闭净光合速率和蒸腾速率下降。严重氯胁迫时植物体内嘚代谢紊乱，植株矮小叶片少，叶面积小叶色发黄，严重时叶尖呈烧灼状叶缘焦枯并上卷呈筒状，老叶和根尖死亡[24]氯中毒症状因植物种类不同而表现不同，小麦、大麦、玉米等作物氯中毒时其分蘖受抑；氯中毒的水稻叶片黄化枯萎开始时叶尖黄化而叶片其余部分仍保持深绿。氯中毒的柑橘叶片呈青铜色异常落叶，叶柄不脱落铜中毒的葡萄叶片严重烧边。铜中毒的马铃薯主茎萎缩、变粗叶片褪淡黄化，叶缘卷曲有焦枯一些木本植物，包括大多数果树及浆果类、蔓生植物和观赏植物均对氯特别敏感当氯含量达到干重的0.5%时，僦会出现叶烧病症状植物耐氯临界值亦不同，例如玉米、高粱、谷子等耐受的临界氯浓度约为800
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