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【原创】认识尿素(五)尿素在根外追肥上的利用

 飘飘雨np1f250i 2018-04-15

注:本文4400余字,阅读需要8分钟)

根外追肥的历史可以追溯到很早的时候,最早出现在缺素症的矫正上,而作为大量肥料来对作物进行被充的时间并不长。如在美国,使叶子吸收氮素的最初试验,是在1940年前后,在纽约农业试验场对苹果进行的,1942年在使用硝酸钾、硝酸纳、硫铵、智利硝石、乌拉蒙(杜邦化学1937年出售的含42%氮的尿素肥料的名称)等对苹果进行了大规模的根外追肥的试验,结果以乌拉蒙最为有效,在进行了8年的反复试验后,1949年,在美国东北的苹果生产带。随后随着尿素生产量的增加,在50年代,尿素除了传统的作为土壤肥料外,更多的对尿素作为根外追肥的研究,并且许多尿素被用作根外追肥的肥料出售,在美国还在尿素中加入磷、钾的根外追肥肥料,如雷庇得古勒(Rapid-Grow)、福利母(Folium)、巴莱得等标准撒布肥料。

一、尿素叶面吸收同化的理论

氮素肥料中,除尿素外,还有硫铵、硝铵、氯铵等,在实践中却发现尿素最适合作根外追肥的肥料,因此这里介绍下尿素是如何被利用及相应的理由。

对于各种肥料在根外追肥的表现,可以通过试验的方式,喷上几次就可以见分晓,因此这类的试验很早就有人做了,主要分为正反二个方面,正的是讲问效果,这个效果从我们把尿素作为根外追肥的主要肥料就能知道,反的讲副作用,即对叶片的损害,尿素无疑是最轻的,而这些结论美国在1940年就已经完成了,日本在1950年,我们国家估计也在50年代完成了这样的试验。从结果明显地表示着一种倾向。即尿素作为根外追肥比其它氮素肥料具有优越性的原因是:

1、尿素不含副成分。而象硫铵的硫酸(含量72%)、氯化氨的氯(含量66%)、硝酸纳的纳(含量27%),这些副成分若多量积累便可对作物造成伤害。

2、尿素完全中性,而且是有机物。因而它的电离仅为10万分之15,可以看作是非电解质,这样对叶的灼伤就轻。

3、尿素为水溶性,按分子体积算,水为18.8,而尿素为59.1,约为水的3倍,但是砂糖的分子体积为345.6,而尿素是其1/6。所以作为小分子有机物来文章,尿素分子量小,容易透过细胞膜,远比砂糖(蔗糖)的透过性能良好。(如果说水的透过系数为1,而尿素为0.99,蔗糖仅为0.25),从这里可以看出,尿素的细胞膜透过甚至可以看作与水一样而没有区别。其次是尿素的扩散性大,这也适合于根外追肥。

4、尿素本身就有吸湿性,根外追肥后即使干燥,由于吸湿性的存在,在叶面经常保有不分溶解状态,所以更容易被叶子吸收。

5、尿素在往叶片透入时,引起原生质分离的情形较少,即使使原生质分离,也具有较迅速且容易恢复的性质。

6、尿素的叶面吸收速度非常快,而且吸收率高,在显微镜下,尿素根外追肥30分钟已经可以看到叶绿体的增加。在美国的试验中,甚至有仅历时5小时后,喷施量的40-50%已被吸收利用,最迟是经24小时吸收50%以上。不仅吸收快,而且最高的吸收率竟能达90%。当然在一般情况下,尿素叶面追肥的吸收率在40-85%,这也已经非常高了。

7、被叶子吸收的尿素,和从根部吸收的氮素同样蛋白化,并往各处移动,表现相同的肥效。尿素容易蛋白化主要是尿素的结构本身就适合于蛋白质合成的形态。

综上所述,尿素在根外追肥补充氮素方面具有优越的特性,于是从尿素出现开始,就产生了用尿素进行根外追肥的技术,而且这个技术之所以被广泛的重视,是因为对作物营养有最大影响的氮素的叶面施肥成为可能。

二、尿素如何被叶面吸收的

在这个问题上,在试验的过程中,可以看到这样的情况,即叶面的反面比正面容易吸收,一股被认为叶片的正面有一层不易透过的角质层(有些果树的角质层正面比背面要厚3-4倍),其次是上面表皮,栅状组织等,被致密的细胞群所包围,但在反面,则角质层较薄,气孔数也多,海锦状组织的细胞往往比较大、细胞膜也是由薄的细胞群所组成,并且间隙较多,因此尿素在叶背面比正面浸入容易。此外叶子的背面往往比表面更为凹凸,有些具有毛,叶面追肥时比表现容易附着。当然这也能证明,当叶子比较幼嫩并存在叶绿素的话,也能很好的吸收。

可以认为,尿素的叶面吸收,是通过气孔、细胞间隙、细胞膜来进行的,可以说越是气孔间隙多的,细胞膜薄、没有硬化的,吸收率高。因此叶面吸收好坏,不仅因叶的正反面,老嫩而异,并且由于叶片所处的生长阶段有关,并涉及到相关的品种和种植管理水平。

关于尿素的叶面吸收的机理,被认为是作为分子体积较小的尿素是从膜孔中渗入,这时为了使尿素本身连续渗透而被吸收,就需要保持浓度的倾斜。为此,被透过吸收的尿素,由于在叶中容易成为氨基酸或蛋白化往其它部分移动,以致于叶细胞中尿素浓度降低,在和被喷布的尿素液之间,经常产生的浓度的倾斜,尿素就能连续地被透过吸收,这样的吸收,被认为是叶细胞自己积极的吸收。正是由于这样,在光合作用旺盛、新陈代谢强的上午,往往吸收较多,这种吸收被认为尿素在叶细胞中消耗较多而产生的一种化学势能的倾斜有关。

三、被叶片吸收的尿素的利用问题。

如前所述,当尿素根外追肥后,在显微镜下仅30分钟就可发现叶片叶绿素的增加,而3天后可以肉眼看到叶片叶色的浓绿化,因此可以认为,在同样的尿素通过叶面追肥与根部施用,叶面追肥中的氮素更多的被用于叶绿素的增加。同样可以观察到尿素根外追肥后,叶片细胞中游离氨基酸增加,并促进叶片尿素蛋白化的情形。在总结关于尿素在叶中同化的基础研究概要,可以想到在叶片中,几乎不存在尿素酶,所以不能认为尿素先分解为氨及二氧化碳,而由氨和同化产物合成氨基酸,蛋白质。只能认为,尿素本身和碳素同化产物的糖类化合成为氨基酸,再缩合变成蛋白。关于在尿素根外追肥中加入微量元素的效果,困为尿素在叶片中的蛋白化速度很快,叶中的微理元素也由于蛋白或是合成中间产物而被消耗掉,因此从新供给微量元素,应该会有较发的效果。在实践中,尿素进行根外追肥,使天门冬酰氨或谷氨酰胺等氨基酸显著增加,这可以是由于α-酮基酸和具有氨基的化合物的氨基转位而变化的,这时作为氨基供给源的尿素,是怎么样的变化而供给氨基呢,这还是一个问题。(这里的理论时间为1954年,当然近代这个肯定是清楚的,我没有去查最新的资料,一方面因为我认为本文的目标读者是农业种植者,能了解这些已经足够,第二个方面是因为懒,也希望有朋友能补充,先感谢)

四、尿素被叶片吸收后的移动

在现实中,若你只是喷一半的叶子,尿素的肥效也会向没有喷过的枝叶上移动。根据柑橘上的试验,把一棵树全部的叶子分为上下两部,向任何一部分喷射尿素,不久没有喷的那部分叶子同样民为绿色,而且在下半部追肥时,全部的叶子会更快的绿起来,若把全树枝叶分为左右两部分,则两个月后,喷过的部分显得绿色更浓厚,即使在这样的情况下,如用幼树作为试验,在5个月后,大部分枝叶和喷过的枝叶就很难分辩了,这个试验要说的是,在枝的上下移动较为容易,而要跨过其它枝则难度较大。因此对于尿素的根外追肥,还是要喷布均匀周到,这对于提升肥效还是非常有必要。

当然,在叶面追施尿素,虽然 也有象果树那样往其它枝条移动缓慢的这种情况,一旦尿素补吸收转化,它的效力和从根吸收氨或硝态氮相同,能往作物的必要部分移动,以帮助作物生长。在移动的过程中,原则上不是尿素以原有的形态进行移动,而是被同化后的氨基酸或酰胺的形式在移动。(关于这一点,也欢迎补充)。

五、尿素叶面追肥的影响因素

尿素的叶面吸收的速度和吸收量,因叶面追肥的尿素浓度、尿素溶液的PH值 、追肥方法、及时追肥时的气候状况,土壤情况,作物种类和生长状态等关系密切,因此在使用时,还是需要引起注意。

1、尿素液的浓度。尿素虽然对叶片灼烧少,但浓度过大时,显然是不好的,因此要考虑最适浓度,这里还涉及到气象的因素,作物种类等。一般来说,对禾本科作物浓度可以高一点,果树类应该低一点,而蔬菜类在中间,当然这并不是说这种浓度是绝对的,还要看生长状态,幼小、衰弱时淡一点,而生长旺盛时,可以适当高一点。在季节上,春夏季浓度要低一些,而在秋冬季可以稍高一些,土壤水分多时可以稍高,而受干旱时就要降低浓度,另外跟追肥量也有关系,喷得多的话可以低一些,而喷得少可稍高一点,需要灵活应用。

2、助剂。为了提升尿素的叶面追肥效果,将某种微量元素或其它的肥料加入尿素液中,这是一种有效的做法,比如正在常用的是加入磷酸二氢钾。而这里的助剂主要是为了使尿素的叶面吸收充分有效,在不引起叶片灼烧的浓度,尽可能使它在叶的一个面上多量、均匀地附着,最重要的是不要被风吹落,为此加入展着剂是必要的,这方面可以使用专用的助剂,一般为表面活性剂类,如以前我对叫885的助剂还是非常有好感。

3、追肥的方法。在叶面追肥时,需要使喷射的尿素溶液附着在叶片上,而不能形成下雨一样的情况,要不就成了肥水灌溉,就达不到根外追肥的目的。因此需要对雾滴进行细化,使用高压的喷雾机或风送式喷雾机还是非常好的,如果使用的追肥的水量能够减半,有时就可以提高一倍的浓度(当然浓度不能过高)。在喷施的部位,需要注意的是重点在于叶的背面,还有幼嫩部分及功能良好的叶片为主。在使用的时间上,应以早晨或傍晚罗好,应避开中午时间,越到尿素叶面追肥的吸收和光合产物的形成往往同时进行,因此,最佳的时间是睛天的早晨进行。

后记

关于尿素肥料的相关话题就说到这里,这里所有的资料来自于鎌仓武富的《尿素肥料详说》一书。这是一本1959年出版的中译版,是我读中专的时候,正赶上学校图书馆进行图书整理,于是很便宜很开心地买了回来,但一直放在家里,并没有好好的看看。前段时间我随手翻了下,感觉尿素这个肥料并没有我所想的那样,因为我也时常认为氮对于水果品质的不良印象。在我仔细读了这本书后,我觉得有必要对尿素进行一次重新的认识,这也是我写这个系列文章的主要原因。当然在这里的一些理论可能过老,或有所错误,请朋友们指正。

我在自己的文章里,特别是涉及农产品品质的文章中,总是把土壤作为第一要素,而肥料其实是土壤管理的核心,因此从这个意义上讲,正确地了解和理解常用的肥料性质,对于提升果园的管理水平还是非常重要的。虽然我有近六年时间没有经营和管理果园,但过去的二十年果园管理的经历,让我深刻地感受到,一个小规模的优质果园的核心在于优质,除了理念上的进行的控产,稀植、设施等外,真正优质的技术核心是什么?,我认为在于土壤管理及肥料上。也许正是因为肥在品质管理中的效果显现的快速性和有效性,往往成为立竿见影或是急功近利者首要的选项,于是可以看到最近几年冲施肥等一些高价的所谓高品质肥料的兴起。你一定看到近几年出现很多这样的公司,常识告诉我,如果一种东西做的人多,那中间肯定具有较高的利润和较低的门槛。通过对尿素这个肥料的认识,让我感觉,目前氮素肥料最佳者依然是人工合成的作为化肥的代表-尿素,而我们也应该要明白尿素是一个自古就在使用的肥料,在某些时候它还是有机肥的典型代表。从经营一个果园的角度讲,要实现自己对果园肥培这项技术的真正应用,我认为是需要深入地了解自己的果园的需求和经营目标,学会对肥料的配合,这才是我认为是优质果园最核心的也是最具有竞争力的技术。对于经营者来说,虽然具有难度,但我认为开始的起点都一样,区别在于是否会真正地学习和积累。

个人观点,欢迎讨论。希望能给我们种植者有所启发。

作者:邱立军

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