果实品质调控岗位

张付春 钟海霞 潘明启 伍新宇 郝敬喆 张雯 韩守安 王敏

  高等植物必需的营养元素有碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、锰、锌、铜、钼、硼、氯、镍。植物获得这些营养元素，除碳、氢、氧从空气和水中获得，其余14种都需要从土壤中吸收，根据植物的需求量的差异，将这些元素分为大量、中量和微量元素。

  1　微量元素的重要性

  植物必需微量元素，虽然摄取量极少，但是对植物生长发育有着至关重要的影响。它们直接参与植物代谢作用，缺少或过剩时植株会表现出专一的缺素症或中毒症状，甚至不能完成植物生活周期。传统农耕时代，土壤释放、灌水和施肥等方式带入的微量元素能够满足植物生长发育需要，土壤中有效微量元素变化幅度不明显，植株出现微量元素失衡的现象较少。随着现代农业的不断发展，微量元素失衡的现象逐渐出现，主要原因有以下几点：

  （1）作物产量越高，所带走的微量元素数量就越大，一些土壤不能及时释放充足的微量元素来满足现在高产作物的需要；

  （2）随着生产水平的提高，肥料纯度提高，微量元素便不常以化肥中的“伴随”成分得到补充了；

  （3）土地投入的化肥、农药种类和施用量不断增多，导致土壤生态遭到破坏，元素间协同或拮抗作用表现明显，使作物不能充分吸收利用或过量吸收微量元素。本文将主要对葡萄生长发育过程中必需营养元素—锰（Mn）进行介绍。

  2　葡萄树体中锰的生理功能

  锰（Mn）是葡萄生长的必需元素之一，它对葡萄的生理作用是多方面的，与葡萄生长发育和产量有密切关系：

  （1）锰与葡萄植株的光合作用（光合放氧）、呼吸作用以及硝酸还原作用都有密切的关系。锰有维持葡萄叶片叶绿体膜正常结构的作用，参与光合电子传递系统中氧化还原过程，在光系统中参与水的光解，使光合中水裂解为氧。

  （2）锰在葡萄树体内具有氧化还原作用，是重要的氧化还原剂。锰作为羟胺还原酶的组分，参与硝态氮的还原过程，是硝酸还原酶的催化剂，在葡萄氮素同化过程中发挥着重要作用；锰可以增加葡萄根系吸收的磷和钙的有效性。此外，锰还通过控制细胞液的氧化还原电位，调控植物体内Fe3＋和Fe2＋的比例。

  （3）锰是葡萄植株细胞中许多酶（如脱氢酶、脱羧酶、激酶、氧化酶和过氧化物酶）的活化剂，尤其是影响糖酵解和三羧酸循环。锰通过活化核糖核酸聚合酶、二肽酶、精氨酸酶，促进肽与蛋白质的合成；含锰超氧歧化物（Mn-SOD）能够稳定葡萄叶片叶绿素，保护光合系统免遭活性氧的毒害。

  （4）锰是吲哚乙酸氧化酶的辅基成分，影响葡萄树体内源激素水平。研究证明树体内锰含量高的部位生长素含量也高，充足的锰能促进葡萄花粉萌发和提高坐果率、加速芽的萌发、促进植株生长和组织成熟。

  3　葡萄对锰的需求

  土壤中可被葡萄根系吸收利用的锰为Mn2+，被根系吸收后在葡萄树体内以稳定的化合物形式存在，胚、种子及果皮和绿叶中含量较多，干组织锰含量约50±20mg/kg。

  （1）锰缺乏症状及诊断

  缺锰会显著影响葡萄树体正常生长：缺锰易造成叶绿体结构性变差、对光敏感，导致膜脂过氧化；细胞分裂和伸长都受到抑制，侧根的形成停止。

  由于锰元素在植物体内不易运转，因此缺锰主要是葡萄幼叶先表现病状，有研究表明葡萄叶柄含锰20mg/kg以下时表现出缺锰症状：叶脉间的组织褪绿黄化，与缺镁症不同的是，缺锰时叶片褪绿部分与绿色部分界限不清晰，也不出现变褐枯死现象，有时叶片发皱、卷曲。

  （2）锰过剩症状及诊断

  锰过剩也称锰毒，锰毒是酸性土壤中作物产量的重要限制因子，锰毒可导致葡萄叶片叶绿素破坏，光合速率或蒸腾速率下降，抑制同化作用，进而减少干物质的积累，同时也可导致过氧化作用，形成氧化胁迫，使生物分子如类脂、蛋白质、核酸遭受到氧化损伤，对葡萄树体生长造成伤害。同时，高Mn2+会抑制葡萄对铁离子的吸收。葡萄锰过剩时会出现葡萄叶片小，花后一个月内发生叶丛枝现象、叶片叶缘、叶脉间褪绿，严重的会早期落叶。锰对植物的毒害，还有一个重要的原因是土壤溶液中Mn与其他营养元素发生拮抗，影响植物对必需元素的吸收与利用，导致其他元素的缺乏，因此，葡萄锰过剩时出现的症状有时可能是其他缺素症状。

  4　锰缺乏及过剩的原因

  锰在土壤中含量比较多，但是葡萄树体能吸收利用的为置换性锰离子。在碱性土壤中，锰呈4价氧化态沉淀，不能为葡萄树体所利用，当pH值大于9时，葡萄树体容易出现缺锰症；而在有机质含量高或还原能力强的土壤和酸性土壤中（pH值为6左右），活性二价锰含量多，葡萄树体不会缺锰。但当土壤酸化（pH值在5.3以下）时，活性二价锰含量过多，则会导致葡萄根系对锰离子吸收过量；大量施用有机质、土壤粘质不透水，夏季高温也会使锰还原溶解，增加锰过剩的可能。

  5　锰与其他必需元素的协同和拮抗作用

  锰与氮、磷、钾、铜及有机肥有协同促进的作用，高锰与铁、铜、锌、钙和硼具有拮抗作用。（表1）

  6　锰缺乏及过剩的防治

  （1）锰缺乏的防治

  改良碱性土壤：灌水洗盐、增施有机肥、黄腐酸肥等逐步改变土壤碱性，促进锰还原溶解；基施肥硫酸锰，亩用量2kg，或施含锰矿渣的锰肥、锰化过磷酸钙等；在开花前叶面喷施硫酸锰，浓度一般为0.2-0.4%；结合防病喷施代森锰锌类农药补充锰；避免因为元素间的拮抗作用导致锰吸收减少。

  （2）锰过剩的防治

  改良酸性土：施用石灰（碳酸钙）或硫酸钙，株施40-60g，减少锰的还原溶解；雨季注意排水，粘质土注意扩穴深翻，压沙改善土壤的通气性；增施钙镁磷肥（株施20-40g）或硼肥（0.3%硼酸或硼砂）抑制锰的吸收和运转；加强土肥水管理，果园覆草、合理负栽增强树势可减轻锰毒；避免因为元素间的协同作用导致锰毒发生。