稀土元素应用其中农用稀土是稀土化工和稀土生物分离出来的一门新学科,包括植物应用和动物应用两方面。
稀土是周期表中的一族元素,它由性质十分相似的镧、铈、镨、钕等15种元素和与镧系元素性质极为相似的钪、钇共十七种元素组成,统称为稀土元素。 其实稀土元素并不稀少,17种元素共占地壳总量的0.0153%,这比铜在地壳中的总量还多一倍。就单个元素而言,铈最多,它的克拉克值为0.0046%,与常见元素锌差不多。钇为0.0028%,镧为0.0018%比常见元素铅还多。
总之,稀土元素在地壳中的含量与铜、铅、锌不相上下,比锡、钴、银、汞等元素还多。
稀土元素对植物根系发育的影响
植物根系是植物从其生活环境中获取水分和营养物质的主要器官,稀土元素对根系生长有特殊的效应。Diatloff等研究稀土元素对玉米(Zea mays)和绿豆(Phaseolus radiatus)根系生长的影响,与对照相比,玉米根系伸长可增加36%,增加绿豆根系生物量21%,浓度高时,将导致两种植物根系减少30%以上。同时研究发现,过高,对玉米产生毒害作用。Xie等研究表明,低浓度可增加玉米根系干重并促进根系对Cu、Fe、Mg等金属离子的吸收;而高浓度将抑制玉米根系生长并影响根系对养分的汲取。Wahid等对椰子树(Cocos nucifera)施用稀土元素发现,稀土元素在低浓度时促进椰子树根系生长,但在高浓度时抑制其根系生长并使根系对营养元素P和Ze的吸收明显减少。这说明适量的稀土元素可促进植物根系的生长发育,提高根系活力,促进根系分化和代谢活动,提高根系对营养元素的吸收能力,而高浓度稀土元素将抑制植物根系吸收养分的能力并影响根系生长。
稀土元素对植物矿质营养代谢的影响
大量研究资料表明,施用适当浓度稀土元素能促进植物对养分的吸收,转化和利用,这已得到许多实验结果的证实。用富镧稀土对春小麦喷施或拌种,采用15N,32P示踪技术检测,实验结果显示春小麦生长发育得到促进,结实穗数和籽粒数也有所增加,表明使用稀土可提高春小麦对氮,磷肥的吸收,运转,利用,并减少土壤中氮素损失。聂呈荣发现,花生喷施稀土,对根瘤固氮活性和叶片硝酸还原酶活性均有显著的促进作用,从而提高了叶片氨态氮含量,降低了硝态氮含量,改善了植株的碳氮代谢,对改善品质,提高产量有利。常江发现镧(10mol/L)和钙(1mol/L)均可降低水稻根系对K+的亲和力,导致K+的吸收下降。镧可促进磷吸收,而钙则相反。廖铁军研究了稀土在氮,磷均衡营养供应的条件下,对几种作物的增产刺激作用。认为增产机理在于稀土可促进,协调作物对矿质养分的吸收,刺激酶活性。而且稀土是生理活性物质,必需与大量营养元素进行合理的配用,才能发挥效益。李元沅发现在灰泥田水稻分蘖始期和初穗期喷施稀土离子可使根际容积磁化率提高,并显著促进水稻对养分的吸收和生长发育。值得注意的是,这是为数不多的一篇涉及到生物磁性方面工作的文献。
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