植物生长的必需元素——镍

□ 日本东京大学农学博士　蔡德龙

植物有益元素肥料系列报道之三

植物生长的必需元素
——镍

□ 日本东京大学农学博士蔡德龙

镍在地壳中含量是比较丰富的矿物元素之一，是一种银白色金属，1751年首先瑞典矿物学家克朗斯塔特分离出来，研究学者同年又明确了镍是人体需要的元素，主要是脲酶的辅基。由于镍具有良好的机械强度和延展性、难熔耐高温、并具有极强的化学稳定性、在空气中不易氧化等特征。因此，是一种十分重要的有色金属原料。

镍参与植物整个生命周期过程

1885年Forchhamer首次发现植物中存在镍以来，专家门进行了许多研究。1970年明确镍是低等植物如细菌、蓝藻、绿藻必需的微量营养元素。1983年Eskew等研究人员发现，如果镍对大豆生长供给不够，大豆体内脲酶活性受到遏制，叶片中的尿素积累，会产生坏死现象。正是尿素过多引起的毒害作用，使得研究学者发现镍是高等植物必需的营养元素的证据。

到了20世纪80年代中期，Brown等研究人员发现镍在植物体内主要参与种子萌发、氮代谢、铁吸收和衰老过程。许多植物缺乏镍时，不能够完成生命周期，为此证明——镍是植物生长必需的微量营养元素。

根据科学家研究，我国土壤中全镍的含量地区之间有比较大的差异，土壤镍含量在3-162mg/kg，土壤平均值在29.3mg/kg，约高于土壤背景值26.9mg/kg。土壤背景值的镍主要来自岩石风化而来的成土母质。成土母质中镍的含量，很大程度上决定了土壤中镍含量。发育在酸性火成岩、砂岩和石灰岩的土壤镍含量一般在50mg/kg以下；发育在泥质沉积岩和基性火成岩的土壤镍含量在50-100mg/kg以上；发育于超基性岩火成岩的土壤镍含量高达几千mg/kg。

镍能促生长共代谢

镍是脲酶和其他含镍酶的组成成分，镍植物体内含量在0.05-05mg/kg，不同植物体内的含量差别很大。关于镍在植物体内的生理功能，研究最多的是镍在脲酶中的作用。脲酶是一种普遍存在于植物中的镍金属酶，镍对于氨基酸水解形成的尿素和核酸代谢都是必要的，缺乏镍酶都将导致叶片坏死损伤。Dixon等研究表明，镍是脲酶结构和动力所必需，在脲酶里它与N-O-配合基纵向结合。多数高等植物都含有脲酶，尿素一般来自于酰脲和胍的代谢过程。缺乏脲酶活性的植物会在种子中累积大量尿素，或者在种子萌发时产生大量尿素，会严重影响种子出芽。所以，植物体内的氮代谢过程中，脲酶起到非常重要的作用。此外，镍能够对植物起到促进生长的作用，科研人员在研究了一些禾本科植物大麦、小麦、燕麦等，得出镍对禾本科植物生长和代谢方面的作用，证明了缺乏镍导致许多植物早衰及生长受阻，提供镍可以使大麦产量提高。同时，镍对植物根系吸收铁有影响，可以促进豆科和禾本科作物生长。研究表明，豆科植物中根瘤里的含镍量比根系多，在低镍土壤中施用镍可以提高大豆根瘤重量83%，使得大豆增产25%。

镍肥施用方式灵活多样

目前，常见的镍肥有氯化镍、硫酸镍、硝酸镍。氯化镍是绿色结晶性粉末，在潮湿环境下容易潮解，受热脱水，溶于酒精、水和氢氧化铵，其pH值约为4；硫酸镍是蓝绿色结晶，正方晶系，溶于水，其水溶液pH值大约为4.5；硝酸镍是碧绿色单斜板状晶体，潮湿空气里易潮解，易溶于水、酒精、液氨，水溶液pH值约为4。

镍肥是微量元素肥料，可以进行土壤施肥，具有用量少、专用性强等诸多优点；也可以与大量元素肥料混合或者配合均匀施用于土壤表面，然后耕地入土，作为基肥，供应植物整个生育期需要；镍肥还可以直接喷施植物。譬如叶片施肥，可以把镍肥配成稀溶液，一般浓度在0.1%，喷洒在植物叶片和茎上，也可与农药混用，更加方便。同时，镍肥能用作根部处理，将镍肥调成稀泥桨，根部蘸上镍肥泥，或者用营养钵时添加镍肥，有利于植物苗期生长。除此之外，镍肥还用作种子处理，在播种前将镍肥附着在种子表明上，采取镍肥拌种、浸种和包衣等方法。

镍肥在国外研究比较成熟了，美国等发达国家已经把镍列入植物必需营养元素，我国研究论文也比较多，目前镍对植物的作用机理比较明确，可以预见，镍肥的发展前景广阔。

农技知识

选肥不仅重肥效还要看盐效

通常用肥料的盐效指数来表示不同肥料种类对增加土壤溶液渗透压的效应。各种肥料的盐效指数不同，将其施入土壤后的盐分积累效果也不一样。肥料的盐效指数越大，所导致的土壤盐害的可能性也就越大。

因此，在测土配方施肥时，一定要考虑化肥的种类及其对作物生长发育和土壤化学性质改变所产生的效应。

在测土配方合理施用化肥的同时，适量增施有机肥是有效预防和减轻土壤表层盐积现象的重要措施，施用有机肥和增施有机物料还可以改变土壤结构、增加土壤缓冲性能、改善土壤微生物区系、提高土壤养分有效性、补充微量元素、促进作物根系生长、减轻环境污染。

测土配方施肥方式需要进一步完善施肥的目的——补偿土壤中的养分亏损和有机质不足。因此，除了作底肥外，沟施是较好的方式，表土撒施是错误的。近年来推广的喷灌和滴灌已在设施栽培中得以广泛应用，既节肥、节水又不易破坏土壤结构，还不会造成土壤板结，能够有效减轻土壤盐渍化。

施肥小常识

一.尿素施后忌立即浇水，更忌顺水撒施尿素。尿素施入土壤转化为酰胺，容易随水流失，施后不可马上浇水，也不能在大雨前施用，施后覆土可提高肥效。

二.碳铵和尿素不能混用。尿素中的酰胺态氮只有转化为铵态氮后才能被作物利用；碳铵施入土壤后，造成土壤溶液短期内呈酸性反应，会加速尿素中氮的挥发损失，故不能混合施用。

三.酸性化肥不可与碱性肥料混用。碳铵、硫铵、硝酸铵、磷铵不能与草木灰、石灰、窑灰钾肥等碱性肥料混施，会发生中和反应，造成氮素损失，降低肥效。

四.含氮复合肥忌多施于豆科作物。大豆、绿豆、花生等豆类作物都有固氮根瘤菌，过多施用含氮复合肥，不仅造成浪费，而且还会抑制根瘤菌的活动，降低其固氮能力。

五.硝态氮肥忌施在稻田里。硝酸铵、硝酸钠等会离解出硝酸根离子，在稻田易被淋失至土壤深层，产生反硝化作用而损失氮素；旱地施用硝态氮肥也忌用于大雨之前，或者施后浇水。

六.硫酸铵忌长期施用。长期在同一土壤施用，会增加其酸性，破坏团粒结构；在碱性土壤中，硫酸铵的铵离子被吸收，酸根离子残留在土壤中与钙发生反应，使土壤板结变硬。

七.碳铵不宜浅施。应深施在6厘米以下，施后立即覆土。也不宜在温室中使用。因碳铵俗称气肥，在温室极易分解为氨气而挥发，造成浪费；且氨浓度过大时，还会灼伤作物叶片。

八.钾肥忌在作物后期追施。钾能从作物下部茎叶中转移到顶部细嫩部分再利用，缺钾症状比缺氮、缺磷症状表现晚，钾肥最好作底肥一次性施下，或在幼苗期追施。

九.含氯化肥如氯化钾、氯化铵，忌施于盐碱土壤和忌氯作物上。含氯化肥中的氯离子会残留积累在土壤中，导致土壤酸化，在盐碱地里施用会加重盐害；在忌氯作物上施用，会影响产量和品质。