中国稀土元素在农业上应用研究进展

黑龙江省农业科学院土坡肥料研究所

   70年代以来，我国学者通过深入的试验研究与反复的生产实践，解决了一系列技术关键，成功地将稀土元素应用于我国农业，从而将时断时续进行了近60年的稀土元素生物活性研究，发展成为一项实用技术，成为世界上第一个把稀土元素作为一种商业性产品应用于农业生产的国家。

   到目前为止，我国农业上应用稀土元素面积累积9300万亩，产生了可观的经济与社会效益，为我国极其丰富的稀土资源的开发利用，开拓了一个崭新的领域。稀土元素农业利用作为一门新兴的边缘学科正在我国形成。在这方面，郭伯生作出了卓越的贡献，稀土元素的农业利用学科，是在跨行业多学科的协作攻关研究中诞生与发展起来的 ，除农业外，尚包括稀土元素的卫生毒理、分析检测、生产工艺等。本文着重从农业方面，即稀土元素的农用效果与技术，以及稀土元素的植物生理学和稀土元素的土壤学方面的研究成就作一概要的介绍和评论。

稀土元素对农作物的应用效果与技术

  70年代湖南省农业科学院土壤肥料研究所和黑龙江省农业科学院土壤肥料研究所，先后进行的水稻和春小麦试验，是我国开展最早的较为系统的稀土元素增产效应研究。结果表明，在亩施硝酸稀土氧化物（8-20克）剂量范围内，采用浸种、拌种或叶面喷施方法，可增产稻谷或小麦，15-30公斤/亩，增产率7-9%。80年代，稀土元素农用研究得到了蓬勃发展，先后在甘蔗、烟草、甜菜、橡胶树、大白菜、花生、西瓜、果树、牧草等多种作物上进行了试验，一般都表现出较好的效果，其中甘蔗、大白菜、苹果等增产率都在10%以上。

  稀土元素的增产作用主要表现在改善农作物的经济性状上，比如增加植物的分蘖数或分枝数、穗数或荚果数、座果率、粒重、成果重，在叶菜或牧草上则表现为增加营养体的生长量，在油料或糖料作物上增加油分或糖分；其次是改善农产品品质，如提高粮食作物籽实中蛋白质或氨基酸含量，薯类作物淀粉含量，果蔬类的含糖率和维生素含量，并促进果实着色，在烟草等作物上提高上等品率。施用稀土元素对一些作物还有促熟作用，在施用方法上，除种子处理和叶面喷施外，还有沾根和涂抹施用量多在15-20克/亩，某些作物因增加施用次数而提高了用量除种子处理之外，最佳施用时期多在营养生长向生殖生长转化前或各生长阶段的始期。

   稀土元素的农用技术在推广中不断得到改进与发展，不同作物不同地区采用的施用方法不同，一方面反映不同作物的生理特性，在很大程度上还反映出我国农业种植和经营方式的特点。值得一提的是春小麦、甘蔗和甜菜的施用稀土元素技术。黑龙江省国营农场于春小麦四、五叶期，采取稀土元素配合 2,4-D丁醋除草剂地面或飞机喷雾的作业方式，已形成常规增产措施在甜菜和甘蔗上主要采用机械拌种和飞机喷洒。由于效益主要体现在制糖工业上，因而这一农业增产技术同时也成了制糖工业的增产措施。总之，在规模经营条件下稀土元素应用有广阔前景在蔬菜和瓜果类作物上，由于稀土元素提高了农产品的商品品质、营养品质或加工品质，产生了良好的社会效益而得到较普遍的应用，在一些经济作物上，也将因显著的经济效益而迅速推广。此外，稀土元素具有促进豆科作物的共生固氮作用，对棉花、柑桔等的防治病害作用，以及提高作物抗逆力等作用，还应进行深入研究与利用。

稀土元素提高农作物产量的生理基础。

   国外关于稀土元素生理作用研究，Koran等有综述性报道，一些结论已被我国学者的研究所证实，例如，稀土元素的作用多反应在植物生长阶段的开始和末尾，稀土元素可增强植物体内一些酶的活性，稀土元素提高了植物的光合作用等。我国学者着重结合增产效果探讨了其作用机制。稀土元素几乎引起所有作物叶内叶绿 素总量增加，特别是Tb、Sm、Dy、Ho 、La、Ce。

   一般来说，稀土可使叶绿素A增加，但部分元素引起叶绿素B减少，因而使A/B值增大。邓兆活等测定了三个甘蔗品种离体叶绿体，结果高糖品种的稀土元素200ppm处理，叶绿体循环和非循环光合磷酸化活力分别为对照的1.8和2.4倍.200ppm稀土元素处理还提高了P/2C(光合电子传递与ATP形成的偶联程度)比，和光合磷酸化偶联因子AF的活力,表明稀土元素促进了光合能量转化。高梁等通过显微结构研究指出，稀土元素处理的小麦叶绿体数量增多，维管束排列密度提高，导管及维管束鞘柔软组织细胞发育好，机械组织发达，因而有利于光合作用进行和水分养分运转。

   竺伟民等的研究表明，单一稀土或混合稀土元素都能促进小麦对氮磷钾的吸收，0.05%混合稀土元素浸种大麦，钾的吸收速率较对照高42.94%，0.3%的处理使硝酸根离子的吸收速率提高69.2%，而促进磷吸收的最适宜浓度为0.1-1.0ppm。

   我国学者的研究证明，稀土元素对固氮酶、硝酸还原酶、过氧化物酶、酯酶的同工酶活性以及一些土壤酶的活性具有显著影响。汤锡柯等研究表明，高浓度氯化铈改变了玉米根组织内过氧化物酶和酯酶的同工酶的谱带，其中有两条谱带活性

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