一、文 献 综 述

1、土壤中硼丰缺与分布状况

硼含量的对植物生长发育很重要，对植物而言，其来源主要是土壤。硼在自然界中含量丰富，其含量变化范围一般介于0.002g/kg-0.1g/kg之间，但分布极不均匀，平均含量为0.01g/kg；这与我国土壤中硼含量极其相似，土壤全硼含量在0.003g/kg-0.5g/kg痕迹之间，平均含量只有0.064g/kg^[1]。由于我国土质条件复杂，土壤中全硼含量分布很不均匀，形成了由北向南、由西向东逐渐降低的趋势；土壤中硼含量在干旱和半干旱地区高于降雨量大的湿润地区，海滨地区土壤中硼的含量高于内陆地区^[2]。

中国第二次土壤普查的结果显示,中国耕种土壤面积中有多达5亿亩土壤缺硼。贵州、陕西、江西、湖北、湖南、安徽、江苏、山东、云南、河南、四川、广东、广西、吉林、河北、福建、山西等耕地缺硼比例均大于60％。然而高硼含量也有显著影响^[3]。

2、土壤中硼的存在形式

硼几乎存在于所有的土壤中,其在土壤溶液中主要以硼酸分子（H₃BO₃）和离子（HBO₄^-）形式存在,但含量较少，大多以有机或无机形态在土壤固相中。根据其存在的形态可分为难溶性硼、缓效性硼、可溶态硼及有机态硼等几种形态,其中能固定在胶体表面的硼叫缓效性硼,能溶解于酸中或水中的硼称为可溶态硼,这种形态的硼在土壤中可以相互影响与转化。硼在土壤中的分类往往是规律性的,随着研究的深入,这种规律也将发生变化。目前,一些专家根据土壤中其它相似元素的分类规律,将土壤中的硼划分为溶于水的形态、特异性吸附态、非特异性吸附态、无定型铁铝氧化物闭蓄态、氧化锰闭蓄态、晶形氧化铝闭蓄态等。就植物对硼吸收和利用而言,在土壤中的大多数硼都不能被植物直接吸收，只有转化为有效硼才能被植物吸收利用。有些人以溶于水的硼来表示有效硼，还有些人以溶于酸的硼来表示有效硼，但从全面的角度来看,有效硼应包括溶于水的硼、溶于酸的硼及螯合溶态硼^[4]。

3、硼对植物幼苗的影响

硼是植物所需的一种重要的微量元素，人们早在19世纪就从植物中分离了硼，并在20世纪初证明了硼是植物生长的必需元素。此后，研究其在土壤中的化学行为以及植物和硼之间的相互作用一直在进行，但在所有必需元素中，硼元素的认识仍然是最少的^[5]。近年来，硼在土壤和植物中的研究更加密切，并取得了巨大的进步。土壤的化学性质与植物的相互作用，揭示了植物硼营养的真正机理，硼肥的合理应用，可以提高植物的产量以及对环境生态具有理论意义和现实意义。

无机营养物从外界到植物内部，往往是通过植物根部表皮、再从皮层进入内部，随后向上运输。植物对无机营养物吸收有两种方式，一种是细胞原生质胞间连丝连接组成的连续体进入细胞内,另一种是通过细胞膜以外区域组织的连续体进入细胞内，前者无机离子进入细胞内需要消耗能量是逆着电化势的,称之为主动吸收,而后者无机离子可顺着电化势不需要消耗能量，由介质溶液进入细胞内,称之为被动吸收。

植物吸收的硼主要是分子态的H₃BO₃是，但是具体吸收方式仍然存在很大的争议。大多数的研究表明，硼在植物根系中的摄取是被动吸收，吸收主要由水分蒸腾控制，随着水分蒸发并逐渐向上运输，植物地下部分吸收的硼与土壤中的硼存在着一定的线性关系，与植物蒸腾作用成正比，有人还发现植物体内多余的硼与细胞内多糖形成一种硼酸盐多糖复合体^[6]。但也有一些研究认为植物通过调节代谢吸收一些硼，并且，如果硼通过水的蒸腾对硼的吸收进行控制，我们将无法解释硼在环境和植物体内分配和吸收的巨大差异，从而在植物体内也存在着植物对硼的主动吸收。由此我们可以得出结论，植物体内即存在被动运输，也存在主动运输，以被动运输为主，主动运输比例很小。

在植物体内，硼主要参与糖的运转和代谢，并且与植物的组织细胞分裂关系密切。植物缺硼时，植物长不高、根部发育不全、花朵不健全、甚至导致植物死亡。硼过量时,影响叶片发育，发黄干枯。硼不是各种有机作物的主体的组成部分，但可以提高一些重要作物的生理功能。硼元素供应充足，植物生长茂盛，籽粒饱满，根系发达^[7]。硼可以影响植物细胞膜的功能，从而影响根细胞膜对营养物质的吸收。细胞膜的通透性、细胞膜和细胞壁的组成对敏感基因型作物中硼的大量积累和耐硼毒基因型作物对硼的抗性作用密切相关。在大豆植物生长时加入2.24g/m²的硼砂时发现大豆每株果实产量有所增加，但其他植物用相同的方法处理发现，植物叶片发黄，植株短小，且叶片面积下降^[7]。通过扩散作用使得硼酸通过细胞质膜磷脂双分子层和经过通道蛋白是硼酸进入植物根皮细胞的两种主要形式。细胞膜的组成、细胞膜对硼的透性、膜通道蛋白及其转运效率的差异是植物高效品种和低效品种对硼在植物体内吸收、运输和再利用方面影响巨大。硼的缺失显著地影响植物生长发育。黄益宗^[8]通过试验研究硼元素的不足的反应，包括细胞壁组成和生物膜结构与功能变化、糖类运输、酶活性的改变以及植物根、茎、叶和生殖生长的变化等，探讨了植物缺硼的影响，提出有效防止植物缺硼的对策。陈佳苏^[9]的研究表明,在广西平均0.161mg/kg红壤中有效硼含量为0.032-0.421mg/kg,平均0.150mg/kg，大化棕色石灰土中有效硼含量为0.010-0.404mg/kg。沿海、沙漠等地土壤中硼含量为0.040-0.278mg/kg,平均0.142mg/kg,在大豆、玉米上施用硼肥可以明显增加产量。

4、研究硼含量对植物幼苗的意义

硼是植物生长所必需的矿质营养,对植物的生长和发育至关重要,缺硼将导致植物损伤和发育不良。1850年硼被人们从植物中分离出来，到20世纪20年代才被人们从豌豆试验中证明出硼是植物生长和发育不可或缺的矿质营养。自那时以来,人们研究逐渐发现硼可以促进植物生殖生长，花粉管的萌发和伸长、提供营养、影响作物繁殖器官发育以及与碳水化合物的运输、转化以及糖分合成有关。缺硼对硼敏感作物常会伴有许多典型症状，例如新叶枯萎并陆续生长新芽又枯萎、节间缩短等。总而言之，缺硼对植物影响很大。目前，有80多个国家和地区共130种农作物种植在有效硼缺失的土壤上，严重影响植物果实的产量和品质。与其他国家对比，中国是缺硼的大国，缺硼严重影响了植物生长。第二次国家土壤普查显示我国土壤有效硼缺失面积高达4.98亿亩，其中耕地面积中硼缺失占总面积的34.5％。因此，在全球范围内的许多国家和地区对有效硼的缺失都非常重视，土壤中硼元素的缺失已经成为了制约农作物生长、产量和品质的重要因素。目前，对农作物施加硼肥是解决硼缺失的主要手段，然而适合作物生长的硼浓度范围狭小，硼肥过量的投加可能导致植物中毒、环境污染和资源浪费等问题。所以适当的添加硼肥和培育耐缺硼植物显得非常重要。在硼过高的南澳大利亚、北非和亚洲西部等降雨量低的碱性和盐碱土壤中，高硼土壤成为了制约农作物产量的重要因素^[10]。近年来，在辽、吉、青海、西藏等地区由于硼矿的大量开采以及硼酸，硼酸盐，硼砂的生产等和大量的使用富硼肥料，致使土壤中硼含量异常升高。辽宁丹东宽甸部分区域土壤中硼含量高出起始值的6倍就是很好的例子^[11]。土壤中硼过量对植物生长、农作物产量和品质具有抑制作用，因此，硼毒性的危害已经成为世界农业生产关注的重点。所以研究硼的施加量和提高植物耐硼性具有深远的意义。

综上所述，硼缺乏和硼过量都是作物生长和高产面临的严重问题。因此，在现有的环境下，寻找到合适的方法减少硼短缺和过量对植物的损害，是促进农作物提高产量所必要的。为了解决这个问题，通过硼对植物生理作用的研究，提高植物对硼的抗性，找出最合适的硼含量，从而探讨下低硼幼苗生长的条件，降低过量硼对植物幼苗的迫害，提高植物幼苗对硼浓度耐受的范围，这对高硼和缺硼良性循环的农业生产和农业生态系统具有重要意义。

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