全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2008, 34(7): 1273−1279 http://www.chinacrops.org/zwxb/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

基金项目: 国家科技支撑计划(2006BAD10A01-2); 教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET-06-0107); 福建省科技厅攻关项目(2005N020)
作者简介: 姜照伟(1973−), 男, 湖南宁乡人, 博士, 副研究员, 主要研究方向: 作物高产栽培及生理生态。Tel: 0591-83403205; E-mail: jiangzw
1973@163.com
*
通讯作者(Corresponding authors): 黄元仿, Tel: 010-62732963; E-mail: yfhuang@china.com; 翁伯琦, Tel: 0591-87884600; E-mail: bo-
qiweng@yahoo.com.cn
Received(收稿日期): 2007-08-27; Accepted(接受日期): 2007-12-16.
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2008.01273
喷施和土施镧对圆叶决明生长影响的比较
姜照伟 1,2 翁伯琦 3,* 黄元仿 1,* 王义祥 3 应朝阳 3
(1 中国农业大学资源与环境学院, 北京 100094; 2 福建省农业科学院水稻研究所, 福建福州 350019; 3 福建省农业科学院农业生态研究
所, 福建福州 350013)
摘 要: 以豆科牧草圆叶决明为材料, 采用盆栽试验比较喷施和土施镧对材料生长的影响。结果表明, 施镧能显著增
加圆叶决明叶片的叶绿素含量、叶面积和干物重。在各取样时期, 圆叶决明地上部的干物重, 喷施处理以 Y2 (500 mg
L−1)最高, 比对照增加 15.91%~20.03% (P＜0.05); 土施处理以 Y8 (1 000 mg L−1)最高, 比对照增加 14.28%~17.42% (P
＜0.05)。在各取样时期, 圆叶决明根干物重, 喷施处理以 Y2最高, 比对照增加 19.88%~25.34% (P＜0.05); 土施处理
以 Y8 最高, 比对照增加 21.41%~27.03% (P＜0.05)。在同一施镧水平上, 喷施的干物质积累和土施的并无显著差异,
并且最高干物质积累的 Y2和 Y8处理之间也无显著差异。由此看来, 喷施效果更好, 使用量小, 更加经济和环保, 土
施量比喷施量提高 1~2 倍即可。随着镧施用量的增加, 圆叶决明植株各部位的镧含量也增加。但土壤中镧的背景浓
度较高, 施用量相对非常低, 圆叶决明吸收的量不多, 故施用前后土壤镧含量变化不大。
关键词: 镧; 圆叶决明; 生长; 生理特性
Comparison of Effects of Lanthanum Application on Growth by Spraying
and Soil Dressing in Chamaecrista rotundifolia
JIANG Zhao-Wei1,2, WENG Bo-Qi3,*, HUANG Yuan-Fang1,*, WANG Yi-Xiang3, and YING Zhao-Yang3
(1 College of Resources and Environment, China Agricultural University, Beijing 100094; 2 Rice Research Institute, Fujian Academy of Agricultural
Sciences, Fuzhou 350019, Fujian; 3 Agriculture Ecology Research Institute, Fujian Academy of Agricultural Sciences, Fuzhou 350013, Fujian, China)
Abstract: Few studies have been concerned in physiological effects of REEs on forages, and the mechanism of action by rare
earth elements (REEs) is still not clear. The studies on the action of REEs soil application to crop are still rare. A pot experiment
was conducted to study the effects of spray application and soil application of lanthanum (La) on growth of leguminous grass
Chamaecrista rotundifolia in order to provide theoretical reference for reasonable applications of REEs in agriculture. The results
showed that both methods obviously increased the chlorophyll content of leaf, leaf area and dry matter weight of C. rotundifolia.
At each sampling date, the shoot dry matter weight of Y2 treatment was the highest for spray application, with 15.91–20.03%
(P<0.05) higher than the control. The shoot dry matter weight of Y8 treatment was the highest for soil application, with
14.28–17.42% (P<0.05) higher than the control. At each sampling date, the root dry matter weight of Y2 treatment was the highest
for spray application, with 19.88–25.34% (P<0.05) higher than the control. The root dry matter weight of Y8 treatment was the
highest for soil application, with 21.41–27.03% (P<0.05) higher than the control. At the same La application rate, the dry matter
accumulation showed no significant difference between spray application and soil application. Furthermore, the highest dry matter
accumulation also showed no significant difference between Y2 and Y8 treatments. Judging from this, spray application was more
effective with lower application rate, lower cost and more environmental protection than soil application. The reasonable La ap-
plication rate for soil application REEs was 1–2 times of that for spray application. The concentration of La in each part of C.
rotundifolia plant increased with the increase of La application rate. The concentration of La in soil changed little, because the
background concentration was high, the application rate was very low and the uptake rate by C. rotundifolia was low.
Keywords: La; Chamaecrista rotundifolia; Growth; Physiological characteristics.
1274 作 物 学 报 第 34卷

有研究认为稀土元素对农作物有增产作用 [1-2],
也有研究认为没有增产作用 [3], 但稀土元素还是逐
渐应用于农业生产。经过半个世纪的探索, 特别是
近年来的多学科合作, 已经确信微量稀土元素作为
生理活性物质, 具有增加产量、改善品质的作用。
熊炳昆等[4]研究表明, 适时适量施用稀土, 对水稻、
小麦、玉米等作物都有增产效果, 平均增长幅度可
达 5%~15%。但稀土元素施用量多大才对作物有益,
有着不同结论[5-7]。关于稀土元素对作物叶片光合机能
的影响, 一般认为, 适当浓度的稀土元素可以提高作
物叶片叶绿素含量及光合速率, 促进光合作用[8-9]。
多年来, 稀土微肥在农业生产中的应用, 大都
以喷施法为主。但近年来在实际应用中将其加到碳
铵、氮磷钾复合肥或尿素等大化肥中, 作为基肥直
接施入土壤[10], 这类土施法的稀土元素施用量一般
为喷施法的 10倍以上。但是, 直到现在对于稀土施用
于土壤还没有限制, 稀土元素在土壤中的积累是很有
可能的。稀土肥料中的稀土元素比一般土壤库中的更
可溶、更有活力, 因此, 引起更直接的环境效应。
镧是商业稀土肥料的主要成分之一 (9.3%)[11],
并且在地球上的蕴藏量较高, 是稀土元素中含量较
高的元素。同时它又是稀土元素中化学性质最活泼
的元素。镧元素在稀土元素中水合离子半径最小 ,
生物活性最高且副作用最小[12]。
上述研究表明, 稀土元素作用机理仍不太清楚,
对牧草的生理效应的研究更不多见。并且以往的研
究多数在水培条件或大田喷施下得到的, 关于稀土
元素土施作用于作物的研究还很少, 土壤环境与溶
液差别很大, 喷施与土施效果是否一致。稀土元素
施用量多大为宜, 尚未明确。因此本试验对比研究
了喷施和土施稀土元素镧对圆叶决明生长以及叶片
光合指标和干物质积累的影响以及镧在土壤和牧草
植株中的含量分布, 以期为当前南方山坡草业生产
中农用稀土肥料的合理施用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 供试材料
豆科牧草圆叶决明 (Chamaecrista rotundifolia
cv. CPI86134)。
1.2 试验处理
试验于 2005 年在福建省农业科学院农业生态
研究所进行。圆叶决明于 2005 年 4 月 24 日播种。
每盆定株 3丛, 盆径 27 cm, 高 33 cm, 装土 10 kg。
土壤为山地红壤, 取自福州北郊。土壤田间持水量
28.2%, pH 5.04, 含有机质 11.0 g kg−1、全氮 0.039%、
碱解氮 35.01 mg kg−1、速效磷 4.71 mg kg−1、缓效钾
154.69 mg kg−1、速效钾 69.86 mg kg−1、交换性钙
249.80 mg kg−1、交换性镁 32.62 mg kg−1。每盆施 0.34
g尿素(N 27.6 kg hm−2)、2.39 g过磷酸钙(P2O5 50 kg
hm−2)和 0.38 g氯化钾(K2O 40 kg hm−2)。根据 2004
年预备试验的结果, 喷施 500 mg L−1 LaCl3的处理地
上部干物重最高, 故设不施镧为对照处理(CK, 0 mg
L−1 LaCl3), 喷施设 Y1(250)、Y2(500)、Y3(750)和
Y4(1 000 mg L−1 LaCl3) 4个处理, 土施设 Y5(250)、
Y6(500)、Y7(750)和 Y8(1 000 mg L−1 LaCl3) 4个处
理。于圆叶决明分枝盛期(2005年 8月 16日)进行土
施处理, 一次性施入 LaCl3溶液。喷施 LaCl3的总量
与土施相同, 于土施同期和 15 d后各喷施一半。第
2次喷施处理后, 每隔 15 d取一次样, 共取 5次, 每
个处理重复 3次, 设 15盆, 试验共 135盆。
1.3 测定项目与方法
用 SPAD-502叶绿素仪(日本生产)测定叶绿素含
量, 以 SPAD值表示。用 AM200叶面积仪(英国生产)
测定绿叶面积。用 FBS/P230 根系测量系统(英国生
产)测定根长。用电感耦合高频等离子体原子发射光
谱仪(ICP-AES, 英国生产)测定镧含量。样品采回后,
分解为茎、根、叶、荚, 先在 105 ~110℃ ℃下杀青 2
h, 然后在 75℃下烘干至恒重称重。
2 结果与分析
2.1 圆叶决明干物质积累
喷施和土施镧条件下, 圆叶决明地上部干物质积
累 (表 1), 随着时间的延长不断增加, 处理后 75 d达
最大值。在各取样时期, 喷施处理均以 Y2最高, 分
别比对照增加 20.03%、19.66%、17.82%、17.29%和
15.91%(P＜0.05)。统计分析表明 , 处理后 15、30
和 45 d, Y1、Y3和 Y4处理与对照间并无显著差异,
与 Y2处理也无显著差异。处理后 60、75 d, Y3处
理与对照间差异显著。土施处理以 Y8 最高, 分别
比对照增加 17.42%、16.30%、15.26%、14.28%和
15.07%(P＜0.05)。统计分析表明, 处理后 15、30
和 60 d, Y5、Y6和 Y7处理与对照间并无显著差异,
与 Y8处理也无显著差异。处理后 45 d, Y8处理与
Y5处理间差异显著。处理后 75 d, Y7处理与对照
间差异显著, Y7、Y8处理与Y5处理间差异显著, 说
明施 La后需要经过一定时期后对作物的作用才表现
第 7期 姜照伟等: 喷施和土施镧对圆叶决明生长影响的比较 1275


表 1 不同处理圆叶决明地上部干重的动态变化
Table 1 Dynamic change of shoot dry matter weight in C. rotundifolia with different treatments (g pot-1)
处理后天数 Days after treatment 处理
Treatment 15 d 30 d 45 d 60 d 75 d
CK 30.71±2.72 b 41.71±4.45 c 50.05±3.77 b 50.71±3.50 c 51.84±0.98 b
Y1 32.96±2.74 ab 45.17±2.51 abc 53.96±2.33 ab 54.52±2.32 abc 55.80±3.02 ab
Y2 36.86±2.61 a 49.91±2.27 a 58.97±2.19 a 59.48±3.05 a 60.09±2.63 a
Y3 35.41±1.65 ab 47.29±3.67 abc 55.66±3.32 ab 56.64±4.15 ab 58.63±3.07 a
Y4 33.36±2.70 ab 44.96±2.89 abc 53.94±3.01 ab 54.82±2.79 abc 56.72±3.02 ab
Y5 32.26±2.98 ab 43.39±1.34 bc 51.71±1.40 b 52.66±1.76 bc 52.95±2.68 b
Y6 33.36±1.31 ab 45.23±2.80 abc 53.61±2.30 ab 54.27±1.62 abc 55.11±1.37 ab
Y7 34.86±2.97 ab 46.39±5.41 abc 55.41±4.20 ab 55.86±1.87 abc 58.29±3.48 a
Y8 36.06±1.68 a 48.51±2.07 ab 57.69±3.24 a 57.95±2.96 ab 59.65±3.29 a
同列中标有不同字母的值在 0.05水平上差异显著。
Values followed by a different letter are significantly different at the 0.05 probability level.

出来。除 1 000 mg L−1 LaCl3施用量外, 在同一施镧
水平上, 喷施的地上部干物重要高于土施的, 但并
无显著差异。并且最高干物质积累的喷施处理(500
mg L−1 LaCl3)和土施处理(1 000 mg L−1 LaCl3)之间
也无显著差异。由此看来, 土施稀土元素的量比喷
施的量提高 1~2 倍即可, 这不仅有利于促进圆叶决
明生长, 而且可以避免稀土元素在土壤中的过多积
累, 影响生态环境。
根系不仅具有固定植株、贮藏及合成物质的作用,
更重要的是作为主要吸收器官不断地从土壤中吸收水
分、矿物质和其他必需物质, 保证茎、叶正常生长发
育。牧草产量的高低, 在很大程度上取决于根系的发
育状况。根系发达、活性强是高产的基础。
同对地上部的影响相类似, 镧对圆叶决明根系
也有促进作用(表 2)。圆叶决明根系随生育期向前推
进而不断生长, 处理后 45 d达最大值, 之后下降。
在各取样时期, 喷施处理以 Y2最高, 分别比对照增
加 24.43%、23.20%、19.88%、23.51%和 25.34%(P
＜0.05)。统计分析表明, 处理后 15、30和 45 d, Y1、
Y3和Y4处理与对照间并无显著差异, 与Y2处理也
无显著差异。处理后 60 d, Y2处理与 Y1处理间差异
显著。处理后 75 d, Y3 处理与对照间、Y2 处理与
Y1 处理间差异显著。土施处理以 Y8 最高, 分别比
对照增加 25.65%、24.00%、21.41%、25.28%和 27.03%
(P＜0.05)。统计分析表明, 处理后 15、30 d, Y5、
Y6、Y7 处理与对照间无显著差异, 与 Y2 处理也无
显著差异。处理后 45 d, Y7处理与对照间差异显著。
处理后 60、75 d, Y7处理与对照间、Y8处理与 Y5
处理间差异显著。与对地上部影响不同的是, 除 500
mg L−1 LaCl3施用量外, 在同一施镧水平上, 喷施的
根干重要低于土施的, 但差异不显著。同时也说明
了镧对根系生长的影响要比地上部大。

表 2 不同处理圆叶决明根干重的动态变化
Table 2 Dynamic change of root dry matter weight in C. rotundifolia with different treatments (g pot−1)
处理后天数 Days after treatment 处理
Treatment 15 d 30 d 45 d 60 d 75 d
CK 5.73±0.72 b 6.25±1.08 b 6.54±0.56 c 6.21±0.39 d 5.92±0.54 d
Y1 6.23±0.59 ab 6.73±0.54 ab 6.80±0.56 bc 6.56±0.67 cd 6.28±0.73 cd
Y2 7.13±0.93 a 7.70±0.57 a 7.84±0.89 ab 7.67±0.86 ab 7.42±0.42 ab
Y3 6.76±0.35 ab 7.29±0.15 ab 7.60±0.56 abc 7.20±0.47 abcd 7.12±0.67 abc
Y4 6.33±0.58 ab 6.69±0.88 ab 6.87±0.51 abc 6.84±0.60 abcd 6.79±0.49 abcd
Y5 6.40±0.19 ab 6.78±0.24 ab 6.84±0.38 abc 6.64±0.30 bcd 6.39±0.52 bcd
Y6 6.66±0.24 ab 6.84±0.22 ab 7.10±0.45 abc 6.96±0.33 abcd 6.87±0.51 abcd
Y7 6.83±0.80 ab 7.43±0.81 ab 7.70±0.63 ab 7.32±0.65 abc 7.16±0.49 abc
Y8 7.20±0.62 a 7.75±1.05 a 7.94±0.52 a 7.78±0.60 a 7.52±0.44 a
同列中标有不同字母的值在 0.05水平上差异显著。
Values followed by a different letter are significantly different at the 0.05 probability level.

1276 作 物 学 报 第 34卷

2.2 圆叶决明叶片光合指标
本质上植物的干物质生产是植物叶片吸收太阳
光能, 进行光合作用, 合成有机物质的过程。因此,
在一定程度上, 叶片是决定植物干物质生产的重要
因素。表 3显示, 圆叶决明叶面积在处理后 45 d达
最大值, 之后下降。镧对牧草叶面积影响明显, 施镧
处理与对照相比, 维持了较高的叶面积, 这可能是
干物质生产相应增加的主要原因之一。在各取样时
期, 喷施处理叶面积均以 Y2最高, 分别比对照增加
18.71%、19.73%、17.66%、20.85%和 18.48% (P＜
0.05)。统计分析表明, 处理后 15、30和 45 d, Y1、
Y3和Y4处理与对照间无显著差异, 与Y2处理也无
显著差异。处理后 60、75 d, Y3处理与对照间差异
显著。土施处理叶面积以 Y8最高, 分别比对照增加
16.97%、18.11%、16.04%、19.28%和 16.80% (P＜
0.05)。统计分析表明, 处理后 15、30和 45 d, Y5、
Y6和Y7处理与对照间无显著差异, 与Y8处理也无
显著差异。处理后 60 d和 75 d, Y8处理与 Y5处理间差
异显著。除 1 000 mg L−1 LaCl3施用量外, 在同一施镧水
平上, 喷施的叶面积要高于土施的, 但并无显著差异。
植物体进行光合作用时, 主要依赖于叶片中主
要的细胞器－叶绿体, 而叶绿体中的叶绿素在光合
作用中起决定性的作用。镧对圆叶决明叶片叶绿素
含量的影响见表 4。不论喷施还是土施均显著增加
了圆叶决明叶片的叶绿素含量, 在处理后 45 d达最
大值 , 之后迅速下降。喷施处理在 0~500 mg L−1
LaCl3范围内, 叶片叶绿素含量随施镧水平的升高而
升高, 在 Y2处理达最高。当超过 500 mg L−1 LaCl3
时, 叶片叶绿素含量下降。土施处理叶片叶绿素含
量随施镧水平的升高而升高, 在 Y8处理达最高。

表 3 不同处理圆叶决明叶面积的动态变化
Table3 Dynamic change of leaf area in C. rotundifolia with different treatments (cm2 pot−1)
处理后天数 Days after treatment 处理
Treatment 15 d 30 d 45 d 60 d 75 d
CK 3569.42±397.13 c 3770.65±436.75 b 4063.46±305.87 c 3620.80±272.63 c 3463.75±26.34 c
Y1 3814.46±165.74 abc 4153.85±204.43 ab 4327.63±225.27 abc 3899.06±142.94 abc 3718.06±210.26 abc
Y2 4237.32±312.95 a 4514.48±592.52 a 4781.05±114.91 a 4375.83±461.54 a 4103.74±162.84 a
Y3 4003.68±297.12 abc 4343.80±301.64 ab 4558.35±82.97 abc 4220.96±409.76 ab 3912.68±344.43 ab
Y4 3890.72±235.05 abc 4190.55±218.28 ab 4415.87±333.02 abc 3933.39±267.84 abc 3751.56±171.44 abc
Y5 3716.02±174.85 bc 3979.81±212.19 ab 4215.72±334.14 bc 3805.77±112.14 bc 3667.66±240.13 bc
Y6 3827.49±158.22 abc 4119.87±212.64 ab 4358.28±21.07 abc 3878.46±46.77 abc 3725.45±152.84 abc
Y7 3963.62±271.43 abc 4284.40±389.91 ab 4470.54±215.61 abc 4151.80±163.65 ab 3855.35±207.68 abc
Y8 4175.22±162.76 ab 4453.70±255.29 a 4715.37±456.06 ab 4318.76±192.19 a 4045.49±241.68 ab
同列中标有不同字母的值在 0.05水平上差异显著。
Values followed by a different letter are significantly different at the 0.05 probability level.

表 4 不同处理圆叶决明叶片叶绿含量的动态变化
Table 4 Dynamic change of leaf chlorophyll content in C. rotundifolia with different treatments (SPAD)
处理后天数 Days after treatment 处理
Treatment 15 d 30 d 45 d 60 d 75 d
CK 25.40±1.11 c 28.81±3.95 c 29.67±3.24 b 26.65±0.97 b 19.13±1.40 b
Y1 27.23±2.66 abc 31.02±2.52 abc 31.90±1.47 ab 28.46±1.75 ab 20.57±0.32 ab
Y2 30.97±1.21 a 35.48±2.09 a 36.27±2.16 a 32.25±1.88 a 23.37±2.14 a
Y3 29.07±1.72 abc 33.23±1.15 abc 33.90±1.29 ab 30.44±2.13 ab 21.93±1.47 ab
Y4 26.93±3.18 abc 30.96±2.02 abc 32.17±2.70 ab 28.71±1.65 ab 20.37±1.63 ab
Y5 26.13±3.74 bc 30.07±1.82 bc 31.13±1.31 b 27.09±1.24 b 19.70±1.72 b
Y6 27.17±1.69 abc 30.99±1.37 abc 32.00±2.95 ab 28.44±2.43 ab 20.43±1.43 ab
Y7 28.70±0.35 abc 32.68±4.30 abc 33.70±3.37 ab 30.21±2.83 ab 21.63±2.06 ab
Y8 30.27±1.27 ab 34.76±1.64 ab 36.07±1.45 a 31.97±2.49 a 22.87±0.98 a
同列中标有不同字母的值在 0.05水平上差异显著。
Values followed by a different letter are significantly different at the 0.05 probability level.
第 7期 姜照伟等: 喷施和土施镧对圆叶决明生长影响的比较 1277


2.3 镧在土壤和圆叶决明植株中的含量及分布
特征
收获时稀土元素镧在土壤和圆叶决明植株中的
含量分布特征见表 5。随施镧量的增加, 根部镧含量
也增加, 并在较高施镧浓度时根镧含量与对照间差
异显著。在同一施镧水平上, 喷施的根部镧含量低
于土施的, 但无显著差异。
经喷施处理的圆叶决明植株叶片中, 镧含量显
著增加。土施处理的叶片镧含量随 LaCl3 施用量的
增加而增加, 但只有 Y8 处理与对照的差异达显著
水平。在同一施镧水平上, 喷施的叶片镧含量显著
高于土施的。
经喷施处理的植株茎部与对照相比, 镧含量也
有较为明显的增加。土施处理的茎部镧含量随 LaCl3
施用量的增加而增加, 但只有 Y8 处理与对照的差
异达显著水平。在同一施镧水平上, 喷施的茎部镧
含量显著高于土施的。
圆叶决明荚镧含量很低, 随 LaCl3 施用量的增

表 5 收获期镧在土壤和圆叶决明植株中的含量分布
Table 5 Concentration and distribution of La in soil and plant of C. rotundifolia at harvest (mg kg−1)
土壤 Soil 植株部位 Plant organs 处理
Treatment 本底+施镧量
Background+La application rate
试验后
After test
根
Root
叶
Leaf
茎
Stem
荚
pod
CK 117.60±0.17 a 117.40±0.29 a 200.50±13.50 c 10.35±1.95 d 20.00±2.10 f 3.34±0.55 a
Y1 117.66±0.21 a 117.42±0.31 a 215.50±8.50 bc 14.15±1.15 bc 24.95±0.45 bcd 3.83±0.80 a
Y2 117.72±0.24 a 117.44±0.34 a 221.00±9.54 abc 15.00±1.00 b 26.50±3.00 abc 3.91±0.41 a
Y3 117.78±0.28 a 117.50±0.42 a 228.00±15.72 ab 15.95±0.88 ab 27.70±2.30 ab 4.20±0.71 a
Y4 117.84±0.29 a 117.56±0.39 a 238.50±12.50 ab 18.85±2.20 a 29.05±2.85 a 4.40±0.10 a
Y5 117.66±0.20 a 117.44±0.25 a 218.33±9.07 abc 11.00±1.32 cd 21.15±0.65 ef 3.46±0.33 a
Y6 117.72±0.22 a 117.47±0.32 a 226.00±19.00 ab 12.75±2.41 bcd 22.90±0.80 def 3.58±0.15 a
Y7 117.78±0.24 a 117.51±0.32 a 232.50±6.50 ab 13.20±2.84 bcd 23.25±1.65 cdef 3.71±0.77 a
Y8 117.84±0.27 a 117.55±0.28 a 239.50±10.50 a 14.20±1.18 bc 24.40±0.40 bcde 3.83±0.84 a
同列中标有不同字母的值在 0.05水平上差异显著。
Values followed by a different letter are significantly different at the 0.05 probability level.

加而增加, 但喷施与土施之间、各处理之间以及各
处理与对照之间均无显著差异。
种植圆叶决明后 , 各处理土壤中镧的含量在
117.40~117.56 mg kg−1之间, 无显著差异。由于土壤
中镧的背景浓度较高(117.60 mg kg−1), 而施用量相
对非常低(0.16~0.24 mg kg−1), 圆叶决明吸收的量不
多, 故施用前后土壤镧含量变化不大。
3 讨论
喷施 LaCl3浓度<500 mg L−1时, 圆叶决明地上
部和根系的生长随施 LaCl3 水平的升高而增加, 在
500 mg L−1 达到最高, 之后开始下降; 土施 LaCl3,
地上部和根系的生长随施用浓度的升高而增加。说明
施用镧对牧草的生长有促进作用, 这与大多数研究结
果相一致[1,14-15], 而与少数研究结果有所不同[16-17]。但
是, 稀土元素对作物的负效应, 经常在施用量较高
的条件下发生的。差异的产生可能是施用方式、施
用量、其他营养元素、作物类型、土壤 pH值、土壤
的螯合以及土壤 Eh等因素引起的[18-19]。外源稀土进
入土壤后, 随时间的进程, 各形态的含量在不断地
发生变化[20]。砖红壤、黄棕壤、黑土和黑钙土中, 外
源稀土主要以无定形结合态和有机结合态存在, 交
换态稀土含量不到 10%; 而在土壤 pH和无定形氧化
铁、锰含量均低的红壤中, 外源稀土主要以交换态
和氧化锰结合态存在, 土壤中交换态稀土的比例随
外源稀土加入量的增加而升高[21]。正如大多数在溶
液中的重金属元素, 稀土元素浓度超出有机体忍耐
能力太多, 将会对植物造成毒害和负作用。在低浓
度, 稀土元素起了一个类似于微量元素的作用, 而在
高浓度产生毒害现象[22-23]。一般说来, 低浓度 La3+促
进作物生长以及增加产量, 但高浓度 La3+则抑制[13]。
稀土元素与钙的特性相似, 其离子半径(0.096~0.115
nm)与Ca离子半径(0.099 nm)相似, 所以稀土元素的
许多化学性质与钙相一致。稀土元素在有机体中位
于 Ca 的同一结合位点, 因此, 表现了与 Ca 相似的
作用效果 [24]。稀土元素尤其是 La3+与钙非常相似,
甚至可以把它叫做“超级钙”。
稀土元素对植物光合作用的影响是与叶绿体的
1278 作 物 学 报 第 34卷

发育、叶绿素含量及酶活性相关联的。稀土元素处理
过的小麦植株, 其叶绿体数量和微管密度增加[25]。魏
幼璋等[26]报道, 油菜施用 CeCl3 和 Nd(NO3)3, 叶绿
素含量增加了 9%~40%。施用稀土能延长作物叶片
的功能期[27]。稀土元素对植物体内叶绿素的形成起
作用[8, 28]。研究[9, 29]认为, 一定浓度的稀土元素可促
进植物 PS II 蛋白复合体活性及加快光合电子传递
的速率 , 从而促进整个光能转换和光化学反应过
程。本研究表明, 施用镧显著增加了叶片的叶绿素
含量 , 促进了圆叶决明的生长 , 叶面积相应增大 ,
最终显著增加了圆叶决明的干物重。
施用稀土元素, 不可避免使其大量进入生态系
统。稀土元素将在土壤和作物中积累, 进入食物链。
因此, 环境科学家正在关注稀土元素的使用[30-31]。
近年来, 长期施用稀土元素的负面影响[32-33]以及稀
土元素广泛应用于工农业而造成将来环境污染可能
性的上升[34]越来越受到关注。例如, 关注稀土元素
对土壤生态系统完整性危害[32,35]。从目前有限的资
料来看, 稀土元素污染不太可能引起严重的环境问
题。因为, 稀土元素的施用浓度太低, 不足以引起生
态毒性。在中国, 以目前推荐施用量, 稀土元素大尺
度地农用也不太可能引起大的环境问题。试验表明,
随着稀土施用量的增加, 圆叶决明植株各部位的稀
土元素镧含量也增加。种植圆叶决明后, 各处理土
壤中镧的含量变化不大, 施用的外源镧有可能被作
物全部吸收、带走, 也对作物吸收带走的土壤内源
镧进行了补充。但在较高施用量喷施、土施处理中,
有可能使稀土元素在土壤中积累, 使土壤环境发生
改变。
4 结论
施用镧显著增加了叶片的叶绿素含量和叶面积,
最终显著增加了干物重, 促进了生长。不论是喷施
还是土施, 镧均能促进圆叶决明地上部和根系的生
长, 显著增加地上部的干物质重。喷施效果更好, 使
用量小, 更加经济和环保。随着镧施用量的增加, 圆
叶决明植株各部位的镧含量也增加。但土壤中镧的
背景浓度较高, 而施用量相对非常低, 圆叶决明吸
收的量不多, 故施用前后土壤镧含量变化不大。
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