硼资源以及硼肥在农业中的应用

硼，一个常被忽视的微量元素，在植物生长中扮演着至关重要的角色。它不仅是植物细胞壁结构的重要组成部分，还能促进糖分运输、提高作物抗病能力。然而，硼资源在全球分布极不均匀，我国富矿较少，硼资源分布不均，硼资源的应用和研究显得尤为重要。今天，我们将通过《肥料与健康》2024年第6期的文章《硼资源以及硼肥在农业中的应用》带大家深入了解硼元素在农业中的重要性，以及如何通过科学施用硼肥保障粮食安全。

全球硼矿资源非常丰富，但分布极不均匀，拥有硼矿资源的国家不多，高度集中在土耳其、俄罗斯、美国、智利和中国等5个国家。2021年，这5个国家的硼矿资源在全球硼资源中的占比分别约为89.3%、2.9%、2.9%、2.6%和1.8%，储量之和超过全球总储量的99%；土耳其硼矿储量排名第一，比10年前增长19倍；其他4个国家的硼矿储量接近，且10年间各国硼矿储量变化不明显；中国硼矿储量位列世界第五。

我国硼资源丰富，硼储量仅次于土耳其、美国、俄罗斯和智利，位列世界第五。我国硼矿成因类型较多，各类硼矿的矿物成分十分复杂，富矿较少，贫矿偏多；共生、伴生矿物多，由于矿内杂质多，导致开发利用程度偏低。截至2016年底，我国发现硼矿产地216处，其中大型及以上硼矿产地有38处，中小型有104处，矿点有74处。我国硼矿共有未沉积变质型、盐湖卤水型、地下卤水型、接触交代型、沉积型和矽卡岩型等6类。我国硼矿资源分布集中，青海、辽宁和西藏三地的硼储量占全国储量的近97%，其中青海省占65%，辽宁省占29.4%，西藏自治区占2.77%。辽宁省的硼矿主要为沉积变质型，以硼镁铁矿和硼镁石矿为主；同时，辽宁省也是我国最大的硼化物生产基地，主要分布在凤城、宽甸、大石桥等3个地区。

硼是一种微量营养元素，在植物的细胞壁结构、膜稳定性、糖运输、碳水化合物代谢、核酸代谢、吲哚乙酸代谢中起重要作用。土壤调查表明，我国70%以上的土壤缺硼。随着种植业结构的调整、作物产量的提高以及施肥制度的变化等，我国农田土壤缺硼的问题进一步加重。

植物所需的硼元素主要来源于土壤，植物缺硼最常用的处理方法是施用硼肥，目前叶面施肥和种子施肥被经常使用。由于硼缺乏与硼中毒之间的跨度较小，土壤中硼的含量会对植物的健康发育产生负面影响，硼中毒已成为全球干旱、半干旱土壤中限制植物生长的重要病害，因此每次添加硼元素时应调整其剂量。一些重要的经济作物，如小麦、大麦、水稻，对硼毒性或微量硼缺乏很敏感。缺硼可以通过向农田中添加硼元素得以解决，但土壤中硼元素含量过高可能会引起株高降低和茎部伸长、幼苗出苗延迟、生长缓慢和产量下降等更严重的问题。

充足的硼，能降低大麦的空粒发生率，将产量提高5.5%；能增加穗长和植物色素含量，抑制小麦的不育概率。1972年和1973年，黑龙江省约4万hm²小麦几乎全部歉收的主要原因就是缺硼，小麦比水稻和玉米更容易因缺乏硼元素而遭受产量损失。同时，硼中毒也会影响小麦生长和产量。Seth等的研究发现，过量的硼将影响和改变小麦的生化成分和酶活性，从而导致植物生长受到影响和产量下降。

谷物如玉米在生殖发育过程中对硼缺乏特别敏感。Durbak指出，玉米无穗基因的生长缺陷可以通过外源性施用硼来修复。研究结果表明，玉米无穗基因介导硼向茎尖的递送，强调了硼定向运输对营养和生殖分生组织发育的重要性。外源施用硼肥让玉米烂穗的分生组织、发育不全的器官和存在缺陷的细胞壁得到部分或完全恢复，表明硼是玉米花序发育所需的主要结构成分。

施用硼肥可以改善水稻水分关系、叶绿素含量、形态、产量相关性状、籽粒品质；种子灌种、叶面施用和土壤施用硼肥均能提高水稻叶片叶绿素含量。Rashid也指出了水稻中硼肥施用不足会降低稻米品质，影响其市场价格。

棉花缺硼的主要症状是叶柄上形成棕色环。Li等的研究证明了棉花缺硼会显著降低叶片的气孔导度、光合速率和蒸腾速率，从而阻碍棉花的光合作用。因此，缺硼阻碍了叶柄的运输功能和叶片的光合作用，导致在棉花幼苗叶柄上形成明显的棕色环。硼会影响土壤中其他植物养分的有效性和吸收。施用硼肥后，棉花叶片、芽和种子对P、N、K、Zn、Fe、Cu的吸收和转运明显增加。

在作物种类中，甘蓝型油菜对硼的需求量很高，对硼很敏感。白雪等的研究表明：在施硼量逐渐增加时，油菜各项指标呈先上升后下降的趋势；施硼量达22.50 kg/hm²时，油菜籽粒产量、脂肪含量、产油量均达到最大值；但施硼量增加至45.00 kg/hm²时，油菜籽粒产量比不施硼减产8.76%，说明硼含量过高会使油菜受到毒害，影响油菜产量。