江西农业学报２０１０，２２（１）：４２～４４　Ａｃｔａ　Ａｇｒｉｃｕｈｕｒａｅ　Ｊｉａｎｇｘｉ　

植物钛素营养研究进展　

杜娟　，许自成　，李志刚　，苏永士　，陈彦春　，汪孝国　

（ｉ．河南农业大学烟草学院，河南郑州４５０００２；２．河南省烟草公司三门峡市公司，河南ｚｌ＂１峡４７２０００）　

摘要：钛能促进植物对一些养分的吸收和运转，促进植物体内多种酶的活性，提高植物叶片中叶绿素的含量，提高作物　的产量，并能明显改善作物品质。分析了土壤中钛的来源、存在形态、含量及影响因素；综述了钛素营养在粮食作物、经济作　物、果树和蔬菜中的研究进展，提出了进一步加强对钛素营养研究的意义。　关键词：钛；土壤；植物；营养　中图分类号：Ｓ１４３．７文献标识码：Ａ文章编号：１００１—８５８１（２０１０）０ｌ一００４２—０３　

Ｓｔｕｄｙ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　Ｔｉｔａｎｉｕｍ　Ｎｕｔｒｉｅｎｔ　ｏｆ　Ｐｌａｎｔｓ　

ＤＵ　Ｊｕａｎ　，ＸＵ　Ｚｉ—ｃｈｅｎｇ。　，ＬＩ　Ｚｈｉ—ｇａｎｇ　，ＳＵ　Ｙｏｎｇ—ｓｈｉ　，ＣＨＥＮ　Ｙａｎ—ｃｈｕｎ　，ＷＡＮＧ　Ｘｉａｏ—ｇｕｏ　（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｔｏｂａｃｃｏ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｈｅｎａｎ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５０００２，Ｃｈｉｎａ；　２．Ｔｏｂａｃｃｏ　Ｃｏｍｐａｎｙ　ｏｆ　Ｓａｎｍｅｎｘｉａ　Ｃｉｔｙ。Ｈｅｎａｎ　Ｔｏｂａｃｃｏ　Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓａｎｍｅｎｘｉａ　４７２０００，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｉｔａｎｉｕｍ　ｃａｎ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｅ　ｔｈｅ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｏｍｅ　ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ　ｆｏｒ　ｐｌａｎｔｓ，ａｎｄ　ａｃｃｅｌｅｒａｔｅ　ｔｈｅ　ａｃｔｉｖｉｔｙ　ｏｆ　ｍａｎｙ　ｅｎｚｙｍｅｓ　ｉｎ　ｐｌａｎｔｓ．Ｉｔ　ｃａｎ　ａｌｓｏ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｏｆ　ｃｒｏｐｓ，ａｎｄ　ｉｎｃｒｅａｓｅ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｌ　ｉｎ　ｐｌａｎｔ　ｌｅａｖｅｓ　ａｎｄ　ｃｒｏｐ　ｙｉｅｌｄ．Ｔｈｉｓ　ａｒｔｉｃｌｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ｓｏｕｒｃｅ，ｅｘｉｓｔｅｎｔ　ｆｏｒｍ　ａｎｄ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｏｆ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ｉｎ　ｓｏｉｌ　ａｓ　ｗｅｌｌ　ａｓ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｔｉａｌ　ｆａｃｔｏｒｓ，ｓｕｍｍａ—　ｆｉｚｅｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ｎｕｔｒｉｅｎｔ　ｉｎ　ｇｒａｉｎ　ｃｒｏｐｓ，ｅｃｏｎｏｍｉｃ　ｃｒｏｐｓ，ｆｒｕｉｔ　ｔｒｅｅｓ　ａｎｄ　ｖｅｇｅｔａｂｌｅ，ａｎｄ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｆｕｒ－　ｔｈｅｒ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ｎｕｔｒｉｅｎｔ　ｈａｄ　ｇｒｅａｔ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｔｉｔａｎｉｕｍ；Ｓｏｉｌ；Ｐｌａｎｔ；Ｎｕｔｒｉｅｎｔ　－　

钛是地球表面分布最为广泛的元素之一，是地球上　

藏量第９位的元素，平均丰度为０．６　ｇ（ＴｉＯ：）／ｋｇ，在地壳　

中的含量约为０．６％　。虽未证实钛是植物生长所必　

需的营养元素，但钛在促进植物正常生长、提高作物产量　

和品质上具有明显的作用　。目前，钛素营养越来越　多地受到科技工作者的重视，已在粮食作物、经济作物、　

果树和蔬菜中开展相应的研究和应用。以下概述了钛素　

营养在植物科学中的研究进展。　

１土壤中的钛　

１．１钛的来源土壤中的钛来自成土母质和母岩，因而　

其含量受成土母质和土壤类型的影响。成土母质和母岩　

中的含钛矿物在风化的作用下发生变化而形成白钛石和　褐铁矿等，并在土壤成土作用过程中滞留于土壤中　Ｊ。土　

壤母质或母岩不同，其土壤全钛含量也不同。碱性火成岩　

（玄武岩　辉长石、石灰岩等）发育的土壤含钛量高，而酸胜火　

成岩（花岗岩、流纹岩等）发育的土壤含钛则较低　。就土壤　类型而言，轻质的有机质土含钛量最少，高度风化的热带土　

壤含钛最多，砖红壤、红壤和铁铝土的钛含量很高　。　

１．２钛在土壤中的存在形态及含量土壤中的钛主要　

以Ｔｉ　（ＴｉＯ，）存在，其含量的变幅较大，就全世界土壤　

而言，大部分土壤的全钛含量多在３．０～６．０　ｇ／ｋｇ之间，　平均值为４．６　ｇ／ｋｇ，我国土壤的钛含量为２～３６　ｇ／ｋｇ，平　

均含量为７　ｇ／ｋｇ，高于世界土壤平均钛含量”　。虽然土　

壤中全钛含量较高，但通常以氧化物或硅酸盐结合状态　存在，可溶性很低。已有研究表明，土壤中的可溶态钛仅　

为土壤全钛含量的万分之几　。　１．３影响土壤中钛含量的因素首先，钛在土壤中的移　

动性较弱，土壤中的钛具有极低的溶解度。土壤中钛含　

量的高低与土壤母质类型关系最为密切。其次，它在很　

大程度上受土壤的风化程度的影响　我国南方风化度高　的酸性土壤含钛一般较丰富，而北方的许多土壤中钛的　

含量则不足１　ｇ／　。此外，钛与土壤理化性质也有一定　

的关系，ｐＨ值与土壤可溶性钛显著负相关，一般来说，当　

土壤ｐＨ＜７时，可溶态钛含量多在１　ｍｇ／ｋｇ以上，相反，　当ｐＨ＞７时，可溶态钛含量大多在１　ｍｇ／ｋｇ以下；土壤有　

机质含量与可溶性钛含量之间也有密切关系，有机质含　

量高的土壤中可溶态钛含量也较高　。　

２植物钛素营养的作用与施用方法　

目前，并无资料证明钛是植物生长所必需的营养元　

素，且植株对土壤中钛的吸收利用率很低。钛在植物体　

内的含量约１．０～２０　ｍｇ（Ｔｉ）／ｋｇ，但不同作物之间的含量　差异极大。钛在植株体地上部的含量一般高于地下　

部　Ｊ，这表明植株对钛具有主动吸收的能力，同时也可以　

认为钛在植株体内具有较强的移动性。植物从土壤中吸　

收钛的主要形态目前还未有确切的报道，但从各种喷钛　

试验的效果看，在植物叶片上，明显表现为络合形式的钛　可被植物叶片所吸收。。　。　

国内外对植物中钛含量及其作用进行了大量的研　

收稿日期：２００９—１０—２３　基金项目：河南省烟草专卖局科技攻关项目（ＨＹＫＪ２００７１８）；三门峡烟草专卖局科技攻关项目（ＳＭＸ２００８０１）。　作者简介：杜娟（１９８５一），女，河南郑州人，在读硕士研究生，主要从事烟草质量评价。　通讯作者：许自成。

　１期　杜娟等：植物钛素营养研究进展　４３　

究　－５］，结果均表明：钛肥的施用能够增加植物叶片中叶绿　

素的含ｌ量，从而提高光合效率；促进植物对一些养分的吸　

收和运转；提高作物的抗逆性；激活植物体内多种酶；在提　

高作物的产量和改善作物的品质方面具有明显的作用。　

钛在土壤中的溶解度很低，在施入土壤后易转化为　

不溶性钛。因此，钛不宜直接施人土壤，通常采用叶面喷　

施的方式，也有采用种子处理（浸种和拌种）的方式。采　

用叶面喷施时，钛在作物上的最佳施用浓度大多在２～　

５０　ｍｇ／ｋｇ之间，低于５　ｍｇ／ｋｇ时对作物生长促进作用效　

果不明显，高于５０　ｍｇ／ｋｇ时可能会出现抑制作物生长；　

不同作物的最佳施用浓度不同，烤烟施用浓度一般为２０　

ｍｇ／ｋｇ；同种作物因施用时期及施用次数不同，其最佳施　

用浓度也不同。显然，施钛因作物种类、施用方法、土壤　

条件及气候等因素的不同而异。一般选择作物生长阶段　

的初期喷施钛化合物，在作物营养的最大效率期之前喷　钛，则能促进作物吸收更多的营养元素，从而提高其产量　

和品质　。　

３植物施钛研究进展　

３．１钛在粮食作物上的研究　

３．１．１施钛对小麦的影响小麦是一种在世界各地广　

泛种植的禾本科植物，是世界上总产量居第二（仅次于　玉米）的粮食作物。用钛制剂对小麦种子进行浸种后，　

其发芽率、发芽指数、幼芽干重、活力指数均明显增高，发　

芽率提高１２％～３０％，活力指数增加１７％－９４％　。　

小麦喷施含有钛的营养液后，对土壤中多种养分的吸　

收量增加，这种结果与钛促进植物根系生长、增加根量密　

切相关。小麦喷施钛肥可促进根系对土壤氮、磷、钾肥的吸　

收、运转和再分配。增加氮、磷、钾在籽粒中的积累。据测　

定，小麦对氮素的吸收速率和利用率分别提高２３．９％和　

１．７％，磷素提高１６％和５．３％，钾素提高１６．９％和０．６％　。　

用钛制剂进行拌种处理可减轻渗透胁迫对小麦幼　

苗的伤害，维持较高的ＳＯＤ、ＣＡＴ与ＡｓＡＰＯＤ活性和较　低的Ｈ：Ｏ：与膜瞻过氧化水平”　。这可能是由于钛能帮　

助小麦维持较强的活性氧清除系统的活力，从而在一定　

程度上维持了活性氧产生与清除间的动态平衡。叶面喷　施钛有利于小麦增产。在拔节期和抽穗期分别喷施浓度　

为５～２０　ｍｇ／ｋｇ的钛溶液，均有增产作用；其中以５　ｍｇ／　ｋｇ的效果最好，３年平均产量比对照增产６％　。　

３．１．２施钛对水稻的影响水稻是我国主要的粮食作　

物之一，播种面积占全国粮食作物的１／４，而产量则占一　

半以上。在水稻秧苗期喷施钛肥，可促进秧苗生长，表现　

为新根系增多，叶色深、茎粗、苗壮。分别在水稻本田分　蘖期、拔节期、齐穗期喷施钛肥，则有利于增加水稻有效　

分蘖、每穗粒数和千粒重，从而提高水稻产量　。杨春　雄等　研究指出，水稻在秧苗期和齐穗期叶面喷施１２　

ｍＬ／ｋｇ的钛液可增产１２％。但并不是钛肥浓度越高，水　

稻的生长发育越好。通过室内培养的方法，研究了不同　浓度的钛处理对水稻种子的发芽势、发芽率、初生根长、　

幼苗长、幼苗叶绿素含量及根系脱氢酶活性的影响，结果　

表明：低浓度的钛处理能在一定程度上促进水稻种子的　

萌发及幼苗的生长，提高叶绿素含量及根系脱氢酶的活　

性；但随着钛浓度的增高，水稻种子的萌发及幼苗的生长　

逐渐受到抑制，且根长受影响的程度大于芽长　。　

３．１．３施钛对玉米的影响我国玉米的播种面积很大，　

分布也很广，是我国北方和西南山区及其它旱作地区人民　

的主要粮食之一。用钛制剂浸种对玉米生育特性及产量　

的影响研究结果表明：钛肥浸种处理能使玉米种子较对照　

发芽率提高９．０个百允　，单株幼苗根数增加１．５根，根干　

重增加０．１２　ｇ、穗行数增加２．４行，穗粒数增加５７．２粒，生　

育期平均缩短３　ｄ，钛肥浸种处理具有极显著的增产作用，　

玉米产量比对照增加１２００　ｋｇ／ｈ瑚。，增产率为１３．７％　。　

玉米叶片喷施钛肥后，其叶片光合能力均得到不同　

程度的提高，抗环境胁迫能力增强，叶片质膜相对透性增　

加速率降低，叶片脯氨酸含量明显增高　，这说明钛肥　

具有稳定细胞膜的功能。由此可以看出，叶面喷施一定　

浓度的钛肥可以提高玉米幼苗的抗旱性。　３．２钛在经济作物上的研究　

３．２．１　施钛对烟草的影响　钛肥可以促进烤烟根系伸　

展、提高抗旱性，同时补充有益的钛营养，提高烟叶耐熟　

性，能选择性固定土壤有害重金属Ｐｂ、ｃｄ等，提高烟叶　

的安全性。苗期喷施钛肥，可使烟苗叶色浓绿，生长加　

快，有利于早假植、早移栽，为大田丰产打下基础；大田生　

长期喷施钛肥，烟株叶片增大，叶片数增多，抗赤星病能　

力增强。烤后烟叶颜色较深，上等烟比例增加，增产率为　４．４％，其产值比对照提高了１９．６％　。　

此外，纳米ＴｉＯ　还可以起到杀菌作用。纳米ＴｉＯ，　

是一种半导体光催化剂，在近紫外光的激发下，可以产生　

强的杀菌活性。在阳光下照射４　ｈ后，ＴｉＯ：对烟草青枯　

菌的杀菌率可达９０％以上　，说明用纳米ＴｉＯ　防治烟　

草青枯病具有一定的可行性。　’　

３．２．２施钛对甜菜的影响钛微肥对甜菜有增产、增加　

含糖量的作用，平均可增块根产量１２％左右，增加糖分　

０．６。左右　ｉ＿，且以育苗期拌种和叶面喷施效果较好。叶　

面喷钛肥对甜菜植株地上部生长有一定的促进作用。叶　

面喷施钛肥可以提高单株叶面积及叶面积指数，增加绿　

叶数并延长其绿叶寿命，叶色浓绿且有光泽，叶片肥厚且　较对照皱纹多，株高、鲜叶数等均较对照有明显优势，有　

利于提高叶片的光能利用率。　

大面积生产示范试验表明，叶面喷施钛肥２０　ｍｇ／ｋｇ　

的效果最佳。钛肥的小区试验与大面积生产示范试验结　

果表明：甜菜产量和质量得到大幅度的提高，其块根产　

量、含糖率、产糖量分别提高５．６％一２７．７％、０．１８％一　０．８６％、７，４％～３４．７％［　。　、　３．２．３施钛对大豆的影响

钛肥可明显提高大豆的株