珲春到朝鲜:高等作物必需的营养元素

1、高等作物必需的营养元素

  在植物体内经常可以检测到70多种化学元素，但国际公认的高等植物生长发育所需的必需营养元素仅有16种，它们是碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、钾（K）、钙（Ga）、镁（Mg）、硫（S）、铁（Fe）、硼（B）、锰（Mn）、铜（Cu）、锌（Zn）、钼（Mo）、和氯（Cl）。按植物对它们需要量的多少，可分为大量营养元素、中量营养元素和微量营养元素。大量营养元素包括碳、氢、氧、氮、磷、钾；中量营养元素有钙、镁、硫；微量元素包括铁、硼、锰、铜、锌、钼和氯。

  据研究，确定为植物必需营养元素的3个条件是：

（1）、这种元素对植物的营养生长和生殖生长应该是必不可少的，当它完全缺乏时，植物就不能完成其生命周期；

（2）、植物对这种元素的需要是专一的，其它元素不能代替它的作用，缺乏这种元素，植物会出现特殊的缺乏症状，只有满足这种元素，症状才会消除；

（3）这种元素必须在植物体内起直接作用，而不仅仅是起改善植物生长环境的间接作用。

 2、土壤是植物的“养分库”

植物正常生长所需的必需营养元素有两个主要来源：一是从空气中获得二氧化碳和从水分中获取氢和氧。二是通过根系从土壤中吸取各种矿质营养元素，输送到植物各个部位，以供所需。

应该指出，由于豆科植物（如大豆、花生等）根上长有许多根瘤，根瘤中的根瘤菌有固定空气中氮素的特殊本领，它可以部分解决其自身所需氮素的来源。

由此可见，土壤是作物吸收养分的重要来源，把土壤叫做植物营养的“养分库”是很形象的。但是这个“库”中的养分无论是数量上或是形态上，都很难完全满足作物对营养的需要。所以，农业生产上需要通过合理施肥来解决：作物需肥多而土壤共肥不足的矛盾。总之，合理施肥是提高作物产量的重要手段。

3、氮磷钾---“肥料三要素”

就作物而言，尽管90%以上的干物质是由碳、氢、氧三个元素组成的，而土壤所供给的养分在数量上仅占5%，但除特殊情况（如遇旱、涝年份）外，大田作物不会因为缺少碳、氢、氧而减产，相反，影响作物产量的往往是由土壤供给的那一小部分，特别是氮磷钾三种营养元素，作物对它们的需要量大，而大多数土壤中有效态的氮磷钾养分的数量却不丰富，在供需之间有明显差距。农业生产时间证明，为了提高作物产量，常需要通过施用化学肥料来调节土壤和作物间养分供需矛盾。实践证明，施用氮磷钾肥料后，作物往往有明显的增产效果。所以，人们称氮磷钾为“肥料三要素”。这就是我国化肥工业一直非常重视氮磷钾肥料生产的原因。

4、大量营养元素对植物生长发育的主要生理作用

植物必需的大量营养元素包括碳、氢、氧、氮、磷、钾六种。它们在植物生长发育过程中起着十分重要的生理作用。现简要地说明如下：

⑴碳、氢、氧：  它们是植物体内各种重要有机化合物的组成元素，如碳水化合物、蛋白质、脂肪和有机酸等；植物光合作用的产物——糖是由碳、氢、氧构成的，而糖是植物呼吸作用和体内一系列代谢作用的基础物质，同时也是代谢作用所需能量的原料；氢和氧在植物体的生物氧化还原过程中也起着很重要的作用。

⑵氮：  蛋白质和核酸中都含有氮素，而蛋白质又是构成原生质的基本物质。氮是叶绿素的组成成分。叶绿素是高等绿色植物进行光合作用不可缺少的物质；氮也是植物体内多种酶的成分。酶是一种催化剂，如同发面时用的“起子”一样，能控制体内各种生物化学反应的过程；一些维生素和生物碱中也含有氮素。

⑶磷：  磷是细胞核和核酸的组成成分；核酸在植物生活和遗传过程中有特殊作用；磷脂中含有磷，而磷脂是生物膜的重要组成部分；腺三磷成分中有磷酸，而腺三磷是植物体内能量的中转站，积极参与能量代谢作用；磷是植物体内各项代谢过程的参与者，如参与碳水化合物的运输、蔗糖、淀粉及多糖类化合物的合成；磷有提高植物抗旱、抗寒等抗逆性和适应外界环境条件的能力。

⑷钾：  钾是光合作用中多种酶的活化剂，能提高酶的活性，因而能促进光合作用；钾能提高植物对氮素的吸收和利用，有利于蛋白质的合成；钾具有控制气孔开、闭的功能，因此有利于植物经济用水；钾能促进碳水化合物的代谢，并加速同化产物向贮藏器官中运输；钾能增强植物的抗逆性。如抗旱、抗病等。

作为肥料三要素的氮磷钾，是首先应该充分供应的养分。要发挥其它养分的作用，也需要在氮磷钾充足的基础上才有可能。由此可见，施用氮磷钾肥的重要性。

 5、中量营养元素对植物生长发育的主要生理作用 

  植物必需的中量营养元素包括钙、镁、硫3种。它们在植物生长发育过程中也起着十分重要的生理作用，现简要说明如下：

  ⑴钙：  钙是质膜的重要组成成分，有防止细胞液外渗和早衰的作用；钙是构成细胞壁不可缺少的物质。缺钙时，影响细胞的分裂和新细胞形成；钙是某些酶的活化剂，例如淀粉酶；钙中有中和酸性和解毒的作用，如草酸钙的形成，对细胞的渗透调节十分重要。

  ⑵镁：  镁是叶绿素的组成成分，缺镁时植物合成叶绿素受阻；镁是糖代谢过程中许多酶的活化剂；镁能促进磷酸盐在体内的运转：它参与脂肪的代谢和促进维生素A和维生素C的合成。

  ⑶硫：  有三种氨基酸中含有硫，因此它是蛋白质的组成成分；缺硫时蛋白质形成受阻；在一些酶中也含有硫，如脂肪酶、脲酶都是含硫的酶；硫能提高豆科作物的固氮效率；硫参与植物体内的氧化还原过程；硫对叶绿素的形成有一定的影响。

  随着农业生产的发展和作物单产的不断提高，植物对中量营养元素的需要量日益增多。由于施用高浓度单质磷肥和复混肥料的数量增加，在一些地区及某些作物上陆续出现缺乏中量营养元素的症状。因此，施用含钙、镁、硫的肥料，对提高作物产量十分必要。

6.微量营养元素对植物生长发育的主要生理作用

  植物所需的微量营养元素共有7种，即铁、硼、锰、铜、锌、钼和氯。它们的生理作用可归纳为以下几个方面：

  ⑴某些酶的成分  大多数微量元素都是某些酶的组成成分。如铁是细胞色素氧化酶，过氧化氢酶，过氧化物酶的成分；锰是某些脱氢酶、羧化酶、激酶、氧化酶的成分；铜是多种氧化酶的成分；锌是碳酸酐酶的成分；钼是硝酸还原酶的成分。

  ⑵参与体内碳氮代谢  微量营养元素积极参与植物体内碳水化合物和蛋白质的代谢作用。如硼能促进碳水化合物的运输，有利于蛋白质的合成，并能促进籽粒的受精作用；锰能促进氨基酸合成肽，有利于蛋白质合成，也能促进肽水解成氨基酸，并运往新生的组织和器官；锌与碳水化合物的转化有关，也能促进蛋白质的合成；铜对氨基酸活化及蛋白质合成有促进作用；以及钼能促进豆科作物固氮。

  ⑶与叶绿素合成及稳定性有关  铁是合成叶绿素时所必需。植物缺铁会导致叶绿素体结构破坏，锰直接参与光合作用过程中水的光解；叶绿素中含有较多的铜，它不仅与叶绿素合成有关，而且能提高叶绿素稳定性，避免叶绿素过早的被破坏。

  ⑷参与体内的氧化还原反应  铁与有机化合物结合后，能提高其氧化还原能力，以调节体内氧化还原状况；铜是植物体内很多氧化酶的成分，它以酶的方式积极参与体内氧化还原反应；锰参与氧化还原反应，影响硝酸还原作用。

  ⑸促进生物固氮  钼能促进豆科作物固氮。豆科作物缺钼表现为根瘤发育不良，根瘤少且小，降低固氮能力。铜对共生固氮作用也有影响。当植物缺铜时，根瘤内的末端氧化酶的活性降低，而使固氮能力下降。

⑹促进生殖器官的发育  硼对作物生殖器官的发育有特殊的作用。它能刺激植物花粉的发育和花粉管的伸长，有利于籽粒受精。甘蓝型油菜的“花而不实”，棉花的“蕾而不花”，小麦的“穗而不实”，花生的“有壳无仁”以及果树的坐果率低、果实畸形都是缺硼的表现。

  总之，尽管作物对微量营养元素的需要量很少，但它们所起的生理作用却很重要。目前全国缺乏微量元素的农田面积有逐年增加的趋势。但是微肥的合理施用尚未引起广大农民足够的重视。从养分平衡和平衡施肥的角度来看，合理施用微肥将是进一步提高作物产量的重要措施，迪种宝就是应运而生的螯合态大、中、微量元素多元复合肥料。

 7、各种营养元素对作物是同等重要和不可代替的

   植物所需的16种必需营养元素，在植物生长发育过程中具有同等重要和不可代替的关系。充分理解这个道理，对于合理施肥具有十分重要的指导意义。尽管植物体内各种营养元素的含量差异很大，有的相差可达十倍、百倍、千倍，有的相差还要大，但它们各自担负的营养生理作用却是独特的、相互之间是不可代替的。因此，对作物来讲，各种营养元素是同等重要和不可代替的。例如，不能认为植物体内含量多的氮磷钾就重要，而含量少的微量元素就不重要；也不能用多施氮肥来代替磷、钾肥。同样的道理，也不能因为施用了氮磷钾肥料，就不用施用微肥了。应该认识到这是指导合理施肥，实现高产、优质、高效综合目标的一个基本原则。

8、营养元素的相互作用及它与施肥的关系

  作物通过根系从土壤溶液中吸收养分，要受土壤溶液中各种离子的影响。这些养分离子间的相互作用对根系吸收养分的影响极其复杂，主要有养分离子间的拮抗作用和协同作用，

（1）、拮抗作用：所谓养分离子间的拮抗作用是指在土壤溶液中某种养分离子的存在，能抑制植物对另一种或多种养分离子的吸收。这对作物吸收养分是不利的。

  生产上这样的例子很多，例如，在酸性土壤中氮肥施用量不宜过多，否则铵离子浓度过高时，作物吸收钙离子就困难；在缺钾的沙性土中，氮肥与钾肥应配合施用，但钾肥施用一次不能过多，因为钾离子对钙、镁和铵的吸收也会产生拮抗作用。钾施多了，会引起植物缺钙、缺镁。此外，硝酸根离子与磷酸根离子之间拮抗作用在生产上也是存在的。因此，施用硝态氮肥时，应重视增施磷肥。作物缼磷时，由于过量施用磷肥而诱发作物缺锌也是拮抗作用的典型例证。

（2）、协同作用：所谓养分离子的协同作用是指某种养分离子的存在，能促进根系对另一些养分离子的吸收。这对作物吸收养分是有利的。

  阴离子对阳离子的吸收一般都具有协同作用，如氮肥与磷肥配合施用即是一例。这是因为磷能促进作物体内碳水化合物的运输，有利于氨基酸的合成，氨基酸进一步合成蛋白质。

  总之，了解营养元素之间的相互作用并在农业生产中加以应用；通过合理施肥的措施，充分利用离子的协同作用，避免出现拮抗作用，就能达到增产的目的。