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植物營養元素

標籤:植物

1簡介

植物正常生長發育所需要的營養元素有必需元素和有益元素之分;必需元素中又有大量(亦稱常量)元素和微量元素之分。
必需元素指植物正常生長發育所必需而不能用其他元素代替的植物營養元素。根據植物需要量的多少,必需元素又分為必需大量元素和必需微量元素。
必需大量元素有碳(C)、氫(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、硫(S)、鉀(K)、鎂(Mg)、鈣(Ca)、硅(Si)(最新的植物生理學中說Si是新增的大量元素)
必需微量元素有鐵(Fe)、錳(Mn)、鋅(Zn)、銅(Cu)、硼(B)、鉬(Mo)、氯(Cl)、鈉(Na)、鎳(Ni) (最新的植物生理學中說Na、Ni是新增的微量元素)。
大量元素與微量元素雖在需要量上有多少之別,但對植物的生命活動都具有重要功能,都是不可缺少的。
必需元素的生理功能可概括為:構成植物體內有機結構的組成成分,參與酶促反應或能量代謝及生理調節。如纖維素、單糖和多糖中含有碳、氫、氧;蛋白質中含有碳、氫、氧、氮、磷、硫;某些酶中含有鐵或鋅;Mg2+和K+是兩種不同的酶的活化劑;K+和Cl-對滲透調節具有重要作用,等等。
有益元素指一些植物正常生長發育所必需而不是所有植物必需的元素。如鈷等。
硅是稻、麥、甘蔗等禾本科植物所必需的,對番茄、黃瓜、菜豆、草莓等也有一定作用。缺硅會使植物生殖生長期的受精能力減弱,降低果實數和果重。
鈷是豆科植物固氮及根瘤生長所必需的;鎳在豆科植物氮代謝中有重要功能。
除可促進某些植物的生長發育外,有的有益元素可代替某種必需元素的部分生理功能。如對於某些嗜鈉植物(甜菜等),Na+可以在滲透調節等方面代替K+的作用。當K+供應不足時,Na+可以取代K+。

2主要營養元素的生理功能

植物對各種營養元素的需要量儘管不一樣,但各種營養元素在植物的生命代謝中各自有不同的生理功能,相互間是同等重要和不可代替的。了解了各種元素的生理功能對於科學施肥、實現優質高產具有重要的意義。
(1)碳、氫、氧碳、氫、氧三種元素在植物體內含量量多,占植物乾重的90%以上,是植物有機體的主要組成,它們以各種碳水化合物,如纖維素、半纖維素和果膠質等形式存在,是細胞壁的組成物質。它們還可以構成植物體內的活性物質,如某些纖維素和植物激素。它們也是糖、脂肪、酸類化合物的組成成份。此外,氫和氧在植物體內生物氧化還原過程中也起到很主要的作用。由於碳、氫、氧主要來自空氣中的二氧化碳和水,因此一般不考慮肥料的施用問題。但塑料大棚和溫室要考慮施用CO2肥,但需注意CO2的濃度應控制在0.1%以下為好。
(2)氮氮是植物體內許多重要有機化合物的成份,在多方面影響著植物的代謝過程和生長發育。氮是蛋白質的主要成份,是植物細胞原生質組成中的基本物質,也是植物生命活動的基礎。沒有氮就沒有生命現象。氮是葉綠素的組成成份,又是核酸的組成成份,植物體內各種生物酶也含有氮。此外,氮還是一些維生素(如維生素B1、B2、B6等)和生物鹼(如煙鹼、茶鹼)的成份。
(3)磷磷是植物體內許多有機化合物的組成成份,又以多種方式參與植物體內的各種代謝過程,在植物生長發育中起著重要的作用。磷是核酸的主要組成部分,核酸存在於細胞核和原生質中,在植物生長發育和代謝過程都極為重要,是細胞分裂和根系生長不可缺少的。磷是磷脂的組成元素,是生物膜的重要組成部分。磷還是其他重要磷化合物的組成成份,如腺三磷(ATP),各種脫氫酶、氨基轉移酶等。磷具有提高植物的抗逆性和適應外界環境條件的能力。
(4)鉀鉀不是植物體內有機化合物的成份,主要呈離子狀態存在於植物細胞液中。它是多種酶的活化劑,在代謝過程中起著重要作用,不僅可促進光合作用,還可以促進氮代謝,提高植物對氮的吸收和利用。鉀調節細胞的滲透壓,調節植物生長和經濟用水,增強植物的抗不良因素(旱、寒、病害、鹽鹼、倒伏)的能力。鉀還可以改善農產品品質。
(5)鈣、鎂、硫鈣能穩定生物膜結構,保持細胞完整性,在植物離子選擇性吸收、生長、衰老、信息傳遞以及植物抗逆性方面有重要作用。鎂是葉綠素的組成成份,葉綠素a和葉綠素b中都含有鎂,對植物的光合作用、碳水化合物的代謝和呼吸作用具有重要意義。硫是構成蛋白質和酶的不可缺少的成份。
(6)微量元素鐵是合成葉綠素所必需的,與光合作用有密切的關係。硼能促進碳水化合物的正常運轉,促進生殖器官的形成和發育,促進細胞分裂和細胞伸長,提高豆科植物的固氮能力。錳在植物體內的作用主要是通過對酶活性的影響來實現的,所以錳又叫催化元素。銅是植物體內許多氧化酶的成份,或是某些酶的活化劑,參與許多氧化還原反應,它還參與光合作用,影響氮的代謝,促進花器官的發育。鋅是某些酶的成分或活化劑,鋅通過酶的作用對植物碳、氮代謝產生廣泛的影響並參與光合作用,參與生長素的合成,促進生殖器官發育和提高抗逆性。鉬是固氮酶和硝酸還原酶的成份,氮代謝和豆科植物共生固氮都少不了鉬,鉬還能促進光合作用。氯參與植物光合作用,調節氣孔的開閉,增強作物對某些病害的抑制能力。

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