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植物組成及必需營養元素的概念

作者:聯業  時間:2017-10-31 08:49  人氣:

1、必需營養元素的確定方法與定義 
       要了解植物正常生長發育需要什么養分,首先要知道植物體的養分組成。新鮮植物體一般含水量為70%-95%,并因植物的年齡、部位、器官不同而有差異。葉片含水量較高,其中又以幼葉為最高,莖桿含水量較低,種子中則更低,有時只含5%。新鮮植物經烘烤后,可以獲得干物質,在干物質中含有無機和有機兩類物質。干物質燃燒時,有機物在燃燒過程中氧化而揮發,余下的部分就是灰分,是無機態氧化物
       人們早就認識到,植物不僅能吸收它所必需的營養元素,同時也會吸收一些它并不需要、甚至可能有毒的元素。因此,確定某種營養元素是否必需,應該采取特殊的研究方法,即在不供給該元素的條件下進行溶液培養,以觀察植物的反應,根據植物的反應來確定該元素是否必需。
       1939年,阿隆(Arnon)和(Stout)提出了確定必需營養元素的三條標準:
       ①這種化學元素對所有植物的生長發育是不可缺少的。缺少這種元素就不能完成其生命周期,對高等植物來說,即由種子萌發到再結出種子的過程。
       ②缺乏這種元素后,植物會表現出特有的癥狀,而且其它任何一種化學元素均不能代替其作用,只有補充這種元素后癥狀才能減輕或消失。
       ③這種元素必須是直接參與植物的新陳代謝,對植物起直接的營養作用,而不是改善環境的間接作用。

2、必需營養元素的分類 
       到目前為止,國內外公認的高等植物所必需的營養元素有16種。它們是碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、硼、錳、銅、鋅、鉬和氯。
       必需營養元素在植物體內的含量相處很大(表2-1),一般可根據植物體內含量的多少劃分為大量營養元素和微量營養元素。大量營養元素含量一般占干物質重量 的0.1%以上,它們是碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂和硫9種,微量營養元素的含量一般在0.1%以下。有的只含0.1mg/,它們是鐵、硼、錳、銅、 鋅、鉬和氯7種。
      上述必需營養元素在植物體內的含量常受到植物種類、年齡以及環境中其它礦質元素含量等因素的影響,尤其是環境條件的影響,可使體內各種營養元素的含量發生很大的變化。在植物組織中常出現某些微量元素含量明顯超過其生理需要量,例如鐵、錳的含量能接近植株中硫或鎂的含量,這主要是環境條件影響的結果。應該指出,植物各器官中營養元素的含量并不能完全反應植物對這些養分的實際需要量,尤其是一些非必需營養元素常常是被動吸收植物體內的。
       在必需營養元素中,碳和氧來自空氣中的二氧化碳;氫和氧來自水,而其它的必需營養元素幾乎全部都是來自土壤。只有豆科作物有固定空氣中氮氣的能力,植物的葉片也能吸收一部分氣態養分,如二氧化硫等。由此可見,土壤不僅是植物生長的介質,而且也是植物所需礦質養分的主要供給者。實踐證明,作物產量水平常常受 土壤肥力狀況的影響,尤其是土壤中有效態養分的含量對產量的影響更為顯著。

3、最小養分律的概念 
       “最小養分律”是德國化學家李比希在1843年提出來的。李比希根據自己創立的礦質營養學說,成功地制造了一些化學肥料以后,為了保證最有效地利用這些肥 料,他在實驗的基礎上,又進一步提出了最小養分律。現在美國雜志上常常提到的限制因子論就是從最小養分律發展起來的。它的內容是:作物產量受數量最小的養 分所控制,產量的高低隨著這種養分的多少而變化,所謂最小養分就是指土壤當中最缺乏的那一種營養元素,作物為了生長必須要吸收各種養分,但是決定作物產量 的卻是土壤中那個相對含量最小的有效植物生長因子,產量在一定限度內隨著這個因素的增減而相對變化,因而無視這個限制因素的存在,即使繼續增加其它營養成 分也難以再提高作物的產量。
       最小養分律可以形象地用養分桶來說明(如圖),組成桶的最短的木條(代表最小養分)決定了桶中所能容納的水量(代表產量)。應用最小養分律指導施肥時應注意的是:最小養分律中所說的最小養分,并不是土壤中絕對數量最少的那種養分,而是指相對于作物的需要來說最少的那種養分。最小養分也不是固定不變的,當一種最小養分得到補充和改善以后,另一種原來不是最小養分的營養元素可能會成為限制作物產量的新的最小養分,繼續增加最小養分以外的其它養分,難以提高產量,降低施肥的經濟效益。

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