土壤与作物营养（一）：植物必需的营养元素大全

土壤与作物营养（一）：植物必需的营养元素大全

一、植物的组成和必需营养元素的概念

要了解植物正常生长发育需要什么养分，首先要知道植物体的养分组成。新鲜的植物体一般含水量为70%~95%，并因植物的年龄、部位、器官不同而有差异。叶片含水量较多，其中又以幼叶最高，茎秆含水量较低，种子中则更低，有时只含5%。新鲜植物经烘烤后，可获得干物质，在干物质中含有无机和有机两类物质。干物质燃烧时，有机物被氧化而挥发，余下的部分就是灰分，是无机态氧化物。用化学方法测定得知，植物灰分中至少有几十种化学元素，但是经生物试验证实，植物体内所含的化学元素并非全部都是植物生长发育所必须的营养元素。因为，植物不仅能吸收它所必需的营养元素，同时也会吸收一些它并不必需、甚至可能是有毒的元素。

1939年Arnon和Stout提出了确定必需营养元素的3个标准：

（1）      这种化学元素对所有高等植物的生长发育是不可缺少的。缺少这种元素植物就不能完成生命周期。对高等植物来说，即由种子萌发再到结出种子的过程。

（2）      缺乏这种元素后，植物会表现出特有的症状，而且其他任何一种化学元素均不能替代其作用，只有补充这种元素后症状才能减轻或消失。

（3）      这种元素必需是直接参与植物的新陈代谢，对植物起直接的营养作用，而不是改善环境的间接作用。

符合这些标准的化学元素才能成为植物必需营养元素，其它的则是非必需营养元素。但是在非必需营养元素中有一些元素，对特定植物的生长发育有益，或为某些种类植物所必须，如藜科植物需要钠；豆科植物需要钴；蕨类植物和茶树需要铝；硅藻和水稻都需要硅；紫云英需要硒等。只是限于目前的科学技术水平，尚未证实它们是否为高等植物普遍所必须。所以，这些元素称为有益元素。

二、必需营养元素的分组和来源

到目前为止，国内外公认的高等植物必需营养元素有16种。它们是碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）、硫（S）、铁（Fe）、硼（B）、猛（Mn）、铜（Cu）、锌（Zn）、钼（Mo）和氯（Cl）。

各种必需营养元素在植物体内的含量差别很大，一般可根据植物体内含量的多少划分为大量营养元素、中量营养元素和微量营养元素。大量营养元素平均含量占干物重的0.5%以上，它们是碳、氢、氧、氮、磷、钾；中量营养元素的平均含量占干物重在0.1%~0.5%，它们是钙、镁和硫；微量营养元素的平均含量一般在0.1%一下，它们是铁、硼、猛、铜、锌、钼和氯。

在必需营养元素中，碳和氧来自空气中的二氧化碳；氢和氧可来自水，而其它的必需营养元素几乎全部是来自土壤。由此可见，土壤不仅是植物生长的介质，而且也是植物所需矿物质养分的主要供给者。实践证明，作物产量水平常常受土壤肥力状况的影响，尤其是土壤中有效态氧分的含量对产量的影响更为显著。

三、必需营养元素的一般营养功能

从生理学观点来看，可以把必需营养元素按照各元素的生物化学作用和生理功能进行划分。K.Mengel和E.A.Kirkby（1982）把植物必须营养元素分为4组，并指出其主要功能如下：

（1）       包括C、H、O、N和S，它们是构成有机物的主要成分，也是酶促反应过程中原子团的必需元素。这些元素能在氧化还原反应中被同化。C、H、O在光合作用过程中被同化成有机物，氢在氧化还原反应中起重要作用。C，H，O，N和S同化为有机物的反应是植物新陈代谢的基本过程。

（2）       包括P、B、（Si），它们都以无机阴离子或酸分子的形态被植物吸收。它们可与植物体中的羟基化合物进行酯化作用生成磷酸酯、硼酸酯等；磷酸酯还参与能量转换反应。

（3）       包括K、（Na）、Ca、Mg、Mn和Cl，它们以离子的形态被植物吸收，并以离子形态存在于细胞的汁液中，或被吸附在非扩散的有机酸根上。这些离子有的能构成细胞渗透压，有的能活化酶，或成为酶和底物之间的桥梁。

（4）        包括Fe、Cu、Zn和Mo，它们主要以螯合态存在于植物体内，除Mo以外也常常以配合物或螯合物的形态被植物吸收。这些元素大多数可通过原子价的变化传递电子。此外Ca，Mg，Mn也可被螯合，它们与第3组元素间没有很明显的界限。

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