浅议植物生长所必须的营养元素与其生理功能

浅议植物生长所必须的营养元素与其生理功能

一、植物生长所必须的元素

科学研究表明，健全的植物体内含有几十种元素，但作为植物必需的营养元素是少数的，它们要具备三个标准：(1)该元素对所有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其生活周期(即由种子萌发到开花、结实，又形成种子的过程)：(2)缺乏这种元素后，植物会表现出特有的症状，其他任何一种化学元素均不能代替其作用，只有补充这种元素后症状才能减轻或消失：(3)这种元素必须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。

综合这三条标准才能被确定为是植物必需的营养元素。根据植物学家多年的研究表明，植物必需的营养元素有16种：碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)，镁(Mg)、硫(S)、铁(Fe)、硼(B)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、氯(CL)。各必需植物营养元素在植物体内含量差别很大，一般可根据植物体内含量的多少而划分为大量营养元素和微量营养元素。大量营养元素一般占植物干物质重量的0.1%以上，有碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁和硫共9种；微量营养元素的含量一般在0.1%以下，最低的只有0.lmg/kg(0.lppm)，它们是铁、硼、锰、铜、锌、钼和氯7种。

除上述植物生长必需的16种营养元素外，还有一些矿质元素，它们对植物生长有刺激作用，但不是必需的，或只对某些植物种类或在特定条件下是必需的，这些元素被称为有益元素。如钠(Na)，对某些盐土植物(如盐蓬)是必需的；硅(Si)是水稻生长所必需的：钻(Co)是豆科植物产生固氮所必需的。另外；如镍(Ni)、硒(Se)、铝(AL)对某些植物也有一定的有益作用。试验证明在一些作物上施用钛(Ti)肥和稀土也有一定的增产效果。随着科学技术的发展，还会发现更多的有益元素。植物对以上营养元素的吸收是通过根和叶从土壤中和空气中吸收的。

一、必需营养元素的主要生理功能

植物对各种营养元素的需要量尽管不一样，但各种营养元素在植物的生命代谢中各自有不同的生理功能，相互间是同等重要和不可代替的。了解了各种元素的生理功能对于科学施肥、实现优质高产具有重要的意义。

(1)碳、氢、氧碳、氢、氧三种元素在植物体内含量量多，占植物干重的90%以上，是植物有机体的主要组成，它们以各种碳水化合物，如纤维素、半纤维素和果胶质等形式存在，是细胞壁的组成物质。它们还可以构成植物体内的活性物质，如某些纤维素和植物激素。它们也是糖、脂肪、酸类化合物的组成成份。此外，氢和氧在植物体内生物氧化还原过程中也起到很主要的作用。由于碳、氢、氧主要来自空气中的二氧化碳和水，因此一般不考虑肥料的施用问题。但塑料大棚和温室要考虑施用CO2肥，但需注意CO2的浓度应控制在0.1%以下为好。

(2)氮氮是植物体内许多重要有机化合物的成份，在多方面影响着植物的代谢过程和生长发育。氮是蛋白质的主要成份，是植物细胞原生质组成中的基本物质，也是植物生命活动的基础。没有氮就没有生命现象。氮是叶绿素的组成成份，又是核酸的组成成份，植物体内各种生物酶也含有氮。此外，氮还是一些维生素(如维生素B1、B2、B6等)和生物碱(如烟碱、茶碱)的成份。由于土壤中氮的供应不足，所以我们常需施氮肥，尤其随着高产、优质工程的进行，我们更应注意氮肥的施用。

(3)磷磷是植物体内许多有机化合物的组成成份，又以多种方式参与植物体内的各种代谢过程，在植物生长发育中起着重要的作用。磷是核酸的主要组成部分，核酸存在于细胞核和原生质中，在植物生长发育和代谢过程都极为重要，是细胞分裂和根系生长不可缺少的。磷是磷脂的组成元素，是生物膜的重要组成部分。磷还是其他重要磷化合物的组成成份，如腺三磷(ATP)，各种脱氢酶、氨基转移酶等。磷具有提高植物的抗逆性和适应外界环境条件的能力。

(4)钾钾不是植物体内有机化合物的成份，主要呈离子状态存在于植物细胞液中。它是多种酶的活化剂，在代谢过程中起着重要作用，不仅可促进光合作用，还可以促进氮代谢，提高植物对氮的吸收和利用。钾调节细胞的渗透压，调节植物生长和经济用水，增强植物的抗不良因素(旱、寒、病害、盐碱、倒伏)的能力。钾还可以改善农产品品质。

(5)钙、镁、硫钙能稳定生物膜结构，保持细胞完整性，在植物离子选择性吸收、生长、衰老、信息传递以及植物抗逆性方面有重要作用。镁是叶绿素的组成成份，叶绿素a和叶绿素b中都含有镁，对植物的光合作用、碳水化合物的代谢和呼吸作用具有重要意义。硫是构成蛋白质和酶的不可缺少的成份。

(6)微量元素铁是合成叶绿素所必需的，与光合作用有密切的关系。硼能促进碳水化合物的正常运转，促进生殖器官的形成和发育，促进细胞分裂和细胞伸长，提高豆科植物的固氮能力。锰在植物体内的作用主要是通过对酶活性的影响来实现的，所以锰又叫催化元素。铜是植物体内许多氧化酶的成份，或是某些酶的活化剂，参与许多氧化还原反应，它还参与光合作用，影响氮的代谢，促进花器官的发育。锌是某些酶的成分或活化剂，锌通过酶的作用对植物碳、氮代谢产生广泛的影响并参与光合作用，参与生长素的合成，促进生殖器官发育和提高抗逆性。钼是固氮酶和硝酸还原酶的成份，氮代谢和豆科植物共生固氮都少不了钼，钼还能促进光合作用。氯参与植物光合作用，调节气孔的开闭，增强作物对某些病害的抑制能力。

刘忠新(黑龙江省绥棱县农业技术推广中心152200)

刘莉梅(黑龙江省绥棱县第一中学生物组152200)