一、植物生长所需的条件和必要元素

从植物的组成探讨植物生长所需的元素

1、什么是必要元素(养分)?

植物体中存在着近60种不同元素。然而其中大部分元素并不是植物生长发育所必需。植物生长发育必需的元素只有16种，这就是碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、钙、镁、铁、锰、锌、铜、钼、硼和氯。人们将这16种元素称为必要元素。它们之所以被称为必要元素，是因为缺少了其中任何一种，植物的生长发育就不会正常，而且每一种元素不能互相取代，也不能由化学性质非常相近的元素代替。

植物所必需的16种元素中，碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、钙、镁等9种元素，植物吸收量多，称为大量元素；铁、锰、锌、铜、钼、硼和氯等7种元素，植物吸收量少，称为微量元素。

16种必要元素中的碳、氢、氧来自大气和水，其余元素均靠植物根系从土壤中吸收。每种元素的化合物形态很多，但根系只能吸收其自身可以利用的化合物形态，例如，对于氮元素来说，大多数植物只能吸收铵态氮(NH4—N)和硝态氮(NO3—N)，又如磷元素，植物主要利用的形态是正磷酸盐(H3PO4)。因此了解植物对元素的吸收形态非常重要。

2、必要元素的特性有哪些?

3、植物所需的必要元素的分类

大量元素：含量> 0.1%

中量元素：0.01% < 含量 < 0.1%

微量元素：含量 < 0.01%

二、植物对养分的吸收特性

(一)最小养分律

由德国化学家、现代农业化学的倡导者李比希提出(J.V.Liebig)。

最小养分律——木桶效应

最小养分是随时间、地点和作物生长期而变化的。

最小养分律对科学合理施肥的指导意义:

作物对养分的需求不是平均的，不是含量最高的养分影响产量，而是含量相对最小的养分制约着作物的产量。

(二)报酬递减律

从一定土地上所得到的报酬随着向该土地投入的劳动和资本量的增大而有所增加，但随着投入的增加，单位劳动和资本所获取的报酬却在减少。

报酬递减律图示说明

报酬递减律对科学合理施肥的指导意义:

肥料不是施越多越好，肥料施多了不仅成本高，还可能产生肥害，影响产量或绝收。

(三)养分归还学说

由于人们在土地上种植作物并把这些产物连续不断地拿走，这就必然会使土壤肥力逐渐下降，从而土壤所含的养分将会越来越少。

养分归还学说对科学合理施肥的指导意义：

为了获得连续的丰产稳产，必需及时补充作物生长发育所需的各种养分。

(四)同等重要律

对农作物来讲，不论大量元素或微量元素，都是同样重要缺一不可的，即使缺少某一种微量元素，尽管它的需要量很少，仍会影响某种生理功能而导致减产。

同等重要律对科学合理施肥的指导意义：

各种养分对作物都是同等重要的，微量元素、稀有元素和大量元素是同等重要的。

(五)不可替代律

作物需要的各营养元素，在作物体内都有一定功效，相互之间不能替代。如缺磷不能用氮代替，缺钾不能用氮、磷配合代替。缺少什么营养元素，就必须施用含有该元素的肥料进行补充。

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果树施采果肥的重要意义：

1、及时让树体得到恢复，在冬季有充足的营养积累而提高抗寒性。

2、营养得到补充后，能促进花芽分化良好，为下年提高坐果率打下基础，并为下年春梢萌发打下基础。

3、施用采果肥可以防止冬季落叶，延长叶片寿命，有利于下年保花保果，为来年开花结果储备营养，防止大小年。

三、植物必要元素的生理作用及植物营养缺素症诊断

(一)植物必需元素的生理作用及缺素症状

氮(N)的生理作用：氮是核酸、辅酶、磷脂、叶绿素、细胞色素、植物激素(CTK)和维生素等的成分。是蛋白质和核苷酸的组成元素，参与叶绿素的形成，提高光合作用。

植物缺氮症状：老叶黄化焦枯，新生叶淡绿，提早成熟。

植物缺氮实例：

磷(P)的生理作用：磷对细胞分裂和开花结实起重要作用。对提高抗逆性(抗病、抗寒、抗旱)有良好作用。促进根系发育，特别是促进侧根和细根的生长。加速花芽分化，提早开花和成熟。

植物缺磷症状：植株生长发育受阻，分枝少，矮小，叶片出现暗绿色或紫红色斑点，茎杆呈紫红色，失去光泽。

植物缺磷实例：

钾(K)的生理作用：在植物体内的含量超过P，高产作物中还超过N，主要以离子状态存在，是生物体内很多酶(60多种)的活化剂，是构成细胞渗透势的重要成分,调节气孔的开闭，促进光合磷酸化，促进同化物的运输。

植物缺钾症状：叶尖或叶缘发黄，变褐、焦枯似灼烧状，叶片上出现褐色斑点或斑块，但主脉附近仍为绿色。

植物缺钾实例：

钙(Ca)的生理作用：钙是细胞壁胞间层果胶钙的成分；与细胞分裂有关;稳定生物膜的功能；可与有机酸结合为不溶性的钙盐而解除有机酸积累过多时，对植物的危害；少数酶的活化剂。

植物缺钙症状：顶芽、侧芽、根尖等分生组织易腐烂死亡，叶尖弯钩状，并相互粘连，干烧心、筋腐、脐腐等。

植物缺钙实例：

硼(B)的生理作用：硼是影响生殖器官发育，影响作物体内细胞的伸长和分裂,对开花结实有重要作用。

植物缺硼症状：顶端停止生长并逐渐死亡，根系不发达，叶色变绿，叶片肥厚，皱缩，植株矮化，茎及叶柄易开裂，脆而粗，花发育不全，花而不实，蕾花易脱落。

植物缺硼实例：

铁(Fe)的生理作用：是细胞色素、血红素、铁氧还蛋白及多种酶的重要组分，在植物体内起传递电子的作用，是叶绿素合成中必不可少的物质。

植物缺铁症状：在植物体内不易移动，缺铁时首先表现在幼叶上。表现为脉间失绿，严重时整个幼叶呈黄白色，缺铁常在高PH土壤中发生。

植物缺铁实例：

锌(Zn)的生理作用：是多种酶的组分和活化剂，已发现80多种含锌酶，参与生长素的合成。

植物缺锌症状: 老组织先出现缺锌时生长素含量下降，植物生长受阻，节间缩短,叶片扩展受抑制，表现为小叶簇生，称为小叶病或簇叶病。玉米缺锌出现白条症。

植物缺锌实例：

镁(Mg)的生理作用：是叶绿素的重要组分，是多种酶的活化剂,在光合作用中具有重要的作用。

植物缺镁症状：Mg在植物体内易移动，缺镁时首先在老叶表现症状。老叶发生脉间失绿，叶脉保持绿色，形成清晰的绿色网状脉纹(禾本科缺镁时表现为脉间呈条纹状失绿)，以后失绿部分由淡绿色转变为黄色或白色。

植物缺镁实例：

锰(Mn)的生理作用：锰是叶绿体的成分，促进种子发育和幼苗早期生长，对光合作用和蛋白质的形成有重要作用。

植物缺锰症状：症状从新叶开始，叶片脉间失绿，叶脉仍为绿色，叶片上出现褐色或灰色斑点，逐渐连成条状，严重时叶色失绿并坏死。

植物缺锰实例：

钼(Mo)的生理作用：是需要量最少的必需元素。MoO42-是硝酸还原酶、固氮酶的组成成分；是黄嘌吟脱氢酶及脱落酸合成中的某些氧化酶的成分，豆科植物根瘤菌的固氮特别需要钼,固氮酶是由铁蛋白和铁钼蛋白组成的。

植物缺钼症状：新叶畸形，有斑点。散布于叶片上。生长不良，植株矮小，豆科植物缺钼会影响固氮，荚粒不饱满。

植物缺钼实例：

(二)如何区分营养缺素病症与侵染性病害

(三)喜氯、耐氯和忌氯作物对氯的不同需求

喜氯作物——洋葱、菠菜、芹菜、甘蓝等

耐氯作物——水稻、小麦、大麦、玉米等

忌氯作物——烟草、土豆、红薯、西瓜、甜菜等

科学用肥：含氯肥料首先应推广在喜氯和耐氯作物上。

(四)稀士元素对作物生长发育的特殊作用

1、什么是稀土元素?

稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称，包含钪Sc、钇Y及镧系中的镧La、铈Ce、镨Pr、钕Nd、钷Pm、钐Sm、铕Eu、钆Gd、铽Tb、镝Dy、钬Ho、铒Er、铥Tm、镱Yb、镥Lu，共17种元素。

2、稀土元素对作物生长发育有哪些作用?