土壤所含元素,植物必備元素,史上最全詳解
土地經過世代連年耕作,土壤肥力大大降低,農民不得不往地里投入大量資金確保土壤肥力平衡,針對作物所需元素及過量缺失表現加以整理,現總結出最全面的元素特性。大體分為三個板塊,分別為植物所需元素、植物對于元素缺失、過量表現,自然中元素存在性質。
一、植物所需元素
1.必需元素植物有16種必需元素,缺一種也不行。其中有6種大量元素:碳、氫、氧、氮、磷、鉀;有3種中量元素:鈣、鎂、硫;有7種微量元素鐵、鋅、錳、銅、硼、鉬、氯。這16種元素除碳、氫、氧來自于大氣和水之外,其余13種都來自于土壤。這13種元素的供應要達到一種平衡,才有利于植物生長發育,不論哪種必需元素,多了少了都不行。
(1)氮
氮是氨基酸、蛋白質、核酸、酶、葉綠素、激素、維生素、生物堿以及磷脂等物質的重要組成成分,是最基本的生命物質,植物任何個生長發育過程都離不開氮。葉菜類需氮多。
(2)磷
①磷是核酸的組成成分,維持著生命的遺傳基因。②磷是磷酸腺苷的組成成分,糖、淀粉、有機酸、氨基酸、脂肪、蛋白質等營養物質的合成過程中,始終以磷酸腺苷為能量的載體。③磷是肌醇六磷酸的組成成分,使植物形成了種子和果實等繁殖器官,所以磷促使籽粒飽滿,增進品質,并促進成熟。
(3)鉀
鉀不是植物體內各種結構物質的組成成分,但鉀極其重要。①鉀促進糖等營養物質的運輸,促進光合作用,促進糖、氨基酸等小分子轉化成纖維素、木質素、蛋白質等大分子,增加營養積累,所以鉀能增進品質,促進上色,抗倒伏、抗寒、抗旱、抗病蟲。②鉀使60多種酶被激活,使植物的各種組織器官維持正常生長發育。③鉀是一價陽離子,最有優勢調節滲透壓,將水分子拉入體內,維持細胞膨壓,促進細胞伸長,調節氣孔開關以控制蒸騰,所以鉀能增強植物抗旱力,并在干旱條件下正常生長。④鉀使PH值及陰陽離子保持平衡,促進植物對硝態氮的吸收,促使氨基酸合成蛋白質并維持蛋白質穩定。⑤果類需鉀多
(4)鈣
①鈣與果膠酸結合后固定在細胞壁中,穩定細胞壁,加固植株結構,增強了植物抗病力和抗倒伏能力。②鈣調節原生質膠體,使細胞充水富有彈性,有利于細胞伸長,減輕果實萎縮。③鈣保持一些重要的活性,使植物能夠正常生長發育。④鈣調節細胞液P值,穩定細胞內環境,防止有機酸在植物體積累而中毒。⑤鈣促進植物對硝態氯的吸收。⑥鈣改善土壤理化性質。
(5)鎂
①鎂是葉綠素分子的中心原子,光合作用離不開鎂。②鎂促進氨基酸合成蛋白質缺鎂氨基酸積累,所以植物易染病。③鎂在營養的合成與轉化過程中,參與了所有的磷酸轉化過程,所以沒有鎂也就成不了產量。④鎂與硫同時起作用,植物的含油量會大大提高。
(6)硫
①硫參與了蛋白質的合成,大部分蛋白質中都有含硫氨基酸。②硫參與了脂肪的合成與代謝。③硫不是葉綠素的組成成分,但硫影響葉綠素的合成。④硫是鐵氧還蛋白和谷胱甘肽的組成成分,參與了有機營養的合成,并在植物代謝過程中起重要作用。⑤硫使蔥、蒜、芥萊等具有特殊辛辣氣味
(7)鐵
①鐵是鐵硫蛋白和鐵卟啉蛋白等酶的組成成分,傳遞光合電解,在光合和呼吸兩個代謝過程中起到氧化還原的作用。②鐵是鐵磷蛋白的組成成分,是光合作用所必需的。③鐵是鐵鉬蛋白(固氮酶)的組成成分,使植物具有固氮功能。
(8)鋅
①鋅是目前已知的59種酶的構成成分,在光合、呼吸、蛋白質合成、激素合成中起重要作用。②鋅促進了生長素(吲哚乙酸)的合成,促使根、莖、葉、花、果等新生器官生長。⑥鋅起到保護根表和根內細胞膜的作用,提高植物抗旱力。
(9)錳
①錳是許多酶的組成成分,參與有機營養的合成和代謝②缺錳會抑制蛋白質的合成,造成硝酸鹽在植物體內積累,使植物食品變的有害。③錳能促進吲哚乙酸氧化,高濃度的錳促進生長素分解,所以錳過量會抑制植物生長。
(10)銅
①銅是多種酶的組成成分,參與蛋白質和糖代謝,穩定葉綠素功能,防止葉綠素過早破壞。②銅在光合電子傳遞和能量轉換中起作用,參與呼吸代謝。③銅參與固氮根瘤的形成。
(11)硼
硼不是植物體各種結構物質的組成成分,但硼很重量。①硼促進了糖和生長素的運輸,產生花蜜,吸引昆蟲授粉,促使糖和生長素向花果集中,促進生殖器官的發育。②硼促使生長素向維管束運輸,使木質部正常形成。④硼和鈣共同作用形成細胞間膠結物,保持細胞壁結構完整,增強植物抗寒力和抗病力。⑤硼還有利于豆科植物固氮
(12)鉬
①植物對鉬需求最少,鉬是鐵鉬蛋白固氮酶和硝酸還原酶的組成成分。②缺鉬時鉬黃蛋白不能合成,導致硝酸鹽在植物體內積累,使植物食品變得有害。③缺鉬影響固氮菌固氮,引起豆科植物缺氮。④鉬能消除鋁對植物的毒害。⑤鉬能促進磷的吸收,并促進維生素C的合成。
(13)氯
氯與陽離子保持電荷平衡,維持PH值平衡,維持細胞膨大,與鉀一起調節氣孔關閉,平衡光合作用和水分蒸騰。
二、有益植物元素
有20多種有益元素,包括硅、鈦、釩、硒、鈉、鈷、鎳以及稀土元素(鈧、釔和鑭系15個元素),這些元素不是植物必須的(僅少數植物必須),沒有也行,有了更好,因此叫有益元素。
(1)硅
有的國家已把硅列為繼氮磷鉀之后的第四大元素。①硅在表皮組織內形成角質一硅二層結構,控制蒸騰,提高光合作用效率因而能增產抗旱。②使細胞硅質化,增強莖桿強度,抗病,抗倒伏。③濾掉有害紫外線,減輕葉面點狀斑。④增強根系氧化能力,減輕鐵、錳鋁的過量毒害,提高磷的有效率。⑤硅是地殼中的第二大元素,極其豐富,但多不溶于水,植物吸收的硅是溶于水的單硅酸,單硅酸常被鐵鋁氧化物吸附,酸性土壤有利于單硅酸的吸收,而堿性土壤不利于吸收。⑥禾本科植物以及花生、大豆、西瓜、黃瓜、番茄、果樹等施用硅肥效果好
(2)鈦
鈦是人和動物不可缺少的元素。①提高葉綠素和胡蘿卜素的含量,使光合作用效率提高10-20%。②鈦調動內源激素,促進器官分化,誘導愈傷組織。③鈦增強多種酶的活性,有利于植物固氮④鈦增進果實品質,使糖、氨基酸、蛋白質、維生素以及鈣、鐵等營養物質增多。⑤鈦能增強植物的抗旱、抗澇、抗寒、抗熱、抗病能力,并能解除藥害。⑥土壤中的鈦含量較高,但多以不溶于水的硫化物或硅酸鹽形式存在于土壤中。
(3)釩
低濃液的釩對微生物、植物和動物有利。釩有利于固氮菌固氮,還可部分代替鉬。
(4)硒
植物并不需要硒,但硒是人和動物的必需元素,有抗衰老和抑制癌細胞的作用。過量的硒不利于植物生長,植物矮小,葉片失綠,硒中毒與缺磷癥相似
(5)鈉
鈉維持細胞膨大和生長。鈉對許多C4植物是必需元素甜菜、菠菜、蕎麥、甘藍、棉花、馬鈴薯喜鈉,尤其甜菜,缺鈉則葉薄變暗,易菱蔫。地殼中含鈉豐富,但土壤中的鈉,尤其潮濕地區土壤中的鈉很少在排水不良的干旱土壤中鈉積累而使土壤鹽漬化,土壤結構被破壞,改良鈉質鹽漬土用石膏最有效。
(6)鉆
根瘤菌固氮離不開鈷,缺鈷豆科植物生長不良,甚至死亡。
(7)稀土元素
①提高產量;②增加糖、脂肪、蛋白質、纖維素、維生素含量,改善內在品質和外觀:③增強抗病、抗寒、抗熱、抗旱、抗鹽堿能力;④過量稀土會導致植物中毒;⑤磷礦石中含有較多稀土元素。元素缺乏和過量的危害癥狀
三、缺素癥狀
(1)缺氮:葉小而薄,葉色淡變黃,自下而上擴展,黃葉提早脫落。植株矮小瘦弱,分枝分蘗少。芽眼瘦小或枯萎。花果少而小,座果率低,果小皮硬,含糖量雖較高,但產量低。
(2)缺磷:先從老葉開始,葉呈青銅色或灰綠色,無光澤。枝莖、葉柄和葉脈因積累花青苷而帶紫紅色。植株生長緩慢,莖細蒼老。根系發育差,易老化。花芽少而小,落花落果嚴重。果實和種子少面小,籽粒不飽滿。果實含酸量高,品質下降,未熟先軟,成熟推遲,產量降低
(3)缺鉀:先從老葉開始,葉尖和葉緣發黃,逐漸向內擴展,葉緣變褐焦枯,葉片出現褐斑,而健部仍為綠色,嚴重時葉肉壞死,葉脫落。株矮,節短,生長緩慢。根少而弱,早衰。籽粒不飽滿,果實不甜,色澤不美。瓜類大肚或尖嘴,番茄綠背或筋腐。
(4)缺鈣:先從幼葉和幼根開始,幼葉失綠,變形,出現彎鉤狀,呈'斷脖'癥狀,嚴重時莖尖壞死,葉尖和莖尖呈果膠狀。根系變黑腐爛,植株極易早衰,直至黃枯而死。因鈣很難通過韌皮部運輸,所以由韌皮部供應營養的器官如種子和果實含鈣量很低,果實極易發生缺鈣癥狀:果皮枯斑,果肉變軟壞死,有苦味,易發生苦痘病、水心病。所以果實補鈣必須通過根外噴肥。
(5)缺鎂:先從老葉開始,葉肉為黃色或青銅色,但葉脈仍呈綠色,嚴重時變褐壞死,葉片脫落。枝梢頂部呈蓮座狀葉叢。果實著色不良,風味差,不能正常成熟。
(6)缺硫:先從幼葉開始,其他癥狀與缺氮相似,葉片失綠黃化,退綠均勻,葉小而薄,向上卷曲,變硬易碎,提早脫落。植株矮小,分枝分蘗少,枝梢僵直,木栓化,生長期延遲。根系暗褐,白根少。
(7)缺鐵:先從幼葉開始,整葉均勻失綠黃化,甚至變白,稱'黃葉病',較輕時葉脈尚綠,較重時葉脈也黃,嚴重時葉緣焦枯,葉片提早脫落,形成枯梢或禿枝,甚至整株死亡。
(8)缺鋅:先從幼嫩部位開始,葉片出現黃斑花葉,類似病毒,葉片變小,小葉叢生,稱為'小葉病',密生成簇,節間縮短,枝莖纖細,甚至完全停止生長。
(9)缺錳:先從幼葉開始,葉脈間退綠變黃,葉脈仍為綠色,嚴重時出現不明顯褐色斑點,甚至病斑枯死,形成'黃斑病'或'灰斑病',葉片易破裂、折斷或脫落。
(10)缺銅:頂梢枯萎,節間縮短,頂端黃化,葉尖發白,葉片變窄變薄,扭曲。樹皮上出現皰疹,并形成縱溝,果實小、裂果、流膠或出現泡疹,易脫落。
(11)缺硼:先從幼嫩部位開始,與缺鈣有點類似。新梢頂端停止生長,甚至枯死,而細弱側枝發生較多而成叢。葉片變厚,粗糙,皺縮,卷曲。葉柄及枝條粗短,開裂,木栓化,出現水漬狀斑點或環節狀突起,莖基膨大。果樹類落葉嚴重并出現枯梢。根端壞死。座果率低。果實水漬狀褐斑,后木栓化,干縮硬化,表面凹凸不平,龜裂明顯,但果肉海綿狀木栓化,果肉帶苦味。通常缺硼和缺鈣常常發生并發癥。
(12)缺鉬;葉脈間出現黃色斑點,或不規則綠色斑塊,嚴重時葉緣向上卷曲,失水萎蔫而枯死,還有一種癥狀是:葉片瘦長畸形,葉片變厚,甚至焦枯。
(13)缺氯:幼葉失綠和全株萎蔫是缺氯的兩個最常見癥狀。葉片失綠,嚴重時葉組織壞死。根短而少,先端凋萎。植株不能正常結實。但氯在大田中廣泛存在,所以很少出現缺氯現象。
四、缺素癥檢素表
A、下部葉先變色
B、無斑點出現
C、老葉黃化,新葉淡綠——缺氮
C、莖葉深綠帶紫,株弱葉小——缺磷
B、有斑點出現
葉緣焦枯,葉片褐斑—缺鉀
C、脈間失綠變黃,脈紋清晰,斑色多樣—缺鎂C、脈側失綠,并出現斑點,葉小簇生—缺鋅A、上部葉先變色
B、頂芽枯死
C、葉尖彎鉤壞死,相互粘連不展—缺鈣
C、葉厚、皺縮、卷曲、易裂、葉柄變粗—缺硼
B、頂芽不死
C、新葉淺綠變黃,失綠均缺硫
C、脈間失綠,終至整葉發黃變白—缺鐵
C、脈間失綠,散布灰黃紅斑點,壞死破裂—缺錳
C、新葉均勻淡黃不失綠,有白斑,枯萎—鐵銅
C、脈間散布黃色斑點或斑塊,卷曲畸形,萎蔫并沿邊緣枯死—缺鉬
C、萎蔫,然后失綠一缺氯
注:缺素癥發生后,表示某元素已嚴重缺乏,早已導致不可彌補的減產,所以缺素癥診斷一定發生在已經減產之后。
五、過量癥狀
(1)氮過量:①生長旺盛,葉色濃綠,葉片大,節間長,貪青晚熟,座果率低。②小分子糖、氨基酸等不能及時轉化成纖維素、木質素和蛋白質等大分子結構,而成為病蟲害的營養源,所以氮過量病蟲害嚴重,植株易倒伏,不抗風,不抗旱,不抗寒。③氮過量還會導致缺鉀、缺鈣,缺鎂、缺硼癥狀。
(2)磷過量:①因為磷過量抑制了對鋅的吸收,所以會表現出缺鋅癥狀。植株矮小,長勢緩慢,葉片小、黑、厚、硬,座果率低,果小而硬②嚴重磷過量還會導致缺鐵、缺鎂、缺銅等癥狀,植株枯黃而死。
(3)鐵過量:南方水田或高濕土壤在酸性條件下使三價鐵變為價鐵而發生鐵過量中毒,鐵中毒常伴隨缺鉀引起。過量中毒癥狀是葉緣葉尖共出現褐斑,葉色暗綠,根系灰黑,易爛。
(4)鋅過量:幼嫩組織失綠變灰白,枝莖、葉柄和葉底面出現紅褐色斑點。根系短而稀少。
(5)錳過量:錳過量會阻礙植物對鐵、鈣和鉬的吸收,經常出現缺鉬癥狀。葉片出現褐色斑點,葉緣白化或變紫,幼葉卷曲等。根系變褐,根尖損傷,新根少。
(6)銅過量:銅過量會導致缺鐵,呈現缺鐵癥狀。新葉失綠,老葉壞死,葉柄葉背呈紫紅色。新根短而少,根系枯死。
(7)硼過量:硼在土壤中濃度稍高就中毒,尤其干旱土壤。硼過量缺鉀,中毒的典型癥狀是'金邊',即葉緣最容易積累硼而出現失綠而呈黃色,重者焦枯壞死。
(8)鉬過量:中毒癥狀不易呈現,多表現為失綠。牲畜食用含鋁多的豆科飼料會發生鉬中毒,注射銅制劑如甘氨酸銅可解除。
(9)氯過量:土壤中不缺氯,很多忌氯植物經常發生氯中毒。中毒癥狀是:生長緩慢,植株矮小,葉小而黃,葉緣焦枯并向上卷筒,老葉死亡,根尖死亡。耐氯強的植物有:甜菜、甘藍、菠菜、芹菜、洋蔥、茄子、水稻谷子、高梁、麥類、玉米等。耐氯中等的植物有:棉花、大豆、油蔥、蘿卜、番茄、柑桔、葡萄、茶葉等。不耐氯的植物有:煙草、萵苣、菜豇以及大多數果木類。
六、土壤中的元素
1.氮
①土壤中幾乎不能貯存氮素,所以每年要施入大量氮肥才能滿是植物需要,而且要多次施入。②土壤中的硝態氮易隨水流失,濕度大時還會發生反硝化作用分解成氮氧化物而損失掉,尤其酸性土壤更加嚴重,因此硝態氮宜在干燥、偏堿和石灰質土壤上施用。③土壤中的銨態氮在干旱高溫時易揮發損失掉,尤其偏堿和石灰質土壤更加嚴重,因此銨態氮應在較濕潤和酸性土壤上施用。④氮肥在土壤中擴散速度很快,所以氮肥可以淺施,只要溶解的快,甚至可以隨水沖施。⑤土壤中的有機質在腐爛分解過程中消耗大量氮素,因此含氮量少的有機肥或秸稈還田后以及施用生物菌肥后,應施入較多的氮肥。⑥氮過量時可以施入相應數量的其他元素以維持平衡,尤其多施鉀肥。
2.磷
①土壤中的磷不會隨水流失,也不輕易分解揮發,但易被土壤固定而發揮不了作用。固定磷的元素很多,有鐵、鋁、鈣、氟、鎂、錳、鋅、銅等,酸性土壤一般被鋁固定,堿性土壤一般被鈣固定。為了防止磷被土壤固定,所以磷肥應開溝集中施入或與有機肥以及生物菌肥混合施入。②作物對磷的需求量并不太多,還不及鈣、鎂、硫的需求量,而且在PH66.5的微酸性土壤、有機質豐富以及微生物活躍時還會把固定的磷再釋放出來,所以在上述條件下,不宜過多施入磷肥,否則會發生磷中毒。磷中毒常伴隨鈣、鐵、鎂、銅等缺素癥發生,所以應及時補充這些元素。
3.鉀
①土壤中含有大量的鉀,但有效鉀少,不能被植物利用,因此必須施鉀。②植物需鉀量最多,按重量是需氮量的3倍,因此一定要多施鉀,而且輕易不發生鉀過量而中毒。③鉀不會揮發分解,可以淺施,甚至可以隨水沖施。④鉀能隨水滲入深土層被土壤粘粒吸附,所以鉀肥不宜太早施入,應在植物需鉀高峰期大量施入
4.鈣
①沙土含鈣少,應多施有機肥及含鈣肥料。②濕潤的酸性土易形成碳酸氫鈣而流失,應施石灰。③干旱的堿性土和石灰質土不易缺鈣但PH值太高,應施入大量有機肥或酸性肥料加以改良。
5.鎂
①土壤中含鎂量較高,而且有效鎂較多,一般不缺,但多雨地區易流失,應多施有機肥。②過量施用石灰或鉀肥的酸性沙土易缺鎂,應施鎂肥。
6.硫
①土壤中的硫多以有機態存在,并隨水流動,所以表層土含硫土壤通常不缺硫,只要保證有機肥或含硫肥料的施入,就能滿足作物需要。②南方多雨的山丘易缺硫缺鈣,應施入石膏以補硫補鈣。
7.鐵
鐵在土壤中含量很高。①堿性土形成氧化鐵或氫氧化鐵,不能被植物吸收而缺鐵,應多施有機肥、生物菌肥或酸性肥料。②石灰質土形成碳酸鐵,不能被植物吸收而缺鐵,應多施易溶鐵肥。③磷、鋅、錳、銅以及硝態氮的過量施入也會導致缺鐵,以上肥料元素不宜過量施入④多雨淹水的酸性土,可溶性鐵大量增加而導致鐵過量危害,應施入石灰或磷肥,以減輕鐵過量危害。
8.鋅
①土壤中的鋅有的被土壤粘粒吸附,有的被有機質絡合。被有機質絡合的為有效鋅,能夠被植物利用,因此生產上要多施有機肥。②鋅與磷易發生反應而沉淀,磷過量易缺鋅,為減少磷與鋅發生反應,磷要集中開溝施入。③堿性土壤形成氫氧化鋅沉淀,堿性土壤易缺鋅,應多施有機肥、生物菌肥或酸性肥。④鋅過量時,施磷肥或石灰增大PH值至7以上即可解除。
9.錳
①土壤中一般不缺錳,只要施入較多的有機肥,即可滿足植物對錳的需要。②酸性土易發生錳過量,錳過量導致缺鉬,可施石灰加以調整。
10.銅
①土壤中的銅,多被土壤粘粒吸附或被有機質束縛,因此剛剛施入大量有機肥的土壤容易缺銅,又叫'墾荒癥'。所以伴隨著有機肥的大量施入,應摻入適量硫酸銅。②沙土銅易淋失,而粘土缺銅的可能性極小。③有機質少的粘土和酸土易導致銅過量,應多施有機肥和石灰加以調整,或施磷肥和鐵肥加以調整。
11.硼
①土壤中的硼主要以非離子態的硼酸存在,易淋失,因此高溫多濕的土壤易缺硼。②有機質含量高的土壤有效硼的含量較高。③硼在土壤中稍高就會導致硼中毒,因此每次施硼不宜太多。④硼過量伴隨缺鉀,因此硼過量多施鉀肥可以減少植物對硼的吸收。
12.鉬
土壤含鉬極少。①酸性土易被土壤固定而缺鉬,而堿性土有效鉬含量較高。②干旱低溫影響鉬的流動,高溫多濕能增強鉬的流動。③磷、鎂和硝態氮促進植物對鉬的吸收,而銅、錳、硫和銨態氨抑制植物對鉬的吸收,所以豆科植物應多施磷和鎂,少施銨和硫能增產。④土壤中的鉬含量一般不會過量,但施用鉬肥過量會導致食草動物中毒,可施用硫酸銅以抑制植物對鉬的吸收。
13.氯
①地下水位高,排水條件差的土壤易發生氯過量,此類土壤不能施氯肥。②氯過量時,可大水漫灌使氯流失,也可施石灰減輕氯過量危害。
通過詳解的講解,大家對于植物所需元素是不是有了更深的了解呢?事實上,土壤中所含元素基本足夠植物體吸收,但是由于土壤酸化等原因阻礙了吸收過程,通過改良土壤、增加有機肥的使用逐漸恢復地力,從而減少化肥的使用量,使農民朋友們生產出符合大眾心理的綠色無公害食品。