植物必需的营养元素

出处：按学科分类—工业技术 中国农业出版社《肥料实用手册》第1页（2218字）

【参考文献】：

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植物体是由许多化合物构成的，这些化合物又由不同的元素组成，但这些元素不一定都是植物必需的。科学工作者通过溶液培养法和砂基培养法确定了植物必需的营养元素。

(一)植物的营养成分

一般新鲜植物中含有75%～95%的水分和5%～25%的干物质。将其烘干即得干物质，其中包括有机物和无机物。干物质经煅烧后，有机物中的碳、氢、氧、氮等元素以二氧化碳、水蒸气、分子态氮、氨和氮的氧化物形态散失，一部分硫煅烧成硫化氢及二氧化硫，因此，这些元素称为可挥发性元素。煅烧后剩下的固态残留物质便是灰分。灰分中的元素称为灰分元素，能被植物所利用的灰分元素，称为营养元素。灰分元素的成分很复杂，包括磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)、铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、铜(Cu)、钼(Mo)、硼(B)、氯(Cl)、硅(Si)、钠(Na)、硒(Se)、铝(Al)等。由于作物种类、器官和品种的差别及气候条件、土壤肥力、栽培技术等的不同，都会影响作物体内营养元素的种类和含量。如豆科植物富含钙，马铃薯含有较多的钾。玉米叶片中含氮量2%左右，而茎含氮仅占0．7%。盐土中生长的植物含有钠，酸性红壤中的植物含有铝。

(二)必需营养元素的确定依据及其种类

依据灰分的化学分析，只能确定植物含有元素的种类与数量，但这些元素不一定都是植物必需的。有些元素可能是偶然被植物吸收，甚至还能大量积累；反之，有些元素对于植物来说需要量虽然极微，但却是植物生长不可缺少的营养元素。要确定哪些是必需的元素需进行人工培养试验。目前认为，必需营养元素是指在培养液中系统地减去植物灰分中某些元素，而植物不能正常生长发育，这些缺少的元素是植物营养中必需的称为必需营养元素。

通过人工培养试验与植物材料的成分分析，证明植物生长发育必需营养元素共有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)、铜(Cu)、硼(B)、钼(Mo)、锌(Zn)、锰(Mn)、氯(Cl)。表1-1表明了大多数高等植物对16种必需营养元素的需要量相差很大。一般地，碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫这9种元素称为大量元素；氯、硼、钼、铜、锌、铁、锰7种元素称为微量元素。

表1-1 16种必需营养元素及其在植物体内较适合的浓度

其实，植物体内的营养元素种类很多，现已发现的有60种以上，存在于不同的植物中，但是，只有上述16种元素是植物所必需的。确定其是必需元素的依据是根据Amon与Stout所提出的高等植物必需营养元素的三条标准：①该元素是植物正常生长和生殖所不可缺少的，缺少了植物就不能完成生活史。②植物缺乏该元素出现的病症，加入该元素可逐渐消除，不能用别的元素代替。③该元素的作用是直接的，不是由于它改变了植物的其他生活条件(如促进或抑制其他元素的吸收，改变土壤pH，影响土壤微生物的活动等)而造成的。当然，随着研究的深入，还可能发现有其他元素会成为必需营养元素。

(三)必需营养元素的一般生理功能

植物体内必需营养元素的生理功能，可概括为两大类：一是构成植物体的物质成分，如N、P、S、C、H、O是组成植物体的主要成分；二是调节生命的代谢活动。例如，某些必需矿质元素是酶的辅基或活化剂。此外，还有维持细胞的渗透势，影响膜的透性，调节原生质的胶体状态和膜的电荷平衡等作用。

每一种必需营养元素在植物生命活动中，不论数量多少都具有同等作用，对植物体各有其特殊的生理作用，不能被其他元素所代替。营养元素的这一性质我们称之为必需营养元素的同等重要性和不可代替性。