各營(yíng)養(yǎng)元素的生理作用
第一節(jié) 作物養(yǎng)分的功能和作用
一、作物正常生長(zhǎng)的必需養(yǎng)分
目前各國(guó)科學(xué)家公認(rèn)，確定一作物必需的養(yǎng)分應(yīng)符和三個(gè)條件：第一，對(duì)所有作物的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程都是不可缺少的。缺少某些養(yǎng)分，作物就不能完成其生長(zhǎng)過(guò)程，即有種子萌發(fā)到開花結(jié)果，形成種子的生長(zhǎng)周期。第二，缺乏這些養(yǎng)分時(shí)，作物會(huì)表現(xiàn)出特有的癥狀，其他養(yǎng)分不能完全代替其作用，而只有補(bǔ)施這種養(yǎng)分后，癥狀才會(huì)減輕或消失。第三，這種養(yǎng)分必須對(duì)作物起到直接營(yíng)養(yǎng)作用，而不是起間接改善環(huán)境條件的作用。
用化學(xué)分析方法，發(fā)現(xiàn)作物體內(nèi)有很多化學(xué)元素。目前國(guó)際上公認(rèn)的有16種主要化學(xué)元素，如表1-1-1-1所列。
某些養(yǎng)分只對(duì)一些作物的生長(zhǎng)有一定作用，如鈉對(duì)纖維作物、硅對(duì)水稻等禾谷類作物、碘對(duì)紫云英，這些稱為有益養(yǎng)分元素，而不是一般作物生長(zhǎng)發(fā)育所必需。
隨著科學(xué)的發(fā)展和實(shí)驗(yàn)技術(shù)的改進(jìn)，可以預(yù)計(jì)將會(huì)發(fā)現(xiàn)更多的化學(xué)元素成為作物生長(zhǎng)的必需養(yǎng)分。
對(duì)作物所需的養(yǎng)分，由于需要量的不同，可以分為主要養(yǎng)分、次要養(yǎng)分和微量養(yǎng)分三種。需要量最多的養(yǎng)分元素有碳、氫、氧、氮、磷、鉀，它們?cè)谧魑矬w干物質(zhì)中，一般占有百分之幾到百分之幾十，故稱之為大量元素，其中氮、磷、鉀常稱為作物三要素（亦稱主要養(yǎng)分）。作物體內(nèi)較少的養(yǎng)分有鋅、鐵、錳、硼、銅、鉬、氯等，它們?cè)谧魑矬w干物質(zhì)內(nèi)，僅占萬(wàn)分之幾到百分之幾，甚至痕跡，故稱為微量元素（亦稱微量養(yǎng)分）。介于兩者之間的，如鈣、鎂、硫等養(yǎng)分元素，在作物體內(nèi)一般占百分之幾到千分之幾，故稱中量元素（亦稱次要養(yǎng)分）。
這些養(yǎng)分元素中，碳、氫、氧是構(gòu)成作物的最主要的元素，通常占作物體干物質(zhì)總重量的94%左右，它們通常可以從空氣和水中獲得。氮素占作物體干物質(zhì)總重量得2%左右，除豆類作物可以從空氣中固定一定數(shù)量的氮素外，一般作物主要從土壤中獲得氮素。其余養(yǎng)分元素均包括在作物體干物質(zhì)總重量的4%左右的灰分之中，他們都來(lái)自土壤。
二、養(yǎng)分的生理功能
盡管作物分析出的養(yǎng)分含量差別如此之大，但它們對(duì)作物的生長(zhǎng)發(fā)育卻擔(dān)負(fù)著不同生理功能。從作物養(yǎng)分角度來(lái)說(shuō)，它們?cè)谧魑矬w內(nèi)所起的生理作用都是同等重要的，各種養(yǎng)分之間一般也是不可相互代替的，這對(duì)科學(xué)施肥具有重要的意義。
（一） 主要養(yǎng)分
1、 碳、氫、氧
碳、氫、氧在作物體內(nèi)含量多達(dá)干物質(zhì)的90%以上，其中以碳素為最多，約占干物質(zhì)總量的45%左右。這三種養(yǎng)分主要通過(guò)光合作用從空氣中取得。作物體內(nèi)各種重要有機(jī)化合物，如碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、有機(jī)酸等，主要都是由它們構(gòu)成的。光合作用的最初產(chǎn)物——糖，是一種最簡(jiǎn)單的碳水化合物，它是作物呼吸作用的基本原料，是一切代謝作用所需能量的提供者。在作物體內(nèi)合成各種其它有機(jī)化合物也需要以糖作為基礎(chǔ)原料，再進(jìn)一步形成復(fù)雜的淀粉、纖維等。
氫、氧在作物體內(nèi)參與生物氧化和還原過(guò)程，并起重要作用。
2、氮
氮是作物體內(nèi)許多重要有機(jī)化合物的主要組分之一，蛋白質(zhì)、葉綠素、酶、纖維素、生物堿的元素組成中都含有氮素。
(1)蛋白質(zhì)是生命的基礎(chǔ)：蛋白質(zhì)中氮素是一個(gè)基本成分，平均含氮量約為16%~18%。由于每個(gè)細(xì)胞中都含有蛋白質(zhì)，因此氮素就直接參與每個(gè)細(xì)胞的生命活動(dòng)。
(2)氮素是葉綠素的組成元素之一：葉綠素α和葉綠素β都含有氮素。綠色作物通過(guò)葉綠素吸收太陽(yáng)能將空氣中的CO2和土壤中吸收的水分合成為作物體內(nèi)最基本的有機(jī)物質(zhì)——糖。
(3)氮素是作物體內(nèi)多種酶的組成：酶是細(xì)胞進(jìn)行物質(zhì)代謝最重要的調(diào)節(jié)者，酶在作物體內(nèi)對(duì)各種代謝過(guò)程具有催化作用。生活細(xì)胞中的許多化學(xué)反應(yīng)的方向和速度都由酶系統(tǒng)控制，酶使反應(yīng)和階段有條不紊地進(jìn)行。氮素是以酶的形式對(duì)作物代謝長(zhǎng)生積極的影響。
(4)氮素是一些維生素和生物堿的組分：如維生素B1、B2、B6 以及煙堿、茶堿等都含有氮素。
3、磷
磷在作物體內(nèi)的含量除C、H、O以外，僅次于N、K，一般在種子中含量最高。作物體內(nèi)許多重要的有機(jī)化合物都含有磷，有些化合物中雖然不含磷，但在其形成和轉(zhuǎn)化過(guò)程中，必須有磷參加，如糖和脂肪的代謝過(guò)程。
(1)磷是作物體內(nèi)細(xì)胞的組分，存在于染色體內(nèi)，使細(xì)胞分裂和組織發(fā)育不可的物質(zhì)。細(xì)胞核和原生質(zhì)的主要成分是核蛋白，核酸是核蛋白的重要組分，磷又是核酸的主要組分，這些物質(zhì)對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育和代謝作用都極為重要。核酸是攜帶遺傳特性的物質(zhì)。磷對(duì)于根系伸長(zhǎng)有良好作用，特別是在作物生長(zhǎng)初期，磷又促進(jìn)根系發(fā)育、幼苗健壯生長(zhǎng)以及新器官形成等作用。在作物生育期間，充分供給磷素，既有利于細(xì)胞分裂、增殖，又有利于保持優(yōu)良品種的遺傳特性。
(2)磷脂是重要含磷有機(jī)物，作物體內(nèi)的磷肥類化合物很多，如植素是環(huán)已磷酸酯的鈣鎂鹽，使作物體內(nèi)儲(chǔ)存的一種磷的形態(tài)，較多地積累與作物的種子內(nèi)。在種子萌發(fā)以后，它可以水解，釋放出磷酸供幼苗利用。
(3)磷肥和糖脂、膽固醇等膜質(zhì)物質(zhì)一起構(gòu)成原子質(zhì)的生物膜，它是物質(zhì)出入細(xì)胞的門戶，并對(duì)出入的物質(zhì)有選擇性，幾乎所有的生命活動(dòng)都與膜有
（4）植物體內(nèi)還有很多含磷化合物，如腺苷三磷酸［簡(jiǎn)稱腺三磷（ATP）］、各種脫氫酶、氨基轉(zhuǎn)移酶、輔酶等。腺三磷式高能磷酸化合物，當(dāng)水解時(shí)可釋放大量的能量，供作物生長(zhǎng)、運(yùn)行、合成以及代謝等方面的需要。當(dāng)作物光合作用中有多余能量時(shí)，可由腺三磷貯存起來(lái)。
（5）磷參與作物體內(nèi)的碳水化合物、含氮化合物、脂肪等代謝作用。在代謝過(guò)程中，磷酸轉(zhuǎn)化成多種含酸有機(jī)化合物，如在碳水化合物代謝中，磷酸參與光合磷酸化作用，將日光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，，并合成光合作用的產(chǎn)物——糖。這些簡(jiǎn)單的碳水化合物在作物體內(nèi)運(yùn)送并進(jìn)一步合成蔗糖、淀粉以及纖維素等，都須有磷參與。施用磷肥有利于作物體內(nèi)干物質(zhì)的積累，對(duì)谷物的籽粒飽滿，對(duì)塊根、塊莖作物合成并積累淀粉，對(duì)漿果、甜菜中積累糖分，都有良好的作用。
（6）磷是氮素代謝過(guò)程中一些酶的組分，對(duì)氮化合物的代謝十分重要。轉(zhuǎn)氨酶的輔酶中就含有磷酸。對(duì)轉(zhuǎn)氨酶催化氨基的轉(zhuǎn)移、促進(jìn)氨基化和脫氨基以及氨基轉(zhuǎn)移等，磷都起作用。合成蛋白除了氮素外，還需要有機(jī)酸，它是作物呼吸作用的產(chǎn)物，所需的能量也是呼吸作用中產(chǎn)生的，而作物的呼吸作用離不開磷。
（7）脂肪是由糖轉(zhuǎn)化而來(lái)的，需要在磷的參與下進(jìn)行。施用磷肥對(duì)提高油料作物產(chǎn)量和種子含油量具有明顯的作用。
（8）磷能提高作物的抗逆性和適應(yīng)性。磷能提高細(xì)胞中原生質(zhì)膠體的水合程度和細(xì)胞結(jié)構(gòu)的充水性，增強(qiáng)原生質(zhì)膠體持水能力，使水分不易喪失。磷能促進(jìn)根系發(fā)育，使根伸入較深的濕潤(rùn)土層中吸收水分，因而可以提高作物的抗旱能力。
（9）磷能提高作物體內(nèi)可溶性糖的含量，使細(xì)胞原生質(zhì)的冰點(diǎn)下降，因此含可溶性糖較多的作物能在較低溫度下保持原生物質(zhì)處于正常狀態(tài)，增強(qiáng)抗寒能力。對(duì)越冬作物增施磷肥可以減輕凍害，有利于安全過(guò)冬。
（10）增加磷素，可提高作物體內(nèi)無(wú)機(jī)態(tài)磷酸鹽的含量，這種無(wú)機(jī)態(tài)磷酸鹽主要以磷酸二氫鉀和磷酸氫二鉀形態(tài)存在，他們?cè)诩?xì)胞里起緩沖作用，使原生質(zhì)在酸堿度保持在比較穩(wěn)定的范圍，有利于作物的正常生長(zhǎng)和發(fā)育。磷酸二氫鉀在堿性條件下形成磷酸氫二鉀，可減緩變堿程度；磷酸氫二鉀在酸性條件下形成磷酸二氫鉀，可減緩變酸程度。
緩沖作用在pH 6~8范圍內(nèi)最強(qiáng)。堿性土上施用磷肥，可以提高作物的抗堿能力。
（11）磷在作物內(nèi)常向生長(zhǎng)發(fā)育旺盛的位部移動(dòng)。在生長(zhǎng)后期，大量磷酸化的葡萄糖逐步合成淀粉，釋放出無(wú)機(jī)磷酸鹽，它可與環(huán)已六醇結(jié)合成植酸，貯于種子里，供種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)其利用。這樣既有利于淀粉的形成，又可為后代貯存必要的養(yǎng)分。
（12）新吸收的磷酸鹽經(jīng)常向代謝作用旺盛的幼嫩部分集中，當(dāng)作物生長(zhǎng)并形成更幼嫩組織時(shí)，它又會(huì)向新生的組織運(yùn)轉(zhuǎn)，如此多次轉(zhuǎn)移。在作物生長(zhǎng)后期，大部分磷酸鹽從莖葉轉(zhuǎn)到種子中去。磷在作物體內(nèi)的轉(zhuǎn)移和再分配的能力比氮素要高，因此作物吸收磷的時(shí)間越早，對(duì)作物生長(zhǎng)所發(fā)揮的作用越長(zhǎng)。磷肥作為種肥進(jìn)早供給作物吸收利用，既能促進(jìn)根系發(fā)育，又可提高磷的再利用率。
4、鉀
鉀是作物的主要養(yǎng)分，是影響作物產(chǎn)量的三要素之一。鉀與氮、磷不同，它不是作物體內(nèi)有機(jī)物的組分。鉀呈離子狀態(tài)存在于作物汁液中，或吸附在原生質(zhì)膠粒的表面。鉀在作物體內(nèi)分布很廣，尤其在細(xì)胞分裂活躍的部位。鉀在作物體內(nèi)流動(dòng)性很強(qiáng)，隨作物生長(zhǎng)最旺盛部分移動(dòng)。一般在幼芽、幼葉和根尖含鉀量最高。而種子中含量最低。
（1） 鉀能促進(jìn)光合作用，提高酶的活性。
（2） 鉀能提高作物對(duì)氮的吸收和利用，使之較快地轉(zhuǎn)化為蛋白質(zhì)。缺鉀使作物不能利用銨態(tài)氮合成蛋白質(zhì)，而使銨鹽在作物體內(nèi)積累，不利于作物生長(zhǎng)。
（3） 鉀能增強(qiáng)豆科作物根瘤菌的固氮作用。
（4） 鉀能促進(jìn)作物合理用水。
（5） 鉀能促進(jìn)碳水化合物的代謝，并加速同化產(chǎn)物向貯藏器官輸送。
（6） 鉀能增強(qiáng)作物的抗逆性，提高抗旱性能。
（7） 鉀能部分消除過(guò)量的氮和磷所造成的不良影響。
（二）次要養(yǎng)分
1. 鈣
鈣在作物體內(nèi)主要分布在葉中，老葉比幼葉含量更多。
（1） 鈣是構(gòu)成細(xì)胞壁的重要元素
（2） 鈣與蛋白質(zhì)相結(jié)合是質(zhì)膜的重要組分
（3） 鈣對(duì)碳水化合物的轉(zhuǎn)化和氮素代謝有良好作用。
（4） 鈣離子能降低原生膠體的分散度。
（5） 鈣能抑制真菌的侵襲，消除某些離子過(guò)多所產(chǎn)生的危害：如酸性土壤，鈣能減少氫離子、鋁離子；堿性土壤，，鈣可減少鈉離子。常在酸性土壤上施用石灰、在堿性土壤上施用石膏，可以改良土壤。
（6）各種作物對(duì)鈣的需要量不同，雙子葉植物的細(xì)胞中有較多的有機(jī)酸，需要較多的鈣與之結(jié)合，以降低酸度。
（7）鈣在作物內(nèi)易形成不溶性的鈣鹽沉淀而固定，成為不能轉(zhuǎn)移和再度利用的養(yǎng)分。作物缺鈣往往不是土壤供鈣不足而引起的，主要是由于作物對(duì)鈣的吸收和轉(zhuǎn)移受阻，而出現(xiàn)的生理失調(diào)。
2 鎂
鎂是一切綠色作物所不可缺少的元素，它是葉綠素的組分。
（1） 鎂是許多酶的活化劑，能加強(qiáng)酶的催化作用，有助于促進(jìn)碳水化合物的代謝和作物的吸收作用。
（2） 鎂對(duì)作物體內(nèi)的磷酸鹽的轉(zhuǎn)移有密切關(guān)系，鎂離子既能激發(fā)許多磷酸轉(zhuǎn)移酶的活性，又可作為磷酸的載體促進(jìn)磷酸鹽在作物體內(nèi)轉(zhuǎn)移。作物生長(zhǎng)初期，鎂大多存在于葉片中，到結(jié)實(shí)期就開始轉(zhuǎn)向種子，并以植酸鹽的形式貯藏起來(lái)。鎂能促進(jìn)腺二磷合成腺三磷，因此含磷多的作物，鎂的含量也多。
（3） 鎂參與脂肪代謝。缺鎂時(shí)，豆科作物種子含油量降低。鎂能促進(jìn)作物合成維生素A和維生素C，從而有利于提高果品和蔬菜的品質(zhì)。
（4） 鎂在作物體內(nèi)移動(dòng)性較強(qiáng)，可向新生組織中轉(zhuǎn)移，一般在幼嫩組織中含鎂較多。鎂是可以再利用的養(yǎng)分元素之一。
3硫
硫是次要養(yǎng)分中的元素之一。
（1）硫是構(gòu)成蛋白質(zhì)的重要元素。在作物體內(nèi)，硫是構(gòu)成半光氨酸、胱桉酸和蛋桉酸的成分。
（2）在作物體內(nèi)，含硫的有機(jī)物參與氧化還原過(guò)程。
（3）硫?qū)θ~綠素的形成有一定作用，缺硫時(shí)，葉綠素含量降低，夜色淡綠，嚴(yán)重時(shí)，葉色黃白，葉片壽命縮短，硫促進(jìn)豆科作物根瘤的形成。
（4）硫夜氧化態(tài)形式進(jìn)入作物體內(nèi)，但在形成氨基酸等化合物過(guò)程中，通常被還原為硫氫基，這些氧化還原反映大都在葉片中進(jìn)行。
（三）微量養(yǎng)分
鐵、硼、錳、銅、鋅、鉬、氯等都屬微量養(yǎng)分元素。
1．鐵
（1）鐵是綠色作物葉綠素的重要元素。
（2）鐵是參與細(xì)胞的呼吸作用，是一些酶的組分，并可催化生物的呼吸作用，鐵又是作物體內(nèi)氧化還原過(guò)程的重要參與者，在呼吸過(guò)程中占重要地位。
（3）鐵離子在作物體內(nèi)是最為固定的元素之一，通常呈高分子化合物狀態(tài)存在，流動(dòng)性很小，老葉片中的鐵，不能向新生組織轉(zhuǎn)移，因此不能被再利用。
2．硼
硼并不是作物體內(nèi)的組成物質(zhì)，但對(duì)作物生理過(guò)程有特殊作用。
（1）硼有增強(qiáng)作物疏導(dǎo)組織的作用，促進(jìn)碳水化合物的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，硼能促進(jìn)生長(zhǎng)素的運(yùn)轉(zhuǎn)。
（2）硼能促進(jìn)生殖器官的發(fā)育，在作物體內(nèi)，花是含硼量最高的部位，尤其是柱頭和子房。
（3）硼有利于蛋白質(zhì)合成和豆科作物的固氮。一般來(lái)說(shuō)，豆科作物需硼比禾本科作物多，多年生作物比一年生作物需硼量大。
（4）大多數(shù)作物需硼與不需硼之間的含量范圍很窄，過(guò)多和不足都會(huì)造成危害，因此用量必須嚴(yán)格控制。
3．錳
（1）錳與綠色植物的光合作用、呼吸作用以及硝酸還原作用等都有密切關(guān)系。錳在葉綠素中直接參與光合作用過(guò)程中水的光解。水的光解需要錳和氯離子，所產(chǎn)生的氯離子和電子是進(jìn)行光合作用時(shí)所必需的。
（2）錳可促進(jìn)作物體內(nèi)硝態(tài)氮的還原進(jìn)程，利用蛋白質(zhì)的合成，從而提高氮肥的利用率。
（3）錳是多種酶的活化劑，能促進(jìn)碳水化合物和氮的代謝。與作物生長(zhǎng)發(fā)育和產(chǎn)量有密切關(guān)系。
4．銅
（1）銅是作物體內(nèi)一些氧化酶的組分，如抗壞血酸氧化酶、多酸氧化酶等。
（2）銅對(duì)葉綠素有穩(wěn)定作用，可避免葉綠素過(guò)早地遭受破壞，有利于葉片更好地進(jìn)行光合作用。
（3）銅參與蛋白質(zhì)和糖的代謝，與作物呼吸作用關(guān)系密切。
5．鋅
（1）鋅是作物體內(nèi)許多酶的組分，如碳酸酐酶等。碳酸酐酶有催化二氧化碳水合反應(yīng)的作用
（2）鋅在作物體內(nèi)的含量與作物生長(zhǎng)素的分布密切相關(guān)，鋅能促進(jìn)生長(zhǎng)素的合成。
（3）鋅能促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成。
（4）鋅與碳水化合物的轉(zhuǎn)化有密切關(guān)系，施用鋅肥能提高作物的耔粒質(zhì)量，改變耔粒和莖稈的比率。
6．鉬
（1）鉬是硝酸還原酶的組分，它參與硝態(tài)氮的還原過(guò)程。鉬能促進(jìn)豆科作物及自生固氮菌固氮，鉬在作物體內(nèi)的生理功能主要表現(xiàn)在氮素代謝方面。（2）鉬能促進(jìn)光合作用并能消除土壤中活性鋁在作物體內(nèi)的累積而產(chǎn)生的毒害作用。 7．氯
（1）氯在葉綠素光合作用反應(yīng)中起著不可缺少的輔酶作用。
（2）氯離子可作細(xì)胞滲透壓的調(diào)節(jié)劑和陽(yáng)離子的平衡者。
（3）氯離子活性強(qiáng)，極易進(jìn)入作物體內(nèi)，因此會(huì)加強(qiáng)結(jié)合陽(yáng)離子的吸收。
（4）在細(xì)胞遭破壞、正常的葉綠體光合作用受到影響時(shí)，它能使葉綠體的光合反應(yīng)活化。
（5）氯離子對(duì)煙草，薯類等作物有不良影響。
三、作物對(duì)養(yǎng)分的吸收和利用形態(tài)
（一）作物對(duì)養(yǎng)分的吸收
作物吸收養(yǎng)分可以通過(guò)根部和葉部器官。作物所需養(yǎng)分，特別是旺盛生長(zhǎng)時(shí)期，養(yǎng)分吸收的強(qiáng)度較大，絕大部分來(lái)自土壤。因此，根部養(yǎng)分是作物吸收養(yǎng)分的主要來(lái)源，葉部養(yǎng)分（根外養(yǎng)分）是輔助來(lái)源。當(dāng)對(duì)作物強(qiáng)化養(yǎng)分，特別在根部吸收養(yǎng)分困難時(shí)，根外養(yǎng)分就具有重要的意義了。1.根部養(yǎng)分的吸收 /
根是作物吸收養(yǎng)分的主要器官。大多數(shù)陸生作物的根在地下形成龐大的根系，根系吸收養(yǎng)分以根尖（生長(zhǎng)點(diǎn)）以上的分生組織區(qū)最為活躍。根系一方面吸收水分和養(yǎng)分，一方面不斷向土壤分泌有機(jī)酸等有機(jī)物質(zhì)，這些有機(jī)物質(zhì)能溶解土壤中的一些非水溶性肥料和土壤養(yǎng)分，以利作物吸收利用。
2.葉部養(yǎng)分的吸收 一般陸生作物的葉片外表面細(xì)胞壁上雖有一層蠟質(zhì)層，但仍能吸收養(yǎng)分，實(shí)驗(yàn)證明，養(yǎng)分進(jìn)入葉細(xì)胞可以通過(guò)氣孔，也可通過(guò)葉片角質(zhì)層上的裂縫和從表面細(xì)胞延伸到角質(zhì)的微細(xì)結(jié)構(gòu)，即外壁胞質(zhì)連絲，是角質(zhì)膜到達(dá)表皮細(xì)胞原生質(zhì)的通道。作物葉部吸收的養(yǎng)分和根部吸收的養(yǎng)分一樣能在作物體內(nèi)同化和運(yùn)轉(zhuǎn)。
（二）作物吸收養(yǎng)分的作用形態(tài)
作物吸收養(yǎng)分的形態(tài)有三種表示方式。
1.離子態(tài)、分子態(tài)和氣態(tài)
離子態(tài)養(yǎng)分為主要形態(tài)，大部分分子態(tài)養(yǎng)分需經(jīng)分解轉(zhuǎn)變?yōu)殡x子態(tài)后才能被作物吸收，氣態(tài)養(yǎng)分主要有CO2、 SO2、O2和H2O等，它們通過(guò)擴(kuò)散作用進(jìn)入作物體內(nèi)。
2.無(wú)機(jī)態(tài)養(yǎng)分和有機(jī)態(tài)養(yǎng)分
（1）無(wú)機(jī)態(tài)養(yǎng)分 可分為陽(yáng)離子和陰離子兩類，其中陽(yáng)離子形態(tài)有 NH4+、K+、Ca2+、Mg2+ 、Fe3+、Fe2+、Mn2+、Zn2+等，呈陰離子形態(tài)的有NO3- 、 H2PO4-、HPO42- 、SO42-、H2BO3-、B4O72-、Cl- 等。 )
以氮素和磷素為例。 ①氮素 作物吸收利用的氮素主要有銨態(tài)氮（NH4+）和硝態(tài)氮（NO3-），他們?cè)谧魑矬w內(nèi)轉(zhuǎn)化作用的步驟略有不同。銨態(tài)氮被作物吸收后，與有機(jī)酸（如酮酸）結(jié)合進(jìn)行同化作用，形成氨基酸和蛋白質(zhì)等。硝態(tài)氮被作物吸收后，首先在硝酸還原酶作用下形成銨態(tài)氮后，才能與有機(jī)酸結(jié)合，形成氨基酸和蛋白質(zhì)等。 硝態(tài)氮、氨態(tài)氮的代謝過(guò)程也略有不同，硝態(tài)氮即可在根部也可在葉部進(jìn)硝酸還原作用，其還原作用受光照的影響；硝態(tài)氮的同化作用與有機(jī)酸的代謝有關(guān)。作物需要吸收相應(yīng)的陽(yáng)離子以中和硝酸根離子的酸性，又必需生成有機(jī)酸以中和這些陽(yáng)離子的堿性。 根部吸收的銨態(tài)氮就在根部合成為氨基酸等有機(jī)氮，然后再輸送到作物各部位。過(guò)多的銨態(tài)氮會(huì)轉(zhuǎn)化為酰胺，酰胺可以在作物體內(nèi)貯存，需要時(shí)水解而為作物利用。進(jìn)行植株測(cè)定和養(yǎng)分診斷，一般分別以酰胺態(tài)氮和硝態(tài)氮含量作依據(jù)，而不是測(cè)銨態(tài)氮。銨態(tài)氮和硝態(tài)氮在土壤中狀態(tài)不同。硝酸根帶有負(fù)電荷，土壤膠粒也是負(fù)電荷，因此硝態(tài)氮只能存在于土壤溶液中，雖易被作物吸收，但也易隨水流失。銨態(tài)氮帶正電荷，被吸附在土壤膠粒表面，既便于為作物吸收，又有利于穩(wěn)定地保存。
②磷素 作物吸收的磷素主要是無(wú)機(jī)態(tài)磷酸根離子。磷酸含有三個(gè)氫離子（H+）是三元酸，因此可以生成三種相應(yīng)的鹽，即一價(jià)磷酸鹽、二價(jià)磷酸鹽和三價(jià)磷酸鹽，可形成(H2PO4-)、(HPO42-)和（PO43-）三種形態(tài)的磷酸根離子，其中以H2PO4-最易被作物吸收，HPO42-次之，PO43-則較難吸收，前兩種形態(tài)統(tǒng)稱為速效磷。磷進(jìn)入作物體內(nèi)首先與糖結(jié)合，參加糖系代謝，而本身有機(jī)化，并轉(zhuǎn)運(yùn)到作物各部。從根部吸收的磷經(jīng)木質(zhì)部向地上部分運(yùn)送；從葉部吸收的磷經(jīng)韌皮部向下部分移運(yùn)。
（2）由機(jī)態(tài)養(yǎng)分 土壤中能被作物吸收的有機(jī)態(tài)養(yǎng)分屬于難溶態(tài)的范疇，存在于土壤的有機(jī)物質(zhì)或微生物活體體內(nèi)，或呈螯和物形態(tài)存在。一般不如無(wú)機(jī)離子態(tài)養(yǎng)分易被作物利用，大多數(shù)有機(jī)態(tài)養(yǎng)分需經(jīng)微生物分解轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)機(jī)態(tài)養(yǎng)分后，才能較順利地被吸收利用，如尿素、氨基酸、糖類、磷脂類、植酸、生長(zhǎng)素、維生素以及抗生素等。一般認(rèn)為有機(jī)分子中，脂溶性系的較易進(jìn)入作物體內(nèi)，而比難溶性的養(yǎng)分容易釋放。
3.水溶態(tài)養(yǎng)分、交換態(tài)養(yǎng)分、緩效態(tài)養(yǎng)分和難溶態(tài)養(yǎng)分
（1）水溶態(tài)養(yǎng)分 凡能溶于水的養(yǎng)分均稱為水溶態(tài)養(yǎng)分，存在于土壤溶液中，極易被作物吸收利用。大部分無(wú)機(jī)態(tài)養(yǎng)分和小部分結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分子量小的有機(jī)態(tài)養(yǎng)分都屬于水溶態(tài)養(yǎng)分，這種養(yǎng)分對(duì)作物的效果最高。 （2）交換態(tài)養(yǎng)分 能被吸附在土壤膠粒表面的交換性離子是交換態(tài)養(yǎng)分。通常交換態(tài)養(yǎng)分是陽(yáng)離子，如NH4+、K+、Ca2+、Mg2+等，帶有正電荷，極易為帶負(fù)電荷的土壤膠粒所吸附。某些情況下，土壤膠粒帶有正電荷，吸附的則是陰離子如H2PO4-、HPO42-等。
以上兩種形態(tài)的養(yǎng)分均稱為速效性養(yǎng)分，在土壤中始終處于動(dòng)態(tài)平衡中，當(dāng)土壤水溶態(tài)養(yǎng)分被作物吸收后，交換態(tài)養(yǎng)分由土壤膠粒表面向土壤溶液轉(zhuǎn)移。當(dāng)土壤溶液中水溶態(tài)養(yǎng)分濃度增高時(shí)，如施用化肥時(shí)，則土壤溶液中的養(yǎng)分向土壤膠粒表面轉(zhuǎn)移。
（3）緩效態(tài)養(yǎng)分 這種養(yǎng)分既不是水溶態(tài)的，也不是交換態(tài)的，不能直接為作物吸收利用，例如礦物晶格中和黑云母礦物中的鉀。對(duì)于大部分作物的當(dāng)季的有效性較差，只能作為速效養(yǎng)分的補(bǔ)給來(lái)源，但肥效時(shí)間長(zhǎng)。在判斷土壤潛在肥力時(shí)具有一定的重要意義。
（4）難溶態(tài)養(yǎng)分 難溶態(tài)養(yǎng)分主要存在土壤礦物中,不易釋放,也不易迅速為作物根部分泌的弱酸溶解,例如氟磷灰石、羥基磷灰石等原生礦中的磷素、鉀長(zhǎng)石中的鉀素，只有在較長(zhǎng)的風(fēng)化過(guò)程才有可能被釋放，因此可當(dāng)作是作物養(yǎng)分的貯備。
由于土壤的條件和環(huán)境的變化，土壤中的養(yǎng)分有相互轉(zhuǎn)化的過(guò)程。有效養(yǎng)分，可能降低其有效程度，甚至養(yǎng)分無(wú)效化；也有的提高有效程度，形成養(yǎng)分有效化
本站僅提供存儲(chǔ)服務(wù)，所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布，如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容，請(qǐng)
點(diǎn)擊舉報(bào)。
