作物17种元素相互关系

作物17种元素,孙立磊,17种必须元素碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、硅、铁、锰、锌、铜、硼、钼、氯元素间的平衡比施肥更重要,按生化作用和生理功能进行分类,一、氮作用及缺素表现,氮是农作物生长所需的第一个大量元素。它是蛋白质、叶绿素、核酸、酶、生物激素等重要生命物质的组成部分，因此氮是植物结构组分元素。氮元素正常浓度为1%-5%之间，增加叶绿素,促进蛋白质的合成.植株缺氮时生长矮小.发黄,一般先出现于低位叶片,高位叶片仍很绿,严重缺氮时叶片变褐死亡.,植物缺氮就会失去绿色，呈色泽均一的浅绿或黄绿色，尤其是基部叶片。植株矮小细弱，分枝分蘖少，侧芽呈休眠状态或枯萎。花和果实少。成熟提早。产量、品质下降。叶菜类蔬菜叶片小而薄，色淡黄绿，含水量少，纤维素增加，丧失柔嫩多汁的特色。果树幼叶小而薄，色淡，果小皮硬，含糖量虽相对提高，但产量低，商品品质下降。,植物生长需要氮，但施氮过量反而会引起一系列的负面反应：营养生长旺盛，植株高大细长，节间长，叶片柔软，腋芽生长旺盛，开花少，座果率低，果实膨大慢，易落花、落果。禾本科作物秕粒多，易倒伏，贪青晚熟；块根和块茎作物地上部旺长，地下部小而少。过量的氮与碳水化合物形成蛋白质，剩下少量碳水化合物用作构成细胞壁的原料，细胞壁变薄，所以植株对寒冷、干旱和病虫的抗逆性差，果实保鲜期短，果肉组织疏松，易遭受碰压损伤。,二、磷作用及缺素表现,植物对磷的吸收量远远小于钾和氮，甚至有时还不及钙、镁、硫等中量元素。核酸、磷酸腺苷等重要生命物质中都含磷，因此磷是植物结构组分元素。它在生命体中主要构成核酸、磷脂、腺苷磷酸、磷酸酯、肌醇六磷酸等物质。磷元素正常浓度为0.1%-0.4%之间,最重要的作用是储存和转运能量,从光合作用和碳水化合物代谢中获得和能量储存在磷酸盐化合物中,一备以后的生长和繁育利用.缺磷时能限制全株生长,很少看到像其它元素短缺时出现那种明显的叶片症状.,植物缺磷时植株生长缓慢、矮小、苍老、茎细直立，分枝或分蘖较少，叶小，呈暗绿或灰绿色而无光泽，茎叶常因积累花青苷而带紫红色。根系发育差，易老化。由于磷易从较老组织运输到幼嫩组织中再利用，故症状从较老叶片开始向上扩展。缺磷植物的果实和种子少而小。成熟延迟。产量和品质降低。轻度缺磷外表形态不易表现。不同作物症状表现有所差异。,三、钾作用及缺素表现,钾能激活植物体内60多种酶，参与光合作用，调节植物水分平衡，调节阴阳离子平衡和pH值，促进蛋白质代谢，使蛋白质结构稳定。钾元素正常浓度为1%-5%之间功能主要是催化作用:1.酶的激活2.平衡水分3.参与能量形成4.参与同化物的进行(提高作物含糖量)5.参与氮的吸收及蛋白质合成6.活化淀粉合成酶(促使作物灌浆期子粒饱满)7.活化固态酶(可提高豆科作物根瘤菌数).钾养分不足时,植株抗病能力降低,作物品质下降并减产,尤其是水果和蔬菜.大豆的影响明显.,农作物缺钾时因而影响茎的强度，易倒伏。蛋白质合成受阻。氮代谢的正常进行被破坏，常引起腐胺积累，使叶片出现坏死斑点。症状首先从较老叶片上出现，一般表现为最初老叶叶尖及叶缘发黄，以后黄化部逐步向内伸展同时叶缘变褐、焦枯、似灼烧，叶片出现褐斑，病变部与正常部界限比较清楚，尤其是供氮丰富时，健康部分绿色深浓，病部赤褐焦枯，反差明显。严重时叶肉坏死、脱落。根系少而短，活力低，早衰。,四、钙作用及缺素表现,钙的生理功能与细胞壁组分有关。钙是植物结构组分元素。主要构成果胶酸钙等，在液泡中是草酸钙、柠檬酸钙、苹果酸钙等。钙是细胞伸长所必需。钙是重要酶类的活化剂。对植株硬度和籽粒形成有益。固氮细菌大量需要钙。钙元素正常浓度为0.2%-1.0%之间,钙在细胞伸长和分裂方面起重要作用,缺钙表现为植株顶芽和根系顶端不发育,生长点停止生长,缺钙还常使番茄发生脐腐病和苹果的苦陷病,果实缺少硬度.,钙在植物体内易形成不溶性钙盐沉淀而固定，所以它是不能移动和再度被利用的。缺钙造成顶芽和根系顶端不发育，呈“断脖”症状，幼叶失绿、变形、出现弯钩状。严重时生长点坏死，叶尖和生长点呈果胶状。缺钙时根常常变黑腐烂。一般果实和储藏器官供钙极差。水果和蔬菜常由储藏组织变形判断缺钙。,五、硫作用及缺素表现,硫元素:正常浓度为0.1%-0.4%之间,硫元素主要作用是促进植株生长,缺硫会极大地阻碍植株生长,特征均为植株失绿.矮小.茎细和纺锤形.许多植株缺硫症状极似缺氮症状,这不可避免地导致对许多缺素原因的误诊.植物光合作用的合成蛋白质,必须组分胱氨酸.半胱氨酸和蛋氨酸等含硫氨基酸,而植株中90%的硫存在于这些氨基酸中,所以,高质量的氨基酸叶面肥能给植物生长补充充足的硫元素.另外,硫还能提高油科作物含油量.,六、镁作用及缺素表现,镁是叶绿素分子的中心原子，镁对光合作用来说是必不可少的元素。正常浓度为0.1%-0.4%之间,镁是叶绿素分子中仅有的矿物质组成部分.没有叶绿素,植株就无法进行光合作用.所以,缺镁的症状首先在低位叶片出现,并从老部分移向幼嫩部分,进一步发展成为整个叶片组织全部淡黄,然后变褐直至最终坏死,尤其是棉花,下部叶片可能出现紫红色,然后逐渐变褐.坏死.,缺镁症状首先出现在低位衰老叶片上，共同症状是下位叶叶肉为黄色、青铜色或红色，但叶脉仍呈绿色。进一步发展，整个叶片组织全部淡黄，然后变褐直至最终坏死。大多发生在生育中后期，尤其以种子形成后多见。,七、铁作用及缺素表现,1、叶绿素2、铁氧蛋白系列正常浓度为50-250ppm,其作用是:1.增加植物体内的呼吸作用和叶绿体中光合作用的两个代谢过程中的氧化还原反应,呼吸作用中将氧还原为水,是铁化合物的功能.2.铁能起到使植物稳定生长的作用.3.铁元素参与酶系统的活化作用.缺铁首先出现在植株幼叶上,结果失其生长停止,幼叶出现叶脉间失绿,很快会发展到整个叶片,严重时叶片全白.,缺铁植物叶片失绿黄白化，心叶常白化，称失绿症，呈清晰网状花纹。果树等木本树种容易缺铁。新梢叶片失绿黄白化，称“黄叶病”，花卉观赏作物也容易缺铁。豆科作物如大豆，上部叶片脉间黄化，叶脉仍保持绿色，并有轻度卷曲，严重时叶缘出现褐色斑点，进而坏死。禾谷类作物水稻、麦类及玉米等缺铁，叶片脉间失绿，呈条纹花叶。,八、锌作用及缺素表现,锌主要构成酶。锌作为酶与基质的桥键。因此在光合、呼吸、氮代谢、激素合成和植物生长方面都有作用。锌起保护根表或根内细胞膜的作用，可提高作物的抗旱能力锌是植物所需的一种过渡金属微量元素.在植物干物质中正常含量为25-150ppm,缺锌常出现的症状有:1.叶脉间,尤其是底位老叶的叶脉间出现浅绿.黄色或白色区域,失绿叶片部分组织死亡.2.茎与茎节间变短,出现许多叶片丛生,呈莲座状外观.3.叶片小,又窄又厚,通常叶片上部叶组织不断生长造成畸形叶片早落,生长受阻,极易发生病毒,缺锌植物主要有叶片褪绿黄白化，叶片失绿，脉间变黄，出现黄斑花叶，叶形显著变小，常发生小叶丛生，称为“小叶病”、“簇叶病”等，生长缓慢、叶小、茎节间缩短，甚至节间生长完全停止。缺锌一般出现黄斑叶，而缺铁通常全叶黄白化而呈清晰网状花纹。,九、硼作用及缺素表现,.硼元素正常浓度为6-60ppm,硼在植物分生组织里的发育和生长中起重要作用,因其不易从衰老组织向活跃生长组织移动,最先见到的缺硼症状是顶芽停止生长,继而幼叶死亡,同时也限制开花和后期果实的发育.缺硼的症状表现为:1.植株幼叶变为淡绿,也基比叶尖失绿更多,基部组织破坏.如果继续生长,叶片偏斜或扭曲,通常叶片死亡,顶端停止生长.2.叶片变厚.萎蔫或卷叶叶柄和茎变粗,开裂或呈水浸状果实.块茎或块根褪色.开裂或腐烂,苹果缩果病.柑橘导致果皮厚薄不一,果实疙疙瘩瘩,根块作物导致黑心病或褐心病等.,十、锰作用及缺素表现,锰的生化作用类似镁。镁和锰离子能桥结ATP与磷酸激酶或磷酸转移酶。在多数情况下它们能互相代替，但有些反应非锰不可。锰元素正常浓度为20-500ppm,锰是一种植物生长的过渡元素,一般缺锰元素的症状首先表现在幼叶上,阔叶植物表现为叶脉间失绿,和铁元素一样,锰也参与光合作用和氧化还原作用严重缺锰症状有:燕麦灰斑病.湿斑病和斑枯病等.但是,过量使用锰元素对植株生长有害,棉花.烟草.大豆.果树和油菜等卷叶现象,所有这些都是锰过量造成的毒害.氨基酸能使多余的锰元素组成锰蛋白,促进锰元素参与酶的活化系统,能有效的解除锰过量造成的毒害.,锰为较不活动元素。缺锰植物首先在新生叶片叶脉间绿色褪淡发黄，叶脉仍保持绿色，脉纹较清晰，严重缺锰时有灰白色或褐色斑点出现，但程度通常较浅，黄、绿色界不够清晰，常有对光观察才比较明显的现象。严重时病斑枯死，称为“黄斑病”或“灰斑病”，并可能穿孔。,十一、钼作用及缺素表现,钼的功能主要表现在钼是植物体内固氮酶和硝酸还原酶的重要组分。钼参与硝态氮还原为铵的过程。植物中正常含量为0.3-1ppm,所以,钼元素的浓度很低,过量使用也无任何毒副作用.钼元素都存在各种酶中,酶能促使豆科根瘤菌的形成,在植物中对铁的吸收和运输起着不可替代的作用.,植物缺钼症有两种类型，一种是叶片脉间失绿，甚至变黄，易出现斑点，新叶出现症状较迟。另一种是叶片瘦长畸形、叶片变厚，甚至焦枯。,十二、铜作用及缺素表现,铜对叶绿素有稳定作用，防止叶绿素过早破坏；参与蛋白质和糖代谢，与呼吸作用密切相关。铜对植物的作用与铁相似.正常浓度为5-20ppm.各种作物缺铜症状表现不同:玉米缺铜幼叶变黄.收缩,随着缺素加剧,幼叶变白且茎叶老化死亡,更严重时沿叶尖和叶缘出现死亡组织,许多蔬菜作物缺铜则叶片失去膨压,并不出蓝色.失绿.卷曲.不开花.,植物缺铜一般表现为顶端枯萎，节间缩短，叶尖发白，叶片变窄变薄，扭曲，繁殖器官发育受阻、裂果。不同作物往往出现不同症状。麦类作物病株上位叶黄化，剑叶明显；柑橘、苹果和桃等果树的“枝枯病”或“夏季顶枯病”。,十三、氯作用及缺素表现,氯元素:正常氯元素浓度为0.2%-2.0%,但许多作物都达到10%的含量.氯元素的一个主要功能是在钾流动迅速时充作平衡离子,以便维持叶片和植株其它器官的膨压,促使植株的光合作用.氯元素还能起到明显的防病作用,可大大降低冬小麦全蚀根腐病.对其它作物能降低镰刀菌早地根腐病的侵染,能减轻玉米茎腐病的发生.氯过量对作物的危害视作物对其耐受力而异.烟草.桃.梨.瓜类作物对氯最敏感.十四.归硅元素:正常浓度为0.2%-2.0%,主要集中于植物根中.主要作用是对细胞壁结构有作用,提高作物抗病性,对茎秆强度和抗倒伏具有重要作用.综上所述:植物生长所需常用元素为:碳.氢.氧.氮.磷.钾.钙.镁.硫.硼.铁.锰.铜.钼.锌.氯和硅.碳.氢.氧.氮.磷.硫,构成植物生命物质,能促使蛋白质的形成,即为原生质.除自然赋予的碳.氢.氧外的元素,称为矿质元素.氮.磷.钾.钙.镁.硫属于大量元素,其余矿质元素为微量元素.,三要素氮、磷、钾对其他元素的拮抗作用,氮肥尤其是生理酸性铵态氮多了，造成土壤溶液中过多的铵离子，与镁、钙离子产生拮抗作用，影响作物对镁钙的吸收。过多施氮肥后刺激果树生长，需钾量大增，更易表现缺钾症。磷肥不能和锌同补，因为磷肥和锌能形成磷酸锌沉淀，降低磷和锌的利用率。过多施磷肥,多余的有效磷也会抑制作物对氮素的吸收,还可能引起缺铜、缺硼、镁。磷过多会阻碍钾的吸收，造成锌固定，引起缺锌。磷肥过多，还会活化土壤中有害对作物的生长发育的物质有害的物质，如活性铝、活性铁、镉（Cd），对生产不利。施钾过量首先造成浓度障碍，使植物容易发生病虫害，继而在上壤和植物体内发生与钙、镁、硼等阳离子营养元素的拮抗作用，严重时引起脐腐和叶色黄化。过量施钾往往造成严重减产。,中量元素钙、镁、硫对其他元素的拮抗作用,钙过多，阻碍氮、钾的吸收，易使新叶焦边，杆细弱，叶色淡。过量施用石灰造成土壤溶液中过多的钙离子，与镁离子产生拮抗作用，影响作物对镁的吸收。镁过多杆细果小，易滋生真菌性病害。土壤中代换性镁小于60mg/kg，镁/钾比小于1即为缺镁。钙、镁可以抑制铁的吸收，因为钙、镁呈碱性，可以使铁由易吸收的二价铁转成难吸收的三价铁。,微量元素铁、硼、铜、锰、锌、钼对其他元素的拮抗作用,缺硼影响水分和钙的吸收及其在体内的移动，导致分生细胞缺钙，细胞膜的形成受阻，而且使幼芽及子粒的细胞液呈强酸性，因而导致生长停止。缺硼可诱发体内缺铁，使抗病性下降。,其他元素之间的拮抗作用,土壤PH对元素的拮抗作用,pH值低时，对阳离子的吸收有拮抗，pH值升高，阳离子间的拮抗作用减弱，而阴离子的拮抗作用增强。,土壤、温度对营养元素的拮抗,大量元素的促进作用,中微量元素的促进作用,中微量元素的促进作用,镁和磷具有很强的双向互助依存吸收作用，可使植株生长旺盛，雌花增多，并有助于硅的吸收，增强作物的抗病性，抗逆能力。钙和镁有双向互助吸收作用，可使果实早熟，硬度好，耐储运。有双向协助吸收关系的还包括：锰和氮钾铜；硼可以促进钙的吸收，增强钙在植物体内的移动性。氯离子是生物化学最稳定的离子，它能与阳离子保持电荷平衡，维持细胞内的渗透压的调节剂也是植物体内最离子的平衡者，其功能是不可忽视的，氯比其它阴离子活性大，极易进入植物体内，因而也加强了伴随阳离子（钠、钾、铵离子等）的吸收。锰可以促进硝酸还原作用，有利于合成蛋白质，因而提高了氮肥利用率。缺锰时，植物体内硝态氮积累，可溶性非蛋白氮增多。,其他因素的促进作用,当土壤溶液在酸性时候,植物吸收阴离子多于阳离子,而在碱性反应中,吸收阳离子多于阴离子。,交互作用,1、