|
植物營養元素
•植物營養元素
現在已知道有十六種元素為植物生長所必需者,故常稱必要元素或營養元素。此十六種
元素中又因植物所需之多少,分為多量元素及微量元素(表一)。一般植物所吸收各種營養元
素之來源主要包括有空氣、水、土壤(栽培介質)及肥料等。除了碳、氫、氧以外,大部分營
養元素都由土壤中礦物或有機質分解後釋出,才能被植物吸收利用。但沒有一種土壤(栽培介
質)能長期蓄積足量的各種營養元素供給植物生長之所需。所以,適時的施用肥料以補充適量
營養元素,即為栽培作物時必要手段之一。一般栽培蘭花時為適應其生理特性,其栽培介質必須選擇兼具通氣及排水良好的材料。但符合通氣性及排水性好的材質其本身往往無法蓄積足量的養分。因此,配合蘭花不同生育期的生長勢而施用適量肥料,以提供蘭花生長之所需,是目前在栽培蘭花上追求高品質、高產量的不二法門。
•大量元素:必須不可或缺的9種元素
碳、氫、氧、氮、磷、硫、鈣、鉀、鎂
•微量元素:必須不可或缺的7種元素
鐵、硼、錳、銅、鋅、氯、及鉬
以上包含9種大量元素及7種微量元素,共16種;其中碳、氫、氧來自大氣及水分,其餘13種皆來自根部,從土壤中吸收,也就是植物的組成要素。
•各種營養元素之作用、缺乏、過剩狀況:
許多蘭友常常為了蘭花的施肥,及該施何種肥料元素∼而傷透腦筋!其實各種元素在植物體內之功能及移動性不同,因此可由其征狀判別缺乏的要素,再加以選用適當的肥料作為補充。。。
(一)缺乏症狀發生于老葉者:如在植體內移動較快速的「鉀」、「鎂」、「鋅」。
A. 鉀(K):
•作用:存在於細胞液中,呈溶解狀態,可直接影響植體內各種酵素的正常作用,對於碳水化合物之合成及輸送、
儲藏,蛋白質合成及代謝等機能∼關係相當重大。也有促進水分吸收、增加植體抗寒、抗濕、抗旱及抗病蟲害的能力。
•缺乏:老葉由葉緣及尖端變黃而漸漸向內乾枯,或生成棕色班點、甚或後期呈現壞疽,新葉則看起來正常,但較軟弱;根部數量減少、分叉少、但長度增加。
•過剩:葉尖焦枯、易與鈣,鎂可互生頡頑易造成鈣及鎂缺乏病徵
B. 鎂(Mg):
•作用:構成葉綠素唯一的金屬元素、並為葉綠素之主要組成成分,會影響光和及呼吸作用,也是許多酵素的組成成分或輔助酵素,可幫助磷在植物體內吸收及移動,並參與油脂合成。
•缺乏:老葉黃化,初期由葉肉細胞變黃、但葉脈保持綠色∼呈現黃綠明顯對比。嚴重時黃化部位轉壞疽,落葉。
•過剩:葉尖萎凋、葉片組織色澤較葉尖處淡色(葉基部色澤正常)。
C. 鋅(Zn):
•作用:植物代謝成長、為許多酵素之致活劑成分,具有氧化還原之接觸作用,參與植物生長荷爾蒙的主要成分「色氨酸(tryptophan)」之合成。
•缺乏:生長荷爾蒙減少,新葉瘦小,根生長不良,葉脈間嵌紋或黃化、或顯現出特殊斑紋、或產生細小鏽點、嚴重時壞疽。
•過剩:葉尖及葉緣色澤較淡隨後壞疽,葉尖產生水浸狀之小斑點。
(二)缺乏症狀發生于新葉或新組織者:如在植體內不易移動的「鈣」、「硼」、「鐵」、「錳」、「銅」。
A. 鈣(Ca):
•作用:中和土壤酸性、使土壤團塊形成,在植物葉片的細胞與細胞中膠層組成分,細胞膜及細胞壁存在較多,主要功能為中和植體內過剩之有機酸(有毒草酸之結晶化),與碳水化合物及胺基酸的輸送有關,強化細胞壁組織及調節體內水分(減少水分吸收),與鉀呈頡頑作用。
•缺乏:新葉及新根無法生長,或彎曲變形,或抵抗力弱,葉尖白化、新葉葉緣變紅黃∼接著變褐而枯死;根部則變為短而粗。
•過剩:土壤易成中性或鹼性,引起微量元素不足(鐵、錳、鋅);葉肉顏色變淡,葉尖產生紅色斑點或條紋斑。
B. 硼(B):
•作用:促進鈣的移行;為根尖、莖尖的分生組織分裂、花及果實的形成所需之必須成分,與細胞分裂,花粉受精,養分吸收、細胞含水量、及糖份之輸送,有密切之關係。。。
•缺乏:生長點之生長停頓、陸續生長新芽又枯萎、逐漸變黃而枯死;節間縮短、葉柄木栓化、葉柄表皮有橫裂紋,且根部或莖部之中心維管束部位容易曲折或橫斷裂、變黑、壞死。
•過剩:由成熟葉之葉尖、葉緣先黃化後∼全葉黃化並落葉。
C. 鐵(Fe):
•作用:合成葉綠素時當作觸媒、與葉綠素之形成有關,亦為細胞中氧化酵素之觸媒。。。
•缺乏:老葉保持正常,而新葉變黃或呈淺綠色,但不出現壞疽或壞死。
•過剩:易引起缺錳
D. 錳(Mn):
•作用:氨基酸合成的致活劑,為呼吸酵素之觸媒作用或酵素的輔成基,與葉綠素之形成有間接關係。
•缺乏:與缺鐵之症狀相似,新葉變黃或呈淺綠色,但葉脈周邊殘留之葉綠素較明顯,且嚴重時有壞疽現象。
•過剩:產生異常性落葉。
E.銅(Cu):
•作用:酵素的輔成基或致活劑。直接參與呼吸作用及氧化還原作用,新陳代謝必需,間接協助葉綠素合
成,並保護葉綠素不被破壞,可防止植物衰老,延長壽命。
•缺乏:葉片尖端凋萎、彎曲呈杯狀。
•過剩:葉肉組織色澤較淡、呈條紋狀。
(三)缺乏症狀發生於全部植株者:如在植體內移動性中等的「氮」、「磷」、「硫」、「鉬」。
A. 氮(N):
•作用:與植物生長、細胞內蛋白質、植物堿、植物激素及維他命合成有關,為蛋白質中之氨基酸及葉綠素等之主要成分。
•缺乏:生長受阻,主根雖長卻不易發出側根,全株葉片變黃,葉幅變小而硬,老葉變黃,乾枯及脫落,嚴重時導致乾枯。
•過剩:葉色濃綠,葉片大型柔軟且弱,植物生長易受病菌感染;開花少,株勢容易產生徒長。
B. 磷(P):
•作用:為構成核酸之重要成分之一,對細胞之分裂有相當重要之影響、可幫助植物細胞分裂、促進根系生長,與碳水化合物及蛋白質、葉綠素、脂肪之合成、呼吸作用等,均有密切關係。
•缺乏:葉幅變小且呈現暗綠色,下位葉片後期出現紅色斑點或紫色斑點並壞疽;生長點成長受阻,根部生長差且通常很短。
•過剩:易引起鋅、鐵及銅缺乏病症。
C. 硫(S):
•作用:為蛋白質中若干氨基酸之成分,與植物蛋白質及其它含硫化物合成有關。
•缺乏:與缺氮相似∼全株變黃、新葉呈現淡黃色、葉幅變小而硬,生長受阻,嚴重時導致乾枯。
•過剩:鹽害,葉緣焦枯
D.鉬(Mo):
•作用:與蛋白質合成,硝酸鹽合成及氮的新陳代謝、搬運氧氣有關。
•缺乏:老葉色澤變淡、黃化,嚴重時全株色澤變黃、落葉。
•營養元素之吸收
植物吸收營養元素可經由葉部或根部。碳素系
以CO2之狀態由葉部之氣孔進入植物體內,水(H2O)有
小部分自葉部氣孔吸入,但大部分是由根進入的。有
些營養元素可經葉面施肥由葉部氣孔進入植物體內。
在自然情況下。大部分營養元素是經由根部吸收進
入。
植物根之吸收營養元素,乃由於根之截取,當植
物根在土壤(介質)
內伸展時,這些根截取並吸收根系
範圍內之土壤溶液中與根密切接觸之各種水溶性離
子,且吸收土壤粘性或腐植質表面上被吸附之離子。
由於植物根之吸收養分完全是離子態,故設想其為離
子的交換而被吸收,此即植物根放出氫離子(H+)而易吸入一種營養離子Ca、Mg、K、NH4及其
他微量元素的陽離子(Fe、Mn、Cu、Zn等)。
植物之正常吸收營養元素,除二氧化碳(CO2)及一部分水(H2O)由葉部吸入外,其餘多由
根部吸收進入。但由葉部吸收多種營養元素亦是相當可行的吸收方式。尤其在國蘭栽培上,
為適應國蘭根部的嗜氣性之生理特性,一般栽培介質多采疏鬆方式為主,蘭根與栽培介質接
觸面較少,經由蘭根吸收營養元素的機會即較少,因此,葉面施肥往往成為栽培國蘭的主要
的輔佐施肥方式之一。植物葉部吸入營養元素多經由葉部的氣孔及表皮層細胞為主。一般葉
面施肥方式為將各種營養元素之化合物先溶于水配成稀薄溶液,噴施植物葉部,如此可迅速
消除植物欠缺營養元素之病症,其效果常比施肥於土壤中為快。惟葉面施肥時,如營養液濃
度過高,往往易造成葉面組織損傷,甚至影響植株生長,因此營養液濃度之高低必須經過精
確之計算或試驗得知,一般以薄肥多施較符合養分吸收效益。
•影響養分吸收之因數
一般影響植物吸收養分的因數可分成植物內部因數及外部因數兩部分來探討。
(一)植物內部因數
1.
植物營養狀態:依植物生理特性可分高鹽植物及低鹽植物。後者吸收養分的能力較
強。另光合作用進行強時,植物體中碳水化合物的含量較高,則吸收養分的能力亦強。
2.
菌根菌:菌根菌為一種與植物根共生的菌,具有促進植物吸收養分的作用,一般國蘭
界所稱之「蘭菌」即可能具有類似菌根菌的功用。
3.
遺傳特性:各種植物對養分吸收之需求不同,這些都受遺傳因數左右。所以必須經由
試驗觀察,以瞭解不同品種間的養分需求。
4.
根的活性:植物根吸收養分的能力即受根本身活性的大小所影響。根的活性強,吸收
陽離子的能力強,養分即易被吸收。根的活性又受細胞的大小、老幼狀態而有差別。一
般新的細胞生育旺盛,含有豐富的原形質、吸收陽離子交換所需之有機陰離子含量較
多,對養分吸收力強。所以,植物根部尖端細胞的活力較旺盛。
(二)植物外部因數
1.
溫度:一般情形是溫度增加,養分吸收亦隨著增加,但到了40℃,吸收速度到達最
高,溫度如再升高,吸收養分速率反需下降。學者認為在低溫時,養分的吸收主要是物
理化學的作用,亦即依擴散原理進行吸收作用,但到了高溫時,除了擴散作用外,還受
生物化學作用支配,所以超過40℃時,植物體內許多酵素的活性降低,影響生物化學的
作用過程,所以養分吸收速率降低。
2.
光線:光線對養分吸收的影響可分為兩方面:
(1)光合作用必須有光線才能進行,所形成的碳水化合物由葉片送到根部,可供根呼吸
及其它代謝作用的基質,所以影響養分吸收。
(2)光線與氣孔開關有密切關係,因而影響到蒸散作用,而又影響到水分的吸收及養分
運送,所以影響到養分吸收。
3.
pH:養分的吸收與營養元素的化合物形態及溶解度有關,當pH改變時,化合物的溶解
度及形態均受影響,一般而言,pH值在5.5~6.5之間時,植物營養吸收的有效性最高。
4.
通氣性:改善根部環境的通氣,可以增加根部吸收養分,其原因有二大部分:
(1)供應充足的氧氣,根細胞吸收氧氣,進行呼吸作用產生能量,以供吸收養分之所
需。
(2)通氣性良好,根呼吸作用所產生的二氧化碳可順利排出,以避免抑制根的活性。
5.
養分濃度:由於根的呼吸作用與養分擴散作用有密切關聯,所以養分濃度充足,有利
於養分吸收,但其濃度必須在適量範圍,以免濃度過高,反形成抑制現象。
6.
養分離子間的相互影響:由於營養元素大多以離子形態存在,離子間彼此會因本身帶
電荷大小而相互影響,最明顯的現象即所謂拮抗作用或競爭作用的形成。
7.
吸收促進物質:某些植物生長調解劑或有機化
合物會促進養分的吸收,如生長素(Auxin)、維
生素、腐植酸、鉗合性化合物(ETDA)等。
8.
抑制吸收物質:此等物質大多由不良環境或人
為因素產生,如酸性土壤的鋁毒,重金屬污染
問題或鹽土中鈉的抑制作用。
•結語:
近來由於各界人士的努力,蘭花栽培的風尚已漸
為打開,不斷有新生力加入養蘭行列,使得本省蘭花界一時充滿生機,至今發展似已達到某一高峰。展望未來本省蘭花的走向,為適應時代的潮流,必朝向精緻化栽培、低成本管理及高品質產品的方向發展。因此運用現代科技知識且落實于蘭花栽培上,將是確保成功的不二法門。「植物營養學」
是近代新興的農業科技研究下的精心結晶,未來應加強研究如何將植物營養學原理加以活用於蘭花栽培,建立起既合乎科技學
理又能經濟有效的栽培管理模式,惟仍有待各界人士多方探討研究,以期能使蘭界從此步入康莊大道。
•參考文獻
:
|
1. |
蔡宜峰、台中區農業改良場農推專訊 139
期-從植物營養學觀點談國蘭肥培管理(中華民國八十三年六月發行) |
|
2. |
林正忠、鳳山熱帶園藝試驗分所植保系-病蟲害新知-植物及元素缺乏。 |
▲回本頁最頂端▲ |