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1、氮: 氮是蛋白质、核酸、磷脂的主要成分,而这三者又是原生质、细胞核和生物膜的重要组成部分,它们在生命活动中占有特殊作用。因此,氮被称为生命的元素。酶以及许多辅酶等的构成也都有氮参与。氮还是某些植物激素如生长素和细胞分裂素、维生素如B1、B2、B6等的成分,它们对生命活动起重要的调节作用。此外,氮是叶绿素的成分,与光合作用有密切关系。由于氮具有上述功能,所以氮的多寡会直接影响细胞的分裂和生长。
当氮肥供应充足时,植株枝叶繁茂,躯体高大,分蘖(分枝)能力强,籽粒中含蛋白质高。植物必需元素中,除碳、氢、氧外,氮的需要量最大,因此,在农业生产中特别注意氮肥的供应。常用的人粪尿、尿素、硝酸铵、硫酸铵、碳酸氢铵等肥料,主要是供给氮素营养。
缺氮时,蛋白质、核酸、磷脂等物质的合成受阻,植物生长矮小,分枝、分蘖很少,叶片小而薄,花果少且易脱落;缺氮还会影响叶绿素的合成,使枝叶变黄,叶片早衰甚至干枯,从而导致产量降低。因为植物体内氮的移动性大,老叶中的氮化物分解后可运到幼嫩组织中去重复利用,所以缺氮时叶片发黄,由下部叶片开始逐渐向上,这是缺氮症状的显著特点。
氮过多时,叶片大而深绿,柔软披散,植株徒长。另外,氮素过多时,植株体内含糖量相对不足,茎秆中的机械组织不发达,易造成倒伏和被病虫害侵害。
2、磷:
磷是核酸、核蛋白和磷脂的主要成分,它与蛋白质合成、细胞分裂、细胞生长有密切关系;磷是许多辅酶成分,它们参与了光合、呼吸过程;磷是AMP、ADP和ATP的成分;磷还参与碳水化合物的代谢和运输,如在光合作用和呼吸作用过程中,糖的合成、转化、降解大多是在磷酸化后才起反应的。
由于磷参与多种代谢过程,
而且在生命活动最旺盛的分生组织中含量很高,因此施磷对分蘖、分枝以及根系生长都有良好作用。由于磷促进碳水化合物的合成、转化和运输,对种子、块根、块茎的生长有利。由于磷与氮有密切关系,所以缺氮时,磷肥的效果就不能充分发挥。只有氮磷配合施用,才能充分发挥磷肥效果。总之,磷对植物生长发育有很大的作用,是仅次于氮的第二个重要元素。
缺磷会影响细胞分裂,使分蘖分枝减少,幼芽、幼叶生长停滞,茎、根纤细,植株矮小,花果脱落,成熟延迟;缺磷时,蛋白质合成下降,糖的运输受阻,从而使营养器官中糖的含量相对提高,这有利于花青素的形成,故缺磷时叶子呈现不正常的暗绿色或紫红色,这是缺磷的病症。
磷在体内易移动,也能重复利用,缺磷时老叶中的磷能大部分转移到正在生长的幼嫩组织中去。因此,缺磷的症状首先在下部老叶出现,并逐渐向上发展。
磷肥过多时,叶上又会出现小焦斑,系磷酸钙沉淀所致;磷过多还会阻碍植物对硅的吸收,易招致水稻感病。水溶性磷酸盐还可与土壤中的锌结合,减少锌的有效性,故磷过多易引起缺锌病。
3、钾:钾主要集中在生命活动最旺盛的部位,如生长点,形成层,幼叶等。
钾在碳水化合物代谢、呼吸作用及蛋白质代谢中起重要作用。钾能促进蛋白质的合成,钾充足时,形成的蛋白质较多,从而使可溶性氮减少。钾与蛋白质在植物体中的分布是一致的,例如在生长点、形成层等蛋白质丰富的部位,钾离子含量也较高。富含蛋白质的豆科植物的籽粒中钾的含量比禾本科植物高。
钾与糖类的合成有关。植物幼苗缺钾时,淀粉和蔗糖合成缓慢,从而导致单糖大量积累;而钾肥充足时,蔗糖、淀粉、纤维素和木质素含量较高,葡萄糖积累则较少。钾也能促进糖类运输到贮藏器官中,所以在富含糖类的贮藏器官中钾含量较多。此外,韧皮部汁液中含有较高浓度的钾。钾是构成细胞渗透势的重要成分,有使原生质胶体膨胀的作用,故施钾肥能提高作物的抗旱性。
缺钾时,植株茎杆柔弱,易倒伏,抗旱、抗寒性降低,叶片失水,蛋白质、叶绿素破坏,叶色变黄而逐渐坏死。缺钾有时也会出现叶缘焦枯,生长缓慢的现象,由于叶中部生长仍较快,所以整个叶子会形成杯状弯曲,或发生皱缩。钾也是易移动可被重复利用的元素,故缺素病症首先出现在下部老叶。
N、P、K是植物需要量很大,且土壤易缺乏的元素,故称它们为“肥料三要素”。农业上的施肥主要为了满足植物对三要素的需要。
4、钙:植物从土壤中吸收钙,缺钙时,细胞分裂不能进行或不能完成,而形成多核细胞。植物的生理病害是因低钙引起的,钙对植物抗病有一定作用。
植物细胞质中存在多种与钙有特殊结合能力的钙结合蛋白,其中在细胞中分布最多的是钙调素。它在植物体内具有信使功能,能把胞外信息转变为胞内信息,用以启动、调整或制止胞内某些生理生化过程。
缺钙初期顶芽、幼叶呈淡绿色,继而叶尖出现典型的钩状,随后坏死。钙是难移动,不易被重复利用的元素,故缺素症状首先表现在上部幼茎幼叶上,如大白菜缺钙时心叶呈褐色。
镁:镁是叶绿素的成分,对光合作用有重要作用;镁在核酸和蛋白质代谢中也起着重要作用。
缺镁最明显的病症是叶片贫绿,其特点是首先从下部叶片开始,往往是叶肉变黄而叶脉仍保持绿色,这是与缺氮病症的主要区别。严重缺镁时可引起叶片的早衰与脱落。
5、硫:硫进入植物体后,一部分仍保持不变,而大部分则被还原成硫,进而同化为含硫氨基酸,硫在光合、固氮等反应中起重要作用,可调节植物体内的氧化还原反应,而且还具有稳定蛋白质空间结构的作用。由此可见,硫的生理作用是很广泛的。硫不易移动,缺乏时一般在幼叶表现缺绿症状,且新叶均衡失绿,呈黄白色并易脱落。缺硫情况在农业上很少遇到,因为土壤中有足够的硫满足植物需要。
6、铁:铁是合成叶绿素所必需的,其具体机制虽不清楚,铁对叶绿体构造的影响比对叶绿素合成的影响更大,缺铁时,叶绿素分解的同时叶绿体也解体。另外,植物中的蛋白也含铁蛋白,因而它还与固氮有关。
铁是不易重复利用的元素,因而缺铁最明显的症状是幼芽幼叶缺绿发黄,甚至变为黄白色,而下部叶片仍为绿色。土壤中含铁较多,一般情况下植物不缺铁。但在碱性土或石灰质土壤中,铁易形成不溶性的化合物而使植物缺铁。
7、铜:在植物呼吸的氧化还原中起重要作用,铜提高植物抗晚疫病的能力,植物缺铜时,叶片生长缓慢,呈现蓝绿色,幼叶缺绿,随之出现枯斑,最后死亡脱落。另外,缺铜会导致叶片栅栏组织退化,气孔下面形成空腔,使植株即使在水分供应充足时也会因蒸腾过度而发生萎蔫。铜对光合有重要作用。
8、硼:
硼在合成果胶等多种糖类物质中也起重要作用。硼还能促进植物根系发育,特别对豆科植物根瘤的形成影响较大,因为硼能影响碳水化合物的运输,从而影响根对根瘤菌碳水化合物的供应。因此,缺硼可阻碍根瘤形成,降低豆科植物的固氮能力。缺硼时氨基酸很少参入到蛋白质中去,这说明缺硼对蛋白质合成也有一定影响。
不同植物对硼的需要量不同,要防止缺硼,土壤缺硼严重时应及时补给。缺硼时,受精不良,籽粒减少。小麦出现的“花而不实”和棉花上出现的“蕾而不花”等现象也都是因为缺硼的缘故。
缺硼时根尖、茎尖的生长点停止生长,侧根侧芽大量发生,其后侧根侧芽的生长点又死亡,而形成簇生状。植物卷叶病都是缺硼所致。
9、锌:锌是合成生长素前体—色氨酸的必需元素,因锌是色氨酸合成酶的必要成分,缺锌时就不能合成生长素,从而导致植物生长受阻,出现通常所说的“小叶病”,植物缺锌时叶片小而脆,且丛生在一起,叶上还出现黄色斑点。北方在春季易出现此病。
植物缺锌时呼吸和光合均会受到影响。锌也是谷氨酸脱氢酶及羧肽酶的组成成分,因此它在氮代谢中也起一定作用。
植物缺锌较严重时会出现很多症状,主要是叶片褪绿黄白化,叶形显著变小,茎节间缩短,常发生小叶丛生,称为“小叶病”、“簇叶病”等果实小、变形,核果桨果的果肉有紫斑,生长缓慢,植株矮。
植物缺锌叶片出现白绿条斑、脉间失绿、边缘上卷、节间缩短、生育期推迟、叶尖及叶缘出现水渍状失绿坏死斑点、叶小、叶面上出现灰色至古铜色的不规则斑点、叶片呈柠檬黄色并出现褐色斑点,逐渐扩大并连成坏死斑块、
“白苗”,成长后上部叶片变黄、叶形变小、叶色发黄或铜青色有斑点、新叶发生黄斑并逐渐向全叶扩展等症状。
10、锰:锰是光合放氧复合体的主要成员,缺锰时光合放氧受到抑制。锰为形成叶绿素和维持叶绿素正常结构的必需元素。锰也是许多酶的活化剂,缺锰时硝酸就不能还原成氨,植物也就不能合成氨基酸和蛋白质。
缺锰时植物不能形成叶绿素,叶脉间失绿褪色,但叶脉仍保持绿色,此为缺锰与缺铁的主要区别。
11、钼:钼可与一种特殊的蛋白质结合而被贮存。钼是硝酸还原酶的组成成分,缺钼则硝酸不能还原,呈现出缺氮病症。植物根瘤菌的固氮特别需要钼,因为氮素固定是在固氮酶的作用下进行的,而固氮酶是由铁蛋白和铁钼蛋白组成的。
缺钼时叶较小,叶脉间失绿,有坏死斑点,且叶边缘焦枯,向内卷曲。植物缺钼时叶片卷曲畸形,老叶变厚且枯焦。
12、氯:植物缺氯时,叶片萎蔫,失绿坏死,最后变为褐色;同时根系生长受阻、变粗,根尖变为棒状。