植物必需營養元素的生理作用（一）─ 曾明寶

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植物營養與肥料施用要點   系列二
植物必需營養元素的生理作用（一）

文：曾明寶

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瞭解植物必需營養元素的生理作用，對施肥的精確及合理化，同時達到作物優質高産具有十分重要意義。

（一） 氮

9 B8 [) G4 P+ f+ ~/ h5 m: [# O氮是構成蛋白質的主要成分，占蛋白質含量的16—18%，而細胞質、細胞核和酶都含有蛋白質，所以氮也是細胞質、細胞核和酶的組成成分。此外，核酸、磷脂質、葉綠素等化合物都含有氮，某些植物激素（如引哆乙酸IAA和激動素kinetin是一種細胞分裂素），維生素（如B1、B2、B6等）和生物鹼等也含有氮素。由此可見，氮在植物生命活動中占有重要的地位，故又稱爲生命元素。
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: ?( ^/ r! X2 L% w) C當氮供應充足時，葉大而鮮綠，光合作用旺盛，葉片功能期延長，分枝（分蘖）多，營養體健壯，花多，産量高。生産上常施用氮肥，加速植株生長。但氮素不能施用過多，否則，葉色深綠，生長劇增，營養生長旺盛，成熟期延遲。氮素較多，細胞質豐富而壁薄，易受病蟲侵害，抵抗不良環境能力差，同時莖部機械組織不發達，容易倒伏。氮肥供應不足，則植株矮小，葉小色淡或發紅，分枝（分蘖）少，花少，籽實不飽滿，産量低。

（二） 磷
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磷存在於磷脂、核酸和核蛋白中，前者是細胞質和生物膜的主要成分，後兩者是細胞質和細胞核的組成成分。磷也是核苷酸的組成成分。核苷酸的衍生物在新陳代謝中占有極其重要的地位，它們或是能量傳遞或貯藏的重要物質（如腺苷三磷酸ATP），或是生物氧化的電子傳遞體（如黃素單核苷酸flavin mononucleotide FMN負責氫及電子之轉移），或是氫傳遞體（如 輔酶I、輔酶Ⅱ），另外，磷還直接參與發酵和呼吸過程，影響氮代謝及脂肪轉變等。

& g$ ~  {. N% N# m& Q, y6 T缺磷時，植株體內累積NO[sub]3[/sub][sup]-[/sup]—N，蛋白質合成受阻，新的細胞質和細胞核形成較少，影響細胞分裂，植株幼芽和根部生長緩慢，葉小，分枝或分蘖减少，植株特別矮小，葉色暗綠。

7 F& w3 j# l& y5 Y（三） 鉀

鉀是植物的主要營養元素之一。鉀與氮、磷不同，不是植物體內有機化合物的成分。鉀主要呈離子狀態存在於植物枝葉中，或吸附在原生質膠粒的表面。由於鉀是一種酶的活化劑，幷具有高速度透過生物膜的特性，因而在植物生長和代謝中承擔著重要的作用。

鉀能促進光合作用。因爲鉀能提高光合作用中許多酶的活性，因而植物就能更有效地進行碳素同化作用。

9 t+ O, o; Q8 {2 U, V6 |6 Z9 i鉀有利於蛋白質的合成，這主要是能明顯地提高植物對氮的吸收和利用。鉀還能促進豆科作物的固氮作用，提高根瘤菌的固氮能力。
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鉀能促進植物經濟用水。鉀能促進水分從低濃度的土壤溶液中向高濃度的根細胞移動。所以，供鉀充足時，有利於作物有效地利用土壤水分，幷保持在體內，减少水分蒸騰作用。

鉀能促進碳水化合物的代謝幷加速同化産物向貯藏器官輸送。因爲鉀能活化澱粉合成酶，所以能促進單糖合成雙糖（蔗糖）或多糖（澱粉）。缺鉀時，植物體內的蔗糖、澱粉就會水解爲單糖。

此外，鉀還能增强作物的抗逆性。鉀能增强植物對各種不良狀况（如乾旱、低溫、鹽鹼、病害和倒伏）的忍受能力。
3 [$ G# a' ~3 K缺鉀時，植株莖秆柔弱易倒伏，抗旱性和抗寒性均差。葉片細胞解體，葉綠素破壞，葉色變黃，逐漸壞死；或者葉緣枯焦，生長較慢，而葉中部生長較快，整片葉子形成杯狀捲曲或皺縮起來。

( B- l9 Q7 d; S（四） 鈣
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; I  {1 T5 w( p" a1 ]7 S鈣對細胞壁有穩定作用。通常鈣與果膠酸結合形成果膠酸鈣存在於細胞壁中，是細胞壁中膠層的組成成分。鈣在細胞壁的中膠層和質膜的外表面上起著調節膜透性以及增强細胞壁强度的作用。
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鈣對蛋白質的合成有一定影響。據研究，當改善作物的鈣營養時，作物體內蛋白質及醯胺含量也隨之增加，但氨基酸含量則相應减少。鈣營養能促進豆科作物根瘤的形成和共生固氮作用的增强。
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, \7 k% ~# H7 d  p. C鈣是某些酶的活化劑，對植物的代謝作用十分重要。

鈣能降低細胞內原生質膠體的分散度，使原生質的粘性加强。與鉀離子配合，能調節原生質處於正常的狀態，使細胞的充水度、粘性、彈性以及滲透性等均適合於植物正常生長，保證代謝作用順利進行。
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鈣能調節外部介質的生理作用。如鈣能消除銨離子（NH[sub]4[/sub][sup]+[/sup]）過多産生的毒害，同時還能加速銨的轉化。在酸性土上，鈣能减少土壤中氫離子（H[sup]+[/sup]）和鋁（Al[sup]3+[/sup]）所造成的毒害。在鹼性土上，鈣能减少鈉離子（Na[sup]+[/sup]）過多的毒害。
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缺鈣症狀首先見於生長點和幼葉，缺鈣時，植株矮小，細胞壁融化，組織變軟，葉片下垂與粘化。嚴重時，葉子變形或失綠，葉片邊緣出現壞死斑點，但老葉仍保持 綠色。缺鈣蘋果出現苦痘病，整個蘋果表面顯出小的棕色壞死斑點。番茄出現臍腐病，果實的末端變褐，以致腐爛。辣椒、西瓜缺鈣時，也會出現類似症狀。

% Q$ h' Z2 c& Z4 P. P（五） 鎂

鎂是一切綠色植物不可缺少的元素，因爲它是葉綠素的組成成分。葉綠素a和葉綠素b中均含有鎂，可見，鎂對植物進行光合作用具有重要作用。
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鎂是許多酶的活化劑，能加强酶促反應，因此，對於促進碳水化合物的代謝和作物體內呼吸作用均起著重要的作用。鎂與作物體內磷酸鹽運轉有密切關係。鎂離子 （Mg[sup]2+[/sup]）既能激發許多磷酸轉移酶的活性，又可作爲磷酸的載體促進磷酸鹽在作物體內運轉，幷以植酸鹽的形式貯藏在種子內。

鎂參與氮的代謝作用和促進脂肪的合成。還能促進植物合成維生素A和維生素C，有利於提高果品和蔬菜的品質。