一、植物构成元素及来源
植物体由亿万细胞组成。细胞由生物高分子组成,包括蛋白质(20种氨基酸)、核酸(5种有机含N碱)、脂类(磷脂、糖脂)、糖类(单糖、双糖、寡糖和多糖)。
蛋白质由C(占50%)、O(占23%)、H(占7%)、N(占16%)、S(占0~3%)组成。例如20种氨基酸中,赖氨酸为C3H12O2N2、亮氨酸为C6H13O2N、半胱氨酸为C3H7O2NS等。
核酸包括核糖核酸(RNA)为C6H29O21P4、去氧核糖核酸(DNA)为C4H31O17P3。
脂类包括磷脂、糖脂、硫脂等,其中卵磷脂为C10H19O9PN、脑磷脂为C7H12O8PN、硫脂为C6H11O12S。
糖类包括葡萄糖(C6H12O6)、蔗糖(C12H22O11)、麦芽糖(C12H22O11·H2O)、棉籽糖(C18H32O16·5H2O)、淀粉(C6H10O5)n、纤维素(C6H10O5)x。
叶绿素中,水分占75~90%,干物质占25~10%,其中蛋白质占30~45%、脂类占20~40%、色素占10%、灰分(Fe、Cu、Zn、Mg…)占10%。
总体看,植物体构成元素中,C占42~45%、O占42~45%、H6.0~6.5%,三者约占90~96%;N占1.5~2.5%、K占1.0~2.0%、P占0.5~1.0%,三者约占3.0~5.5%;灰分(S、Ca、Mg;Mn、Cu、B、Zn、Mo、Fe、Cl、Na…)约占1.0~4.5%。除干物质外,植物体组织中含水分10~90%。草本植物含水70~85%,绿叶、嫩梢含水80~90%,树干含水40~50%,风干种子10~14%。
绿色植物依赖叶绿体进行光合作用,吸收太阳能而制造“光合有机物”〔CO2+H2O→(CH2O)n+O2↑〕,供给90%以上的营养物。每年全球同化太阳能为7.12×千焦耳,合成有机物亿吨、释放O亿吨。被吸纳的CO2(亿吨)约有三分之一形成亿吨纤维素。
N素来源较特殊,土埌母质中不含N素。在大气中含有大量N2(约占78%);但植物不能利用。藉助豆科植物等生物固N作用,将大气中的N2转化为结合态N而利用。
对多数植物来说,最好的N源是无机硝酸离子和铵离子。植物从土中吸收铵盐后,即可利用而合成氨基酸;硝酸盐吸收后,必经代谢还原才能利用〔HNO3+8E-(电子)+9H+→NH4++3H2O〕。游离氨(NH3)必须立即结合在有机物中,稍多的游离NH3会毒害植物。
植物依靠根系吸收矿质元素,一般只能吸收溶解于水中的矿质元素(生理酸性盐和生理碱性盐)。大多数铵盐(NH4)2SO4为生理酸性盐,NH4被吸收,留下SO42-在溶液中;大部硝酸盐〔NaNO3、KNO3、Ca(NO3)2〕为生理碱性盐,NO3-被吸收,其阳离子物留下,溶液变碱;NH4NO3近乎中性,其阳离子和阴离子几乎都被吸收了。
植物在含有适当比例的多种盐溶液中才可以正常生长;但当一种化肥大量施于土埌时,就可能破坏溶液的平衡性,导致植物死亡。这称谓“单盐毒害”。
1、水稻
每生产Kg谷粒和草约需吸收N、K、P的公斤数:
双季早稻:N8.25、K19.1、P5.10;
双季晚稻:N9.55、K13.3、P4.55;
单季晚稻:N8.20、K11.2、P4.05.
所需微量元素(临界最低浓度):
Zn10mg/kg(幼苗)、Mn20mg/kg(幼苗)、Fe70mg/kg(叶片)。
2、小麦
每生产Kg麦粒需吸收N、K、P的公斤数:
N3.0、K3.0~4.0、P1.0~1.5;
另需微量元素:
Ca、S、Mg、Mn、Fe、Zn、Cu、Mo、B、Cl…。
3、花生
每生产Kg荚果需吸收N、K、P的公斤数:
N5.0~5.5、K1.9~3.3、P0.9~1.0;
另需微量元素:
Ca1.5~2.3kg、Mo、B、Mn、Fe、S…。
4、芝麻
每生产Kg种子需吸收N、K、P的公斤数:
N9~11、K10~11、P2~4;
另需微量元素:
Si、Ca、Mg、Al、Fe、Na、Mn、Zn、Mo、B…。
5、油菜
每生产Kg种子需吸收N、K、P的公斤数:
N15~20、K13~18、P6~8;
另需微量元素:
B0.75kg(Na2B8O13·4H2O)。
从植物体组成元素可知,绿色植物生长发育过程中,所需主要营养的90%源自光合作用产物(CH2O),而仅需10%矿物质营养物,数量不多,也不可缺少。
现行农业生产中,因无力帮助提高光合产物,就弃之不顾,转而依赖肥料维持生产。这且不谈,在供给的肥料时又绝对失衡,连年超量施用N素肥料,P素不足,K素更少,微量元素几乎不受