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营养元素对植物的功能和影响(下)

了解各种营养元素对植物的功能和影响,是实现优质高产农作物的基础。上一期,我们谈过了大量营养元素 (Macro nutrients) – 氮 (Nitrogen)、磷 (Phosphorus)、钾 (Potassium)、镁 (Magnesium)、钙 (Calcium)和硫 (Sulfur)。这一期,我们将继续与大家谈谈微量营养元素(Trace elements) 对植物的功能和影响。

1. 氯 (Chlorine)

植物需要氯来进行光合作用。氯也可以帮助调节细胞质 (Cytoplasm) 的 pH,提高植物根系吸收水份和养份的能力,维持植物内部的水份循环,对叶子气孔的开张和关闭也有调节作用,从而增强植物的抗旱能力。

油棕树吸取适量的氯,可以促进新叶的生长,增加油棕果串的重量,提高油棕产量和对抗病虫害的抵抗力。

一般植物如果缺氯,根系将高度分叉且发育不良;由于氯有调节叶子气孔的开张和关闭的作用,因此缺少氯素的叶子,生长会受阻碍和枯萎。

另一方面,土壤中如果有过量的氯,油棕果肉的水份则会增加,导致含油量减少,影响收成。

土壤中的氯大部份来自雨水,肥料等。在马来西亚,由于雨水量充足,一般上的园丘都不需要添加氯肥。

2. 硼 (Boron)

植物需要硼来促进细胞分裂和细胞壁的形成,分化细胞组织 (Tissue differentiation) 以及促进根系的成长。硼也能促进碳水化合物和生长素 (Growth hormones) 的运作,协助钙在植物体内发挥它的功能,促进核酸和蛋白质合成,以及调节植物对盐份的吸收。除此之外,硼对植物生殖器官的形成和发育有很大的作用,它可以促进花粉的萌发,有利于种子的形成,减少花果掉落。硼也可以增强植物抗旱和抗病的能力。

油棕树缺硼,会导致树的根尖 (Root tip) 和其它部位的生长点死亡(例如 : 茎尖,花芽和新叶),阻碍生殖器官的形成和发育,影响油棕产量。

油棕树缺硼症状 :

●叶子出现鱼骨状 (Fish-boneleaf)。

●老叶出现皱叶 (Crinkle leaf) 和钩叶 (Hook leaf) 的症状。

●老叶偏深绿色且易碎烂。

●新叶短小 (Little leaf)。

●树冠变成平顶状 (Flat-top appearance)。

●在严重的情况下,叶子将会停止生长。

●树冠中间的顶芽部位 (Apical bud) 出现有如大坑 (Crater) 的形状。

●根系发育受阻碍。

●花儿容易掉落。

施用过量的硼,会使新叶的叶尖部位出现叶脉间褪绿的条纹 (Interveinal chlorotic streaks) ;接着褪绿的部位会出现细胞坏死 (Necrosis) 的现象,然后逐渐蔓延至叶子的其他部位。

3. 铜 (Copper)

铜是植物制造叶绿素,蛋白质和酶的过程中不可缺少的元素。铜促进光合作用以及碳水化合物,氮和油脂 (Lipid) 的代谢,调节植物内部的水份,参与氧化还原反应 (Reduction-oxidation reactions),协助制造木质素 (Lignin) 和帮助种子成形。

油棕树如果吸取的铜素不足,将会导致花粉的萌发机率降低。

油棕树缺铜症状 :

●缺铜的初期,新叶会出现长方形的褪绿斑块 (Rectangular speckles)。

●在比较严重的情况下,新叶比老叶短小;●从叶子的末端开始,叶脉间会出现黄化现象 (Interveinal yellowing);新叶的叶尖和边缘出现细胞坏死的现象 (Necrotic)。

●油棕树发育迟缓。

施用过量的铜,会引发铁 (Iron) 和锰 (Manganese) 的缺素症。油棕树的新叶叶面会出现圆形或椭圆形的浅褐色小斑点。这些小斑点会慢慢结合在一起,然后逐渐坏死;斑点四周则有黄色边框包围。

4. 锰 (Manganese)

锰最重要的功能是帮助制造叶绿素,促进光合作用。在蛋白质,碳水化合物和油脂的合成过程中,锰是许多种酶的活化剂。植物细胞的分裂和增长也需要锰,尤其是根部细胞的发育。除此之外,锰也参与氧化还原反应,促进氮和碳水化合物的代谢,并结合铜,铁和锌来帮助植物的成长。

当油棕树缺少锰素,光合作用的有效性会减低,影响树的成长;同时,也会阻碍根部的细胞组织木质化 (Lignification),令根部容易被病虫害侵袭。

油棕树缺锰症状 :

●新叶的叶脉间出现断断续续的褪绿长形斑点,然后逐渐变成褪绿的条纹。

●新生的叶子比较小,并且有褪绿的现象。●根系发育受阻碍。

●新叶的叶尖和边缘出现细胞坏死的现象。●树冠看起来不健康和发育不良。

●在严重的情况下,叶子褪绿和细胞坏死的现象会影响新生叶子的成长。

施用过量的锰,会引发铁 (Iron) 的缺素症。若在叶面喷施过量的锰肥,会导致油棕果实产量减少。

5. 铁 (Iron)

铁是多种酶的活化剂,主要参与氧化还原过程以提供能量给植物。植物需要铁来促进光合作用,能量代谢 (Energy metabolism),固氮 (Nitrogen fixation)以及把体内的硝酸盐 (Nitrates) 转变为氨 (Ammonia)。铁也协助制造蛋白质和木质素。除此以外,植物的细胞呼吸作用 (Respiration) 也需要铁。严重缺铁的油棕树会发育不良而影响生产量和品质,甚至死亡。

油棕树缺铁症状 :

●新叶的叶脉间出现褪绿的条纹,叶脉则保持绿色;较后期时,新叶会逐渐变成白色,但是老叶却呈黄色。

●油棕树发育迟缓。

●在严重的情况下,油棕树可能会死亡。

 

施用过量的铁,则会引发磷 (Phosphorus) 的缺素症。

6. 锌 (Zinc)

植物需要锌来帮助某些酶的运作以提供植物所需要的能量,促进蛋白质合成,碳水化合物和荷尔蒙 (Hormones) 的代谢,以及维持细胞膜的完整性 (Cell membrane integrity)。植物也需要锌来制造叶绿素和促进核酸合成 (Nucleic acids synthesis)。油棕树缺少锌,会发育不良,影响成长。

油棕树缺锌症状 :

●缺锌的初期,老叶变成橙黄色。

●缺锌的后期,老叶会变得干燥,新叶则出现苍白和褪绿的现象。

●油棕树发育不良。

相反的,如果施用过量的锌,则会引发铁 (Iron) 的缺素症。

7. 钼 (Molybdenum)

植物需要钼来进行氮 (Nitrogen),磷酸盐 (Phosphate)、铁 (Iron) 和硫 (Sulfur) 的代谢。钼也可以帮助固氮菌 (Nitrogen-fixing bacteria) 固定气层里的氮气,让植物可以吸收和促进蛋白质合成。

一般植物缺钼的症状 :

●老叶转黄,其它叶子则变浅绿色。

●叶子狭小和扭曲。

●叶子畸形。

●叶脉间出现斑驳。

●花朵枯萎。

植物缺钼时老叶转黄的现象,经常会令许多人误以为是缺氮的症状。这种现象很有可能是因为土壤pH值太低,妨碍植物吸收钼所造成。

如果油棕树种植于酸性沙土,喷施过量的钼肥于叶面则会导致幼树的油棕产量减少。

总结 :

至今,相信你对土壤结构和食物网的重要性、过量施肥的害处、土壤和植物的相互关系与如何施肥、微生物和有机质对植物成长的重要以及各种营养元素对植物的功能和影响都有了更进一步的了解 :

1. 世界上的生物(人类、动物、植物和微生物)的关系是互动的,包括互相依赖和互相残杀,以维持它们生存的基本意义 : 成长、繁殖和传宗接代。在食物网中,当不同阶级的生物捕食其他生物时,我们可以清晰的看到能量(来自食物)的转换 : 从太阳的能源,转换为养份,由这养份提供的能量再变为食物。每个生物都需要食物;当它们排泄时,它们供应食物给其他生物;当它们死亡后,它们的尸体将会变成其他生物的食物来源。生物之间的互动带动了物质的分布与循环,展现了大自然的力量,谁都不可缺少谁。整个食物网形成了一个平衡的生态系统,土壤才会健康,而健康的土壤则是农业生产的基础。

2. 许多化学肥料提供的养份都有限,多数是以氮磷钾镁为主。所以即使在施用大量化学肥料的土壤,由于肥料营养配方不均衡,植物仍需要从土壤中吸取其他养份。在植物不断的摄取,加上养份补充又不全面的情况下,很多原本在土壤中的,而植物又需要的其他元素被植物摄取完之后,植物就不能健康的生长而形成病害,虫害及低品质的农作物;而农民也需要依靠农药来补救,造成恶性循环。结果,过量施用化学肥料和农药(尤其是氮肥),将导致土壤硬化和酸化,泥土变得不能透气,保水和透水能力也大大减低。这种恶性循环对土壤的生物,微生物和植物造成很大的伤害,导致食物网失去平衡,妨碍营养元素的循环,严重影响土壤的肥力。除此之外,过量施用化学肥料和农药也会对四周围的生态环境造成破坏,例如 : 空气温度上升,酸雨和水源污染等等。

3. 要种出高品质高产量的农作物,必须先对土壤和植物有更深入的了解。这包括了健康土壤应该具有的基本条件,例如充足和均衡的养份含量,适合一般普遍农作物的土壤 pH 值,有保水和透水的能力,通气,有足够的有机质,有很多种类的土壤生物和微生物以及不含污染有毒物质。植物方面,我们也应该要了解各种可以影响植物成长过程和产量的重要因素,例如阳光,二氧化碳 (carbon dioxide) 和氧气 (oxygen),水,温度,生物和微生物以及土壤。

4. 植物所需要的营养元素可以分为必需营养元素 (essential elements) 和有益营养元素 (beneficial elements)。必需营养元素又可分为三大类 :

i.大量营养元素 (primarymacro-nutrients)

ii.中量营养元素 (secondary macro-nutrients)

iii.微量营养元素(trace elements)

每一种营养元素在植物的生命代谢中各自都有不同的生理功能。尽管植物对各种营养元素的需求量不一样,但是它们的重要性不论其含量多少都是同等的,缺一不可。

5. 土壤 pH 值会影响植物对必需营养元素和有益营养元素的吸收能力。好的土壤,pH 值应该在5.5 – 6.5之间(微酸性)。因为在这个范5.5 – 6.5围里,植物所需要的主要元素和微量元素供应量比较充足,让植物更容易吸取足够和均衡的营养。

6. 除了土壤 pH 值,过量的使用某种营养元素的肥,不仅会对农作物产生毒害,也会防碍农作物对其他营养元素的吸收,引发缺素症 (induced deficiency),从而造成植物的不良发育,低产量,也让植物更容易受到病虫害的侵袭。

7. 建议施肥前,应该先做一份土壤的肥份分析,才决定施肥量。不论是必需营养元素或是有益营养元素,都有同等的重要性。因此在施肥时要重视各种养份的平衡,忌偏施单一种肥料,才不会造成农作物的营养失衡,病虫滋生。肥料总量施用过多,或者某一养份施量过多,对农作物的生长不但没有好处,反而会造成破坏,增加成本。平衡施肥,才能节约肥料的投入成本,同时又能获得高产。

8. 土壤中的营养元素固然重要,但有些营养元素是植物不能够直接吸收的,而必须靠土壤微生物的帮助,把它们转换成植物可以吸收的养份,例如氮 (Nitrogen) 和磷 (Phosphorus)。氮的来源主要是来自大气层。在大气层中,氮元素占了78%。然而,植物不能够直接从空气中吸取氮元素。空气中的氮,必须由泥土中的固氮菌 (Nitrogen-fixing bacteria) 转换成植物可以吸收的硝酸盐 (Nitrates)。而土壤中的磷所存在的形态,可分为无机形态和有机形态。无机形态的磷,非常轻易与土壤中的铁(Fe)和钙(Ca)结合,成为不易溶解型,例如磷酸铁 (Iron phosphate) 和磷酸钙 (Calcium phosphate) 等。有机形态的磷,则都存在于含有许多磷酸键 (注 : 磷酸键-分子结构里包含磷) 的有机化合物 (Phosphate-bond organic compounds) 里,例如磷脂 (Phospholipids) 和核酸 (Nucleic acid) 等,都是来自生物体 (living organisms)。这些无机结合型式或有机化合物里的磷,都不容易被植物直接吸收和利用,一般上需要经过土壤的溶磷菌 (Phosphate solubilizing bacteria) 来分解释放,植物才能够有效的吸收这些磷元素。土壤微生物是自然界中推动各种元素循环的最基层生物。因此,土壤中有益微生物的数量和种类的多寡,成了土壤肥力的最佳指标。善于利用土壤微生物,可以提高土壤养分的有效性以及植物吸收养分的能力,减低养份的流失,减少化学肥料的用量。

9 .除了微生物,有机质也是土壤肥力的基础,是健康土壤的重要组成部分。土壤有机质包括了土壤中各种动植物和土壤微生物的残体。

土壤有机质有许多好处 :

●供应土壤中的微生物和小动物所需要的能量和养份,有利于它们的活动。

●保护表土,提升土壤的保水保肥能力,减少养份的流失。

●增加土壤的养份,促进农作物的生长发育。

●改善土壤结构;有机质能降低黏性土壤的黏性,令土壤更通气,也减少了耕作阻力,让耕作时比较轻松;另一方面,它可以提高砂土的团聚性,改善其过份松散的状态。

●不含有毒物质,所以不会对环境造成伤害。

有机质有数不尽的好处,因此我们建议油棕园主只清除油棕树树基半径1-2米以内范围的青草,尽量保留行与行之间的青草,不要施用生理性的除草剂 (systemic herbicide),例如 Glyphosate。行间的杂草能帮助保持泥土的温度,湿度,减低表土流失,尤其是斜坡,同时也制造很多的有机质,好处特别多。

10. 当植物缺乏某种营养元素时,会出现各种生理症状,影响正常生长。要提醒大家注意的是当植物出现缺乏某种营养元素的病状时,有可能是因为其他营养元素供应过量而导致,或者是土壤pH值太过酸性或碱性,妨碍植物吸收某种养份所造成。在这种情形下,需要改正的是停止施放所缺乏的元素或是调整pH来促进植物吸收养份的能力。(完结篇)

鸣谢 :

本社感谢 One Goodearth Sdn. Bhd. 在《农业天地》的供稿以和读者分享农作物养份及相关方面的宝贵资讯。

文与图 :

郭汉光 / 杨佩伦