土壤保健基本知識(shí)

植物必需的營(yíng)養(yǎng)元素及其主要功能

    一、必需營(yíng)養(yǎng)元素

  植物和一切生物—樣，也需要“食物”來(lái)滿足其生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖。但是，植物的特殊功能是它可以從無(wú)機(jī)元素、水、二氧化碳等并在太陽(yáng)能的幫助下合成有機(jī)物質(zhì)，以建造自己的有機(jī)機(jī)體。但人和動(dòng)物就沒(méi)有這個(gè)本領(lǐng)，它的食物直接或間接地依靠植物合成的有機(jī)物。

現(xiàn)在已經(jīng)確定的植物必需營(yíng)養(yǎng)元素有16種。所謂必需元素是因?yàn)樗鼈儏⑴c植物的代謝過(guò)程，缺少這種元素植物無(wú)法完成其整個(gè)生長(zhǎng)周期。供應(yīng)不足時(shí)，會(huì)出現(xiàn)一定的外部癥狀，這些癥狀只有施入這種元素，才能得到糾正。但是應(yīng)注意外部某種癥狀的出現(xiàn)可以由多種原因造成，所以在診斷時(shí)應(yīng)十分慎重。

植物的必需營(yíng)養(yǎng)元素是：碳(c)、氫(H)、氧(o)、氮(N)、磷(P)、鉀（K）、鈣(ca)、鎂(Mg)、硫(s)、鐵(Fe)、銅(cu)、鋅(zn)、錳(Mn)、鉬(MO)、氯(C1)、硼(B)共16種。 

人類生活必需的營(yíng)養(yǎng)元素在上述16種中，不需要硼(B)，但需要鈉、碘、鈷和氟，共19種。

動(dòng)物必需的營(yíng)養(yǎng)元素共18種，但不需要氟。

植物需要的16種營(yíng)養(yǎng)元素中，按植物的需要量，分為大量營(yíng)養(yǎng)元素(氮、磷、鉀)，中量營(yíng)養(yǎng)元素(鈣、鎂、硫)以及微量元素(鐵、錳、銅、鋅、鉬、硼、氯)。另外，碳、氫、氧三種元素不列入礦質(zhì)養(yǎng)分之列，但在植物體中數(shù)量最大。

除上述16種元素為所有植物所必需外，還有一些元素只為某些植物所必需。它們是：鈉(Na)，鈷(cO）、釩(v)，鎳(Ni)和硅(Si)共5種。這5種元素有時(shí)稱為有益元素，因?yàn)閷?duì)它們是否是植物所必需還有不同意見。科學(xué)研究證明，硅元素對(duì)作物生長(zhǎng)有著重要作用，將上升為必須營(yíng)養(yǎng)元素。

植物生長(zhǎng)在土壤中，除吸收必需營(yíng)養(yǎng)元素之外，同時(shí)也吸收一些并不必需的元素。例如，在植物組織中曾分析到60種元素的存在。

在植物必需的16種養(yǎng)分中，碳、氫、氧主要來(lái)自空氣和水。其余13種取自土壤。

來(lái)自土壤的13種養(yǎng)分，植物根系直接從土壤溶液(土壤水)中以離子形態(tài)吸收。

二．必需元素和有益元素的主要生理功能

每一種必需營(yíng)養(yǎng)元素在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中都是特殊生理功能。這種功能一般是不可代替的。只有鉀，在某種情況下，某些功能可以被鈉所代替。

只為某些植物所必需或者對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育可起有益作用的一些元素簡(jiǎn)述如下：

鈷：鈷對(duì)于固氮微生物(共生的和自生的)是必需的。所以豆科或其他固氮藻類(如藍(lán)綠藻)需要鈷。另外對(duì)棉花、豆類施鈷肥可以改善生長(zhǎng)和光合作用。

在牧草地施鉆肥，這是因?yàn)殁挒閯?dòng)物所必需。

鋇：少量釩對(duì)微生物，動(dòng)物和高等植物生長(zhǎng)有利，但尚未確認(rèn)它是植物的必需營(yíng)養(yǎng)元素。但認(rèn)為它對(duì)某些藻類是必需的。有人認(rèn)為，釩可部分代替鉬在微生物固氮中的作用。

鈉：對(duì)某些鹽生植物(Halophytic plant)是必需的。某些作物，如甜菜、油菜、芹菜、菠菜、蘿卜等需要一定量的鈉以保持旺盛生長(zhǎng)。

硅：硅在生物圈中是含量最多的元素，一些植物以Si(oH)4形態(tài)吸收硅。谷類作物和牧草中含硅高達(dá)0.2％～2.0％，高硅植物，含量可達(dá)10％，但雙子葉植物的含硅量只有上述含量的10％，據(jù)認(rèn)為作物(如高粱)中硅的存在，可增加其抗旱能力。硅主要構(gòu)成細(xì)胞壁，但到目前為止，還未確認(rèn)在植物生長(zhǎng)中硅的生物化學(xué)功能。硅在甘蔗生長(zhǎng)中，可起調(diào)節(jié)光合作用的作用。不少地方，施硅肥可改善甘蔗生長(zhǎng)。據(jù)認(rèn)為它可以糾正由錳、鐵和鋁引起的一些毒害作用。還可增加植物的抗病能力，防止倒伏等。

我國(guó)和日本等亞洲國(guó)家都證明施硅肥對(duì)水稻有利。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所曾有過(guò)較全面的總結(jié)(1994)。  

鎳：植物以Ni2+離子形態(tài)吸收鎳。土壤含鎳高，可導(dǎo)致植物缺鋅、缺鐵。這是陽(yáng)離子競(jìng)爭(zhēng)吸收的結(jié)果。

鎳對(duì)豆科作物有良好作用，但尚未確認(rèn)它為植物必需元素。

三．缺乏必需營(yíng)養(yǎng)元素的主要癥狀

由于必需元素各有其特殊的生理功能，如果供應(yīng)不足時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生一些不正常的外部癥狀。表中列出了植物在缺乏必需營(yíng)養(yǎng)元素時(shí)的一般癥狀。這里應(yīng)注意兩點(diǎn)：①不同作物其癥狀也略有不同；②引起同一癥狀的原因可能是各種各樣的，所以在鑒定時(shí)應(yīng)慎重考慮。

           土壤中消失的礦物質(zhì)和我們的健康

兩度諾貝爾獎(jiǎng)得主鮑林（Linus Pauling）曾說(shuō)過(guò)：“每一種疾患、每一種病痛都可以追溯到礦物質(zhì)缺乏上去。”我們今天所遭遇到的大多數(shù)問(wèn)題都肇始于在礦物質(zhì)匱乏的土地上栽種的糧食，以及吃這些糧食的動(dòng)物。

上個(gè)世紀(jì)初，農(nóng)民們發(fā)現(xiàn)了化肥所帶來(lái)的快速成果，農(nóng)作物的產(chǎn)量開始增加，但是土壤所吸收到的營(yíng)養(yǎng)卻只剩下了三種。然而，在使用這些氮化肥之前，在土地里面所能發(fā)現(xiàn)的礦物質(zhì)和微量元素有73種之多。僅僅十年時(shí)間，土地就開始缺乏礦物質(zhì)，再也不能生產(chǎn)出具備均衡礦物質(zhì)的莊稼。

有了氮肥、鉀肥和磷肥，莊稼就能暫時(shí)性地繁茂。即使不給土地補(bǔ)充這73種礦物質(zhì)和微量元素，農(nóng)民仍然能夠生產(chǎn)莊稼，但是，這些莊稼卻會(huì)缺乏礦物質(zhì)。

以下幾段話進(jìn)一步證明了礦物質(zhì)缺乏的事實(shí)和補(bǔ)充礦物質(zhì)的重要性：

1912年，諾貝爾獎(jiǎng)得主艾利克斯·卡萊爾（AlexisCarrel）博士預(yù)言：“土壤中的礦物質(zhì)控制著植物、動(dòng)物和人的新陳代謝。土壤的肥沃程度決定了所有生命的健康程度。”

1936年，美國(guó)參議院頒發(fā)了第264號(hào)文件。文件中包括這樣一段警告：“一個(gè)驚人的事實(shí)是，在數(shù)百萬(wàn)英畝的土地上再也沒(méi)有足夠的礦物質(zhì)，而從這些土地上出產(chǎn)的食物（水果、蔬菜和糧食）正在讓我們變得饑餓——無(wú)論我們吃多少東西都難以消除這種饑餓。今天的人們永遠(yuǎn)不可能攝取足夠量的蔬菜和水果，為他的身體系統(tǒng)提供塑造完美體格所需要的礦物質(zhì)，因?yàn)樗奈覆豢赡苎b得下。”

1988年，《健康和營(yíng)養(yǎng)部長(zhǎng)報(bào)告》得出結(jié)論說(shuō)，美國(guó)每21起死亡就有15起與營(yíng)養(yǎng)缺乏有關(guān)（幾乎占到了75％）。

1992年，全世界的國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人在《土地高峰報(bào)告》中總結(jié)說(shuō)，在過(guò)去10年間，土壤的礦物質(zhì)損耗在歐洲國(guó)家超過(guò)了76％，在美國(guó)則超過(guò)了80％。

1994年，美國(guó)議會(huì)得出一個(gè)重要的結(jié)論，正常的營(yíng)養(yǎng)吸收能防止慢性疾病。

沒(méi)有氮肥，植物就必須依賴土壤里的健康微生物來(lái)制造氮。這些氮能幫助植物吸收土壤中的礦物質(zhì)。植物必須要依賴土壤中的微生物才能生長(zhǎng)。微生物的數(shù)量又依賴于補(bǔ)給土壤的富含礦物質(zhì)的天然混和肥料。如果不能給土壤補(bǔ)給富含礦物質(zhì)的有機(jī)肥料，微生物就會(huì)迅速消失。這個(gè)時(shí)候，如果你不增加有機(jī)肥料，促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)，植物就不能產(chǎn)出糧食。

有了現(xiàn)代化肥技術(shù)，農(nóng)民們學(xué)會(huì)了跳過(guò)給土壤添加富含礦物質(zhì)的堆肥步驟，直接往土壤里添加氮肥。這意味著，植物能夠直接攝取生長(zhǎng)所需的礦物質(zhì)。這樣就會(huì)最終導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品和土地急劇缺乏礦物質(zhì)。

要解決這個(gè)問(wèn)題，就需要給土地補(bǔ)充礦物質(zhì)，并采取有機(jī)耕種手法。

過(guò)去五年，我所居住的加州馬林縣遭遇到了一次悲劇性的損失，數(shù)千棵橡樹相繼死于一種被稱為“橡樹瘁死病”的奇怪病癥。我們家也有三英畝的橡樹面臨死亡，我的妻子波莉一直努力想要挽救它們。經(jīng)過(guò)五年的試驗(yàn)和很多熱心的環(huán)保人士的協(xié)助，波莉找到了治療的方法。

你可能想都想不到——她的方法竟然是補(bǔ)充礦物質(zhì)。在橡樹四周的土地上添加礦物灰可以幫助橡樹對(duì)抗這一災(zāi)難。增加土壤中的礦物質(zhì)可以讓微生物的數(shù)量每28分鐘就翻一番。數(shù)周之內(nèi)就產(chǎn)生了數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的新微生物，忙于為這些樹制造吸收新礦物質(zhì)所必需的硝酸鹽。

增加土壤中的礦物質(zhì)可以讓微生物的數(shù)量每28分鐘就翻一番。

我妻子把這個(gè)方法告訴了加利福尼亞州政府的代表，但是得到的反應(yīng)卻令人始料未及。州政府撥出了3千萬(wàn)美元對(duì)這個(gè)新問(wèn)題進(jìn)行了研究。也許撒礦物灰這個(gè)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的辦法看上去實(shí)在太簡(jiǎn)單了。

在20世紀(jì)30年代，人們對(duì)礦物質(zhì)缺乏的認(rèn)識(shí)開始增加，保健食品行業(yè)也風(fēng)行一時(shí)。政府也宣稱每個(gè)人都需要營(yíng)養(yǎng)添加劑。公眾可以買得到各種各樣的礦物質(zhì)添加劑和藥片。這一運(yùn)動(dòng)很快就失去了魅力，因?yàn)榈V物質(zhì)補(bǔ)充劑根本不管用。你不能往身體里喂石頭，還癡心妄想它能被吸收。

即使是植物也不能直接吸收礦物質(zhì)。它們需要由微生物制造出來(lái)的硝酸鹽刺激，才能吸收土壤里的礦物質(zhì)。藥片并不能解決問(wèn)題。由于礦物質(zhì)補(bǔ)充并沒(méi)有效果，所以人們對(duì)它們的熱情也很快消退。

盡管人們對(duì)微量元素的認(rèn)識(shí)還很新，研究者們還是每一天都能發(fā)現(xiàn)它們的更多重要之處。譬如，機(jī)體要吸收鈣，就必需要有微量元素硼。我們已經(jīng)知道鈣的重要性，但卻不知道要讓鈣被吸收還需要微量元素。如果你不能從膳食中獲得足夠的硼（因?yàn)橥寥乐腥狈ε穑愕纳眢w就不能吸收到食物、飲用水或補(bǔ)充劑中的鈣。就這樣，人們開始逐漸地認(rèn)識(shí)到了所有73種礦物質(zhì)和微量元素的重要性。