植物營養(yǎng)診斷
概述
診斷為對(duì)一所予狀態(tài)給與一個(gè)客觀且可靠的陳述,,或藉研究其征候或歷史以測(cè)定及證明一病態(tài)的性質(zhì)。由作物所呈現(xiàn)之外表征候,,判斷其營養(yǎng)狀態(tài)稱為植物營養(yǎng)診斷,。影響植物 (作物) 生長(zhǎng)的因子可以歸為兩類,其一為遺傳上的,,另一為環(huán)境上的,,兩者具有相同之重要性。環(huán)境是指外界條件與影響一個(gè)生物生命與發(fā)展的總稱,。在所有環(huán)境因子中,,已知對(duì)植物生長(zhǎng)影響較重要的有溫度、水分,、光照,、光周期、空氣組成,、土壤構(gòu)造與土壤空氣組成,、土壤反應(yīng)、生物因子,、無機(jī)營養(yǎng),、限制生長(zhǎng)的因子不存在、土壤空氣中的毒物質(zhì),。有許多因子是互相關(guān)聯(lián)的,,如土壤空氣與水分、土壤中的氧氣與二氧化碳濃度等,。
植物體中有50-100 g/kg (5.0-10.0%) 為無機(jī)養(yǎng)分,,即無機(jī)養(yǎng)分是植物之構(gòu)成成分之一,因此,,缺乏無機(jī)營養(yǎng)元素,,植物也無法生長(zhǎng)良好甚至無法生長(zhǎng)。高等植物之必需元素是指植物生長(zhǎng)過程中所*之元素,。對(duì)高等植物而言,,有十四個(gè)礦物必需元素 (氮,、磷、鉀,、硫,、鎂、鈣,、銅,、鋅、硼,、錳,、鉬、氯,、鐵與鎳) 已經(jīng)確立,,但是氯與鎳于一些植物品種。當(dāng)植物缺乏必需元素時(shí),,植物無法完成其生命循環(huán),;又由于元素在植物體內(nèi)之功用無法由別的元素取代,因此,,常會(huì)有特定之征候出現(xiàn),;無機(jī)營養(yǎng)過多時(shí),也常有特定之征候出現(xiàn),。這些現(xiàn)象一般通稱為營養(yǎng)障礙,。營養(yǎng)障礙的發(fā)生可分為三個(gè)階段,首先是植物體內(nèi)之生物化學(xué)反應(yīng)發(fā)生改變,,其次是微細(xì)構(gòu)造發(fā)生變化,,終則外表出現(xiàn)征候。所以當(dāng)外表出現(xiàn)征候再行校正,,其實(shí)已經(jīng)是太晚了,。
外表征候與判斷之原理依據(jù)
植物必需元素的缺乏通常有特殊的征候出現(xiàn),乃因元素缺乏時(shí),,影響生理活性,。因此,根據(jù)元素的功用及移動(dòng)性可做初步的判斷,。由外表征候診斷為直接的方法,,但是仍有爭(zhēng)論,生產(chǎn)者無法預(yù)先處理,,但此法有其優(yōu)點(diǎn)。如可以當(dāng)任何其它方法的補(bǔ)助,、不需要太貴重或精密的儀器,、可被生產(chǎn)者使用,。
首先要確定此現(xiàn)象非由細(xì)菌、真菌或病毒等所引起的疾病或其它非養(yǎng)分的環(huán)境因子所引起者,,如水分缺乏,。一般而言,非疾病所引起的現(xiàn)象,,不會(huì)傳染,。但是由元素所引起的效應(yīng),可以被其它生長(zhǎng)因子作某些程度的修飾,。事實(shí)上,,同一元素缺乏的特性征候基本上是相同的,其征候與其在植物體內(nèi)的功用有關(guān),,但是有時(shí)候無法確知哪一個(gè)功用受影響,。
區(qū)分營養(yǎng)與非營養(yǎng)的問題,一般的現(xiàn)象為:營養(yǎng)障礙通常為全面性的,,且發(fā)生的部位有規(guī)則可循,;如營養(yǎng)障礙所造成葉片的黃化或壞疽癥,有規(guī)則可循,;有些營養(yǎng)障礙的征候在作物生長(zhǎng)初期出現(xiàn),,隨生長(zhǎng)或條件的改善會(huì)逐漸消失。
一個(gè)元素缺乏,,可能也表示另外一個(gè)元素的過多,,因此,無法毫不保留的說其效應(yīng)是由于缺乏而非過多,。
通常在一環(huán)境中發(fā)生一元素缺乏時(shí),,起初受影響的生長(zhǎng)效應(yīng)是典型且當(dāng)做與其它元素的缺乏癥區(qū)別的依據(jù)。各元素發(fā)生缺乏時(shí),,可能出現(xiàn)之征候簡(jiǎn)述如下,。
一 、氮
植物體中含氮20-40 g/kg (2-4%),,為重要之無機(jī)營養(yǎng)元素,,構(gòu)成蛋白質(zhì)、胺基酸,、核酸,、葉綠素等化合物。缺乏,,生長(zhǎng)速率下降,,植株矮小。缺乏時(shí)葉綠素合成受抑制,,葉片呈黃色,。嚴(yán)重時(shí)呈現(xiàn)褐變,。因氮在植物體內(nèi)之移動(dòng)性大,故缺乏癥先發(fā)生在老葉,。
二,、磷
植物體中含磷0.5-5.0 g/kg (0.05-0.5%)。能量代謝有關(guān),、核酸,、核苷酸之組成分。缺乏,,生長(zhǎng)速率下降,,植株矮小。由于葉綠素之形成不受影響,,而生長(zhǎng)下降故使葉片呈深綠色,。某些單子葉植物,如玉米花青素之合成增加,,故呈現(xiàn)紫色,。在植物體內(nèi)之移動(dòng)性大,缺乏癥先出現(xiàn)在老葉,。
三,、鉀
植物體中含鉀10-50 g/kg (1-5%),維持細(xì)胞膨壓,、促進(jìn)酵素活化,、促進(jìn)光合產(chǎn)物之傳輸、促進(jìn)蛋白質(zhì)與脂肪之合成等,。故鉀缺乏生長(zhǎng)速率下降,,植株矮小、葉片褐變,。在植物體內(nèi)之移動(dòng)性大,,缺乏癥先出現(xiàn)在老葉。
四,、硫
植物體中含硫2-5 g/kg (0.2-0.5%),,構(gòu)成蛋白質(zhì)、胺基酸等,。缺硫時(shí),,氮也無法有效利用,即氮與硫密切相關(guān),;硫乏生長(zhǎng)速率下降,,植株矮小。硫?yàn)榈鞍踪|(zhì)的組成,,故缺硫時(shí)抑制蛋白質(zhì)的合成,,也導(dǎo)致葉片黃化,。
五,、鈣
植物體中含鈣2-10 g/kg (0.2-1.0%),,為細(xì)胞壁之組成分、維持細(xì)胞膜之正常功能,、促進(jìn)酵素活化等,。在植物體內(nèi)之移動(dòng)性是所有無機(jī)營養(yǎng)元素中小者,故缺乏癥先出現(xiàn)在新葉,,尤其是生長(zhǎng)點(diǎn),。其特征是生長(zhǎng)點(diǎn)無法正常發(fā)育,通常形成扭曲,。又因細(xì)胞膜無法維持完整,,許多分解性酵素釋出,造成細(xì)胞褐變,。細(xì)胞壁之結(jié)構(gòu)受到影響,,易受破壞。
六,、鎂
植物體中含鎂2-6 g/kg (0.2-0.6%),,為葉綠素之組成分、促進(jìn)酵素活化等,。鎂是葉綠素之組成分缺乏時(shí)葉綠素?zé)o法合成,,故呈現(xiàn)黃色。在植物體內(nèi)之移動(dòng)性大,,缺乏癥先出現(xiàn)在老葉,。出現(xiàn)脈間黃化,嚴(yán)重時(shí)則出現(xiàn)褐變,。個(gè)別之葉片變硬且易碎,,細(xì)脈扭曲。類胡蘿卜素之合成受影響,。葉片未熟掉落,。
七、鐵
植物體中含鐵50-200 mg/kg (ppm),,與葉綠素之形成有關(guān),、酵素之活化劑、細(xì)胞色素之組成分等,。因此,,鐵缺乏也表現(xiàn)葉綠素?zé)o法合成。在植物體內(nèi)之移動(dòng)性小,,缺乏癥先出現(xiàn)在新葉,。新葉黃化,。
八、錳
植物體中含錳20-300 mg/kg (ppm),,參與光合作用,、為酵素之活化劑、參與氮的代謝,。胞器中對(duì)錳缺乏敏感者為葉綠體,;組織缺錳細(xì)胞的體積變小,出現(xiàn)較多的細(xì)胞壁,、上下表皮間的組織收縮,、對(duì)細(xì)胞伸長(zhǎng)速率的影響比對(duì)分裂的影響大、側(cè)根的形成*停止且出現(xiàn)較多小而無液胞的細(xì)胞,。與缺鎂相似,,發(fā)生脈間黃化,但錳缺乏先發(fā)生在年輕葉片,,鎂則先發(fā)生在老葉,。雙子葉植物缺錳的特性為葉上有小黃點(diǎn),單子葉植物缺乏癥出現(xiàn)在葉片的基部,,為綠灰色的點(diǎn)及帶,。
九、鋅
植物體中含鋅2-100 mg/kg (ppm),,促進(jìn)光合作用,、參與生長(zhǎng)素的合成、為許多酵素之組成分,、參與蛋白質(zhì)的合成,。鋅缺乏的植物常出現(xiàn)葉片的葉脈間黃化,這些區(qū)域呈現(xiàn)白綠色,、黃色甚至白色,,嚴(yán)重時(shí)幼葉變小,新梢節(jié)間變短,。在單子葉植物,,在主脈兩邊出現(xiàn)黃化帶。在果樹,,葉片的發(fā)育受影響,,在年輕的枝條末端形成不均勻的簇狀小硬葉,枝條常常相繼死亡,,而葉片則未熟掉落,,果實(shí)小。在蘋果樹,樹皮也受影響,,形成粗皮及易碎,。蔬菜的鋅缺乏癥則因品種而有較大的差異,大多數(shù)為節(jié)間變短及老葉黃化,,有時(shí)候,,年輕葉片也黃化。
十,、硼
植物體中含硼2-100 mg/kg (ppm),,不同之植物對(duì)硼需求之差異甚大,,禾本科植物硼缺乏之臨界濃度5-10 mg/kg,,一般植物為80-100 mg/kg。促進(jìn)細(xì)胞壁之形成,、糖之傳輸,、維持細(xì)胞膜之正常功能、促進(jìn)蛋白質(zhì)與核酸之合成等,。硼的缺乏易受影響的部位為頂端下細(xì)胞,、分裂過程的細(xì)胞、代謝活性高的細(xì)胞,。組織內(nèi)缺乏癥:一般為分裂組織質(zhì)變,、退化、組織細(xì)胞壁崩壞,、維管束發(fā)育不全,、崩壞等,但因植物種類而異,。外觀上的癥狀:因植物而不同,,硼缺乏的二次癥狀常常被當(dāng)做病原菌感染。頂端生長(zhǎng):叢生狀,、枯死,、變色、發(fā)育不全,、可以看到許多側(cè)芽再生及死亡,。典型缺硼,成熟葉的葉緣,、葉尖黃化或壞疽,。硼的缺乏先發(fā)生在生長(zhǎng)點(diǎn),年輕的葉片成畸形或皺縮,,且較粗糙,,且常出現(xiàn)深綠色,脈間出現(xiàn)不規(guī)則黃化,葉和莖變脆,,生長(zhǎng)點(diǎn)死亡,;花藥萎縮、花粉異常,、落花,、花青素消失、種子不稔,;果實(shí),、塊莖、貯藏根的肉質(zhì)部有褐斑,、褐變,、龜裂、水浸狀,、維管束變色,、發(fā)育不全與崩壞。莖,、葉柄肥厚,、木質(zhì)化、漏出汁液,、水浸狀,、伸長(zhǎng)生育不良;根伸長(zhǎng)發(fā)育不全,、前端壞疽,、生長(zhǎng)停止;組織內(nèi)的缺乏癥一般為分生組織,、變質(zhì)退化,。組織細(xì)胞壁崩壞。
十一,、銅
植物體中含銅2-20 mg/kg (ppm),,參與光合作用、參與氧化還原反應(yīng)與呼吸作用,、參與氮的代謝,、調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)素濃度。因銅移動(dòng)性低,,缺乏首先發(fā)生在新生的組織,。谷類作物在分櫱期時(shí),缺乏癥首先出現(xiàn)在葉尖,,嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)更早出現(xiàn),,葉尖變白,,葉子變細(xì)且扭曲,節(jié)間的生長(zhǎng)受抑制,,新葉的形成受阻,。樹木缺銅時(shí),木質(zhì)化受阻,,木質(zhì)部的導(dǎo)管發(fā)育不良,。銅過多先抑制根的生長(zhǎng),葉片黃化像鐵缺乏,。
十二,、鉬
植物體中含鉬2-10 mg/kg (ppm),參與氮的代謝,。植物缺鉬,,一般表現(xiàn)氮缺乏的征候。許多植物的缺乏癥特征為葉片的形成急速減少且其形態(tài)成為不規(guī)則,,稱為鞭狀尾,,因發(fā)生局部壞疽且葉片形成期早期,維管束的分化不足,。老葉沿主脈發(fā)生黃化及壞疽。嚴(yán)重缺乏:老葉葉緣黃化及壞疽,。
十三,、氯
植物體中含氯2-20 g/kg (0.2-2%),參與光合作用,、維持電荷平衡與膨壓,。典型的氯的缺乏征候?yàn)椋喝~片凋萎、小葉卷曲,、褐變與黃化,,與缺錳相似,嚴(yán)重抑制根生長(zhǎng),。菠菜與甜菜缺乏氯臨界的濃度0.13-5.7 g/kg,。
土壤性質(zhì)與營養(yǎng)缺乏之關(guān)系
對(duì)栽培歷史、植物之特性,、土壤性狀等有充分之認(rèn)識(shí)則有助于正確之征候判斷:
土壤質(zhì)地:粗質(zhì)地土壤之陽離子交換能量小,,因此,一般之養(yǎng)分均較少,。容易發(fā)生缺乏癥,。
土壤酸堿度:土壤酸堿度影響化合物之溶解度及微生物活性,因此,,也影響?zhàn)B分之有效性,。土壤呈酸性,也是風(fēng)化程度深之現(xiàn)象,風(fēng)化程度深則使鹽基性養(yǎng)分,,鉀,、鈣與鎂被洗出,容易發(fā)生鉀,、鈣與鎂缺乏,;酸性不利于細(xì)菌之活性,使土壤有機(jī)物之礦化作用不易進(jìn)行而造成氮與硫之缺乏,。一般而言,,在礦質(zhì)土壤,pH 6.5-7.0時(shí)大部分養(yǎng)分之有效性較高,,酸性時(shí),,硼、銅,、鐵,、錳與鋅之濃度高而可能對(duì)作物造成毒害之現(xiàn)象,尤其是錳,,常成為酸性土壤障礙之一原因,;鉬則在酸性之條件下有效性低而可能呈缺乏之現(xiàn)象。在有機(jī)質(zhì)土壤之情形則與礦質(zhì)土壤不同,,各種養(yǎng)分之有效性高時(shí)之pH為5.0-6.0,。
土壤有機(jī)物:有機(jī)物除了是氮、磷與硫之重要來源之外,,也是其它所有植物無機(jī)營養(yǎng)元素之重要來源,,因此,有機(jī)質(zhì)少之土壤容易發(fā)生元素之缺乏癥,。
土壤水與空氣:水與空氣在土壤中之相對(duì)量是互補(bǔ)的,,當(dāng)土壤水多時(shí),空氣則相對(duì)的較少,。當(dāng)通氣不良時(shí),,容易造成還原條件,使鐵與錳在土壤中之有效性提高而造成對(duì)作物之毒害,。
結(jié)語
由外表征候之診斷植物養(yǎng)分之缺乏癥,,雖然有規(guī)則可循,但是仍有不同元素之缺乏癥表現(xiàn)相似之征候,,有些元素之缺乏癥甚至不易判斷或區(qū)別,。在田間經(jīng)由經(jīng)驗(yàn)之累積與對(duì)土壤性質(zhì)之了解,可以對(duì)大量元素之缺乏癥做相當(dāng)準(zhǔn)確之判斷,,也可以對(duì)有較典型微量元素缺乏征候之元素缺乏癥做準(zhǔn)確之判斷,。
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