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        植物營養診斷

        作者:【鄭州騰宇儀器儀表有限公司】   發布時間:2019/08/14 15:29:55   點擊:
        植物營養診斷
        概述
        診斷為對一所予狀態給與一個客觀且可靠的陳述,或藉研究其征候或歷史以測定及證明一病態的性質。由作物所呈現之外表征候,判斷其營養狀態稱為植物營養診斷。影響植物 (作物) 生長的因子可以歸為兩類,其一為遺傳上的,另一為環境上的,兩者具有相同之重要性。環境是指外界條件與影響一個生物生命與發展的總稱。在所有環境因子中,已知對植物生長影響較重要的有溫度、水分、光照、光周期、空氣組成、土壤構造與土壤空氣組成、土壤反應、生物因子、無機營養、限制生長的因子不存在、土壤空氣中的毒物質。有許多因子是互相關聯的,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%) 為無機養分,即無機養分是植物之構成成分之一,因此,缺乏無機營養元素,植物也無法生長良好甚至無法生長。高等植物之必需元素是指植物生長過程中所不可或缺之元素。對高等植物而言,有十四個礦物必需元素 (氮、磷、鉀、硫、鎂、鈣、銅、鋅、硼、錳、鉬、氯、鐵與鎳) 已經確立,但是氯與鎳僅限于一些植物品種。當植物缺乏必需元素時,植物無法完成其生命循環;又由于元素在植物體內之功用無法由別的元素取代,因此,常會有特定之征候出現;無機營養過多時,也常有特定之征候出現。這些現象一般通稱為營養障礙。營養障礙的發生可分為三個階段,首先是植物體內之生物化學反應發生改變,其次是微細構造發生變化,最終則外表出現征候。所以當外表出現征候再行校正,其實已經是太晚了。
        外表征候與判斷之原理依據
        植物必需元素的缺乏通常有特殊的征候出現,乃因元素缺乏時,影響生理活性。因此,根據元素的功用及移動性可做初步的判斷。由外表征候診斷為最直接的方法,但是仍有爭論,生產者無法預先處理,但此法有其優點。如可以當任何其它方法的補助、不需要太貴重或精密的儀器、可被生產者使用。
        首先要確定此現象非由細菌、真菌或病毒等所引起的疾病或其它非養分的環境因子所引起者,如水分缺乏。一般而言,非疾病所引起的現象,不會傳染。但是由元素所引起的效應,可以被其它生長因子作某些程度的修飾。事實上,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的功用有關,但是有時候無法確知哪一個功用受影響。
        區分營養與非營養的問題,一般的現象為:營養障礙通常為全面性的,且發生的部位有規則可循;如營養障礙所造成葉片的黃化或壞疽癥,有規則可循;有些營養障礙的征候在作物生長初期出現,隨生長或條件的改善會逐漸消失。
        一個元素缺乏,可能也表示另外一個元素的過多,因此,無法毫不保留的說其效應是由于缺乏而非過多。
        通常在一環境中發生一元素缺乏時,起初受影響的生長效應是最典型且當做與其它元素的缺乏癥區別的依據。各元素發生缺乏時,可能出現之征候簡述如下。
        一 、氮
        植物體中含氮20-40 g/kg (2-4%),為最重要之無機營養元素,構成蛋白質、胺基酸、核酸、葉綠素等化合物。缺乏,生長速率下降,植株矮小。缺乏時葉綠素合成受抑制,葉片呈黃色。嚴重時呈現褐變。因氮在植物體內之移動性大,故缺乏癥先發生在老葉。
        二、磷
        植物體中含磷0.5-5.0 g/kg (0.05-0.5%)。能量代謝有關、核酸、核苷酸之組成分。缺乏,生長速率下降,植株矮小。由于葉綠素之形成不受影響,而生長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,故呈現紫色。在植物體內之移動性大,缺乏癥先出現在老葉。
        三、鉀
        植物體中含鉀10-50 g/kg (1-5%),維持細胞膨壓、促進酵素活化、促進光合產物之傳輸、促進蛋白質與脂肪之合成等。故鉀缺乏生長速率下降,植株矮小、葉片褐變。在植物體內之移動性大,缺乏癥先出現在老葉。
        四、硫
        植物體中含硫2-5 g/kg (0.2-0.5%),構成蛋白質、胺基酸等。缺硫時,氮也無法有效利用,即氮與硫密切相關;硫乏生長速率下降,植株矮小。硫為蛋白質的組成,故缺硫時抑制蛋白質的合成,也導致葉片黃化。
        五、鈣
        植物體中含鈣2-10 g/kg (0.2-1.0%),為細胞壁之組成分、維持細胞膜之正常功能、促進酵素活化等。在植物體內之移動性是所有無機營養元素中最小者,故缺乏癥先出現在新葉,尤其是生長點。其特征是生長點無法正常發育,通常形成扭曲。又因細胞膜無法維持完整,許多分解性酵素釋出,造成細胞褐變。細胞壁之結構受到影響,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、促進酵素活化等。鎂是葉綠素之組成分缺乏時葉綠素無法合成,故呈現黃色。在植物體內之移動性大,缺乏癥先出現在老葉。出現脈間黃化,嚴重時則出現褐變。個別之葉片變硬且易碎,細脈扭曲。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、酵素之活化劑、細胞色素之組成分等。因此,鐵缺乏也表現葉綠素無法合成。在植物體內之移動性小,缺乏癥先出現在新葉。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。胞器中對錳缺乏最敏感者為葉綠體;組織缺錳細胞的體積變小,出現較多的細胞壁、上下表皮間的組織收縮、對細胞伸長速率的影響比對分裂的影響大、側根的形成完全停止且出現較多小而無液胞的細胞。與缺鎂相似,發生脈間黃化,但錳缺乏先發生在年輕葉片,鎂則先發生在老葉。雙子葉植物缺錳的特性為葉上有小黃點,單子葉植物缺乏癥出現在葉片的基部,為綠灰色的點及帶。
        九、鋅
        植物體中含鋅2-100 mg/kg (ppm),促進光合作用、參與生長素的合成、為許多酵素之組成分、參與蛋白質的合成。鋅缺乏的植物常出現葉片的葉脈間黃化,這些區域呈現白綠色、黃色甚至白色,嚴重時幼葉變小,新梢節間變短。在單子葉植物,在主脈兩邊出現黃化帶。在果樹,葉片的發育受影響,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,大多數為節間變短及老葉黃化,有時候,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。促進細胞壁之形成、糖之傳輸、維持細胞膜之正常功能、促進蛋白質與核酸之合成等。硼的缺乏最易受影響的部位為頂端下細胞、分裂過程的細胞、代謝活性高的細胞。組織內缺乏癥:一般為分裂組織質變、退化、組織細胞壁崩壞、維管束發育不全、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做病原菌感染。頂端生長:叢生狀、枯死、變色、發育不全、可以看到許多側芽再生及死亡。典型缺硼,成熟葉的葉緣、葉尖黃化或壞疽。硼的缺乏先發生在生長點,最年輕的葉片成畸形或皺縮,且較粗糙,且常出現深綠色,脈間出現不規則黃化,葉和莖變脆,生長點死亡;花藥萎縮、花粉異常、落花、花青素消失、種子不稔;果實、塊莖、貯藏根的肉質部有褐斑、褐變、龜裂、水浸狀、維管束變色、發育不全與崩壞。莖、葉柄肥厚、木質化、漏出汁液、水浸狀、伸長生育不良;根伸長發育不全、前端壞疽、生長停止;組織內的缺乏癥一般為分生組織、變質退化。組織細胞壁崩壞。
        十一、銅
        植物體中含銅2-20 mg/kg (ppm),參與光合作用、參與氧化還原反應與呼吸作用、參與氮的代謝、調節植物生長素濃度。因銅移動性低,缺乏首先發生在新生的組織。谷類作物在分櫱期時,缺乏癥首先出現在葉尖,嚴重時可能會更早出現,葉尖變白,葉子變細且扭曲,節間的生長受抑制,新葉的形成受阻。樹木缺銅時,木質化受阻,木質部的導管發育不良。銅過多先抑制根的生長,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成為不規則,稱為鞭狀尾,因發生局部壞疽且葉片形成期早期,維管束的分化不足。老葉沿主脈發生黃化及壞疽。嚴重缺乏: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為:葉片凋萎、小葉卷曲、褐變與黃化,與缺錳相似,嚴重抑制根生長。菠菜與甜菜缺乏氯臨界的濃度0.13-5.7 g/kg。
        土壤性質與營養缺乏之關系
        對栽培歷史、植物之特性、土壤性狀等有充分之認識則有助于正確之征候判斷:
        土壤質地:粗質地土壤之陽離子交換能量小,因此,一般之養分均較少。容易發生缺乏癥。
        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,也影響養分之有效性。土壤呈酸性,也是風化程度深之現象,風化程度深則使鹽基性養分,鉀、鈣與鎂被洗出,容易發生鉀、鈣與鎂缺乏;酸性不利于細菌之活性,使土壤有機物之礦化作用不易進行而造成氮與硫之缺乏。一般而言,在礦質土壤,pH 6.5-7.0時大部分養分之有效性較高,酸性時,硼、銅、鐵、錳與鋅之濃度高而可能對作物造成毒害之現象,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象。在有機質土壤之情形則與礦質土壤不同,各種養分之有效性最高時之pH為5.0-6.0。
        土壤有機物:有機物除了是氮、磷與硫之重要來源之外,也是其它所有植物無機營養元素之重要來源,因此,有機質少之土壤容易發生元素之缺乏癥。
        土壤水與空氣:水與空氣在土壤中之相對量是互補的,當土壤水多時,空氣則相對的較少。當通氣不良時,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作物之毒害。
        結語
        由外表征候之診斷植物養分之缺乏癥,雖然有規則可循,但是仍有不同元素之缺乏癥表現相似之征候,有些元素之缺乏癥甚至不易判斷或區別。在田間經由經驗之累積與對土壤性質之了解,可以對大量元素之缺乏癥做相當準確之判斷,也可以對有較典型微量元素缺乏征候之元素缺乏癥做準確之判斷。
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