元素的過量及不足現象
 
元素的過量及不足現象
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元素的過量及不足現象
(1)農作物所需元素和數量
 作物重量的大約60-80%是水(注1)。從完全去除水的干物質的元素組成來看,碳(C)和氧(O)各自佔約40%至45%,而氫(H)約佔6%。它們來自空氣和水(注2)。其餘的4-8%被通過根部從土壤吸收的各種營養元素佔據。在從土壤吸收的營養元素中,氮(N)最豐富,約佔乾物質的1.5%至3%。
 佔乾物質約0.2%或更多且對所有植物的生長必不可少的元素被稱為大量必需元素,而量少於0.2%但對所有植物的生長必不可少的元素被稱為痕量必需元素(表4-)。 8)(注3)。
 根據植物的不同,矽(Si)和鋁(Al)也包含在生長的必需元素中,但是由於它們並非在所有植物中都必不可少,因此它們不包含在必需元素中(表4-9)(注)。四)。
 當營養吸收成為問題時,通常將大量必需元素稱為大量必需元素(大量元素),將痕量必需元素稱為痕量必需元素(痕量元素)。
(2)作物根係對養分的吸收
 作物吸收的營養物質包括溶解在土壤溶液中的離子和保留在粘土礦物中的離子。它們被農作物吸收的機理如下(圖4-16)。
吸收溶解在土壤溶液中的離子
 溶解於根附近土壤溶液中的陽離子和陰離子直接進入根表皮組織細胞壁中的孔和細胞間間隙(細胞之間的間隙)(注5)。由於吸收了根水,水的流動促進了該過程。
吸收粘土礦物等中殘留的陽離子。
 保留在粘土礦物中的陽離子在進入根表皮細胞壁和細胞間空間中的孔之前,遵循以下過程。
 根本身也帶負電荷,並保留大量氫離子。氫離子代替粘土礦物等中所含的陽離子,並且該陽離子被保持在根部的表面上。然後,在根的表面上,將其依次替換為相鄰的氫離子,並帶到根表皮組織細胞壁中的孔和細胞間隙。實際上,由於水被根吸收,因此離子與水一起流入根中。
離子在根內部的傳輸
 離子與水一起通過根內部的細胞間空間,並通過細胞流向內皮。然後,它穿過在內皮的特定部分形成的細胞連接部分(注6),並被帶到中心柱。當它被運送到中央支柱時,通過水流被運送到地上部分。
利用能量吸收離子
 直到離子進入細胞壁中或細胞之間的孔中,根才需要能量。但是,為了使離子穿過細胞膜,根必須使用呼吸獲得的能量。由於此過程,即使營養離子在土壤中的濃度較低(稱為選擇性吸收),根部也可以通過滲透壓吸收必要的離子。選擇性吸收哪些離子取決於農作物的類型。例如,大米按K> Ca≥Mg> Na的順序被吸收,大豆按K> Ca> Mg> Na的順序被吸收,而天菜按Na> K> Mg> Ca的順序被吸收。
 吸收的順序也根據作為能量源的光合作用產生的有機物和所供應的氧氣量而變化。
(3)作物根部養分的運動
 由於在根部周圍有幾毫米周長的土壤會受到根部活動的影響,因此養分的離子組成以及微生物區系的類型和數量與遠離根部的土壤不同。根周圍的土壤稱為根區土壤,包括根和根區土壤的區域稱為根區(注7)(圖4-17)。
根區無機離子的運動
 當根吸收離子時,陽離子和陰離子之間的平衡在根區土壤中消失。然後,那裡的離子組成不斷變化,以保持土壤溶液的電中性。
 例如,如果硝酸根離子被根吸收並且陰離子被還原,則陽離子氫離子和鈣離子被吸附在粘土礦物等上以保持電中性,並從土壤溶液中被還原。
 相反,如果土壤溶液中的硝酸根離子增加,則氫離子會從粘土礦物中釋放出來並增加。
 此外,如果通過呼吸釋放的二氧化碳溶解在土壤溶液中,則在根區土壤中會生成碳酸根離子(HCO3-)。
 在土壤中緩慢移動的離子,例如磷酸根離子(PO43-),在被根吸收後不會立即補充到根球中。
根球體中有機化合物的分泌
 根區土壤的根部分泌出有機化合物,例如糖,氨基酸,有機酸(註釋8)和維生素,其中一些會溶解難溶在土壤中並促進吸收的營養元素。
 例如,在高pH值的土壤中,鐵與磷酸結合併變成難溶於水的磷酸鐵,但小麥物種從根部分泌出一種稱為小麥根酸的有機酸,以溶解磷酸鐵並溶解鐵。可以吸收。另外,許多農作物從其根部分泌有機酸,例如檸檬酸,並且可以溶解和吸收磷酸,磷酸以磷酸鈣和磷酸鐵的形式難溶。
根區微生物的積累
 在根區土壤中,有機酸從根部分泌出來,老化的根細胞也會脫落。因此,根球相對富含以微生物為食的有機物質,並且累積了微生物。
 微生物從土壤定居在根球中,其中,選擇並積累了適合根球條件的微生物。積累什麼樣的微生物取決於農作物的類型和栽培管理的方法。
2基本要素和生理失調的作用
(1)大量必要元素
 必需成分對於新陳代謝是不可缺少的,例如細胞成分的合成(表4-8)。當農作物在不足或過度的條件下生長時,會發生新陳代謝異常,儘管症狀會因農作物的類型而略有不同,但會引起生理異常。
碳/氫/氧
 它是形成通過光合作用產生的有機物質的元素,由該有機物質合成的各種有機酸,多醣,脂質等也由這三種元素組成。然後,將氮和磷酸與多醣和有機酸結合,生成氨基酸和核酸(注9)。
 換句話說,碳,氫和氧是植物的結構成分和能量產生所必需的,同時,它們也是具有各種功能的細胞成分的基本骨架。
氮(大量的氨氮,則會抑制鈣的吸收發生鈣缺)
 吸收的無機氮成為植物體內的氨基酸,並進一步合成為蛋白質。氮約佔蛋白質重量的15%。蛋白質約佔進行光合作用的葉綠體的50%,約佔含核基因的70%。此外,蛋白質是參與各種物質代謝的酶(註釋10)的主要成分,還包含在核酸,植物激素(註釋11),維生素等中。
 當氮不足時,整個葉片從下部葉片和老葉片變成淺綠色到黃色,並且生長變慢。如果含量過多,則葉子顏色會變成深綠色,並且會長滿。
 另外,如果土壤中有大量的氨氮,則會抑制鈣的吸收並發生鈣缺乏症。
磷(土壤中磷酸過多,導致鐵缺乏。)
 它是ATP(三磷酸腺苷)的一個組成部分,它作為核酸的一個組成部分參與整個植物的遺傳和代謝調節,存儲呼吸產生的能量,並將其轉移給必要的酶。它也是輔酶的組成部分(註釋12),對於酶的功能是必不可少的。
 當磷酸不足時,下部葉片的顏色變為紅黃色至品紅色,並且生長減慢。磷酸本身的過度吸收是無關緊要的。
 如果土壤中磷酸過多,它將與鐵結合形成難溶的磷酸鐵,反而可能導致鐵缺乏。
鉀鹽(過量的鉀會抑制鈣和鎂的吸收、導致鈣和鎂的缺乏)
 在植物中,它不會結合到蛋白質和核酸等有機成分中,而是與水溶性的無機和有機成分電結合,或者以離子形式存在以維持細胞質結構並調節其pH和滲透壓。 ,激活酶。
 當鉀缺乏時,症狀從下葉出現。症狀因作物而異,但葉子上會出現白色至棕色斑點,葉間靜脈和葉脈變黃,葉子向外滾動並生長不良。
 土壤中過量的鉀會抑制鈣和鎂的吸收,從而導致鈣和鎂的缺乏。
 它是幾種氨基酸的組成部分,佔蛋白質的0.5%至1.6%。它對酶的功能至關重要。
 不足時,上面的葉子變成淡綠色或黃色。從根部吸收的硫酸根離子造成的過度傷害不是大問題,但諸如亞硫酸鹽氣體和硫化氫引起的根腐爛等問題卻是一個問題。
鈣(鈣本身的過度吸收不是問題。)
 它是細胞壁和細胞膜的形成和功能維持,中和過量有機酸和激活酶所必需的營養素。很難在體內移動,葉子越長,它們所含的越多。
 不足時,葉子越年輕,生長越異常。可食部分也異常,例如西紅柿和茄子腐爛,洋蔥心腐爛。鈣本身的過度吸收不是問題。
 然而,當由於過量施用石灰而使土壤pH升高時,微量元素變得不溶,並且傾向於發生微量元素如鐵和錳的缺乏。
鎂(鎂本身的過量不是問題)
 同時作為葉綠素的成分,它與蛋白質結合併起到維持其結構的作用,並參與磷酸鹽化合物的代謝和離子形式的磷酸鹽在體內的轉移。
 當不足時,在收穫期間,下部葉片和果實附近的葉片會發生葉脈泛黃,沿葉脈泛黃和葉緣泛黃。
 鎂本身的過量不是問題,但是土壤中過量的鎂會抑制鈣和鉀的吸收。
(2)微量元素(所謂的微量30-60天一補次即可)特殊作物如番茄硼需求較高20-30天需葉噴一次、日照不足也易缺鐵。
 鐵,銅,鋅和鉬是酶的成分,對於酶的功能是必不可少的。另外,錳,硼和氯不是蛋白質的組成部分,而是通過電結合到離子或有機成分而存在的,並起著酶活化和蛋白質結構穩定化的作用。 ..
 它是一種營養素,參與葉綠素的合成和呼吸作用,很難在植物中移動。缺葉時,葉尖和新葉變成淡綠色或淡黃白色,留下綠色的葉脈,最終整個葉子變成淡黃白色。在嚴重減少的土壤中,水稻表現出過度的危害,在葉子上有褐色斑點。
 它很容易在植物內部遷移並積聚在地面上。不足時,中,成年葉片的葉脈之間的空間可能變為淺綠色或黃色,並可能出現小斑點。如果過多,則葉脈可能會變成巧克力色,或者在葉脈之間可能會出現巧克力色斑點。
 不足時,葉尖會變成淡綠色,像枯萎一樣垂下來。在上葉的葉脈之間出現黃色的小斑點。過量時,會引起鐵缺乏,葉片變成淺綠色,根變成棕色且濃密,側根的生長變差。
 不足時,蛋白質含量會降低,而水溶性氮化合物(例如氨基酸和酰胺)會增加。葉片畸形並向外包裹,出現花色紅色斑點(注13),葉脈之間的空間變為淺綠色或黃色。過量會引起鐵缺乏,葉片變蒼白或變黃,根系生長變慢。
 不足時,葉片變硬且變脆,尖端停止生長,葉片變小,莖桿破裂。水果更容易掉落,導致水果表面和內部異常。如果過多,則下部葉子的邊緣會變成黃色或棕色,並且葉子傾向於向外滾動。
 它是硝酸鹽還原酶的組成部分(注14)。不足時,下部葉片從下部葉片發育出具有寬度的窄葉片,葉脈之間的空間趨於變黃或變白。然後,硝酸鹽累積在植物體內。如果過多,下部的葉子會發黃。
 不足時,下葉變小,最終萎and並變成黃褐色。但是,缺乏症狀不會出現在該字段中。過度破壞通常不是問題,但是如果您穿海水或繼續擠壓鹽水,則葉的尖端和邊緣會燃燒,發黃並最終掉落。
3連作失敗的原因
 連作失調是指在同一田地連續種植相同類型的農作物時,生長,產量和質量下降的現象,其原因是諸如致病菌(注15)和有害線蟲增多等生物因素的惡化。最經常。但是,這也可能是由於化學因素惡化而引起的,例如元素缺乏,土壤酸化,鹽分累積和有害物質累積。
營養素過多/不平衡
 在蔬菜栽培中,經常使用超過蔬菜吸收量的化學肥料,大量的養分殘留在土壤中。如果在不考慮殘留量的情況下將相同量的化肥連續施用到每種作物上,土壤中的養分將變得過多,養分將不平衡。
 這些肥料施用管理問題經常發生在蔬菜的連作中,並增加了連作障礙的原因。
  鹽分積累引起的濃度失調在嚴重的鹽分積累中,高養分含量會顯著增加土壤溶液的滲透壓,導致無法發芽和使正在生長的農作物枯萎。
 土壤的酸化和鹼化 由於硝化細菌的作用,大量施用的肥料的氮被氧化為硝酸根離子,土壤變得強酸性,並且由於大量施用石灰材料,土壤變得呈鹼性。可能會受到阻礙。
 元素缺乏症, 尤其是當鉀相對過量時,鉀會干擾鎂和鈣的吸收,使其更有可能引起生理異常。
 由於營養過剩而引起的常見疾病 例如,洋蔥幹腐病的土壤鹽分濃度(電導率)越高,菠菜枯萎病的土壤中鉀的比例越高,該病越嚴重。在野外,由於受精管理方面的問題,疾病的爆發常常增加。
連作和病原體密度
 常見的病原體可以感染的作物種類有限。因此,當耕種可能被病原體感染的農作物時,它會侵入作物的根部並繁殖,從而增加了病原體的密度。如果在高細菌密度的田地上連續種植相同類型的農作物,收穫後以孢子形式殘留的病原細菌將再次侵入根部並進一步繁殖,病原細菌密度將進一步增加。最終,發生許多疾病。
 但是,如果將幾種不能被病原體感染的農作物耕種三年,由於土壤微生物的抗作用,細菌密度會降低,不會造成嚴重的疾病。疾病預防的基礎是輪作。
參考來源:日本網站
 
 

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