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1、必需營養(yǎng)元素的確定方法與定義 

要了解植物正常生長發(fā)育需要什么養(yǎng)分，首先要知道植物體的養(yǎng)分組成。新鮮植物體一般含水量為70%-95%，并因植物的年齡、部位、器官不同而有差異。葉片含水量較高，其中又以幼葉為最高，莖桿含水量較低，種子中則更低，有時只含5%。新鮮植物經烘烤后，可以獲得干物質，在干物質中含有無機和有機兩類物質。干物質燃燒時，有機物在燃燒過程中氧化而揮發(fā)，余下的部分就是灰分，是無機態(tài)氧化

人們早就認識到，植物不僅能吸收它所必需的營養(yǎng)元素，同時也會吸收一些它并不需要、甚至可能有毒的元素。因此，確定某種營養(yǎng)元素是否必需，應該采取特殊的研究方法，即在不供給該元素的條件下進行溶液培養(yǎng)，以觀察植物的反應，根據植物的反應來確定該元素是否必需。

1939年，阿隆（Arnon）和(Stout)提出了確定必需營養(yǎng)元素的三條標準：

①這種化學元素對所有植物的生長發(fā)育是不可缺少的。缺少這種元素就不能完成其生命周期，對高等植物來說，即由種子萌發(fā)到再結出種子的過程。

②缺乏這種元素后，植物會表現出特有的癥狀，而且其它任何一種化學元素均不能代替其作用，只有補充這種元素后癥狀才能減輕或消失。

③這種元素必須是直接參與植物的新陳代謝，對植物起直接的營養(yǎng)作用，而不是改善環(huán)境的間接作用。

2、必需營養(yǎng)元素的分類 

到目前為止，國內外公認的高等植物所必需的營養(yǎng)元素有16種。它們是碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、硼、錳、銅、鋅、鉬和氯。

必需營養(yǎng)元素在植物體內的含量相處很大（表2-1），一般可根據植物體內含量的多少劃分為大量營養(yǎng)元素和微量營養(yǎng)元素。大量營養(yǎng)元素含量一般占干物質重量 的0.1%以上，它們是碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂和硫9種，微量營養(yǎng)元素的含量一般在0.1%以下。有的只含0.1mg/,它們是鐵、硼、錳、銅、 鋅、鉬和氯7種

上述必需營養(yǎng)元素在植物體內的含量常受到植物種類、年齡以及環(huán)境中其它礦質元素含量等因素的影響，尤其是環(huán)境條件的影響，可使體內各種營養(yǎng)元素的含量發(fā)生很大的變化。在植物組織中常出現某些微量元素含量明顯超過其生理需要量，例如鐵、錳的含量能接近植株中硫或鎂的含量，這主要是環(huán)境條件影響的結果。應該指出，植物各器官中營養(yǎng)元素的含量并不能完全反應植物對這些養(yǎng)分的實際需要量，尤其是一些非必需營養(yǎng)元素常常是被動吸收植物體內的。

在必需營養(yǎng)元素中，碳和氧來自空氣中的二氧化碳；氫和氧來自水，而其它的必需營養(yǎng)元素幾乎全部都是來自土壤。只有豆科作物有固定空氣中氮氣的能力，植物的葉片也能吸收一部分氣態(tài)養(yǎng)分，如二氧化硫等。由此可見，土壤不僅是植物生長的介質，而且也是植物所需礦質養(yǎng)分的主要供給者。實踐證明，作物產量水平常常受 土壤肥力狀況的影響，尤其是土壤中有效態(tài)養(yǎng)分的含量對產量的影響更為顯著。

3、最小養(yǎng)分律的概念 

“最小養(yǎng)分律”是德國化學家李比希在1843年提出來的。李比希根據自己創(chuàng)立的礦質營養(yǎng)學說，成功地制造了一些化學肥料以后，為了保證最有效地利用這些肥 料，他在實驗的基礎上，又進一步提出了最小養(yǎng)分律?，F在美國雜志上常常提到的限制因子論就是從最小養(yǎng)分律發(fā)展起來的。它的內容是：作物產量受數量最小的養(yǎng) 分所控制，產量的高低隨著這種養(yǎng)分的多少而變化，所謂最小養(yǎng)分就是指土壤當中最缺乏的那一種營養(yǎng)元素，作物為了生長必須要吸收各種養(yǎng)分，但是決定作物產量 的卻是土壤中那個相對含量最小的有效植物生長因子，產量在一定限度內隨著這個因素的增減而相對變化，因而無視這個限制因素的存在，即使繼續(xù)增加其它營養(yǎng)成 分也難以再提高作物的產量。

最小養(yǎng)分律可以形象地用養(yǎng)分桶來說明（如圖），組成桶的最短的木條（代表最小養(yǎng)分）決定了桶中所能容納的水量（代表產量）。應用最小養(yǎng)分律指導施肥時應注意的是：最小養(yǎng)分律中所說的最小養(yǎng)分，并不是土壤中絕對數量最少的那種養(yǎng)分，而是指相對于作物的需要來說最少的那種養(yǎng)分。最小養(yǎng)分也不是固定不變的，當一種最小養(yǎng)分得到補充和改善以后，另一種原來不是最小養(yǎng)分的營養(yǎng)元素可能會成為限制作物產量的新的最小養(yǎng)分，繼續(xù)增加最小養(yǎng)分以外的其它養(yǎng)分，難以提高產量，降低施肥的經濟效益。