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所有高等植物已经确定需要16种必需营养元素，但需要量之间差别很大。有的是百分之一如氮、钾等；有的是千分之一，如硫等；有的是万分之一，如铁等；还有的是千万分之一，如钼等。但是无论多少，都是不可代替的，都是高等植物必须吸收的。见图1：  图1：看高等植物干组织中的不同养分百分率 植物对养分的吸收包括两个方面，一个是离子态养分，一个是有机态养分。目前是以离子态养分吸收为主。养分离子从土壤转入植物体内包括两个过程，即养分离子向根迁移和根对养分离子的吸收。现分别叙述如下： 1、养分离子向根部迁移。养分离子向植物根部的迁移，一般有3个途径：即截获、扩散和质流。见图 2。  图2：养分离子向根部迁移的3种途径①截获②质流③扩散 （1）截获。植物根与土粒是密切接触的。当粘粒表面所吸附的阳离子与根表面所吸附的 H*离子两者水膜相互重迭时，就能发生离子交换。据放射性钾作追踪试验证明，植物根和粘土粒接触后，是确能进行离子交换的。一般情况是细胞外的氢离子和粘土外交换性阳离子进行离子交换，这种交换称为接触吸收。有时根部也能分泌各种营养离子如钾离子，如果与粘土中的氢离子相接触，同理也能接触交换，这种交换称为接触排出（水稻生育后期就出现这种现象，叫养分倒流）。实际上接触交换作用是非常微弱的，因为粘土表面与根表面距离要非常近才有可能。从图3可以看出，离子靠截获（即接触交换）吸收离子态养分是微不足道的。不过有些离子如钙离子通过截获一般比较多些，其次是镁离子。  图3：粘土矿物与根外氢离子的接触交换 （2）质流（集流）。离子态养分可以通过质流而进入根表。影响质流的主要是植物蒸腾作用和土壤溶液中离子态养分的浓度。当气温较高，植物蒸腾作用较大，植物需水较多时，使根际周围水分不断地流近根表，土壤中离子态养分也就随着水流达到根表。当土壤中离子态的养分含量较多，供应根表的养分也随着增加。氮和钙、镁主要就是由集流供给的。 （3）扩散。根对养分的吸收大于养分由质流迁移到根表的速率，这时根表面养分离子浓度下降，同时根周围土壤中养分也有不同程度的减少，出现根际某些养分亏缺，如是根表与附近土体间产生浓度梯度。高浓度养分向低浓度扩散，土壤中养分则向根表迁移。 以上养分迁移的3种过程在土壤中是同时存在的。现引用 Barber在粉砂质壤土玉米试验资料如下表：  图4：看三种途径 总之，截获取决于根表与土壤粘粒接触面积的大小，质流取决于根表与其周围水势的大小，扩散取决于根表与其周围养分浓度梯度的高低。植物截获、质流、和扩散是离子态养分到达根表的三种途径，能否吸收是与根系活力有密切关系的。一个死亡了的根系，就算是离子养分到达了根表，那也是极难进入根系内的。 2、植物根系对离子态养分的吸收。离子态养分无论是截获、集流、扩散都能到达根系表面或进入植物细胞内。凡是养分进入根细胞内需要消耗能量的，称为主动吸收，例如逆浓度吸收。养分进人根细胞内不需要供给能量的，称被动吸收（举个不恰当的例子：腌咸鸭蛋就是被动吸收，把太咸的鸭蛋放在清水里，就是被动排出。靠的就是扩散）。养分进人根细胞内需通过细胞膜。细胞膜的组成为蛋白质、脂类物质和水分，它对离子的透过具有一定的选择性。膜上有各种蛋白质和酶，现已观察到有 ATP 酶，它与能量代谢有关。所以它又与养分的主动吸收有关。现分别说明养分的被动吸收和主动吸收。 （1）被动吸收。离子态养分可由截获、扩散或集流先进入根中的“自由空间”。它是从细胞壁到原生质膜，还包括细胞间隙。因为细胞壁带有负电荷，所以阳离子进入根中较阴离子多，而且在很短时间内就与外界溶液达到平衡。在最初阶段阴、阳离子的吸收属被动吸收。 植物被动吸收不仅受外界环境条件的影响，而且和植物根的阳离子交换量以及根的自由空间有关。离子态养分的来源除来自土壤外，植物根系的呼吸作用，产生碳酸，碳酸离解为H和 HCO离子，可与土壤中阴、阳离子进行离子交换而被吸收。 （2）主动吸收。据分析资料证明，植物体内离子态养分的浓度常比外界土壤溶液浓度高，有时竟高达数十倍甚至数百倍，而仍能逆浓度吸收，且吸收养分还有选择性。目前，从能量的观点和酶的动力学原理来研究植物主动吸收离子态养分，并提出载体解说和离子泵解说。因为太抽象，在此不赘述。 3、植物根系吸收养分的途径是交互作用的。比如从逆浓度主动吸收现象看被动吸收，也不难解释，有的养分靠被动吸收，有的靠主动吸收，有的被动主动兼有。所以离子的扩散、集流以及离子的交换只能说明离子态养分吸收的一个现象，而不能说明植物吸收养分的原因。比如说，逆浓度主动吸收有时还是离子养分扩散的原因。所以说事物是互相联系、相互作用、对立统一的，任何事物都绝不是孤立的！  图5：磷钾肥的扩散性差，就要施到根系附近，最好是整个耕层都有肥。如果表施利用率就不高。 4、搞清植物养分的吸收途径才能有针对性地采取措施提高肥料利用率。比如氮离子的吸收主要靠质流和扩散，钙镁离子的吸收主要靠质流和截获；植物养分在土壤中的扩散，也受很多因素的影响，如土壤中水分含量，养分的扩散系数、土壤质地与土壤温度等。例如氯离子、钾离子、硝酸根离子在水中扩散系数较大，靠扩散吸收效果就好；而磷酸根离子扩散系数则较小，移动性小，施肥时方法不当就很难吸收（水稻苗床施用磷肥，就是要把磷肥施到秧苗根部，然后插到本田，这样有利于根系对磷养分的吸收）。土壤质地较轻的砂土，养分扩散速率当然比质地较重的土壤快，土温高的比低的扩散就快等等。这些元素的在土壤中的扩散性和对扩散产生影响的环境因素，都是在施肥上必须认真考虑的问题！  图6：氮肥、钙镁肥靠质流和扩散吸收，没有磷钾肥要求严格，特别氮的移动性特别好，施在地表也能利用很好。 |
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