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植物生長必需元素之種類、生理機能及利用外觀營養障礙 徵狀進行營養診斷之要領

(一)必需元素之種類及生理機能

植物生長所必需的元素,到目前為止,被確認的共有 16 種。另有

數種(例如矽﹑鈉等)則在特定條件下,能促進植物生長,稱為有益元素。

這16 種必需元素為碳﹑氫﹑氧﹑氮﹑磷﹑鉀﹑鈣﹑鎂﹑硫﹑鐵﹑錳﹑

銅﹑鋅﹑硼﹑鉬﹑氯。其中碳﹑氫﹑氧可由空氣和水中取得,另外 13 種元素,在正常情況下,由根自土壤溶液中取得。此13 種元素若根據 植物正常生長所需要之吸收量來區分,可分為下列兩類:

1.大量元素:包括氮﹑磷﹑鉀﹑鈣﹑鎂﹑硫等六種元素。其中氮﹑磷﹑

鉀等3 種元素,因需要量最大,最容易缺乏,所以最早被應用為肥料,

稱肥料三要素。鈣素在一般土壤中含量豐富,只有在強酸性的土壤或 退化田中,才有必要施用石灰補充鈣量。鎂素在強酸性土壤(例如紅 壤)及砂質土中容易缺乏,須施用鎂質肥料補充。硫素在本省由於三 要素等肥料之普遍施用,尚未聽聞缺乏之實例。

2.微量元素:包括鐵﹑錳﹑銅﹑鋅﹑硼﹑鉬﹑氯等七種元素。此七種元 素植物雖需求量甚微,但在植物生理上卻不可或缺。由於需要量甚 微,所以缺乏與過量中毒之間差距很小,在施用微量元素肥料時須注 意不可超施。鐵素在土壤中含量豐富,引起缺鐵的原因,多是吸收過 多錳或鋅導致鐵的不平衡,及因土壤 pH 值太高使鐵素不能有效化所 造成。錳素缺乏多發生在中性及鹼性且富鈣質之土壤;另外,在水份 充足的強酸性土壤,則容易發生錳過量之毒害。一般土壤不會缺銅,

除非特殊有機質土或砂土,才有發生缺銅的可能。鋅素缺乏常發生於 鹼性或石灰質土壤,還有,當氮﹑磷﹑鉀肥(尤其磷肥)施用過多時容 易誘使鋅素缺乏。硼素在粗質地的酸性土或pH 值高且富石灰質的土 壤中容易缺乏,另在多雨地區,或長期灌溉含硼量低的水,都會使植 物缺硼。鉬素缺乏的情形很少見,當土壤 pH 值低於 5.5 及栽種對鉬 需求量較多的作物(如花椰菜﹑菠菜等)時較容易發生。氯素在自然界 中普遍存在,尚未有缺氯的報告。

上述之植物必要元素,不論是大量或微量元素,對植物的正常生 長都具有相同重要的地位,並且任何一種營養元素的特殊功能不能被其 他元素所代替。各種必要元素在植物的新陳代謝、生長發育和後代繁殖 扮演著重要的角色:

碳﹑氫﹑氧─構成植物體內水和有機物的主要成份,佔植物體重的大部

分。

氮─植物體內蛋白質﹑葉綠素﹑核酸和酵素的組成分。

磷─生命細胞的必要成分,植物用以合成核酸;合成高能磷酸結合物,

以儲存﹑運轉能量,參與糖類之合成及水解等。

鉀─對糖類的運轉及澱粉的合成極為重要,並參與氣孔保衛細胞開合的 功能。

鈣─細胞壁的組成分,且可與植物體內有毒的草酸結合,達成解毒的效 果。

鎂─葉綠素的組成分,及多種與植物生長有關酵素的活化劑。

硫─三種含硫氨基酸的成分,為蛋白質合成所必需。

鐵─合成葉綠素的觸媒劑,也是呼吸﹑光合作用及共生固氮作用酵素的 活化劑。

錳─合成葉綠素的觸媒及多種與植物生長所需酵素的活化劑。

銅─多種酵素的活化劑及合成維生素A 所必需。

鋅─植物體內數種酵素系統的重要成分,控制著植物生長調節劑的合 成。

硼─使植物體內之分生組織的分化順利進行,及促進碳水化合物的轉 移。

鉬─使植物體內之硝酸態氮素還原成氨,以合成蛋白質。

氯─幫助光合作用之進行。

(二)各種要素障礙之徵狀

植物對特定元素之缺乏或過剩,會在外觀,尤其是葉片上出現特 別之症狀。由此種症狀可以判斷植物何種養分障礙而採取對策補救。由 於此種方法不需儀器,簡單易行,在田間工作不失為一簡易判別植物要 素障礙之方法,故為現場工作人員及農民所歡迎。植物要素障礙症狀之 判別方法簡單介紹如下:

1.要素缺乏

各種元素在植物體內之功能及移動性難易各有不同,故其缺乏 徵狀在植物體呈現之部位各也有差異。若依各種要素在植物體內之移

動性難易來區分,可分為下列三類:

(1)在植物體內移動性中等之要素,缺乏症狀發生於全株葉片者;如 氮﹑磷﹑硫﹑鉬等。

氮─生長緩慢,發育不良,全株葉片黃化,老葉有較嚴重之傾向。

磷─葉片變小,葉色暗綠,成熟遲延,很多作物莖葉並呈現紫紅 色。

硫─生長減緩,成熟遲延,全株葉片黃化,幼葉有較嚴重之傾向。

鉬─缺乏徵狀與缺氮相似,有些植物葉片有捲曲﹑葉緣燒焦﹑斑 狀萎黃等徵狀。

(2)容易在植物體內移動性之要素,缺乏症狀發生於下方成熟葉者;

如鉀、鎂等。

鉀─生長緩慢,莖幹瘦小,抗惡劣環境能力差,成熟葉葉尖及葉 緣焦黃乾枯。

鎂─老葉葉脈間部分引起黃化(有些植物葉緣亦黃化),與葉脈周 圍之綠色成明顯對比。

(3)不易在植物體內移動性之要素,缺乏症狀顯著於新葉者;又依其 頂端組織枯死與否分為列兩類:

A. 新葉變形,莖的頂端組織易枯死;如鈣﹑硼等。鈣─初期葉 色呈不正常之暗綠,繼而新葉彎曲,葉尖白化﹑褐變枯死。

果菜類之蕃茄尻腐﹑白菜及芹菜之心腐皆因缺鈣引起。

硼─新葉變厚﹑變脆﹑變黃﹑捲曲﹑凋萎和壞死,生長點之 生長停止﹑死亡,果實或根莖部位有凸狀隆起或壞死斑 點﹑中心部分黑變或褐變等。

B. 通常莖的頂端組織不枯死,如鐵﹑錳﹑銅﹑鋅等。鐵─老葉 維持正常而新葉則變黃至白色。

錳─與缺鐵徵狀類似,但葉脈周邊殘留之綠色較缺鐵者明 顯。某些蔬菜如蕃茄﹑甘藍﹑等缺錳時由則老葉先發生 黃化徵狀。

銅─生長受阻,幼葉黃白化﹑葉片捲曲等。

鋅─莖長度變短,新葉變小﹑變窄﹑叢生,葉色灰綠,葉脈

間發生斑黃化等。

2.要素過量產生毒害

導致要素過量的原因有二種;一種是人為因素,例如施肥過量 等。第二種是自然因素,例如特殊的地形﹑土壤﹑氣候條件等。下面 簡單介紹幾種要素過量產生毒害的徵狀:

氮過量─輕微時枝葉生長過度繁茂,葉色濃綠;嚴重時葉片變小﹑變 厚﹑變濃綠,生育非常緩慢。

錳過量─蔬菜類作物錳過量常導致全株葉片之葉尖及葉緣黃化﹑燒 焦﹑捲曲等。

硼過量─蔬菜類作物硼過量與錳過量之徵狀甚為相似。

鐵過量─鐵過剩之徵狀,最初小棕色斑點出現於下方葉片的尖端及葉 肉,漸擴及上部葉片,嚴重時整株葉片呈暗棕色。

(三)由外觀診斷要素障礙之步驟

由外觀診斷要素障礙時,應先注意避免與病蟲害﹑葯害及其他因 子(如缺水)混淆;特別是某些毒素病的症狀,與要素障礙之徵狀甚為相 似,容易導致錯誤的結論。而後,應儘量依循下列之步驟,詳細的調查 及謹慎的分析研判,以免作出錯誤的判斷:

1. 現地調查

調查時期應儘量配合徵狀的發生時期。例如蔬菜作物缺鐵之黃 化,常因高溫時期栽種於鹼性土壤,當高溫條件消失時缺乏徵狀即 緩解或消失。故若不能把握正確的調查期,易導致混淆的研判。

2. 聽聞徵狀發生的經過:

(1)如係最近才發生,而過去沒有,很可能與病蟲害有關。如發生已 久,並且在同一地區普遍發生則可能與要素障礙有關。

(2)若發生多年,但在乾旱之年特別顯著,則有缺硼之可能。如其發 生在潮濕之年顯著,則可能與錳過多之毒害有關。

(3)調查農家的施肥管理情形,如發生多年,但只限於部份農田,則 可能與農家之肥培管理有關。例如石灰施用過多可能導致硼﹑鋅 缺乏,磷肥施用過多可能導致鋅缺乏,鉀施用過多可能導致鎂缺

乏等。

3.土壤及地形調查:土壤如屬鹼性則可能與鋅﹑鐵﹑錳等元素缺乏有關,

若屬酸性則可能與鎂﹑鈣﹑鉬等的缺乏,鐵﹑錳的過剩有關。另外,

土壤剖面形態及排水情形亦應注意;鹼性水田土壤排水不良易缺鉀﹑

缺鋅,酸性水田土壤排水不良易導致鐵之過剩毒害。

4.徵狀觀察與判斷:應就發生要素障礙植物之葉片﹑果實等作詳細的觀 察及記錄,並與各要素障礙之徵狀圖鑑比對,再作出可能性的判斷。

值得注意的是,由外觀症狀診斷要素障礙必須十分謹慎,不可驟下結 論。一者不同植物﹑不同品種間的要素障礙徵狀常有差異,容易發生 混淆;再者田間發生的要素障礙常見不是單一元素之障礙,而是多種 元素障礙之複合徵狀;因此,很難就外觀即作出肯定性的判斷。

5.植物體及土壤分析

當外觀症狀診斷沒有十分把握時,即應配合進行植物體及土壤之 分析。所得分析資料再與上述現地調查之記錄參考比對,作出進一步 之確認。若懷疑仍然存在,或者想更進一步在田間進行實地改良,即 應進行下列之步驟。

6.盆栽及田間試驗

盆栽試驗乃使用問題土壤以盆栽栽培,使植物要素障礙症狀重 現,並依據第 5 項所得之資料,加上若干處理,以觀察其改良效果。

盆栽試驗簡易﹑方便,其結果可作為田間實地改良之重要參考。但若 田間之要素障礙已相當嚴重,需作緊急之補救,亦可參照盆栽之試驗 方法,直接進行田間試驗。

(四)本省易發生要素障礙之土壤

植物之發生要素障礙與否,主要由土壤之要素供應狀況決定。而 土壤之要素供應情形,主要由三項因素決定;第一是成土因子:例如石 灰質土易缺乏鋅、錳、鐵﹑硼等,紅壤易缺乏鎂﹑硼﹑鉬等。第二是土 壤酸鹼度值(pH 值):土壤 pH 值對植物生長之影響很大,而其對營養要 素的影響方面主要在要素的有效性。例如根據土壤調查,彰化的粘板岩

植物之發生要素障礙與否,主要由土壤之要素供應狀況決定。而 土壤之要素供應情形,主要由三項因素決定;第一是成土因子:例如石 灰質土易缺乏鋅、錳、鐵﹑硼等,紅壤易缺乏鎂﹑硼﹑鉬等。第二是土 壤酸鹼度值(pH 值):土壤 pH 值對植物生長之影響很大,而其對營養要 素的影響方面主要在要素的有效性。例如根據土壤調查,彰化的粘板岩