第一章　設(shè)施蔬菜營(yíng)養(yǎng)特征及營(yíng)養(yǎng)診斷

第一節(jié)　蔬菜生長(zhǎng)與營(yíng)養(yǎng)元素

蔬菜生長(zhǎng)需要的營(yíng)養(yǎng)元素被吸收進(jìn)入體內(nèi)后，還需要經(jīng)過(guò)一系列的轉(zhuǎn)化和運(yùn)輸過(guò)程才能被作物利用。但并不是每種營(yíng)養(yǎng)元素對(duì)蔬菜都是必需的，一般可分為必需營(yíng)養(yǎng)元素、有益營(yíng)養(yǎng)元素、有害營(yíng)養(yǎng)元素等。

一、蔬菜必需營(yíng)養(yǎng)元素

蔬菜體內(nèi)的各種元素含量差異很大，蔬菜對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收，一方面受蔬菜的基因所決定，另一方面受環(huán)境條件所制約。蔬菜體內(nèi)現(xiàn)有的幾十種元素，只有一部分是其必需的。

1.蔬菜必需營(yíng)養(yǎng)元素的種類(lèi)

到目前為止，已經(jīng)確定為蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)元素有16種，即碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、鉀（K）、鈣（Ca）、鎂（Mg）、硫（S）、鐵（Fe）、錳（Mn）、鋅（Zn）、銅（Cu）、鉬（Mo）、硼（B）、氯（Cl）。這16種蔬菜必需元素都是用培養(yǎng)試驗(yàn)的方法確定下來(lái)的。

通常根據(jù)蔬菜對(duì)16種必需營(yíng)養(yǎng)元素的需要量不同，可以分為大量營(yíng)養(yǎng)元素、中量營(yíng)養(yǎng)元素和微量營(yíng)養(yǎng)元素。大量營(yíng)養(yǎng)元素主要有碳、氫、氧、氮、磷、鉀6種；中量營(yíng)養(yǎng)元素主要有鈣、鎂、硫3種；微量營(yíng)養(yǎng)元素有鐵、硼、錳、銅、鋅、鉬、氯7種。

氮、磷、鉀是蔬菜需要量和收獲時(shí)帶走較多的營(yíng)養(yǎng)元素，而它們通過(guò)殘茬和根的形式歸還給土壤的數(shù)量卻不多，常常表現(xiàn)為土壤中有效含量較少，需要通過(guò)施肥加以調(diào)節(jié)，以供蔬菜吸收利用，因此，氮、磷、鉀被稱為“肥料三要素”。

2.蔬菜必需營(yíng)養(yǎng)元素的主要生理功能

各種必需營(yíng)養(yǎng)元素在蔬菜體內(nèi)有著各自獨(dú)特的作用，不同的蔬菜必需營(yíng)養(yǎng)元素在作物體內(nèi)具有獨(dú)特的生理作用（表1-1）。

二、蔬菜有益營(yíng)養(yǎng)元素

某些元素并非是所有蔬菜都必需的，但能促進(jìn)某些蔬菜的生長(zhǎng)發(fā)育，這些元素被稱為蔬菜有益營(yíng)養(yǎng)元素。常見(jiàn)的主要有鈉、硅、鈷、硒、釩、鎳、鈦、稀土元素等。

1.鈉

艾倫（Allen，1995）研究固氮藍(lán)藻時(shí)發(fā)現(xiàn)柱狀魚(yú)腥藻是需鈉的作物；布勞內(nèi)爾（Brownell，1975）用藜科作物作試驗(yàn)，證明鈉是該作物生長(zhǎng)的必需營(yíng)養(yǎng)元素，作物缺鈉后出現(xiàn)黃化病。此外，許多實(shí)驗(yàn)證明，莧科、磯松科等鹽生作物及甜菜、蕪菁、芹菜、大麥、棉花、亞麻、胡蘿卜、番茄等作物缺鉀時(shí)，如果土壤有鈉存在，則這些作物的生長(zhǎng)發(fā)育仍可正常進(jìn)行。

鈉在作物生命活動(dòng)中的作用，目前還不十分清楚。鹽生作物中鈉可調(diào)節(jié)滲透勢(shì)，降低細(xì)胞水勢(shì)，促進(jìn)細(xì)胞吸水，因此高鹽條件下促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)，使作物葉片面積、厚度、儲(chǔ)水量和肉質(zhì)性都有所增加，出現(xiàn)多汁性。某些作物（如糖用甜菜、蘿卜、蕪菁等）供鉀不足時(shí)，鈉可有限度替代鉀的功能。

2.硅

硅在土壤中含量最多，通常以二氧化硅（SiO₂）形式存在，而作物能夠吸收的硅形態(tài)是單硅酸［Si（OH）₄］。硅在木賊科、禾本科作物中含量很高，特別是水稻。

硅多集中在表皮細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)胞壁硅質(zhì)化，增強(qiáng)作物各種組織的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)固性，提高作物（如水稻）對(duì)病蟲(chóng)害的抵抗力和抗倒伏的能力。硅有助于葉片直立，使植株保持良好的受光姿態(tài)，間接增強(qiáng)群體的光合作用。硅可以減少作物的蒸騰，提高作物對(duì)水的利用率。硅有助于水稻等作物抵抗鹽害、鐵毒、錳毒的能力。硅對(duì)水稻的生殖器官的形成有促進(jìn)作用，如對(duì)水稻穗數(shù)、小穗數(shù)和籽粒重都是有益的。

3.鈷

許多作物都需要鈷，作物一般含鈷0.05～0.5毫克/千克，豆科作物含量較高，禾本科作物含量較低。鈷是維生素B₁₂的成分，在豆科作物共生固氮中起重要作用。鈷是黃素激酶、葡萄糖磷酸變位酶、焦磷酸酶、酸性磷酸酶、異檸檬酸脫氫酶、草酰乙酸脫羧酶、肽酶、精氨酸酶等酶的活化劑，可以調(diào)節(jié)這些酶催化的代謝反應(yīng)。

4.硒

大多數(shù)情況下土壤含硒量很低，平均為0.2毫克/千克。硒在土壤中以Se⁶⁺、Se⁴⁺、Se⁰、Se^2-等存在，形成硒鹽、亞硒酸鹽、元素硒、硒化物及有機(jī)態(tài)硒。硒與人體和動(dòng)物的健康密切有關(guān)。硒可以增強(qiáng)作物體的抗氧化作用，提高谷胱甘肽過(guò)氧化物酶活性，從而消除氧自由基。低濃度硒可促進(jìn)百合科、十字花科、豆科、禾本科作物種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)。

5.釩

釩是動(dòng)物的必需元素，釩對(duì)高等作物是否必需，至今尚無(wú)確切證據(jù)，但對(duì)刪列藻的生長(zhǎng)是必需的。適量的釩可以促進(jìn)番茄、甘藍(lán)、玉米、水稻等作物的生長(zhǎng)，并增加產(chǎn)量和改進(jìn)品質(zhì)。釩能促進(jìn)大麥、松樹(shù)種子的萌芽，促進(jìn)其生長(zhǎng)發(fā)育。釩對(duì)生物固氮有利，提高光合效率，促進(jìn)葉綠素的合成，促進(jìn)鐵的吸收和利用。釩可提高某些酶的活性，以及種子發(fā)芽。

6.鎳

作物干物質(zhì)正常含鎳0.1～5毫克/千克。鎳在作物體內(nèi)可移動(dòng)，作物種子和果實(shí)中含量較高。鎳是脲酶的金屬輔基，是脲酶的結(jié)構(gòu)和催化功能所必需的。在作物的氮代謝中起重要作用，能催化尿素降解；有利于種子發(fā)芽和幼苗生長(zhǎng)。

7.鈦

作物體內(nèi)普遍含有鈦元素，不同作物含量也不同。玉米含量一般在20毫克/千克左右，豆科作物一般在25毫克/千克以上。鈦主要與光合作用和豆科作物固氮有關(guān)。鈦能促進(jìn)作物對(duì)某些養(yǎng)分的吸收和運(yùn)轉(zhuǎn)，促進(jìn)作物體內(nèi)多種酶的活性，提高作物葉片中葉綠素的含量，提高作物產(chǎn)量，并能明顯改善作物品質(zhì)。

8.稀土元素

稀土元素是元素周期表中原子序數(shù)為57～71的鑭系元素——鑭（La）、鈰（Ce）、鐠（Pr）、釹（Nd）、钷（Pm）、釤（Sm）、銪（Eu）、釓（Gd）、鋱（Tb）、鏑（Dy）、鈥（Ho）、鉺（Er）、銩（Tm）、鐿（Yb）、镥（Lu），以及與鑭系的15個(gè)元素密切相關(guān)的元素——釔（Y）和鈧（Sc）共17種元素的統(tǒng)稱。作物中稀土元素的含量一般在25～570毫克/千克。

低濃度稀土元素可促進(jìn)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)，如用稀土元素拌種小麥，種子發(fā)芽率可提高8%～19%。稀土元素對(duì)作物扦插生根有特殊作用，同時(shí)還可提高作物葉綠素含量和光合速率。稀土元素可促進(jìn)大豆根系生長(zhǎng)，增加結(jié)瘤數(shù)，提高根瘤的固氮活性，增加結(jié)莢數(shù)和粒莢數(shù)。稀土元素已廣泛應(yīng)用與農(nóng)作物、蔬菜、林業(yè)、花卉、畜牧和養(yǎng)殖等方面。

三、蔬菜有害營(yíng)養(yǎng)元素

1.必需營(yíng)養(yǎng)元素過(guò)量施用

必需營(yíng)養(yǎng)元素施用過(guò)量會(huì)對(duì)蔬菜產(chǎn)生有害作用。常見(jiàn)癥狀有葉片黃白化、褐斑；莖葉畸形、扭曲；根彎曲、變粗或尖端死亡；出現(xiàn)獅尾、雞爪等畸形根。其中微量元素與大量元素不同，由于最適需要量與中毒水平比較接近，過(guò)量會(huì)導(dǎo)致作物中毒，甚至引起人畜的某些疾病發(fā)生。如硼過(guò)剩，葉緣大多成黃或褐色鑲邊；飼料作物含鉬>10毫克/千克，長(zhǎng)期飼喂可引起家畜鉬毒癥。由于元素之間會(huì)互相抗衡，有些元素的缺素癥是因某一元素的過(guò)剩吸收產(chǎn)生的，如磷過(guò)多，常以缺鐵、鋅、鎂等失綠癥表現(xiàn)；酸性土壤錳過(guò)多可引起缺鉬。

2.蔬菜有害營(yíng)養(yǎng)元素

有些元素存在于蔬菜體內(nèi)，在極低濃度下未能表現(xiàn)出已知的生理功能，卻產(chǎn)生了毒害作用，稱之為有害營(yíng)養(yǎng)元素，如鋁、砷、氟、錫、鉻、鎳、汞、鉛等。

（1）鋁中毒　作物根系生長(zhǎng)減少，根尖和側(cè)根變粗變褐，葉片暗綠，莖稈發(fā)紫。常伴隨作物組織中高量鐵、錳和低濃度鈣、鎂。

（2）砷中毒　水稻中度中毒時(shí)莖葉扭曲，無(wú)效分蘗增多，嚴(yán)重時(shí)植株地上部發(fā)黃，根系發(fā)黑、稀疏。甘薯受害葉片出現(xiàn)褐色斑點(diǎn)，葉脈基部和莖部呈褐色，逐漸發(fā)黑死亡。蘋(píng)果則樹(shù)皮和木質(zhì)部變色，葉片產(chǎn)生斑點(diǎn)。

（3）氟中毒　在大田生產(chǎn)中，很少出現(xiàn)氟毒害。但在氟氫酸工業(yè)污染區(qū)，植物暴露在只有幾個(gè)微克/千克氟氫酸的環(huán)境下，幾個(gè)月后就會(huì)出現(xiàn)中毒癥狀。輕微中毒葉緣和葉脈失綠，嚴(yán)重時(shí)葉緣壞死。葡萄和果樹(shù)比其他植物更敏感。

（4）鎘中毒　水稻下部葉片和葉鞘變?yōu)辄S褐色；大豆葉片黃化，葉脈呈棕褐色。鎘污染食物危及人類(lèi)健康，長(zhǎng)期食用含鎘米（含鎘水、含鎘水產(chǎn)品）易患骨痛病。