從基礎(chǔ)出發(fā)：植物所需三大元素

       氮是蛋白質(zhì)、核酸、磷脂的主要成分,而這三者又是原生質(zhì)、細胞核和生物膜的重要組成部分,它們在生命活動中占有特殊作用。因此,氮被稱為生命的元素。酶以及許多輔酶和輔基如NAD+、NADP+、FAD等的構(gòu)成也都有氮參與。氮還是某些植物激素如生長素和細胞分裂素、維生素如B1、B2、B6、 PP等的成分,它們對生命活動起重要的調(diào)節(jié)作用。此外，氮是葉綠素的成分,與光合作用有密切關(guān)系。由于氮具有上述功能,所以氮的多寡會直接影響細胞的分裂和生長。當?shù)使?yīng)充足時,植株枝葉繁茂,軀體高大,分蘗(分枝)能力強,籽粒中含蛋白質(zhì)高。植物必需元素中,除碳、氫、氧外，氮的需要量最大，因此,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中特別注意氮肥的供應(yīng)。常用的人糞尿、尿素、硝酸銨、硫酸銨、碳酸氫銨等肥料,主要是供給氮素營養(yǎng)。

缺氮時,蛋白質(zhì)、核酸、磷脂等物質(zhì)的合成受阻,植物生長矮小,分枝、分蘗很少,葉片小而薄,花果少且易脫落；缺氮還會影響葉綠素的合成,使枝葉變黃,葉片早衰甚至干枯,從而導(dǎo)致產(chǎn)量降低。因為植物體內(nèi)氮的移動性大,老葉中的氮化物分解后可運到幼嫩組織中去重復(fù)利用,所以缺氮時葉片發(fā)黃,由下部葉片開始逐漸向上，這是缺氮癥狀的顯著特點。

       氮過多時,葉片大而深綠,柔軟披散，植株徒長。另外，氮素過多時，植株體內(nèi)含糖量相對不足,莖稈中的機械組織不發(fā)達,易造成倒伏和被病蟲害侵害。

磷主要以H2PO-4或HPO2-4的形式被植物吸收。吸收這兩種形式的多少取決于土壤pH。pH＜7時, H2PO-4居多;pH＞7時, H2PO-4較多。當磷進入根系或經(jīng)木質(zhì)部運到枝葉后,大部分轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C物質(zhì)如糖磷脂、核苷酸、核酸、磷脂等，有一部分仍以無機磷形式存在。植物體中磷的分布不均勻,根、莖的生長點較多,嫩葉比老葉多,果實、種子中也較豐富。

       磷是核酸、核蛋白和磷脂的主要成分,它與蛋白質(zhì)合成、細胞分裂、細胞生長有密切關(guān)系;磷是許多輔酶如NAD+、NADP+等的成分,它們參與了光合、呼吸過程;磷是AMP、ADP和ATP的成分；磷還參與碳水化合物的代謝和運輸,如在光合作用和呼吸作用過程中,糖的合成、轉(zhuǎn)化、降解大多是在磷酸化后才起反應(yīng)的;磷對氮代謝也有重要作用,如硝酸還原有NAD+和FAD的參與,而磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺則參與氨基酸的轉(zhuǎn)化;磷與脂肪轉(zhuǎn)化也有關(guān)系,脂肪代謝需要NADPH、ATP、CoA和NAD+的參與。由于磷參與多種代謝過程, 而且在生命活動最旺盛的分生組織中含量很高,因此施磷對分蘗、分枝以及根系生長都有良好作用。由于磷促進碳水化合物的合成、轉(zhuǎn)化和運輸,對種子、塊根、塊莖的生長有利,故馬鈴薯、甘薯和禾谷類作物施磷后有明顯的增產(chǎn)效果。由于磷與氮有密切關(guān)系,所以缺氮時,磷肥的效果就不能充分發(fā)揮。只有氮磷配合施用,才能充分發(fā)揮磷肥效果?？傊?磷對植物生長發(fā)育有很大的作用,是僅次于氮的第二個重要元素。

       缺磷會影響細胞分裂,使分蘗分枝減少,幼芽、幼葉生長停滯,莖、根纖細,植株矮小,花果脫落,成熟延遲；缺磷時,蛋白質(zhì)合成下降,糖的運輸受阻,從而使營養(yǎng)器官中糖的含量相對提高,這有利于花青素的形成,故缺磷時葉子呈現(xiàn)不正常的暗綠色或紫紅色，這是缺磷的病癥。磷在體內(nèi)易移動，也能重復(fù)利用,缺磷時老葉中的磷能大部分轉(zhuǎn)移到正在生長的幼嫩組織中去。因此,缺磷的癥狀首先在下部老葉出現(xiàn),并逐漸向上發(fā)展。磷肥過多時,葉上又會出現(xiàn)小焦斑,系磷酸鈣沉淀所致；磷過多還會阻礙植物對硅的吸收,易招致水稻感病。水溶性磷酸鹽還可與土壤中的鋅結(jié)合,減少鋅的有效性,故磷過多易引起缺鋅病。鉀在土壤中以KCl、K2SO4等鹽類形式存在,在水中解離成K+而被根系吸收。在植物體內(nèi)鉀呈離子狀態(tài)。鉀主要集中在生命活動最旺盛的部位,如生長點,形成層,幼葉等。

       鉀在細胞內(nèi)可作為60多種酶的活化劑,如丙酮酸激酶、果糖激酶、蘋果酸脫氫酶、琥珀酸脫 氫酶、淀粉合成酶、琥珀酰CoA合成酶、谷胱甘肽合成酶等。因此鉀在碳水化合物代謝、呼吸作用及蛋白質(zhì)代謝中起重要作用。鉀能促進蛋白質(zhì)的合成,鉀充足時,形成的蛋白質(zhì)較多,從而使可溶性氮減少。鉀與蛋白質(zhì)在植物體中的分布是一致的,例如在生長點、形成層等蛋白質(zhì)豐富的部位,鉀離子含量也較高。富含蛋白質(zhì)的豆科植物的籽粒中鉀的含量比禾本科植物高。鉀與糖類的合成有關(guān)。大麥和豌豆幼苗缺鉀時,淀粉和蔗糖合成緩慢,從而導(dǎo)致單糖大量積累；而鉀肥充足時,蔗糖、淀粉、纖維素和木質(zhì)素含量較高,葡萄糖積累則較少。鉀也能促進糖類運輸?shù)劫A藏器官中，所以在富含糖類的貯藏器官(如馬鈴薯塊莖、甜菜根和淀粉種子)中鉀含量較多。此外，韌皮部汁液中含有較高濃度的K+,約占韌皮部陽離子總量的80%。從而推測K+對韌皮部運輸也有作用。 K+是構(gòu)成細胞滲透勢的重要成分。在根內(nèi)K+從薄壁細胞轉(zhuǎn)運至導(dǎo)管,從而降低了導(dǎo)管中的水勢,使水分能從根系表面轉(zhuǎn)運到木質(zhì)部中去；K+對氣孔開放有直接作用,離子態(tài)的鉀,有使原生質(zhì)膠體膨脹的作用,故施鉀肥能提高作物的抗旱性。

       缺鉀時,植株莖桿柔弱,易倒伏，抗旱、抗寒性降低，葉片失水,蛋白質(zhì)、葉綠素破壞,葉色變黃而逐漸壞死。缺鉀有時也會出現(xiàn)葉緣焦枯,生長緩慢的現(xiàn)象，由于葉中部生長仍較快,所以整個葉子會形成杯狀彎曲,或發(fā)生皺縮。鉀也是易移動可被重復(fù)利用的元素,故缺素病癥首先出現(xiàn)在下部老葉。

       N、P、K是植物需要量很大，且土壤易缺乏的元素,故稱它們?yōu)椤胺柿先亍?。農(nóng)業(yè)上的施肥主要為了滿足植物對三要素的需要。