植物各種元素（植物必需元素之生命元素）

2023-09-23 18:40:03 2

一、氮素在植物體內的分布

植物需要多種營養元素，而氮素尤為重要。從整體範圍看，在所有必需營養元素中，氮是限制植物生長和形成產量的首要因素。它對改善產品品質也有明顯作用。

一般植物含氮量約佔作物體乾重的0.3%-5%，而含量的多少與作物種類、器官、發育階段有關。豆科作物含有豐富的蛋白質，含氮量也高。按乾重計算，大豆植株中含氮2.49%、紫雲英植株含氮2.25%；而禾本科作物一般含氮量較低，大多在1%左右。作物種類不同含氮量也不相同，如玉米含氮常高於小麥，而小麥又高於水稻。即使是相同種類的作物也常因不同品種，其含氮量有明顯差異。

植物體內氮素主要存在於蛋白質和葉綠素中。因此，幼嫩器官和種子中含氮量較高，而莖稈含量較低，尤其是老熟的莖稈含氮量更低。如小麥子粒含氮2.0%-2.5%，而莖稈僅含0.5%左右；豆科作物子粒含氮4.5%-5%，而莖稈僅含1%-1.4%。玉米也有相同的趨勢：葉片含氮2.0%，子粒1.5%，莖稈0.7%，包葉最少，只有0.4%。

同一作物的不同生育時期，含氮量也不相同。如水稻，分櫱期含氮量明顯高於苗期，通常分孽盛期含量達最高峰，其後隨生育期推移而逐漸下降。在各生育期中，作物體內氮素的分布在不斷變化。在營養生長階段，氮素大部分集中在莖葉等幼嫩的器官中；當轉入生殖生長時期以後，莖葉中的氮素就逐步向子粒、果實、塊根或塊莖等儲藏器官中轉移；成熟時，大約有70％的氮素已轉入種子、果實、塊根或塊莖等儲藏器官中。

應該指出，作物體內氮素的含量與分布明顯受施氮水平和施氮時期的影響。隨施氮量的增加，作物各器官中氮的含量均有明顯提高。通常是營養器官的含量變化大，生殖器官則變動較小；但生長後期施用氮肥，則表現為生殖器官中含氮量明顯上升。

二、氮的營養功能

氮是作物體內許多重要有機化合物的組分，例如蛋白質、核酸、葉綠素、酶、維生素、生物鹼和一些激素等都含有氮素。氮素也是遺傳物質的基礎。在所有生物體內，蛋白質最為重要，它常處於代謝活動的中心地位。

（一）蛋白質的重要組分

蛋白質是構成原生質的基礎物質，蛋白態氮通常可佔植株全氮的80%~85%，蛋白質中平均含氮16%~18%。在作物生長發育過程中，細胞的增長和分裂以及新細胞的形成都必須有蛋白質參與。缺氮時因新細胞形成受阻而導致植物生長發育緩慢，甚至出現生長停滯。蛋白質的重要性還在於它是生物體生命存在的形式。一切動、植物的生命都處於蛋白質不斷合成和分解的過程之中，正是在這不斷合成和不斷分解的動態變化中才有生命存在。如果沒有氮素，就沒有蛋白質，也就沒有了生命。氮素是一切有機體不可缺少的元素，所以它被稱為生命元素。瑪斯肽是以腐植酸和聚合胺基酸為原料，配以大中微量元素螯合而成，調節植株生長，提高植株免疫力。

（二）核酸和核蛋白的成分

核酸也是植物生長發育和生命活動的基礎物質，核酸中含氮15%-16%。無論是在核糖核酸（RNA）或是在脫氧核糖核酸（DNA）中都含有氮素。核酸在細胞內通常與蛋白質結合，以核蛋白的形式存在。核酸和核蛋白大量存在於細胞核和植物頂端分生組織中。信息核糖核酸（mRNA）是合成蛋白質的模板，DNA是決定作物生物學特性的遺傳物質，DNA和RNA是遺傳信息的傳遞者。核酸和核蛋白在植物生活和遺傳變異過程中有特殊作用。核酸態氮約佔植株全氮的10%左右。

（三）葉綠素的組分元素

眾所周知，綠色植物需要依賴葉綠素進行光合作用，而葉綠素a和葉綠素b中都含有氮素。據測定，葉綠體佔葉片乾重的20%-30%，而葉綠體中含蛋白質45%-60%。葉綠素是植物進行光合作用的場所。實踐證明，葉綠素的含量往往直接影響著光合作用的速率和光合產物的形成。當植物缺氮時，體內葉綠素含量下降，葉片黃化，光合作用強度減弱，光合產物減少，從而使作物產量明顯降低。綠色植物生長和發育過程中沒有氮素參與是不可想像的。

（四）許多酶的組分

酶本身就是蛋白質，是體內生化作用和代謝過程中的生物催化劑。植物體內許多生物化學反應的方向和速度都是由酶系統控制的。通常，各代謝過程中的生物化學反應都必須有一個或幾個相應的酶參加。缺少相應的酶，代謝過程就很難順利進行。氮素常通過酶間接影響著植物的生長和發育。所以，氮素供應狀況關係到作物體內各種物質及能量的轉化過程。

此外，氮素還是一些維生素（如維生素B、維生素B2、維生素B6、維生素PP等）的組分，而生物鹼（如菸鹼、茶鹼、膽鹼等)和植物激素(如細胞分裂素、赤黴素等）也都含有氮。這些含氮化合物在植物體內含量雖不多，但對於調節某些生理過程卻很重要。例如維生素PP，它包括煙酸、煙酸胺，都含有雜環氮的吡啶，吡啶是生物體內輔酶I和輔酶II的組分，而輔酶又是多種脫氫酶所必需。又如細胞分裂素，它是一種含氮的環狀化合物，可促進植株側芽發生和增加禾本科作物的分櫱，並能調節胚乳細胞的形成，有明顯增加粒重的作用；而增施氮肥則可促進細胞分裂素的合成(表2-2)，因為細胞分裂素的形成需要胺基酸。此外，細胞分裂素還可以促進蛋白質合成，防止葉綠素分解，長期保持綠色，延緩和防止植物器官衰老，延長蔬菜和水果的保鮮期。