第四节 根对无机盐的吸收

农作物必需的营养元素有多少种？

　　如何判断一种元素是否作物所必需，必须同时满足如下３个条件：1.对于正常生长或生殖，这种元素应该是必要的，在它完全缺乏时，生长和生殖都不能进 行；2.需要必须是专一的，不能被其它元素所代替；3.这种元素必须是在植物体内直接起作用，而不只是起改善环境条件的间接作用。到目前为止，公认的作物必需的营养元素有氮（Ｎ）、磷（Ｐ）、钾（Ｋ）、碳 （Ｃ）、氢（Ｈ）、氧（Ｏ）、钙（Ｃa）、镁（Ｍg）、硫（Ｓ）、铁（Ｆe）、 锰（Ｍn）、铜（Ｃu）、锌（Ｚn）、硼（Ｂ）、钼（Ｍo）、氯（ＣL）等16种元素。

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为什么有的植物能“采矿”

　　在地球上有些矿物比较分散，有些矿藏含量太低提炼困难，如要开采代价很大。于是人们就请一些植物来帮助“开采”。

　　植物能够通过发达的根系从土壤中吸收一些它所“喜欢”的元素集中在体内，人们再从植物中提取这些元素。例如，紫云英能从土壤中吸收大量的硒，积存在植物枝干中。人们可种植大量的紫云英，收割、晒干、烧成为灰，再从灰中提取硒，每公顷可以获得2.5公斤的硒。又如，在巴西的缅巴纳山区有一种名叫“铁草”的暗红色小草，它嗜铁如命。利用它发达的根系能从土壤深层中吸取铁元素贮藏在体内。人们采集大量的铁草，经过提炼后就可以得到高质量的铁。水生植物还可以帮助人们从水中“采矿”，从废水中回收重金属。

　　又如，我们常吃的海带、海藻，它们能从海水中吸收大量的碘元素。水风信子能从废水中吸收镉、汞、铅等重金属；水浮莲能从污水中吸收金、银、汞、铅等重金属。
据研究，问荆或玉米喜欢从土壤中吸收黄金。因此，种植它们还可以帮助人们从土中淘金呢！

资料来源《未来科学家丛书-植物篇》

为什么有的植物能“探矿”

　　据说北美洲有一个神秘的山谷，那里的土壤肥沃，风和日丽。可是到这里居住的人时间不长就会得一种莫名其秒的病：眼睛瞎了、毛发脱落了、最后体力衰竭而死亡。

　　后来经过地质人员的研究才揭开其中的谜。原来这里的地层中含有大量的硒，植物生长从土壤中吸取了大量的硒。当人们吃了这些含有大量硒的植物后，机体遭受损害便中毒死亡。

　　人们从这个现象中受到启示：如果土壤中或上面生长的植物某种金属的含量特别高，就可以推测地下可能分布着这种金属矿。后来又发现了利用“指示植物”来寻找矿藏的简便方法。原来有些金属矿区的土壤中，某种金属的含量特别高，这对一般植物来说是有毒的，不能生长便纷纷死去，而有少数植物能够忍受，生长得很正常。这些植物就成为那种金属的“指示植物”。

　　因此，一看到这种植物的存在便能推测地下含有哪种金属矿。例如，从“海州香薷”大量生长的地方发现铜矿；生长林堇菜的地方可能找以锌矿；生长针茅的地方可能找到镍矿；生长铃形花的地方可能有磷灰石矿；生长七瓣莲的地方可能找到锡矿……。

资料来源《未来科学家丛书-植物篇》

无手“雕刻家”

　　很久以前，一位叫彼得的植物学家做了这样一个实验：他在地里挖了一个30厘米深的坑，然后将一块光滑的大理石平平地放了进去，上面用土覆盖好，尔后在土中撒下一些芸豆种子。不久，芸豆苗出土了。等到芸豆的茎蔓上长出卷须来，他将土扒开，竟然发现芸豆苗的根紧紧地贴在大理石表面，还不容易拉扯掉呢。彼得用清水反复冲洗大理石面，发现原来光滑的大理石面被根“刻”上了纵横交错的纹路！

　　芸豆的根为什么能成为“雕刻家”呢？原来，植物的根在呼吸时吐出二氧化碳，这些二氧化碳溶解在土壤溶液中成为碳酸，然后再以离子交换的形式把大理石（主要成分为碳酸钙）分解成氧化钙和二氧化碳，氧化钙溶于水，随水被根毛细胞吸收。天长日久，大理石板表面就这样被“雕”出花纹来。除此以外，植物的根还能分泌柠檬酸、苹果酸和葡萄酸等，这些酸类对于大理石都有腐蚀作用。

　　不过，植物的根吸收的不光是钙，还有别的许许多多的无机盐。把植物晒干烧成灰烬，能得到少量的灰分。用化学方法分析这些灰分，可以得知，植物体内除含钙外，还有磷、钾、镁、硫、铁等多种元素。

　　目前已知植物生长所必需的元素共有16种，其中13种主要来自土壤，也就是主要通过根部吸收的。

无土栽培

　　我们每天都要吃东西、穿衣服等，这些大都来自植物，需要从土壤中生长出来。

　　1943年，美军在太平洋准备进攻日本本土，军队集结在琉球群岛，需要大量的蔬菜供应。而军队的流动性大，难以从固定的土地上获取这么多的蔬菜，客观上需要研究无土栽培。

　　事实上，早在1929年，美国加利福尼严大学教授格里克就用营养水溶液种出了一株7.5米高的番茄，收获果实14公斤，首创了无土栽培的先例。

　　目前，美国已有一些家庭自己生产蔬菜，其中绝大多数是用无土栽培生产的。日本无土栽培蔬菜的面积也有2000多种亩。此外，法国、荷兰、澳大利亚、加拿大、印度等国家都有一定面积的无土栽培蔬菜。我国近年来也有一些单位在试验研究无土栽培，不少城市郊区已应用无土栽培蔬菜秧苗技术。

　　在沙漠、海岛等没有条件用土壤种植蔬菜的环境里，无土栽培蔬菜的方法发挥了它的作用。城市住家的阳台、窗台、屋顶等地方，也能应用无土栽培法种植蔬菜。另外，无土栽培不需翻地、除草，可以省力、省水、省肥，可以保持环境清洁，产品美观，对产品的质量也较易控制，这些都是无土栽培的优点。

　　营养水溶液的配方有百种之多，主要根据各种蔬菜对养分的需要而配制的。其中有一种的配方是：
　　硫酸铵 8-10份，
　　过磷酸钙 5-6份，
　　硫酸钾 2-3份，
　　硫酸镁 2-3份。

　　按上述化肥重量的总和，加水500倍，可配成营养液，并将营养液酸碱度（pH）调整为5.5-6就行了。

资料来源《生物数学趣谈》