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植物的生长需要“食物”

2010-08-24


   植物生长发育需要养料,正如人需要食物一样。植物所需的养料一部分来自空气,另一部分则来自土壤。土壤中的养料需要不断加以补充,才能源源不断的供给植物生长所需。因此我们必须给植物施肥。充足而优良的肥料能使植物长得健壮。

 

 

l         植物生长所需的化学元素

 

  植物正常生长需要许多种化学元素,其中大量需要的有:碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)等。

 

  碳、氢、氧主要来自空气和水,其余元素主要来自土壤。空气中虽然含有大量的氮,可是只有豆科植物借助根瘤菌才能吸收利用,其它植物只能从土壤中吸收溶于水的氮。

 

  碳、氢、氧是构成糖和淀粉的元素,而糖和淀粉是植物的“食物”,是植物建造身体的材料,以及生长所需能量的来源。

 

  除了碳、氢、氧以外,植物对氮、磷、钾的需要最多,需要经常补充;其次是钙、镁、硫,一般土壤中的含量已经足够,不需要专门补充。

 

  氮能促进植物生长,使植物枝叶繁茂,青葱翠绿。

 

  磷能促进植物成熟,开花结果,还能使植物根系发达。

 

  钾能帮助植物制造和储存淀粉、糖分、油脂和蛋白质,还能提高植物抗旱、抗寒和抗病能力。

 

  钙使植物枝茎长得健壮结实,并能中和土壤中过多的酸,促进微生物和蚯蚓的活动。

 

  除此之外,植物还需要少量的铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、硼(B)、铜(Cu)、钼(Mo)、氯(Cl)、镍(Ni)等元素,这些元素我们称之为微量元素。

 

  微量元素有的能帮助植物长得更结实,有的能增强植物的抗病能力,有的能促进土壤中微生物的活动,有的能帮助植物更好的吸收其它元素,有的能代替土壤中所缺其它元素的作用。

 

  土壤的酸碱性会影响植物对某些元素的吸收。有时,植物表现出缺乏某种元素的迹象,其实并不是土壤中缺乏这种元素,而是因为土壤过酸或过碱,造成植物不能吸收这种元素。例如,当pH值接近8时,硫、铁、锰等元素都很难为植物所吸收;而pH4.5或更低时,钙、镁、磷则不易被植物吸收,有毒的元素却变得易于被吸收。

 

  落叶、干草、天然矿石粉和海藻等天然肥料里都含有多种微量元素。

 

  除了这些元素外,植物还需要别的化学元素吗?这个问题,以及各种化学元素的作用,还有待人们做更多的研究。

 

 

小资料:土壤的酸碱度与植物吸收化学元素的关系图

 


 

 

小资料:进一步了解植物所需化学元素

 

  氮是组成蛋白质、酶、核酸、叶绿素和其它重要生命物质的基本元素。氮能使植物枝叶繁茂,青葱翠绿,发旺生长。植物缺氮,会长得弱小,老叶先变黄,甚至脱落,新叶长得又小又黄。如果过量,则造成植物异常高大,推迟花期,果实品质降低,抗病能力变差,谷物类植物则容易倒伏。豆科植物能把空气中的氮转化成为可吸收的养料。因此豆科植物以及它们的残梗可以做氮肥。另外,粪肥里也富含氮。落叶、绵籽、干血、羽毛、毛发等天然肥料也都含有较多的氮。

 

  磷是组成细胞内遗传物质的重要元素,因此是植物开花、结果、结籽所必需的元素。磷还能促进植物根系生长,增强植物的抗病能力。植物如果缺磷,会发育不良,从老叶起先是叶脉由红变紫,严重时叶和茎,谷物甚至连谷粒,都会出现紫色;推迟成熟,花果减少,不熟自落,种子干瘪不育。土壤酸性太强,会造成植物对磷吸收不良。磷灰石粉、骨渣、鸟粪、碱性熔渣(或称托马斯磷肥)、草木灰,等天然肥料里都含有磷。

 

 

  钾是植物体内许多化学反应所必需的元素,它帮助植物吸收和平衡其它元素,调节水和空气的流通。钾还能帮助植物制造和储藏淀粉、糖、油脂和蛋白质,增强植物的抗旱、抗寒和抗病能力。植物如果缺钾,会发育不良,从老叶起先是叶尖变黄,继而叶子边缘变焦,最后干枯脱落,果实减少,且品质降低,根系瘦弱。花岗石粉(含钾长石)、海绿石砂、海藻、草木灰,等天然肥料都可做钾肥。不过,过量钾会阻碍植物吸收其它元素。

 

  钙是构成细胞壁的元素。钙能使植物的枝茎长得结实、牢固,使根毛和幼芽长得好。它还能中和过多的酸,起到调节酸碱平衡的作用,促进豆科植物的根瘤生长,促进土壤中微生物和蚯蚓的活动和繁殖,使植物更好的吸收钾、硼、和镁等元素。植物缺钙会造成枝干开裂,根系瘦弱,幼叶翻卷,老叶打皱,幼芽枯死。石灰石、白云石、草木灰、骨渣、牡蛎壳,等天然肥料中都含有较多的钙。

 

  镁是组成叶绿素细胞核的重要元素。它能帮助植物吸收氮、磷、硫等元素。植物缺镁,从老叶起叶脉间出现黄色斑点,然后变成橙色,最后变焦,枯干凋落。白云石、玄武岩石、落叶、锯木屑、骨渣、绵籽,等天然肥料中都含有镁。

 

  硫是组成蛋白质和某些氨基酸的元素,它也促进植物体内的许多化学反应。硫是使洋葱科植物和某些十字花科植物发出特殊气味的元素。它也能中和土壤中过多的碱,起调节酸碱平衡的作用。植物缺硫,老叶、新叶都会变黄。一般来说,雨水中含的硫已足够植物用了。

 

  铁是许多酶的组成元素,也是光和作用所必需的元素。它还能影响某些植物花的颜色。植物缺铁,叶子从幼到老会出现黄斑,但叶脉和边沿仍是绿色。玄武岩石、海藻中含有铁。

 

  硼协助糖分和水在植物体内的运送,也是细胞的组成元素之一。植物缺硼会造成幼芽褪色死亡,果实变形,核心焦枯,根的中心也会变焦枯。

 

  锌是许多酶的组成元素,它帮助植物调节荷尔蒙的平衡,尤其是生长素的活动。植物缺锌会造成新叶小,幼芽少,叶子上出现死斑,形状扭曲。

 

  氯是光合作用所必需的元素。它也能中和过多的碱,起调节酸碱平衡的作用,还能保护细胞免受病菌的感染。

 

  铜也是光合作用所必需的元素。植物缺铜会造成叶子褪色,变得细长,幼芽死亡。

 

  锰参与植物体内许多的化学反应,而且是制造叶绿素所必需的元素。植物缺锰会造成叶脉变白,叶子上出现死斑,植物矮小。

 

  海绿砂石、碱性熔渣和海藻里都含有多种微量元素。

 

  人类的化学工厂都是吞云吐雾的庞然大物,而且每天不知要排泄多少的废气、废水和废物到周围的环境中。上帝所创造的每一株植物都是一个奇妙的化学工厂,在这里每天都发生着无数的化学反应,其复杂程度是人类任何化学工厂望尘莫及的。但它们每天不仅制造出维持所有生命的粮食,还清洁着我们的空气和土壤,用它们的青枝绿叶和芳香美丽的花朵装扮着大地。

 

参考网站:

  http://www.smallgrains.org/Techfile/Franzen.htm

  http://agguide.agronomy.psu.edu/cm/sec2/sec23.cfm

  http://www.houstongardening.info/nutrient.htm

 

 

l         化肥

 

  既然我们知道了植物生长需要哪些化学元素,我们可不可将这些元素用化学的方法合成制成肥料呢?

 

  一百多年前,有个叫拜伦.李比革(Baron Liebig)的德国化学家就这么想。他分析植物的灰烬,发现其中主要的化学元素是氮、磷、钾,于是他就设想,既然植物是靠这些化学元素生长的,那么只要找到合成的方法,就可以大量的制造人工肥料,大规模的生产农产品了。

 

  拜伦的理论很快就得到农业界人士的推崇,人们相信这是个了不起的发现。因为,有了人工肥料,只要撒几袋这样的肥料到田里,就可以坐等收成了,不是又省时间又省力气吗?果真能够这样,农业生产就变得象工厂里生产那样简单而机械,农业规模有可能大大扩展,使更多的人能脱离农业劳动,到城市里去追寻远大前程了。这可是农业的巨大“革命”啊!

 

  化肥,以及后来的农药、生长激素的发明,的确给农业带来了巨大的变革。但经过这一百多年的实践,人们开始怀疑,这种变革给人类带来的到底是福惠还是灾难呢?

 

  在各地,人们都发现,虽然撒几袋化肥就可以使庄稼长得又快又大,但是,种出来的蔬菜、水果品味却大大降低,而且容易遭受病虫害的侵袭。病虫害的加多,又使人们越来越多的使用农药,严重的危害到人和动植物的健康。

 

  为什么会这样呢?

 

  传统的天然肥料,象畜粪,禽粪,稻秆,落叶,草木灰,等等,埋到地里后就腐化分解,变成腐殖质。腐殖质不但含有丰富的养料,还能使土壤疏松透气;腐殖质还能促进微生物和蚯蚓的滋生,而微生物和蚯蚓又能腐化分解更多的天然肥料,这样土壤就越来越肥沃。植物在肥沃的土壤中生长,就会长得很健壮。正如健康的人不容易生病那样,健壮的植物也不容易受病虫害的侵袭。另外,天然肥料中的养料很全面,而腐化分解是个缓慢的过程,植物就可以慢慢的吸收各种养料。这样植物虽然长得慢一些,各部组织却能得到均衡的发育,因而长得更健康,滋味也更香浓。

 

  但是化肥埋进土里后,却永远不能变成腐殖质。没有了腐殖质,土壤就变得坚硬板结,微生物和蚯蚓也难以生存,因此越变越贫瘠了。在贫瘠的土壤中生长的植物,容易遭受病虫害的侵袭。另外,化肥很容易溶解于水,被植物吸收,使植物很快就长大。可是,化肥只含有一些促使植物长大的主要元素,却不含其它许多为植物所需的微量元素,如那些能帮助植物抗病的元素,那些能使植物更加香甜可口的元素等,所以植物虽然看起来长得很快,却容易遭受病虫害侵袭,口味也不好。

 

  有多少的理论,曾轰动一时,被人们当做革命性的进步,后来却渐渐显出漏洞和破绽。然而,当人们发现错误时,往往已经蒙受极大的损失了。

 

 

l         天然肥料

 

  在化肥发明以前,几千年来人们一直使用着天然肥料。大自然本身为我们提供了丰富的肥料,足以提供植物所需一切元素。

 

  常见的天然肥料有:畜粪、禽粪、鸟粪、鱼粪、骨渣、落叶、干草、草木灰、锯木屑、棉籽、糠秕果壳、庄稼残梗、海藻、各种绿肥、碱性熔渣(Basic slag)、泥炭苔(Peat moss),以及各种天然矿石粉。

 

  各种粪肥都含氮、磷、钾,其中氮为主要。另外,鸟粪、禽粪中还含有丰富的磷,羊粪含丰富的钾。

 

  骨渣中主要含钙和磷,也含有少量的氮。

 

  落叶中含有氮、磷、钾,还含一些钙、镁和多种微量元素。落叶腐烂后呈酸性,因此非常适合给那些喜酸性土壤的蔬菜做覆盖物。

 

  棉籽中氮量很高,也含有少量磷和钾。棉籽偏酸性,对那些喜酸性土壤的蔬菜,棉籽是很极佳的覆盖物。

 

  糠秕果壳可作极好的覆盖物,它们含有一些钾、氮和其它元素。

 

  豆科植物的残渣(如豆渣、花生渣等)、残梗含氮量很高。豆科绿肥含氮量也很高。

 

  干草除了含有一些氮,还含有一些微量元素。

 

  泥炭苔本身不含什么营养,但是有很好的吸水性,能增加土壤透气性、排水性,并能帮助植物更好的吸收养料,因此是极好的覆盖物,也可用来配制育苗土。

 

  锯木屑单独施用会使土壤变酸,另外腐化时需要吸收土壤中的氮,所以要与粪肥和石灰石粉一起施用。最好把锯木屑撒在畜棚或禽房地上,一来可以使地面保持干燥清洁,二来粪尿可以提供锯木屑腐化分解时所需的氮。

 

  海藻中含有丰富的钾和多种微量元素。不过一定要先把海藻上的盐分洗去,才能做肥料。

 

  草木灰中含磷和钙。可用来中和土壤中过多的酸。

 

  碱性熔渣又称托马斯磷肥,主要含钙,磷,还含有硼、钠、钼、铜、锌、镁、锰、铁等微量元素。

 

  天然矿石中,磷灰石粉可做磷肥;海绿石砂富含钾,还含有多种的微量元素,还有很强的吸水性;石灰石含钙量很高;天然硫磺矿石含硫;花岗岩石中主要含钾、钠、钙、铝硅酸盐,可以提供钾、钠、钙等元素;玄武岩石主要含铁、镁、钙硅酸盐,可以提供铁、镁、钙等元素;白云石主要含钙、镁碳酸盐,可提供钙和镁。

 

  花岗岩石、磷灰石、海绿石沙等天然矿石粉的推荐用量是,每平方米共施1-1.5斤。由于天然矿石粉的溶解度很低,所以一般不用担心过量。石灰石粉和硫磺矿石粉是用来调节土壤酸碱性的,用量要适当。具体用量,请参阅第二章“土壤的酸碱性”一节。

 

  另外,矿石粉和粪肥一起施用会更有肥效。因为粪肥腐烂分解后产生的腐植酸,能从矿石粉中溶解释放出植物生长所需的元素;而矿石粉则能促进土壤中微生物的活动,加快粪肥的腐烂分解,释放出其中的养分,供植物吸收。

 

天然肥料的施用方法是:

 

  1.    撒播:每年栽种前,把肥料撒在田里,翻耕入土,然后开始一年的栽种。

 

  2.  作基肥:在栽种前,把土掘开,将肥料埋在土中,上面盖上土,再在上面撒种栽种。蔬菜长起来后,根就会从埋在下面的肥料里吸收养料。不过要注意肥料不要和种子直接接触,以免幼根被肥料所伤。

 

  3.  作追肥:栽种之后,往往还需要再给蔬菜施两、三次肥。可以在蔬菜行列旁挖一条浅沟,将肥料埋入,盖上土,浇水。沟不要距菜太近,不要碰到菜根,

 

  4.  作液肥:液肥浇菜,见效非常快。不过浓度要适宜,不然容易造成烧伤。如果浓度比较高,浇完肥后,一定要再用清水再洒一遍,以免造成烧伤。

 

 

小资料:自制液肥

 

  海藻液肥:可以将海藻洗净,放在容器中,加入等量的水,密封三个月。然后用半杯肥兑一桶水的比例稀释,是非常好的钾肥。适合给幼苗,以及茄果类蔬菜和根类蔬菜施用。

 

  大豆液肥:大豆中含丰富的氮和磷。将大豆浸泡一夜,煮熟后放在容器中,加一些草木灰,加入等量水,密封两三周后,兑水施用,是非常好的肥料。没有完全腐烂的豆渣可以埋入土中做肥料。

 

  通用液肥:将堆肥装在麻布口袋中,浸泡在水里。待液体呈现茶色后施用。

 

 

l         堆肥的基本做法

 

  堆肥制作是有机园艺的基本技术。国外许多有机农场主成功有两个秘诀,一是有专门做堆肥的场所,二是有专门饲养蚯蚓的地方。

 

  自阿伯特.郝德发明堆肥做法到今天,已经有了许多改进的做法,但基本的方法还是一样的。

 

  首先要选择一个不会积水的土地。然后开始一层一层往上的堆积肥料。肥堆要做在泥土上,和土地接触,这非常重要。

 

  肥堆的理想高度为1.5米,宽度为1.53米,长度则不限。

 

  首先,在地面上铺一层约为15厘米厚的 “绿色肥料”。“绿色肥料”指落叶、枯草、果皮、菜叶、庄稼残梗之类的肥料。

 

  然后在上面铺一层约为5厘米厚的“棕色肥料”。“棕色肥料”指畜粪、禽粪、棉籽、豆子等含氮量很高的肥料。

 

  再在上面撒一层薄薄的腐殖土、草木灰。草木灰也可用石灰石粉或苦土石灰代替。

 

  这就堆好了第一层。接着开始堆第二层,方法和第一层一样。

 

  这样一层一层的堆上去,堆到大约1.5米高为止。然后在上面盖上一层厚厚的草或者土,以减少水分蒸发。

 


 

  注意堆肥的时候不要把材料踏实,要保持疏松透气。另外,堆的时候最好插几根粗木棍在肥堆中,堆完后拔出做气洞,这样会更透气些。

 

  最后,给肥堆浇水,要浇透,但不要变成稀烂。以后还要适当浇水,使肥堆保持湿润。这在炎热干燥的天气里尤其重要。

 

  如果做法正确,过几天肥料就会开始腐烂分解,也就是说开始发酵了。发酵会产生很多热量,使肥堆温度升高,最高的时候可能会达到75。在这样高的温度下,绝大多数野草籽和病菌都会被杀死。

 

  三个星期后,把肥堆翻一翻,将里面的材料翻到外面,把外面的材料翻到里面。

 

  再过五个星期,再把肥堆翻一翻。

 

  再过四个星期,所有的材料应该都被充分腐烂分解了。这时,堆肥就做好了。

 

  合起来,前后总共需要三个月的时间。

 


 

l         堆肥的原理

 

  堆肥是模拟自然界产生腐殖质的过程。它利用微生物、真菌来把有机物材料腐化分解成腐殖质。

 

  堆肥所用的材料中,“棕色肥料”是为微生物提供能量,去分解“绿色植物”。

 

  腐殖质中含有很多微生物和真菌,在每一层中撒一些腐殖质,就好象做馒头时放进一些“酵母”一样。

 

  由于动植物腐化分解后会产生酸,而微生物和真菌不喜欢在酸性环境中生活,所以要撒一些和草木灰或石灰石粉来中和酸。

 

  肥堆要保持透气和湿润,是因为微生物和真菌也要空气和水才能生存。

 

  知道了堆肥的原理,我们遇到问题就容易找出原因了。

 

 

  例如,如果肥堆不会发热,可能是水浇得不够,太干了,或是“棕色肥料”不够,所以没有发酵。

 

  如果肥堆发臭,可能是因为太湿,也有可能是压得太紧密,没有空气,或是灰撒得不够。

 

 

l         堆肥的改进方法

 

  堆肥有许多改进的做法,经过长期实践证明,具有良好的效果。

 

14天速成法:

第一天,        将所有的材料加以粉碎,然后充分的混合均匀,堆积起来,浇上水。

第二天、第三天,肥堆开始发热,保持肥堆湿润。

第四天,翻搅肥堆,保持湿润。

第七天,再翻搅肥堆,保持湿润。

第十天,再翻搅肥堆,这时,温度开始下降。

第十四天,堆肥做好了。

 

  蚯蚓法:当肥堆温度下降后,可以放入几百只蚯蚓。它们会帮助腐化分解肥料,并且加上自己的排泄物,使堆肥的肥效更好。它们还能帮助消灭残留的野草籽和病菌。并且在肥堆里很快的繁殖出更多的蚯蚓呢。

 

  无氧法:先把地面的泥土掘松,按通常的做法堆肥,浇透水,然后用一大张黑色塑料膜严密的罩起来,用土把塑料膜边脚封住。不用再浇水,也不用翻搅,三个月后,堆肥就做好了。很省事不是?但要注意的是,塑料膜会污染环境。

 

  秸杆堆肥法(SheetComposting):对于耕种大面积土地的农民,这是一种很好的办法。在收获后,把粪肥、干草、石灰石、磷灰石粉等肥料直接撒在田里,然后和庄稼残梗一起翻耕到土里,让它们在地里腐烂分解。

 

  用桶和塑料袋做堆肥:城市里的人如果没有地方做大的堆肥,也可以放在桶里做。先在桶底铺上一层干草、落叶和腐殖土,以后每天把果皮、花生壳、豆渣、菜叶之类的厨房垃圾丢进去。每次丢进垃圾后,马上撒一层草木灰和土盖上,就不会招引蚊虫,也不会散发出臭味了。等桶装满后,洒一些水,翻搅均匀,全部倒入一只结实的大号购物袋中。将袋口扎紧,放在晒得到太阳的地方发酵。两个月之后,就可以用了。

 

  其实,知道了堆肥的基本做法和原理,每个人都可以根据自己的条件,通过实验找到最好的方法。

 

 

l         绿肥

 

  种植绿肥有许多的好处。它们可以为土壤提供覆盖物,减少水分蒸发,防止水土流失。绿肥植物的根系发达,且能分泌种凝胶物质(Polysaccharides),可以改善土壤结构。绿肥植物长大后,翻耕到地里,还是极好的肥料。

 

  可以作绿肥的植物有大豆、苜蓿、三叶草、黑麦、黑麦草、草木樨、小麦、荞麦、野豌豆、燕麦、紫草、豇豆、大麦,等等。将几种绿肥植物混在一起栽种,特别是将豆科绿肥和其它绿肥植物一起种植,效果会更好。

 

  绿肥和秸秆堆肥合起来用会有更好的肥效。收获后,在田里撒上粪肥、干草、草木灰、矿石粉等肥料,然后在上面撒播绿肥种子。等绿肥长大后,再一起翻耕到土里。这是非常好的增加土壤肥力的方法。
 
 
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