1. 大量元素与病害的关系
氮、磷、钾是植物必需的大量元素。缺磷能增加小麦全蚀病和栝楼根腐病的侵染能力。缺钾容易导致大孢链格孢对棉花的侵染并增加棉花叶斑病的发病率。施用钾肥可阻碍油菜黑斑病孢子的萌发,减少孢子的产生,从而减轻病害的发生。
2. 中量元素与病害的关系
研究表明，缺钙大豆易感染“双茎病”，豇豆幼易感染立枯病，菜豆易感染软腐病，十字花科作物易感染根肿病，以及常见的茄果类脐腐病和白菜“干烧心”。
3. 微量元素与病害的关系
缺铁引起的各种果树和经济林木的黄化病。水稻缺锌引起的“稻缩苗病”。
缺硼甜菜易感染的“心腐病”、葫芦落易感染叶枯病。
锰含量达到一定浓度时,会破坏病原菌的生理功能，从而减轻白杨溃疡病、菜豆病毒病、卷心菜根肿病、棉花枯萎病等多种病害的发病程度。
氯元素具有参与光合作用、调节气孔运动和养分吸收等多种生理功能，通过增强植株的生长势而间接提高其抗病力。如施用氯化钾对冬小麦的白粉病和叶锈病均有一定的抑制作用, 其中起作用的即是氯离子。
硅对黄瓜、小麦、水稻、甜瓜、葡萄等多种植物的白粉病和猝倒病、稻瘟病、枯萎病、蔓枯病、灰霉病、锈病等的发生具有一定的抵御作用。
因此，不是所有的病都需要喷施农药，补施作物营养元素同样重要。
植物营养元素是植物正常生长发育所必需的的，主要包括大量元素（N、P、K），中量元素（Ca、Mg、S），微量元素（Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo、Cl、Ni）等。植物病毒是指植物由于营养元素缺失或失衡，而诱发的影响植物健康、品质及产量的一系列病害。植物营养病害共有3种情况：
❶矿质营养缺失导致或不平衡引起的植物失绿、畸形、矮小、叶片边缘枯焦、坏死等非侵染性生理病害，这里称为“非侵染性营养病害”（non-infectious nutritional diseases）。
❷矿质营养缺失而导致的品质下降、风味特色受损、适应性不强等亚健康状态，影响植物的营养品质、健康品质、感官品质以及加工品质。
❸矿质营养缺失或失衡而引发真菌、细菌、病毒等病原物侵染而引起的侵染性植物病害，成为“侵染性营养病害”（infectious nutritional diseases）。
见上图，从目前的研究情况看，苹果腐烂病、植物的叶斑类病害、水稻稻瘟病、植物青枯病、植物病毒等的发生和流行，背后的原因都与营养元素的缺失或不平衡有密切关系。矿质营养元素与植物的抗病性存在密切的联系，矿质营养元素的失衡造成植物抗性降低，从而引起病原物侵染，造成典型的侵染性病害，这类营养病害紧靠杀菌剂是不行的，必须采用杀菌剂和营养元素补充相结合的办法才能实现对病害的控制。
（一）侵染性营养病害形成机理
矿质营养元素影响植物营养病害发生的机理主要有：①影响植物健康，改变植物自身抗病性；②影响植物的物理屏障；③影响植物内源激素代谢，调节必系统，诱导系统抗性；④影响植物活性氧代谢，刺激过敏反应；⑤刺激植物产生抑菌性物质，影响病原菌生长；⑥直接作用于病原菌，影响病原菌生长。
营养元素对病原菌的侵染、增殖以及寄主植物的感病和抗病反应都有直接或间接的影响。营养元素除了满足植物自身生长发育之需以外，还可产生大量的抑制性物质或植物抗毒素等抗性物质，或者通过使植物表皮细胞加厚、高度木质化等方式增强或减弱植物对病原菌的抵抗力、在病原物侵染期间，大部分病原菌不能利用寄主质外体中的可溶性同化物（氨基酸、糖等。
1.1大量元素影响侵染性营养病害发生的机理
N氮素直接或间接影响着植物病害的发生，主要表现为：① 导致植物细胞壁厚度和强度降低，植物体内游离的氨基酸总量提高，使病原菌偏爱的氮源（如天冬氨酸、谷氨酸及其酰胺）的含量大大增加，诱导病原菌抱子的萌发；②降低酚类代谢酶的活性，使酚类以及木质素含量降低，从而使植物对病原菌入侵的机械阻碍减弱，致使植株的感病率提高。例如，N素可促进立枯丝核菌菌丝体的生长从而加重黑麦草枯菱病的发生。氮素含量的增加，可使植物多酚氧化酶的活性降低，提高柠檬流胶病的发生。
P磷是细胞核的重要组分，可促进植株体内糖和蛋白质的正常代谢，刺激根系生长，磷营养在缓解根部病害的发生中发挥着重要的作用。磷肥的使用对不同作物病害的发生影响不同，缺磷会增加小麦全蚀病的发病率，营养充足会降低小麦对全蚀病的敏感性。而土壤中磷含量的增加会增加油菜黑斑病的发生。
K钾素能够促进植物蛋白质、木质素、纤维素、果胶和淀粉的合成，提高光合作用，增加细胞壁厚度以及木质化程度，增强植物的机械强度，提升植物的物理屏障。钾素加速伤口愈合，降低病原菌侵染概率，有效减轻由细菌、真菌和病毒引起的多种病害的发生。钾元素可以通过调节病毒侵染后叶片内源保护酶的活性，提高烟株的抗病性。另外，钾元素还可以直接阻碍油菜黑斑病菌孢子的萌发，减少抱子数量，以达到减轻油菜黑斑病发生的目的；同时钾元素还可以减少棉花叶斑病菌棉花的侵染，减轻棉花叶斑病的发生。
1.2中量元素影响侵染性营养病害发生的机理
Ca钙是影响植物病害发生的一个重要元素，钙影响植物病害发生的机理可总结为以下几点：① 参与植物组织结构的形成，可显著提高细胞壁和细胞膜的稳定性，减少病原物的侵染；②许多病原物可通过产生溶解胞间层的多聚半乳糖醛酸酶等胞外果胶酶来侵染植物组织，钙能有效抑制这种酶的活性，从而降低病原物的侵染，增加植物的抗病力；③钙营养能调节植物的抗氧化系统，提高植物体内超氧化物歧化酶、过氧化氢酶等多种酶的活性；④诱导植物的系统抗性，对植物的水杨酸和茉莉酸途径有协同作用，从而间接增加植物的抗病性；⑤钙能诱导植物产生过敏反应，从而抑制病斑的扩展。⑥钙能直接抑制病原菌的生长、真菌孢子和孢子囊的萌发。研究表明，高浓度钙处理可提高番茄植株体内过氧化氢的含量，过氧化酶和多酚氧化酶的活性增加，降低番茄青枯病的发生。
镁元素和硫元素与病害的研究相对钙元素较少，硫元素参与植物氨基酸和蛋白质的合成，是许多酶、辅酶和硫胺类物质的重要组分，与营养病害的发生存在密切的关系。当植物缺硫时，还原糖含量减少，碳水化合物含量增加，植物体内的柠檬酸代谢受阻，植株体内蛋白质含量下降，影响植物的正常发育，使自身抗病性下降
1.3微量元素影响侵染性营养病害发生的机理
B硼元素是保证植物碳水化合物的合成和运输、核酸代谢和蛋白质合成、生物膜的完整性和功能以及细胞壁合成和结构稳定的重要元素。硼元素抑制病害的发生，一方面是硼以多种方式直接或间接的提高植物的抗病性：①参与植物细胞壁和生物膜的形成，增强植物细胞稳定性和抗病性。②透导植物产生系统获得性抗性（SAR）。Frenkel等究表明，硼元素通过诱导番茄的系统抗性减轻晚疫病菌在番茄叶片上的侵染及生长速度。③适宜浓度的硼可以诱导植物产生适量的酚类和过氧化物，减轻病害症状。另一方面，硼元素可以直接抑制病原菌的生长：① 破坏病原菌的菌丝结构，抑制病原菌的菌丝生长。② 破坏病原菌活性氧代谢系统，加快膜脂的过氧化作用。0.1％硼可显著降低灰霉菌孢子细胞内超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶的活性，促使灰霉菌孢子细胞内的活性氧大量积累，从而抑制了孢子的萌发和生长。
微量元素铁、锰、铜、锌等是多种酶的组成成分，这些元素的变化通过影响多种酶系的活性，进而影响病害的发生。
→ 通过改变铁（Fe）含量可以影响植物体内IAA氧化酶和酚酶的活性，调控木质素、生长素和类生长素的含量，从而影响植物的抗病性。
→ 锰（Mn）元素影响植物病害发生存在浓度效应，适量的锰可促进孢子萌发，加重病害的发生，同时从营养角度出发，植物缺锰也会导致病害的发生。但当其含量达到一定浓度时，就会破坏病原菌的生理功能，减弱病害的发生。
→ 微量元素铜（Cu）是酚酶的组成成分，可直接参与植物体内酚类物质的代谢，影响植物植保素的合成，对植物抵抗真菌的侵染、孢子的萌发和生长产生影响，同时，铜素作为广谱的杀菌剂已经在农业生产中广泛使用.锌是植物糖类物质合成和利用所必需的元素，其含量增加可以提高栝楼体内的糖代谢水平，从而抑制栝楼根腐病的发生。
→ 0.2％钼（Mo）可以提高烟草体内可溶性蛋白的含量，提高过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、多酚氧化酶以及苯丙氨酸解氨酶等防御酶的活性，降低丙二醛的积累，以有效延缓和减轻烟草青枯病的发生与为害。
→ 氯（Cl）元素具有参与光合作用、调节气孔开闭和养分吸收的功能，可以通过增强植株的生长势而间接提高植物的抗病性。
1.4硅元素影响侵染性营养病害发生的机理
硅（Si）作为一种有益元素、影响黄瓜、水稻、小麦、烟草等多种植物的白粉病、稻瘟病、猝倒病、枯萎病、灰霉病、锈病等的发生，其影响植物病害发生的机理可总结为以下4点：①硅在植物叶表面形成硅酸盐晶体沉积，通过增强物理屏障的作用有效阻碍病原菌的侵染；②改变细胞壁组织结构，增强细胞壁的机械强度，有效阻碍病原物的扩展；③硅促进酚类物质和木质素的积累，提高植物的抗病性；④直接抑制孢子的萌发与菌丝的生长。
（二）侵染性营养病害的控制
营养病害的起因是营养元素的缺失或失衡，在了解了营养元素影响植物病害的机理之后，补充关键的缺失元素，调节营养元素的平衡，是控制营养病害的根本出发点。一些特殊的病害（如柠檬流胶病），目前尚无较好的化学防治方法，通过控制氮肥含量而增施钾肥，调节钾、氮的比例，并注意补充硼肥，再配合主干白，防止流胶病原菌传播等辅助措施，是防治流胶病的有效方法。
氮素施用过多会降低植物的抗病性，因此要控制氮素的施用量。如果不施用磷肥、钾肥，单施或过量施用氮肥，茄叶斑病、萝卜叶班病、向日葵叶死病以及甘蓝头腐病、黄瓜枯萎病、小麦纹枯病、甘蔗赤斑病和稻曲病等的发病率会显著增加，合理用钾肥可降低水稻叶鞘腐败症、小麦白粉病、油菜黑斑病等的发生。
保证钙元素的充足，可有效降低豇豆立枯病、苜蓿绿化病、青枯病、辣根灰霉病、炭疽病、大豆茎腐病等病害的发生。镁元素的施用要适量，降低镁元素的含量可控制豇豆立枯病和花椰菜头腐病的发生，但增能镁可控制枯萎病和软腐病的发生。同样，硫元素的施用也要适量，硫过量可增加大豆疫病的发病率。施硼可有效地控制水稻纹枯病、珍珠粟霜霉病、油菜菌核病、肉桂枯梢病、大白菜根肿病、桃子褐腐病、梨褐心病、灰霉病、番茄晚疫病、马铃薯干腐病以及炭疽病等的发生。增施钼元素对烟草野火病、青枯病等均有显著的防控效果。
利用病原菌的拮抗微生物控制植物病害是生物防治的一种重要方法，目前有研究发现，将营养元素与生防菌协同作用可提高防治病害的能力。钙盐协同枯草芽孢杆菌显著抑制了病斑的扩展和分生孢子盘的发育，显著控制了苹果炭疽病的发生，抑制效果显著高于钙盐和枯草芽孢杆菌的单独作用。硫酸钙结合木霉菌使用显著抑制甜瓜枯萎病的发生。10-1000mg/mL硼酸可以显著增强木霉菌对镰孢菌的抑制作用，钼酸铵、硫酸锰和硫酸钙结合木霉菌处理土壤能显著降低甜瓜枯萎病的发生。利用矿质营养元素结合生物防治方法防治植物病害的方法具有较好的应用前景，但该方法的有效施用首先要保证矿质营养元素只对病原菌有作用而对拮抗菌无副作用，所以在控制营养病害的发生上还有很多题需要进一步研究。
综上所述，利用平衡营养元素防治植物的营养病害可达到理想的效果，但要注意以下几点：❶针对不同的作物、不同生长环境选择不同种类的形态的元素；❷选择合理的施用时间，不同作物对营养元素的吸收规律不同，在合适的时间施用，才能发挥其最大的功效；❸确定合适的施用剂量，根据不同元素的作用机理以及不同作物的需求量进行施用，以免施用过量产生负效应。
（三）展望
现阶段关于植物病害的机制研究，大部分学者主要集中在研究寄主与病原菌的互作上，关于矿质养素与植物病害之间的关系虽然做了一些研究，但还存在很多的不足。现代农业快速发展，化肥的大量施用，土壤营养元素的不平衡现象越来越严重，侵染性营养病害应该受到人们的重视，结合理阶段的研究，今后的研究重点可关注一下几点：
第一. 加强机理研究，并将理论与生产实际相结合
目前有关植物营养病害的研究，多数是评价病害的发病率和病情指数等外在指标，而深入研究营养元素对病害发生的机理较少。矿质营养元素在提高植物的抗病性上发挥着重要的作用，将营养病害研究上升到学科的高度，从营养病害发生机理到植物病害的营养控制上进行系统研究，针对每一种病害的发生，都需要关注营养元素这一基础作用，并将研究成果应用到防控实践中，对于保障作物健康，减少农药用量、提高控制效果等方面具有广阔的发展前景。
第二. 侵染性营养病害的防治要关注土壤酸碱度与营养元素的有效性
土壤养分的有效性受土壤pH值的影响很大。除了土壤在pH值6-7时为有效的磷之外，大，中量元素氮、钾、钙，镁和硫在土pH值6.5-8之间更加有效，而大多数微量元素（如硼、铜、铁、锰和锌）则在土壤pH值范围5-7更为有效。因此，利用营养元素控制植物营养病害时，要先关注土壤酸碱度环境，以保证元素的有效性。
第三. 侵染性营养病害的研究要关注多因素的协同作用
利用营养协调防治植物营养病害时，除了作物的多样性和病原菌的复杂性，还要充分考虑各元素单独使用和多种元素使用时的相互作用，既要关注元素与病害之间的互作关系，还要关注元素与元素之间的互作关系。同时，还要关注植物的根际微生态环境，根际有益促生菌与营养元素之间存在密切的联系，许多微生物能量的产生、营养的获取、细胞黏附和生物膜形成等生物过程都受矿质营养的影响，应深入研究营养元素在控制营养病害，其是土传侵染性营养病害时矿质营养元素的间接作用.
无论是营养元素缺乏造成的植物生理性营养病害，还是元素失衡诱发病原物侵染造成的侵染性营养病害，营养元素是其发生的主要因素，因此关注植物营养病害，保证植物健康，首先要关注营养平衡以及一些营养元素在植物关键生育期内的缺失。在病害防治策略上，要注意药剂防控和营养元素调控的结合。
来源 | 中荃科技、黄楼壹诺农资
资料源自：丁伟等，植物医生，2019年
联系客服
