圖1:土壤形成過(guò)程
植物體中已發(fā)現的化學(xué)元素有70多種,其中碳、氫、氧、氮、磷、鉀以及鈣、鎂、鈉、硫、硅等11 種元素占植物體活基質(zhì)的99.95%, 其余60 多種元素( 如、鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬、氯等必需元素;如硅、鎳、鈷、硒、鈉、釩以及稀土元素等有益元素;如鉻、鎘、鉛、砷、汞、鋁等重金屬有毒元素) 的含量甚微,總共僅占0.05%。
一、土壤-植物營(yíng)養的關(guān)系
在土壤里面所能發(fā)現的礦物質(zhì)和微量元素有73種之多,分為植物生長(cháng)必須元素(圖2),有益元素(硅鎳等),有毒害元素(汞、鉛)。有些專(zhuān)家發(fā)表文章提出,鎳、硅、鈷、鈉等也是植物必需的營(yíng)養元素,有的低等植物還需要釩、鎵、鍺和鎢,但未能證明所有植物都需要它們。
圖2
1)鋁(Al)抑制鐵和鈣的吸收、干擾磷代謝,阻礙磷的吸收和向地上部的運轉;鋁過(guò)多的毒害癥狀系抑制作物根的生長(cháng),根尖和側根變粗成棕色,地上生長(cháng)部分受阻,葉子呈暗綠色,莖呈紫色;
2)硒(Se)在喜硒植物中有大量富集,缺硒就不能正常生長(cháng)發(fā)育;
3)鉻(Cr)是人和動(dòng)物所必需的一種微量元素,鉻參與細胞的一系列組成,軀體缺鉻可引起動(dòng)脈粥樣硬化癥;鉻可以提高植物體內酶的活性,增加葉綠素、有機酸、葡萄糖和果糖的含量,加速植物生長(cháng),增強植物對疾病的抵抗力和提高作物的產(chǎn)量。但如含鉻過(guò)多,對人和動(dòng)植物都是有害的。
4)砷(As),試驗證明微量砷(As)化物對某些植物生長(cháng)有刺激作用,并能提高某些作物的品質(zhì)。湖南省常寧縣白沙的名產(chǎn) “白沙柑子”,其色澤鮮艷、氣味芳香、酸甜可口;常寧縣西嶺產(chǎn)的生姜肉質(zhì)細嫩、纖維很少、有特殊香味。據分析,這些都與土壤中砷的含量有關(guān)。
因此,礦物元素有益or有害,生命需要or不需,這都是相對的。目前認為對生命是不必需的或有毒的元素,可能未來(lái)會(huì )發(fā)現是有益的或生命所必須的。任何一種元素對植物的作用不僅取決于其化學(xué)性質(zhì),還取決于其“適當的數量”以及與其他元素的“合理的比例”關(guān)系是否適合該種植物在不同生長(cháng)時(shí)期的平衡需求或耐受能力(圖3)。


二、土壤-人體健康的關(guān)系
研究表明,人體中的微量元素與地殼元素豐度呈正相關(guān),這是土壤-植物- 動(dòng)物-人類(lèi)的生物鏈傳遞結果。人們已經(jīng)發(fā)現人體血液中有60 多種化學(xué)元素,與地殼同種化學(xué)元素的分布之間具有明顯的相關(guān)性( 圖4)。



如果在某一地區地殼中的化學(xué)元素濃度超出了人體所適應的正常變動(dòng)范圍,就可能引起病變。
在這漫長(cháng)的發(fā)生、進(jìn)化歷程中(圖5),植物、動(dòng)物、人類(lèi)都對地殼巖石圈的礦物質(zhì)元素背景形成了緊密的依賴(lài)關(guān)系。盡管人們對微量元素的認識還很新,研究者們還是每一天都能發(fā)現它們的更多重要之處。譬如,機體要吸收鈣,就必需要有微量元素硼。如果你不能從膳食中獲得足夠的硼,你的身體就不能吸收到食物、飲用水或補充劑中的鈣。譬如,侏羅紀時(shí)代稱(chēng)霸地球表面的恐龍,因為一顆地外小行星撞擊地球所帶來(lái)過(guò)量的元素銥而突然滅絕。而適應高濃度銥的少量生物物種存活下來(lái),然后演化成為目前地球的生物種群。

三、結語(yǔ)
土壤-植物營(yíng)養-人體健康關(guān)系鏈,應考慮一個(gè)系統問(wèn)題,應從‘正’‘逆’雙路徑破題。正如尹雪斌研究員所說(shuō)“讓有益的營(yíng)養素進(jìn)入人體發(fā)揮功效,那么既需要對從巖石到人體有益物質(zhì)流的傳遞過(guò)程進(jìn)行正向研究,找到物質(zhì)流傳輸規律,也需要基于人體對功能成分的實(shí)際需求逆向設計?!?/span>
土壤-植物營(yíng)養-人體健康的基礎研究已經(jīng)引起了地球物理學(xué)家、生理學(xué)家、土壤學(xué)家、農業(yè)化學(xué)( 肥料) 家和農學(xué)家們的重視,以及畜牧學(xué)家、醫學(xué)、衛生學(xué)、營(yíng)養學(xué)與環(huán)境科學(xué)方面的專(zhuān)家們也給予了極大的關(guān)注,他們并圍繞巖石-土壤-肥料-作物/動(dòng)物-食品-人體,物質(zhì)流傳輸規律與調控技術(shù)相關(guān)的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題開(kāi)展研究,為早日拿出應對‘隱性饑餓’問(wèn)題上的‘中國方案’,而砥礪前行?!?/span>
參考資料1:陳能場(chǎng)“土壤觀(guān)察”等公眾號文章《營(yíng)養助力植物抗病》、《健康土壤該是什么樣子》
參看資料2:劉建明等,中微量元素與植物營(yíng)養和人體健康的關(guān)系,化學(xué)工業(yè)。
來(lái)源:農道不盈、土壤改良與農業(yè)生態(tài)工程中心
聯(lián)系客服