植物與植物生長關係中興大學副教授兼土壤調查試驗中心主任 黃裕銘 植物生長的要素 植物要有適當的土壤、空氣、水、空間及光線,才能健康生長。其中,土壤除了供應植物根部生長之空間及穩固地基外,還提供土壤微生物養分及空間,使微生物能幫助風化礦物、分解有機質及轉化與固定養分。此外,土壤還提供植物必要之養分(植物不可缺乏者)及有益養分(有助提升植物品質及生長者),以及提供健康生態環境,以降低植物病蟲害之發生。 植物所需要之養分有碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鈣、鎂、鐵、錳、銅、鋅、鉬、硼、氯及鎳等,其中碳、氫、氧由二氧化碳及水提供。然而早期有關植物養分之研究,主要係從植物體之元素分析和植物生長關係加以探討,大體上是無庸置疑的,但是有一非常重要之元素並未包括在裡面,那就是氧氣。氧氣是植物生化反應中,電子傳遞之最終接受者,一旦缺乏氧氣,植物即無法生長。一般人均知道,植物行光合作用可釋出氧氣,然而植物無論白天或黑夜都需要氧氣,以行呼吸作用。尤其植物根部之呼吸作用關係到大部分養分之吸收,然而土壤無法透視,因此常被誤判。筆者參與農糧署所推 動的葡萄外銷果園土壤診斷,發現大部分土壤皆有排水不良問題,土壤一旦有排水不良問題,像今 (2005) 年雨量過多且過於集中,其危害便極為明顯,主要當然是因為土壤空隙被水填滿後,無空隙讓空氣流通,造成根部缺氧。早期研究植物營養者主要為英、德等溫帶國家之學者,這些國家的主要氣候及土壤所孕育的植物,和熱帶地區多少有些差異。例如喜好酸性土壤之植物,如茶及鳳梨,缺鋁時生長必不良,但對許多溫帶品系植物而言,鋁則是有毒的。 植物與土壤的關係 一、生物回饋作用:生物都有回饋作用,植物一旦發現其缺乏某種養分,就會改變其生理狀況,以吸收補充此養分: 1. 額外消耗光合產物:例如植物缺鐵時,有些植物會將光合產物轉到根部,以便分泌特殊化合物,俾從土壤溶出鐵或釋出有機物,使土壤微生物幫助溶出土壤有效性鐵,有些植物會因而損失大部分光合產物,造成植物生長不良;另外,久雨後,許多植物會長出氣生根,主要是根部缺氧,此種情況下,會消耗大量光合產物。 2. 促進養分再分布:植物缺乏養分時,有些植物會破壞老葉中之組織,將容易再移動之部分養分,移送到新生長之組織,老葉組織一旦破壞,自然容易受病蟲害侵襲。 3. 降低抗病蟲害能力:植物一旦缺乏養分,光合產物生產不足,強度不夠,較容易遭病蟲侵襲。反之,當養分充足時,葉片有足夠碳水化合物,可轉化為臘質及纖維質,強化機械障礙,以阻止病蟲害侵襲。又如鈣充足時,果膠雖遭病菌溶解,但可迅速以果膠鈣沉澱,將病菌封死;鈣若不足時,則此功能無法發揮,病害即會蔓延。 二、養分不平衡不利植物生長植物生長受養分最低限制率控制,養分平衡供應及吸收時,植物耗費能量最低,其生長自然最快,品質自然最好,任何養分過多,都不利植物生長,例如: 1. 氮過多時,會消耗碳水化合物,常導致果樹落花落果,甚至由於碳水化合物不足,造成累積太多低分子量之胺基酸,會誘引昆蟲吸咬,再引致病害等。 2. 磷過多時,植物因吸收過多之磷,常影響微量要素(如鐵錳鋅銅等)和其沉澱,降低微量要素的有效性;土壤中存在太多磷時,也會有磷酸鹽沉澱,產生微量要素有效性降低的問題。 3. 拮抗作用,陽離子間或陰離子間會互相競爭吸收,當一種離子太多時,常導致其他離子之吸收受抑致。台灣常見農田施用太多鉀肥,造成植物缺鎂或缺鈣之問題。 健康土壤的特徵 土壤性質分為物理性、化學性及生物性,然三者是相互作用不可分的,因此必須同時兼顧三類土壤性質之品質。例如排水不良之土壤(土壤排水屬物理性),一旦水分過多,即會造成土壤通氣不良,氧氣不足,引起土壤微生物利用土壤中硝酸根、氧化鐵、氧化錳、硫酸根等為電子接受者,而引起土壤微生物相之變化,同時影響土壤化學性質之變化。 土壤之物理性,首先要看土壤剖面狀況,尤其應查看土壤是否有:排水不良狀況、硬盤層、質地差異太大、地下水位太高、土壤是否有團粒化、土壤導水度等,而影響土壤有效土層深淺。有效土層深者,作物自然較容易栽種,反之亦然。 土壤之化學性質,首先要看土壤pH是否符合植物生長的適當範圍,土壤pH影響化合物的溶解度進而影響其有效性或毒性。然後再看其他養分之有效濃度,土壤有效養分濃度,一旦高到某程度者,其補充之養分量要低,甚或不必補充此種養分,否則不僅浪費成本,而且造成養分不平衡,則變成愛之反而害之。 一般土壤物理性及化學性質良好,土壤微生物性質就健康,尤其有機質含量豐富之土壤,其土壤中生物之歧異度高,生態系統健康,則植物生長較快,且不容易產生病蟲害。 養地基本原則 首要了解自己的土壤,再"對症下藥",用合適的方法。欲養一塊地,首先要檢視上述所提土壤性質,然後和所欲種植之植物所需要土壤條件、氣候條件配比分析,即土地評估,看是否有哪些土壤性質有問題,針對土壤問題解決,其解決問題原則,亦如同養分最低限制率之觀念,評估其投資報酬率。在台灣,解決問題之優先順序為:解決土壤排水問題>其他土壤物理性問題>土壤化學性問題>土壤生物性問題。若反其順序,則常徒勞而無功,這也是為何病蟲害專家最先提出整合管理,他們意識到,依土壤性質決定該種何種作物,其病蟲害防治才能管理得當。 例如,有些土壤經提高pH後,許多真菌性病害自然消除,而不必施用農藥、特殊拮抗菌或種植特殊忌避作物等費錢費工。又如有些茶農施用含高量的石灰肥料,造成土壤pH太高,茶品質不良,甚至生長不良。土壤pH若高過5.5,土壤中鋁之有效性將降得非常低,但對一般作物,不會有鋁毒害,而對茶樹,卻會造成缺鋁現象。 健康的土壤 永續的農業 我們是土地的現階段保管者,我們必須考慮土地的永續使用,沒有健康的土地,就沒有安全的水源及食物來源。無論從事一般農業耕作,或有機農業耕作,必須考慮我們現階段之責任及對未來生態之義務。例如,有些租地農民,當建議他們進行土壤改良時,常不願意投資,而寧願浪費更多錢在病蟲害防治上。凡是可毒害病蟲生長之物質,即時是植物萃取物,對人體也不見得就安全。用心經營土壤品質,使之適合所種之植物才是根本解決之道。
|
||
![]() |
||













