施肥与作物品质
一、矿质营养与植物的品质
（一）氮肥与品质的关系
植物体内与品质有关的含氮化合物有蛋白质、必需氨基酸、酰胺和环氮化合物（包括叶绿素A、维生素B和生物碱）、NO-3、NO-2等。
蛋白质是农产品的重要质量指标。
增施氮肥能提高农产品中蛋白质的含量，籽粒中蛋白质的积累是营养器官中氮化物重新利用的结果。
后期根外追施尿素或NH4NO3对提高籽粒蛋白质含量有明显的作用，而且尿素的作用优于NH4NO3。
15N的研究表明，小麦后期叶面追施尿素可促进谷蛋白的合成，从而提高面包的烘烤质量。
人体必需的氨基酸有缬氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、蛋氨酸、色氨酸、异亮氨酸和赖氨酸，其含量也是农产品的主要品质指标。
◎这些氨基酸是人和动物体本身无法合成的，只有由植物产品提供。
◎适当供氮能明显提高产品中必需氨基酸的含量，而过量施氮时，必需氨基酸的含量却反而会减少。
◎人和动物如果缺乏必需氨基酸，就会产生一系列代谢障碍，并导致疾病。
通过施肥能够提高蛋白质的含量，但不能影响蛋白质的组成，这是因为蛋白质组成主要受遗传基因控制的缘故。但施氮也能改变植株的有些营养成分。
氮肥还影响植物油的品质：
向日葵油一般含有10%的饱和脂肪酸（棕榈酸和硬脂酸）、20%的油酸、70%的必需亚油酸，但随着氮肥用量的增大，增加向日葵油中的油酸含量增加，而亚油酸含量减少。对油菜也有相同的趋势，施氮不仅能提高籽粒产量和粒重，同时也能提高含油量。
表12.2 氮肥用量对油菜籽含油量的影响
施氮量（g/盆） 籽粒产量（g/盆） 粒重（mg） 含油量（%）
0.2 6.6 1.8 21.2
0.4 7.7 2.2 21.5
0.8 5.6 3.3 41.8
氮素营养状况对甜菜品质的影响是至关重要的
在块根生长初期，供应充足的氮是获得高产的保证，而后期供氮多则会导致叶片徒长、块根中氨基化合物和无机盐类含量增高，使糖分含量大幅度下降。
产品中的NO 3 -和NO2-含量是近年来引人注意的主要品质指标
人体内NO2-过量能导致高铁血红蛋白症，引起血液输氧能力下降。NO2-盐还可与次级胺结合，转化形成一类具有致癌作用的亚硝胺类化合物。氮肥施用量过大是造成叶菜类植物体NO3-盐含量大幅度增加的主要原因。
不同氮源对叶类蔬菜硝酸盐含量影响很大，以化学氮肥>有机氮肥，化学氮肥中以硝酸铵>尿素>碳铵>硫铵>氯化铵。
在氮肥用量相同时，不同氮肥形态组合也会影响叶类蔬菜硝酸盐含量，这种差异是由铵态氮与硝态氮的比例造成的。施用铵态氮肥时，叶类蔬菜中硝酸盐含量较低，但在水培中施用大量铵态氮肥常导致蔬菜中毒，产量受到限制。研究表明，硝态氮和铵态氮并用，既可降低硝酸盐，又可使蔬菜生长良好。
在水培条件下，随溶液中硝态氮浓度增加，菠菜中硝酸盐积累相应增加，当NO3--N与NH4+-N的比例减小时，其硝酸盐含量也相应减少，表明介质中NH4+的存在对硝酸盐的积累有显著的抑制作用，水培时NO3--N与NH4+-N之比以7∶3和5∶5为好。
（二）磷肥与品质的关系
与植物产品品质有关的磷化物有无机磷酸盐、磷酸脂、植酸、磷蛋白和核蛋白等。
增施磷肥对作物品质的作用
1.提高产品中的总磷量
饲料中含磷（P）量达0.17%～0.25 %时才能满足动物的需要，含磷量不足会降低母牛的繁殖力。P/Ca比对人类健康的重要性远远超过了P和Ca单独的作用。
2.增加作物绿色部分的粗蛋白质含量
磷能促进叶片中蛋白质的合成，抑制叶片中含氮化合物向穗部的输送，磷还能促进植物生长，提高产量，从而对氮产生稀释效应。因此，只有氮磷比例恰当，才可提高籽粒中蛋白质的含量。
3.促进蔗糖、淀粉和脂肪的合成。
磷能提高蛋白质合成速率，而提高蔗糖和淀粉合成速率的作用更大；作物缺磷时，淀粉和蔗糖含量相对降低，但谷类作物后期施磷过量，对淀粉合成不利。
4.使蔬菜上市表现、果实大小、耐贮运、味道特性等都有所改善。
充足的磷肥可获得较大的马铃薯块茎；磷肥供应不足时，则形成较小的块茎；磷太多时又易形成裂口或畸形块茎。磷肥还能提高果菜类蔬菜的含糖量，改善其酸度，使上市的蔬菜更鲜美、漂亮、提高商品档次。
（三）钾肥与品质的关系
1.改善禾谷类作物产品的品质，不仅可增加禾谷类作物籽粒中蛋白质的含量，而且还可提高大麦籽粒中的胱氨酸、蛋氨酸、酪氨酸和色氨酸等人体必需氨基酸的含量。
2.促进豆科作物根系生长，使根瘤数增多、固氮作用增强，从而提高籽粒中蛋白质含量。
3.有利于蔗糖、淀粉和脂肪的积累，在甜菜上施用钾肥可提高含糖量、减少杂质含量；在大麦上施钾可提高籽粒中淀粉和可溶性糖的含量。
4.提高棉花产量，促进棉绒成熟，减少空壳率，增加纤维长度，还能提高棉籽的含油量。
5.改善烟叶的颜色、光洁度、弹性、味道和燃烧性能和减少烟草中尼古丁的含量和烟叶中草酸的含量。
（四）钙、镁、硫与品质的关系
1. 钙
钙既是细胞膜的组分，又是果胶质的组分。缺钙不仅会增加细胞膜的透性，也会使细胞壁交联解体，还会使番茄、辣椒、西瓜等出现脐腐病，苹果出现苦痘病和水心病等，极大地影响农产品品质，施钙可增加牧草的含钙量，提高其对牲畜的营养价值还可增加农产品的可贮性。钙是人类食品中明显不足的元素，施钙对提高植物食品的含钙量，促进人体健康也极其重要。
2. 镁
镁的含量也是农产品的一个重要的品质标准，饲用牧草镁含量不足时可导致饲养动物缺镁症，引起动物痉挛病，人类饮食中镁不足则会导致缺镁综合症，出现过敏、困乏、疲劳、脚冷、全身疼痛等病症。施镁肥可提高植物产品的含镁量，还能提高叶绿素、胡萝卜素和碳水化合物的含量，防治人畜缺镁症。
3. 硫
硫是合成含硫氨基酸如胱氨酸、半胱氨酸和甲硫氨酸必不可少的，缺硫会降低蛋白质的生物学价值和食用价值。禾谷类作物籽粒中半胱氨酸含量低时，会降低面粉的烘烤质量。 某些植物（如洋葱和十字花科植物）体内次生物质（如芥子油、葱油）的合成也需要硫。因此，施硫可增加这些植物产品的香味，改善其品质。
（五）微量元素与品质的关系
由于许多微量元素是植物、人和动物体都必需的，因此，农产品中微量元素的含量也是重要产品品质指标。
微量元素影响着植物体内许多重要代谢过程，但它同时又是易于对植物产生毒害等不良影响的元素。因此，微量元素含量的增加不能过度。
1. 铁
绿色叶片（如菠菜）和粮食中的铁是人体中铁的重要来源。缺铁可引起贫血、脑神经系统疾病、感染性疾病和骨骼异常现象等。
2. 锰
食物和饲料中的含锰量也是重要的品质标准。施用锰肥有提高维生素（如胡萝卜素、维生素C）含量，防止裂籽、提高种子含油量等作用。缺锰会引起动物生长停滞、骨骼畸形、生殖机能障碍等病症。
3. 铜
铜对于提高植物产品蛋白质含量、改善品质、增加与蛋白质有关物质的含量都有积极的作用。
4. 锌
缺锌能使植物成熟期推迟，从而影响农产品品质；由于偏食或食物中含锌量低常常会引起儿童食欲不振、生长发育受阻。施锌能增加植物产品含锌量和产量，防治人畜缺锌病。锌是一种重要品质指标。
5. 硼
硼对植物体内碳水化合物运输有重要影响，适量增施硼肥可提高蔗糖产量。施硼还可防止因缺硼造成的“茎裂”，提高蔬菜品质。
6. 钼
钼又是重要的品质指标之一。缺钼土壤上施钼肥可增加种子的含钼量，提高农产品的蛋白质含量，改善其品质。钼能促进固氮作用，施钼可以增加豆类作物的含氮量，从而提高蛋白质含量。
二、矿质营养与种子活力和品质的关系
籽粒中养分的缺乏会降低种子活力和后代生存的潜力。
种子中养分贮存得越多，其活力越大，种子萌发能力也越强幼苗生长也越茁壮。
养分的缺乏会影响种子中其它物质的化学组成，间接地影响种子活力，这种间接影响往往是通过对种皮结构、种子饱实率和激素水平的影响造成的。
氮能提高母体生殖细胞数量，从而提高产量，但氮过多又会延迟成熟，降低种子活力。
含钾量低的种子不仅发芽率低，而且降低了种子活力和缩短种子的寿命。
缺锌延迟种子成熟。
缺硼使种子出现“空心病”和“腐心病”。
缺锰出现“裂籽病”。这些都严重地影响种子的活力和品质
矿质养分的缺乏不仅对种子产量和活力产生抑制作用，而且会降低动物及人类食物的品质。
缺氮、缺硫改变了豆科作物种子中氨基酸的组成和蛋白质的合成；
缺硫降低了大豆球蛋白和豌豆球蛋白中含硫氨基酸的含量，使营养价值下降。
铁、锌和铜是人类饮食中经常缺乏的养分，人类消耗的食品中有1/3～1/4 的营养物质是由成熟种子等植物产品提供的。
因此，种子是人类矿质养分的重要来源，任何能增加种子中矿质养分含量的措施都是值得重视的。
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