1、必需營養元素的确定方法與定義 

要了解植物(wù)正常生長(cháng)發育需要什麽養分(fēn)，首先要知道植物(wù)體(tǐ)的養分(fēn)組成。新(xīn)鮮植物(wù)體(tǐ)一般含水量為(wèi)70%-95%，并因植物(wù)的年齡、部位、器官不同而有差異。葉片含水量較高，其中又以幼葉為(wèi)最高，莖杆含水量較低，種子中則更低，有時隻含5%。新(xīn)鮮植物(wù)經烘烤後，可(kě)以獲得幹物(wù)質(zhì)，在幹物(wù)質(zhì)中含有無機和有機兩類物(wù)質(zhì)。幹物(wù)質(zhì)燃燒時，有機物(wù)在燃燒過程中氧化而揮發，餘下的部分(fēn)就是灰分(fēn)，是無機态氧化

人們早就認識到，植物(wù)不僅能(néng)吸收它所必需的營養元素，同時也會吸收一些它并不需要、甚至可(kě)能(néng)有毒的元素。因此，确定某種營養元素是否必需，應該采取特殊的研究方法，即在不供給該元素的條件下進行溶液培養，以觀察植物(wù)的反應，根據植物(wù)的反應來确定該元素是否必需。

1939年，阿隆（Arnon）和(Stout)提出了确定必需營養元素的三條标準：

①這種化學(xué)元素對所有植物(wù)的生長(cháng)發育是不可(kě)缺少的。缺少這種元素就不能(néng)完成其生命周期，對高等植物(wù)來說，即由種子萌發到再結出種子的過程。

②缺乏這種元素後，植物(wù)會表現出特有的症狀，而且其它任何一種化學(xué)元素均不能(néng)代替其作(zuò)用(yòng)，隻有補充這種元素後症狀才能(néng)減輕或消失。

③這種元素必須是直接參與植物(wù)的新(xīn)陳代謝(xiè)，對植物(wù)起直接的營養作(zuò)用(yòng)，而不是改善環境的間接作(zuò)用(yòng)。

2、必需營養元素的分(fēn)類 

到目前為(wèi)止，國(guó)内外公認的高等植物(wù)所必需的營養元素有16種。它們是碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、硼、錳、銅、鋅、钼和氯。

必需營養元素在植物(wù)體(tǐ)内的含量相處很(hěn)大（表2-1），一般可(kě)根據植物(wù)體(tǐ)内含量的多(duō)少劃分(fēn)為(wèi)大量營養元素和微量營養元素。大量營養元素含量一般占幹物(wù)質(zhì)重量 的0.1%以上，它們是碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂和硫9種，微量營養元素的含量一般在0.1%以下。有的隻含0.1mg/,它們是鐵、硼、錳、銅、 鋅、钼和氯7種

上述必需營養元素在植物(wù)體(tǐ)内的含量常受到植物(wù)種類、年齡以及環境中其它礦質(zhì)元素含量等因素的影響，尤其是環境條件的影響，可(kě)使體(tǐ)内各種營養元素的含量發生很(hěn)大的變化。在植物(wù)組織中常出現某些微量元素含量明顯超過其生理(lǐ)需要量，例如鐵、錳的含量能(néng)接近植株中硫或鎂的含量，這主要是環境條件影響的結果。應該指出，植物(wù)各器官中營養元素的含量并不能(néng)完全反應植物(wù)對這些養分(fēn)的實際需要量，尤其是一些非必需營養元素常常是被動吸收植物(wù)體(tǐ)内的。

在必需營養元素中，碳和氧來自空氣中的二氧化碳；氫和氧來自水，而其它的必需營養元素幾乎全部都是來自土壤。隻有豆科(kē)作(zuò)物(wù)有固定空氣中氮氣的能(néng)力，植物(wù)的葉片也能(néng)吸收一部分(fēn)氣态養分(fēn)，如二氧化硫等。由此可(kě)見，土壤不僅是植物(wù)生長(cháng)的介質(zhì)，而且也是植物(wù)所需礦質(zhì)養分(fēn)的主要供給者。實踐證明，作(zuò)物(wù)産量水平常常受 土壤肥力狀況的影響，尤其是土壤中有效态養分(fēn)的含量對産量的影響更為(wèi)顯著。

3、最小(xiǎo)養分(fēn)律的概念 

“最小(xiǎo)養分(fēn)律”是德(dé)國(guó)化學(xué)家李比希在1843年提出來的。李比希根據自己創立的礦質(zhì)營養學(xué)說，成功地制造了一些化學(xué)肥料以後，為(wèi)了保證最有效地利用(yòng)這些肥 料，他(tā)在實驗的基礎上，又進一步提出了最小(xiǎo)養分(fēn)律。現在美國(guó)雜志(zhì)上常常提到的限制因子論就是從最小(xiǎo)養分(fēn)律發展起來的。它的内容是：作(zuò)物(wù)産量受數量最小(xiǎo)的養 分(fēn)所控制，産量的高低随着這種養分(fēn)的多(duō)少而變化，所謂最小(xiǎo)養分(fēn)就是指土壤當中最缺乏的那一種營養元素，作(zuò)物(wù)為(wèi)了生長(cháng)必須要吸收各種養分(fēn)，但是決定作(zuò)物(wù)産量 的卻是土壤中那個相對含量最小(xiǎo)的有效植物(wù)生長(cháng)因子，産量在一定限度内随着這個因素的增減而相對變化，因而無視這個限制因素的存在，即使繼續增加其它營養成 分(fēn)也難以再提高作(zuò)物(wù)的産量。

最小(xiǎo)養分(fēn)律可(kě)以形象地用(yòng)養分(fēn)桶來說明（如圖），組成桶的最短的木(mù)條（代表最小(xiǎo)養分(fēn)）決定了桶中所能(néng)容納的水量（代表産量）。應用(yòng)最小(xiǎo)養分(fēn)律指導施肥時應注意的是：最小(xiǎo)養分(fēn)律中所說的最小(xiǎo)養分(fēn)，并不是土壤中絕對數量最少的那種養分(fēn)，而是指相對于作(zuò)物(wù)的需要來說最少的那種養分(fēn)。最小(xiǎo)養分(fēn)也不是固定不變的，當一種最小(xiǎo)養分(fēn)得到補充和改善以後，另一種原來不是最小(xiǎo)養分(fēn)的營養元素可(kě)能(néng)會成為(wèi)限制作(zuò)物(wù)産量的新(xīn)的最小(xiǎo)養分(fēn)，繼續增加最小(xiǎo)養分(fēn)以外的其它養分(fēn)，難以提高産量，降低施肥的經濟效益。