肥料之於農作物,如同農作物之於我們。肥料提供農作物養份,農作物也提供我們養份。氮磷鉀是傳統定義的肥料,肥在哪裡呢?這就不得不了解,三要素在農作物上所扮演的角色與作用~

多樣化的氮肥

農作物可大量吸收的氮肥型態主要有三種:銨基態氮 (如:硫酸銨) 與硝基態 氮(如:硝酸鉀、硝酸鈣),與有機態的醯銨態 氮(如:尿素、或俗稱黑肥的氫氮化鈣)。銨基、硝基態氮可直接被農作物吸收利用,醯銨態則需要土壤中的轉化酵素催化成銨基、硝基態氮才可以吸收利用。另外,也有兼具銨+硝酸態 氮的硝酸銨肥,也是可直接被農作物吸收利用的氮肥。

幾乎所有氮肥都易溶於水,在環境濕度適合時有利於農作物大量吸收,但相對來講也容易隨水流失(流失速度則與解離後離子性質相關,硝酸態氮帶負電荷就比較不容易停留於土壤中)。

氮肥進入土壤被作物吸收,除了硝酸銨鈣、氫氮化鈣之外,多數氮肥長期偏好使用,都會逐漸讓土壤酸鹼值降低,所以不建議單獨大量施用於土壤,避免造成土壤酸化、土壤劣化的後遺症。

氮是合成氨基酸與蛋白質的原料

氮是合成氨基酸與蛋白質的原料,因此農作物會盡力去吸收儲存以備不時之需。然而從植物生理的角度來觀察,氮肥過量時會消耗大量光合產物來合成氨基酸,造成光合產物不足因而使纖維素合成量下降,使細胞壁機械強度下降,農作物就容易感病,再加上大量氨基酸滯留在維管束中,更提供病原菌及害蟲豐富的營養來源,加劇病蟲危害程度(害蟲養的肥滋滋,繁殖力也大增)。從農民的視角觀察,氮肥施用過量,農作物會出現徒長、新梢大量抽生、葉片偏大而薄弱(因碳水化合物不足以合成足量纖維素,但又必須盡量消耗氮肥)、莖幹較為細長而易倒伏。如果發生在果樹,則影響果樹的花芽分化,造成少花或不開花的情形。若於果實後期發生則有轉色不佳、新梢抽生、果實品質與營養價值降低等情形。

磷肥

磷肥目前以過磷酸鈣、磷酸一鉀、磷酸一銨 與鈣鎂磷肥較為常見。

磷肥(磷酸根離子,帶負電荷,屬於強酸)在土壤中容易與金屬離子(帶正電荷)結合固定,形成不易溶於水的鹽類並使農作物無法有效利用,長期下來容易在土壤表面形成白色或淺色結晶鹽,稱作鹽積障礙,特別常發生在溫室(水分蒸散快但土壤淋洗慢)與果園(特別是葡萄園)。

高磷鉀是屬於磷鉀總量高的肥料,價格親民,於是成為我們常用的磷肥種類之一,特別是在果實成熟著色期時會做為催甜肥料並大量使用。然而,長時間累積的高劑量磷肥會逐漸改變土質,最後影響農作物生長,成為壓垮植株健康的元凶。

還好,土壤中被固定的磷肥可利用大量有機質(緩慢)或有機酸(快速)的方式,將被固定的磷肥重新釋放供農作物再吸收利用,或者透過翻耕轉作水稻來吸收土壤累積之過量營養鹽。

磷是能量傳遞代謝的原料

生物的生理能量代謝是透過ATP(三磷酸腺苷)的傳遞、合成與分解在進行,而磷是合成ATP的重要原料,磷也是構成細胞膜(磷脂質)的元素之一。所以磷肥需求最大的時候就是植物處於快速生長的階段,也就是生長旺盛期與花芽分化期。

磷缺乏會使植物的根發育不良,使根的發育受阻,所以當農作物因為缺磷而使根系發育不順時,給予磷肥能夠有效促進根系發育。不過普遍條件來觀察,台灣的農地常常存施肥過量的問題,因此根系發育不佳的原因比較可能是磷酸鹽沉積使土壤硬化或EC值過高燒根。重新檢討施肥是否合理、提高土壤有機質改善土壤硬化問題,或利用微生物、有機酸類資材來釋放土壤中的磷酸鹽,讓磷元素重新回歸有效循環,才是比較正確的作法。或者是透過葉面施肥來補充磷肥,也比直接投放到土壤中合適。

磷元素也關係到植物的開花、著果與果實的品質,因此我們常使用高劑量的磷肥來促進果樹轉為生殖生長,促進開花(催花),調節產期,果實著色期也會用磷肥搭配鉀肥來促進著色成熟。雖然磷肥對植物開花是必須的,但磷肥過量反而使植物尚未成長到應有的高度就提早成熟開花,進而影響產量與品質,因此,磷肥投入的量與時機相對地也非常重要。以果樹栽培為例,磷鉀肥切入的時機點通常在於枝條發育到理想長度大小的七成至八成開始,才加重使用量促進成熟,並誘導果樹枝條進入繁殖生長態勢,會是比較合適的切入點。

俗稱加里、咖哩的鉀肥

我們常用的鉀肥以「鉀鹽」為主,例如磷酸一鉀(磷酸二氫鉀、高磷鉀)、氯化鉀(紅加里)與硫酸鉀(白加里),這三種是我們最常使用的鉀肥。另外,水耕會用到鉀肥則須考慮到離子平衡對EC值變化的影響,同時具有氮、鉀的硝酸鉀,或磷鉀兼具的磷酸一鉀,是水耕調製養液常用的鉀肥來源。

鉀能提高甜度、促進作物強健,也影響水分調節

鉀是掌管植物碳水化合物合成轉化的重要元素,缺乏時會導致植物生長遲滯、莖幹軟弱、易倒伏、果實品質下降。所以傳統上我們習慣使用鉀肥來促進葉片增厚,或者是促進果實甜度提升,就是利用大量鉀元素強植物合成更多醣類以增強結構、促進果實肥大、甜度提高與促進著色。

此外,鉀也與植物的水分調節有關,鉀離子與氯離子同為影響農作物氣孔開閉與細胞膨壓的工具,因此我們能在大雨前後補充適量的氯化鉀能有效提高植物水分管控能力,間接提升植物的耐候力。

但是,當鉀肥過量時,會與同為陽離子的鎂、鈣元素競爭吸收通道,造成「鉀鎂鈣」之間的拮抗,使植物葉片出現缺鎂、缺鈣的徵狀,所以當果樹上的果實進入轉色期後,為了催甜提高品質而大量使用鉀肥,會使原本鎂鈣不足的現象被強化。

順帶一題,鉀肥是屬於容易隨水流失的肥料,因此在施用鉀肥後如遇較大雨勢沖刷,雨後得追加施用才能獲得好的效果。

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以上,之後的文章會繼續介紹有機(質)肥料、與化學肥料(包括複合肥料與單質肥料)的特性與比較

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1090829  修訂

1030319 發布

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