一、目前已發(fā)現(xiàn)16種必需營養(yǎng)元素:
大量、中量營養(yǎng)元素：
C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S (占植物干重的0.1%以上)
微量營養(yǎng)元素：
Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo、Cl(一般占植物干重的0.1%以下)
大量與微量沒有嚴格的界限,隨著環(huán)境的變化微量元素含量可超過大量元素含量。
按其生化作用和生理功能進行分類 ：
| 營養(yǎng)元素 | 吸收形態(tài) | 生物化學功能 |
| 第一組C、H、O、N、S | CO2、HCO3-、H2O、O2、NO3-、NH4+、N2、SO4-2、SO2離子來自土壤溶液,氣體來自大氣 | 是有機物質(zhì)的主要組成成分，是酶催化過程中原子團的必需元素。通過氧化還原反應而同化 |
| 第二組P、B、Si | 來自土壤溶液中的磷酸鹽、硼酸和硼酸鹽、硅酸鹽 | 與植物中天然醇類進行酯化作用，磷酸酯參與能量轉換反應 |
| 第三組K、Na、Mg、Ca、Mn、Cl | 來自土壤溶液的離子 | 一般功能：形成滲透勢特殊功能：使酶蛋白的構造成為最佳狀態(tài)，以利酶的活化作用。兩種作用物之間的橋梁聯(lián)結，使非擴散和擴散的陰離子平衡 |
| 第四組Fe、Cu、Zn、Mo | 來自土壤溶液的離子或螯合物 | 主要以螯合物結合于輔基內(nèi)，通過這些元素原子價的變化而傳遞電子 |
二、植物必須營養(yǎng)元素特性：
1、植物營養(yǎng)元素協(xié)同性
由于各種營養(yǎng)元素的相互作用和各自的特殊生理功能，才保證了植物的正常生命活動。他們既是各自承擔著獨特的任務，又相互配合，共同完成各項代謝作用。作物體內(nèi)任何生理生化過程都不可能由某一元素單獨完成的。
2、植物營養(yǎng)元素同等重要、不可替代性
必需營養(yǎng)元素在植物體內(nèi)不論數(shù)量多少都是同等重要；任何一種營養(yǎng)元素的特殊功能都不能為其它元素所代替。
植物生活所必須的 16 個營養(yǎng)元素，在植物體內(nèi)的含量有多有少，其生理功能有的比較清楚，有的尚不夠清楚。但就它們對植物的重要性來講，卻是同等重要的。它們各自所承擔的任務相互之間是不能代替的。
三、植物營養(yǎng)元素相互作用
指營養(yǎng)元素在土壤中或植物中產(chǎn)生相互的影響，或者一種元素在與第二種元素以不同水平相混合施用時所產(chǎn)生的不同效應。也就是說，兩種營養(yǎng)元素之間能夠產(chǎn)生的促進作用或拮抗作用。這種相互作用在大量元素之間、微量元素之間以及微量元素與大量元素之間均有發(fā)生?？梢栽谕寥乐邪l(fā)生，也可以在植物體內(nèi)發(fā)生。由于這些相互作用改變了土壤和植物的營養(yǎng)狀況，從而調(diào)節(jié)土壤和植物的功能，影響植物的生長和發(fā)育。
四、營養(yǎng)元素之間的拮抗作用
營養(yǎng)元素之間的拮抗作用是指某一營養(yǎng)元素(或離子)的存在，能抑制另一營養(yǎng)元素(或離子)的吸收。主要表現(xiàn)在陽離子與陽離子之間或陰離子與陰離子之間。
拮抗作用分為雙向拮抗和單向拮抗，雙向拮抗如鎂與鉀、Fe與Mn、Cd（鎘）與Fe等。
1、拮抗競爭作用機理：
性質(zhì)相近的陽離子間的競爭：競爭原生質(zhì)膜上結合位點，如K+/Rb+；
不同性質(zhì)的陽離子間的競爭：競爭細胞內(nèi)部負電勢，如K+、Ca2+對Mg2+；
陰離子間的拮抗作用：競爭原生質(zhì)膜上結合位點，如AsO4-3/PO4-3、Cl-/NO3-則與細胞內(nèi)陰離子濃度的反饋調(diào)節(jié)有關；
NH4+與NO3-間拮抗作用：
(1) NH4+降低細胞對陽離子的吸收，H+釋出減少，使H+-NO3-共運輸受到影響；?
(2) 進入細胞的NH4+對外界N吸收產(chǎn)生反饋抑制作用
2、三要素氮、磷、鉀對其他元素的拮抗作用
| 原因 | 引起缺乏的元素 | |||||||||||
| 氮 | 磷 | 鉀 | 鋅 | 錳 | 硼 | 鐵 | 銅 | 鎂 | 鈣 | 鎘 | 鋁 | |
| 高氮 | × | × | × | × | × | × | × | |||||
| 高磷 | × | × | × | × | × | × | × | × | ||||
| 高鉀 | × | × | × | × | × | × |
氮肥尤其是生理酸性銨態(tài)氮多了，造成土壤溶液中過多的銨離子，與鎂、鈣離子產(chǎn)生拮抗作用，影響作物對鎂鈣的吸收。
過多施氮肥后刺激果樹生長，需鉀量大增，更易表現(xiàn)缺鉀癥。
磷肥不能和鋅同補，因為磷肥和鋅能形成磷酸鋅沉淀，降低磷和鋅的利用率。
過多施磷肥,多余的有效磷也會抑制作物對氮素的吸收,還可能引起缺銅、缺硼、鎂。磷過多會阻礙鉀的吸收，造成鋅固定，引起缺鋅。磷肥過多，還會活化土壤中有害對作物的生長發(fā)育的物質(zhì)有害的物質(zhì)，如活性鋁、活性鐵、鎘（Cd），對生產(chǎn)不利。
施鉀過量首先造成濃度障礙，使植物容易發(fā)生病蟲害，繼而在上壤和植物體內(nèi)發(fā)生與鈣、鎂、硼等陽離子營養(yǎng)元素的拮抗作用，嚴重時引起臍腐和葉色黃化。過量施鉀往往造成嚴重減產(chǎn)。
氮、磷、鉀肥的長期過量施用引起的拮抗作用，今天已經(jīng)發(fā)展到了必須有意施用鈣鎂硫的地步才能加以解決了。
3、中量元素鈣、鎂、硫對其他元素的拮抗作用
| 原因 | 引起缺乏的元素 | ||||||||||||
| 氮 | 磷 | 鉀 | 鋅 | 錳 | 硼 | 鐵 | 銅 | 鉬 | 鎂 | 鈣 | 硫 | 鎘 | |
| 低鈣 | × | ||||||||||||
| 高鈣 | × | × | × | × | × | × | × | ||||||
| 高鎂 | × | × | × | × | × | ||||||||
| 高硫 | × | × | × |
鈣過多，阻礙氮、鉀的吸收，易使新葉焦邊，桿細弱，葉色淡。
過量施用石灰造成土壤溶液中過多的鈣離子，與鎂離子產(chǎn)生拮抗作用，影響作物對鎂的吸收。
鎂過多桿細果小，易滋生真菌性病害。
土壤中代換性鎂小于60 mg/kg，鎂/鉀比小于1即為缺鎂。
鈣、鎂可以抑制鐵的吸收，因為鈣、鎂呈堿性，可以使鐵由易吸收的二價鐵轉成難吸收的三價鐵。
4、微量元素鐵、硼、銅、錳、鋅、鉬對其他元素的拮抗作用
| 原因 | 氮 | 磷 | 鉀 | 鋅 | 錳 | 鐵 | 銅 | 鉬 | 鎂 | 鈣 | 鎘 |
| 高錳 | × | × | × | × | × | × | × | ||||
| 高硼 | × | × | × | ||||||||
| 低硼 | × | × | |||||||||
| 高鐵 | × | × | × | × | × | ||||||
| 高銅 | × | × | × | ||||||||
| 低鋅 | × | ||||||||||
| 高鋅 | × | × | × | × | × | ||||||
| 高鉬 | × |
缺硼影響水分和鈣的吸收及其在體內(nèi)的移動，導致分生細胞缺鈣，細胞膜的形成受阻，而且使幼芽及子粒的細胞液呈強酸性，因而導致生長停止。缺硼可誘發(fā)體內(nèi)缺鐵，使抗病性下降。
5、其他元素之間的拮抗作用：
| 原因 | 鈣 | 鈉 | 氯 | 鉛 | 錳 | 鎂 | 鉻 | 硅 | H2PO4- | NO2- | NH4+ |
| 磷 | × | × | |||||||||
| 鉀 | × | × | |||||||||
| 鈣 | × | ||||||||||
| 鈉 | × | × | |||||||||
| NO3- | × | × | × | × | |||||||
| OH- | × | ||||||||||
| NH4+ | × | ||||||||||
| 高氯 | × |
6、土壤PH對元素的拮抗作用
| 原因 | 磷 | 鉀 | 鋅 | 錳 | 硼 | 鐵 | 銅 | 鉬 | 鎂 | 鈣 | 鈉 | 銫 | NH4+ |
| 低PH | × | × | × | × | × | × | × | × | × | × | |||
| 高PH | × | × | × | × | × | × |
pH 值低時，對陽離子的吸收有拮抗，pH值升高，陽離子間的拮抗作用減弱，而陰離子聞的拮抗作用增強。
7、土壤、溫度對營養(yǎng)元素的拮抗
| 原因 | 氮 | 磷 | 鉀 | 鋅 | 錳 | 硼 | 鐵 | 銅 | 鎂 | 鈣 |
| 排水不良 | × | × | ||||||||
| 冷性土 | × | × | × | × | ||||||
| 土壤粘濕 | × | × | ||||||||
| 輕沙土 | × | × | × | × | × | × | × | × | ||
| 低土溫 | × | × | × | |||||||
| 低氣溫 | × | × | × | × | ||||||
| 高氣溫 | × | × |
五、營養(yǎng)元素之間的促進作用：
1、協(xié)助作用機理：
不同電性離子間的協(xié)助作用：電性平衡；
相同電性離子間的協(xié)助作用：維茨效應。
維茨效應: 外部溶液中Ca2+、Mg2+、Al3+等二價及三價離子，特別是Ca2+能促進K+、Rb+及Br-的吸收，根里面的Ca2+并不影響鉀的吸收。
但維茨效應是有限度的，高濃度的Ca2+反而要減少植物對其它離子的吸收。
通常，大部分營養(yǎng)元素在適量濃度的情況下，對其他元素有有促進吸收作用；促進作用通常是雙向的；陰離子與陰離子之問也有促進作用，一般多價的促進一價的吸收。
2、大量元素的促進作用：
| 氮 | 磷 | 鈣 | 鎂 | 鐵 | 硼 | 錳 | 鉬 | 硅 | NH4+ | |
| 氮 | √ | √ | √ | |||||||
| 磷 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | ||||
| 鉀 | √ | √ | √ | √ | √ | |||||
| 氮 | 磷 | 鈣 | 鎂 | 鐵 | 硼 | 錳 | 硅 | NH4+ |
3、中微量元素的促進作用
| 氮 | 磷 | 鉀 | 鈣 | 鎂 | 銅 | 錳 | 鋅 | 鈉 | 硅 | NH4+ | 銣 | 溴 | |
| 鈣 | √ | √ | |||||||||||
| 鎂 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | |||||||
| 鐵 | √ | ||||||||||||
| 硼 | √ | ||||||||||||
| 銅 | √ | √ | |||||||||||
| 錳 | √ | √ | √ | √ | |||||||||
| 氯 | √ | √ | √ | ||||||||||
| 氮 | 磷 | 鉀 | 鈣 | 鎂 | 銅 | 錳 | 鋅 | 鈉 | 硅 | NH4+ |
鎂和磷具有很強的雙向互助依存吸收作用，可使植株生長旺盛，雌花增多，并有助于硅的吸收，增強作物的抗病性，抗逆能力。
鈣和鎂有雙向互助吸收作用，可使果實早熟，硬度好，耐儲運。
有雙向協(xié)助吸收關系的還包括：錳和氮鉀銅；
硼可以促進鈣的吸收，增強鈣在植物體內(nèi)的移動性。
氯離子是生物化學最穩(wěn)定的離子，它能與陽離子保持電荷平衡，維持細胞內(nèi)的滲透壓的調(diào)節(jié)劑也是植物體內(nèi)最離子的平衡者，其功能是不可忽視的，氯比其它陰離子活性大，極易進入植物體內(nèi)，因而也加強了伴隨陽離子（鈉、鉀、銨離子等）的吸收。
錳可以促進硝酸還原作用，有利于合成蛋白質(zhì)，因而提高了氮肥利用率。缺錳時，植物體內(nèi)硝態(tài)氮積累，可溶性非蛋白氮增多。
4、其他因素的促進作用：
| 氮 | 磷 | 鉀 | 鈣 | 鎂 | 鐵 | 硼 | 銅 | 錳 | 鈉 | 硅 | NH4+ | 銣 | 溴 | |
| PO4-3 | √ | √ | √ | |||||||||||
| SO4-2 | √ | √ | √ | |||||||||||
| NO3- | √ | √ | √ | |||||||||||
| A1 | √ | √ | √ | |||||||||||
| NH4+ | √ | |||||||||||||
| 有機肥 | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | √ | ||||
| 氮 | 磷 | 鉀 | 鈣 | 鎂 | 鐵 | 硼 | 銅 | 錳 | 鈉 | 硅 | NH4+ |
當土壤溶液在酸性時候,植物吸收陰離子多于陽離子,而在堿性反應中,吸收陽離子多于陰離子。
六、交互作用：
1、替代效應
Na～ K；
2、協(xié)同效應（1+1>2效應）
磷～錳；硅—磷；
3、高抑低促效應
鉀-硼；鈣—鎂。
4、削弱拮抗效應
P可削弱Cu—Fe拈抗作用；
5、消除毒害效應
Ca 可以減輕或消除H+ 、A1、Fe、Mn 過量存在的毒害；
鎂可以消除過量鈣的毒害。
鉀不僅有一系列營養(yǎng)作用，它還能消除氮肥、磷肥過量而造成的某些不良影響。
鉬能促進光合作用的強度以及消除酸性土壤中活性鋁在植物體內(nèi)積累而產(chǎn)生的毒害作用。
硅肥多堿性（pH9.3-10.5）,在酸性土壤施用時，能中和酸性，可以減輕鋁離子的毒性、減少磷的固定，改善作物磷營養(yǎng)狀況。
6、其它效應
Al的存在可抑制P、Fe、Ca、Mg、Mn的積累，尤其是Mg、Fe、Mn可降到缺素水平以下。
