白由路：現代對植物礦質營養理論的質疑十分離奇
李比希提出的礦物質營養理論經過近200 年的實踐證明，它在農業上發揮著巨大作用，同時，也為整個人類的發展做出了巨大的貢獻。隨著植物營養先驅們的遠去，歷史逐漸淡忘了他們研究中的不足，他們的真理就像航標燈指引著後繼者的研究航向。
然而，近年來，隨著我國社會經濟的發展，又出現了很多對“植物礦質營養理論”的質疑，原本是科學的發展對前者的質疑無可厚非，但是對植物礦質營養理論的質疑卻顯得十分離奇，對該理論的內涵缺乏全面瞭解。筆者以自己對植物營養理論的理解作一闡述。
理論與實踐的問題
在19 世紀的100 年中，在植物營養物質的確定方面的爭論，實際上是理論與實踐的紛爭，對於有機肥料，對其在作物栽培中的作用沒有人懷疑，所爭論的是有機肥料中哪一部分對植物營養起決定作用的問題。
經過100 多年的研究，人們用現代科技手段也證明植物是以礦物質為主要營養物質的，而有機肥料中的腐殖質部分不是植物營養所必需成份，但從來沒有人否定有機肥料在培肥地力中的作用。即使認為植物需要礦質營養的李比希，在其作物栽培過程中也採用的是有機肥料。但是，不同的人對有機肥料的認識存在著巨大的差異，有人認為有機肥料的作用是其中含有的腐殖質，而有人則看重的是有機肥料可轉化為礦物質。
離開這些理論之爭，幾千年來都認為有機肥料在提高作物產量方面的作用是巨大的。這種認識是從幾千年的實踐中得到的，正如英國植物學家和有機農業的奠基人艾伯特·霍華德 (Albert Howard，1873—1947) 表述的“腐殖質營養理論的表述可能是錯誤的，但腐殖質本身沒有錯”。但是，認為有機肥料起作用的成份是礦物質，或有機物料轉化為礦物質再起作用，則是理論問題。
關於植物的有機營養
植物營養的腐殖質理論可能是最早的植物有機營養理論。目前很多人提植物的有機營養，甚至是植物的碳營養，網絡上也有重大爭論 ，有人認為“化學植物營養學最重大的失誤是對植物碳營養吸收途徑的看法。認為植物是通過葉片吸收二氧化碳，經葉綠素的光合作用轉化為碳水化合物 (營養積累)，不認為植物根部也能直接吸收水溶性有機碳，進行營養積累”。
筆者彷彿回到18 世紀末，從1797 年的英格豪斯開始，就認為植物碳的主要來源是大氣中的CO2 ，直到現在也沒有人否定植物根系可吸收少量含碳有機物。但是，這些少量的有機質是否是植物碳的主要來源？是否用於了植物碳同化？至少現在的科學證據還沒有達到令人信服的程度。
目前化肥施用不當，造成了很多不利的影響，這隻能歸結於實踐層面，多施用有機肥料，形成生態環境的良性循環，也是實踐層面的內容，不能認為化肥造成了負面影響就認為植物礦物質理論有問題，更不能因為多施有機肥就認為植物以吸收有機物質為主要營養。如果把理論與實踐問題混為一談，則不利於科學的發展。也不能認為化肥造成了負作用，就認為植物礦物質營養不是真理而“貽害無窮了”。
李比希提出的“植物礦質營養理論”的核心是“田裡的作物產量的減少與增加與肥料中輸送到田裡的礦物質的減少或增加成準確的比例”。至於是什麼礦物質，由於當時科學技術水平的限制，並沒有確定，實際上，斯普林格在1826 年就提出15 種元素或20 種元素是植物的必需營養元素，目前植物必需營養元素的標準是1931 年阿爾農 (Daniel Israel Arnon，1910—1994) 等確定的，經過60 多年的研究，才確定了目前植物所需的17 種營養元素，這是植物礦物質營養理論的延伸，這種研究還在繼續。
如果說其機械性，實際上1961 年，英國布里斯托爾大學 (University of Bristol) 的朗阿什頓 (Ashton) 試驗站的尼古拉斯 (Nicholas) 就提出過，把只要有營養功能的元素都作為植物必需營養元素。按他的標準，目前有21 種植物必需元素，這是具有標準的科學問題，如果這些元素能充分供應，植物就不會在營養方面表現出症狀，至於限制植物生長的因子還有很多，所以，後又將最小養分律改為限制因子律就是這個道理。
現代研究證明，植物可以吸收很多種類的有機分子。但是，這些有機分子在植物體內能否直接參與植物代謝尚待研究，目前所能證明的是這些有機分子大部分參與了植物生長的刺激和調節作用，這就是施用少量的有機化合物，可以得到幾倍乃至幾十倍於施碳量的生物量。如果認為是碳的直接營養作用，即使不考慮其利用率，也僅能生產施碳量的1.724 倍。所以，植物吸收的有機碳不是直接參與了植物的碳代謝，而是產生的生長刺激作用。
從整個自然界考慮，植物的功能是將無機碳轉化為有機碳，從而將太陽能存貯在含碳有機化合物中，為動物提供營養和能量。如果直接施用有機化合物如糖、氨基酸等作為植物營養物，植物的功能將不再能發揮，植物在整個生態系統中的功能就失去了意義。所以，植物有機碳營養的提法尚需謹慎。
目前，我國肥料總體處於供大於銷的產能過剩的狀態，各生產廠家都在積極創新，為保證我國糧食安全和生態安全做出新的貢獻。但是，也有一些廠家為了找“賣點”，不惜在植物營養理論方面動腦筋，找出一些違背科學，甚至是偽科學的賣點，需要廣大消費者擦亮眼睛，以防受騙上當。
植物營養與肥料科學是不斷髮展的，即使今天，關於腐殖質的研究還在努力進行，只是，人們關注的焦點已不在於它是否是植物的唯一營養，而是它對土壤肥力的貢獻及腐殖質的結構，對植物生長的刺激作用等方面。所以，從19 世紀到現在，都沒有否定植物對有機物質，特別是水溶性小分子有機物質的吸收，但是目前較一致的觀點還是它對植物生長的刺激作用，而不是營養作用。
來源：《植物營養與肥料學報》2019年01期《植物營養中理論問題的追本溯源》
閱讀更多 新疆農墾科學院樑飛 的文章
