土壤是由礦物岩石（母岩）風化而來的（如圖1），土壤固體的95%是礦物質，隻有少部分( 約2%) 在風化成土作用過程中發生了活化，才成為植物的有效營養，并構成了土壤自然養分的重要部分。

圖1：土壤形成過程

植物體中已發現的化學元素有70多種，其中碳、氫、氧、氮、磷、鉀以及鈣、鎂、鈉、硫、矽等11 種元素占植物體活基質的99.95%， 其餘60 多種元素( 如、鐵、錳、銅、鋅、硼、钼、氯等必需元素；如矽、鎳、钴、硒、鈉、釩以及稀土元素等有益元素；如鉻、镉、鉛、砷、汞、鋁等重金屬有毒元素) 的含量甚微，總共僅占0.05%。

一、土壤-植物營養的關系

在土壤裡面所能發現的礦物質和微量元素有73種之多，分為植物生長必須元素（圖2），有益元素（矽鎳等），有毒害元素（汞、鉛）。有些專家發表文章提出，鎳、矽、钴、鈉等也是植物必需的營養元素，有的低等植物還需要釩、镓、鍺和鎢，但未能證明所有植物都需要它們。

圖2

1）鋁（Al）抑制鐵和鈣的吸收、幹擾磷代謝，阻礙磷的吸收和向地上部的運轉；鋁過多的毒害症狀系抑制作物根的生長，根尖和側根變粗成棕色，地上生長部分受阻，葉子呈暗綠色，莖呈紫色；

2）硒（Se）在喜硒植物中有大量富集，缺硒就不能正常生長發育；

3）鉻（Cr）是人和動物所必需的一種微量元素，鉻參與細胞的一系列組成，軀體缺鉻可引起動脈粥樣硬化症；鉻可以提高植物體内酶的活性，增加葉綠素、有機酸、葡萄糖和果糖的含量，加速植物生長，增強植物對疾病的抵抗力和提高作物的産量。但如含鉻過多，對人和動植物都是有害的。

4）砷（As）,試驗證明微量砷（As）化物對某些植物生長有刺激作用，并能提高某些作物的品質。湖南省常甯縣白沙的名産 “白沙柑子”，其色澤鮮豔、氣味芳香、酸甜可口；常甯縣西嶺産的生姜肉質細嫩、纖維很少、有特殊香味。據分析，這些都與土壤中砷的含量有關。

因此，礦物元素有益or有害，生命需要or不需，這都是相對的。目前認為對生命是不必需的或有毒的元素，可能未來會發現是有益的或生命所必須的。任何一種元素對植物的作用不僅取決于其化學性質，還取決于其“适當的數量”以及與其他元素的“合理的比例”關系是否适合該種植物在不同生長時期的平衡需求或耐受能力（圖3）。

二、土壤-人體健康的關系

研究表明，人體中的微量元素與地殼元素豐度呈正相關，這是土壤-植物- 動物-人類的生物鍊傳遞結果。人們已經發現人體血液中有60 多種化學元素，與地殼同種化學元素的分布之間具有明顯的相關性( 圖4)。

如果在某一地區地殼中的化學元素濃度超出了人體所适應的正常變動範圍，就可能引起病變。

在這漫長的發生、進化曆程中（圖5），植物、動物、人類都對地殼岩石圈的礦物質元素背景形成了緊密的依賴關系。盡管人們對微量元素的認識還很新，研究者們還是每一天都能發現它們的更多重要之處。譬如，機體要吸收鈣，就必需要有微量元素硼。如果你不能從膳食中獲得足夠的硼，你的身體就不能吸收到食物、飲用水或補充劑中的鈣。譬如，侏羅紀時代稱霸地球表面的恐龍，因為一顆地外小行星撞擊地球所帶來過量的元素銥而突然滅絕。而适應高濃度銥的少量生物物種存活下來，然後演化成為目前地球的生物種群。

三、結語

土壤-植物營養-人體健康關系鍊，應考慮一個系統問題，應從‘正’‘逆’雙路徑破題。正如尹雪斌研究員所說“讓有益的營養素進入人體發揮功效，那麼既需要對從岩石到人體有益物質流的傳遞過程進行正向研究，找到物質流傳輸規律，也需要基于人體對功能成分的實際需求逆向設計。”

土壤-植物營養-人體健康的基礎研究已經引起了地球物理學家、生理學家、土壤學家、農業化學( 肥料) 家和農學家們的重視，以及畜牧學家、醫學、衛生學、營養學與環境科學方面的專家們也給予了極大的關注，他們并圍繞岩石-土壤-肥料-作物/動物-食品-人體，物質流傳輸規律與調控技術相關的關鍵科學問題開展研究，為早日拿出應對‘隐性饑餓’問題上的‘中國方案’，而砥砺前行。”

參考資料1：陳能場“土壤觀察”等公衆号文章《營養助力植物抗病》、《健康土壤該是什麼樣子》

參看資料2：劉建明等，中微量元素與植物營養和人體健康的關系，化學工業。

來源：農道不盈、土壤改良與農業生态工程中心

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