圖1：土壤形成過程
植物體中已發(fā)現(xiàn)的化學元素有70多種，其中碳、氫、氧、氮、磷、鉀以及鈣、鎂、鈉、硫、硅等11 種元素占植物體活基質(zhì)的99.95%， 其余60 多種元素( 如、鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬、氯等必需元素；如硅、鎳、鈷、硒、鈉、釩以及稀土元素等有益元素；如鉻、鎘、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(yǎng)的關系
在土壤里面所能發(fā)現(xiàn)的礦物質(zhì)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（硅鎳等），有毒害元素（汞、鉛）。有些專家發(fā)表文章提出，鎳、硅、鈷、鈉等也是植物必需的營養(yǎng)元素，有的低等植物還需要釩、鎵、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、干擾磷代謝，阻礙磷的吸收和向地上部的運轉(zhuǎn)；鋁過多的毒害癥狀系抑制作物根的生長，根尖和側(cè)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(fā)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癥；鉻可以提高植物體內(nèi)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產(chǎn)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(zhì)。湖南省常寧縣白沙的名產(chǎn) “白沙柑子”，其色澤鮮艷、氣味芳香、酸甜可口；常寧縣西嶺產(chǎn)的生姜肉質(zhì)細嫩、纖維很少、有特殊香味。據(jù)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(fā)現(xiàn)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(zhì)，還取決于其“適當?shù)臄?shù)量”以及與其他元素的“合理的比例”關系是否適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-人類的生物鏈傳遞結(jié)果。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)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(qū)地殼中的化學元素濃度超出了人體所適應的正常變動范圍，就可能引起病變。
在這漫長的發(fā)生、進化歷程中（圖5），植物、動物、人類都對地殼巖石圈的礦物質(zhì)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(fā)現(xiàn)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。而適應高濃度銥的少量生物物種存活下來，然后演化成為目前地球的生物種群。
三、結(jié)語
土壤-植物營養(yǎng)-人體健康關系鏈，應考慮一個系統(tǒng)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(yǎng)素進入人體發(fā)揮功效，那么既需要對從巖石到人體有益物質(zhì)流的傳遞過程進行正向研究，找到物質(zhì)流傳輸規(guī)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(yǎng)-人體健康的基礎研究已經(jīng)引起了地球物理學家、生理學家、土壤學家、農(nóng)業(yè)化學( 肥料) 家和農(nóng)學家們的重視，以及畜牧學家、醫(yī)學、衛(wèi)生學、營養(yǎng)學與環(huán)境科學方面的專家們也給予了極大的關注，他們并圍繞巖石-土壤-肥料-作物/動物-食品-人體，物質(zhì)流傳輸規(guī)律與調(diào)控技術(shù)相關的關鍵科學問題開展研究，為早日拿出應對‘隱性饑餓’問題上的‘中國方案’，而砥礪前行。”
參考資料1：陳能場“土壤觀察”等公眾號文章《營養(yǎng)助力植物抗病》、《健康土壤該是什么樣子》
參看資料2：劉建明等，中微量元素與植物營養(yǎng)和人體健康的關系，化學工業(yè)。
來源：農(nóng)道不盈、土壤改良與農(nóng)業(yè)生態(tài)工程中心
