矿质营养
植物生理学-03-矿质营养
0
为膜原有电化学势；
j
aj为离子的电化学活度；Zj为离子的代数化合价 F为法拉第常数，96.5J/mol；E为电势
膜内外离子 j 分布产生的电化学势分别表示为：
µ µ0
=
j外
j + RT ln a j外 + Z j ⋅ F ⋅ E外 (2)
µ µ0
=
j内
j + RT ln a j内 + Z j ⋅ F ⋅ E内 (3)
What was wrong with him?
矿质营养学说与农业化学的建立
李比希（J. Liebig）1840年伦敦有机化学年会上发表 了“化学在农业和生理学上的应用”的论文，否定了 腐殖质营养学说，提出了矿质营养学说。
腐殖质(humus)是有了植物后才出现在地球上的而不是 植物出现以前。因此土壤中矿物质是一切绿色植物的 唯一养料，厩肥及其它有机肥料对于植物所起的作用， 并不是由于其中所含的有机质，而是由于这些有机质 在分解时所形成的矿物质。
平衡溶液：将某种植物所必需的矿质元素按照一定浓度和适当比例 配制成的，并对该植物生长发育具有良好作用而无毒害的混合溶液， 称为该种植物的平衡溶液。
二、植物细胞吸收矿质元素的机理
两种吸收机理：主动吸收和被动吸收
离子过膜的驱动力： 1、化学势梯度(浓度差)：由高到低 2、电势梯度：阳离子被负电荷吸引；阴离子被正电荷 吸引。
植物的必需元素（essential element） 大量元素：C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg、 微量元素：Fe、Mn、Cu、Mo、Zn、B、Cl、Ni、Na
必需的矿质元素：N、P、K、S、Ca、Mg、Fe、Mn、 Cu、Mo、Zn、B、Cl、Ni、Na
矿质营养的研究方法和测量指标
矿质营养的研究方法和测量指标一、矿质营养的研究方法及测量指标主要有灰分分析、溶液培养法和沙基培养等方法。
1、灰分分析。
采用理化手段对植物材料中干物质燃烧后的灰分进行分析。
灰分构成：各种矿质的氧化物及硫酸盐、磷酸盐、氯化物等各种盐分。
灰分元素：构成灰分的各种元素（C、H、O除外）。
2、溶液培养法原理：只要满足植物正常生长发育的要求(光、温、水、气、必需元素)，植物可以在水中或砂中生长。
把必需矿质元素配制成培养液培养植物称溶液培养，而把培养液加于洁净的石英砂中培养植物则称砂基培养。
由于培养液中元素的种类和数量可以人为控制，因此当要了解某种元素是否为植物必需时，只要有意识地配制缺乏该种元素的培养液，根据植物在该培养液中所表现出来的症状，便可了解该元素的作用以及对植物生长发育的必要性。
溶液培养法（水培法）：在含有矿质元素的营养液中培养植物的方法。
溶液培养法的意义：营养液中添加或除去某种或某些元素，通过观察分析植物生长发育情况，可准确判断植物所必需的矿质元素的种类和数量。
营养液配方：Hoagland和Arnon溶液；溶液培养法的类型：纯溶液培养、砂基培养法、气栽法、营养液膜法等。
无土栽培法。
例如：《缺锌对番茄与甜椒生长发育及矿物质代谢的影响》研究缺Zn溶液培养对番茄(Lycopersicon esculentum miller)和甜椒(Capsicum frutescens L. Var. grossum Bailey)生长发育及P、K、Ca、Zn在植物体内各部位含量的影响时，用的就是溶液培养的方法。
结果表明,2种蔬菜叶部缺Zn症状与叶含Zn量关系不大,而与叶含P、Ca量密切相关,叶部缺Zn症状主要是由于叶内P过度积累产生的毒害作用和叶含Ca量大幅度降低产生的有害影响及K含量降低造成离子平衡失调。
3、砂基培养原理：同溶液培养法根据作物无机营养的特点，用作物的必需的矿质元素的培养溶液培养物，可使植物长到与土壤中一样好，利用此法，所用元素的量可以完全人为控制。
第三章矿质营养
第三章矿质营养
7. 硅
◇ 吸收形式：单硅酸〔Si （OH）４〕。 ◇ 硅多集中在表皮细胞内，使细胞壁硅质化，增强
了植物对病虫害的抵抗力和抗倒伏的能力。 ◇ Si对生殖器官的形成有促进作用,如对穗数、小穗
◇ 有益元素或有利元素 有些元素并非植物必需的，但能促进某
些植物的生长发育，这些元素称为有益元素或有利元素，常见的有钠、 硅、钴、硒、钒等，如Si对水稻、Al对茶树等。
●稀土元素 指元素周期表中原子序数在57～71的镧系元素及
其化学性质与镧系元素相近的钪和钇。植物体内普遍含有稀土元素，稀 土元素对植物的生长发育有良好的作用，如低浓度稀土元素可以促进种 子萌发和幼苗生长。
第三章矿质营养
●下图：当细胞外的某一离子浓度比细胞内的该离子浓度
高时，质膜上的离子通道被激活，通道门打开，离子将顺
着跨质膜的电化学势梯度进入细胞内。
离 子 通 道 运 输 离 子 的 模 式 图
第三章矿质营养
（二）载体运输
载体运输学说认为，质膜上有各种载体蛋白，属于 内在蛋白，它有选择地与质膜一侧的分子或离子结合， 形成载体—物质复合物。通过载体蛋白构象的变化，透 过质膜，把分子或离子释放到质膜的另一侧。
的物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接效果。
即：不可缺少性，不可替代性，直接功能性。
第三章矿质营养
根据上述标准，现已确定植物必需的矿质元素 (包括氮)有14种，它们是：
氮（N） 磷（P） 钾（K） 钙（Ca） 镁（Mg） 硫（S） 铁（Fe） 铜（Cu） 锌（Zn） 锰（Mn） 硼（B） 钼（Mo） 氯（CI） 镍（Ni）
第二章 矿质营养(一)2014
Potassium Deficiencies:
Yellow and brown coloration of leaf margins 缺钾：叶缘变黄和棕色
S
吸收形式：SO42－ 生理作用： 1、形成含S氨基酸 2、是CoA、VB1、VB7成分 病症： 1、影响蛋白质的合成，叶色黄绿或发红 2、影响叶绿素合成 3、植株矮小 思考－ S的缺素症和N的缺素症有何异同？原因？
常见的有钴(Co) 、硒(Se) 、钒(V) 、铝(Al) 、钛(Ti)、锂(Li)、碘(I)等。
钴(Co)：豆科植物根瘤菌固氮所必需的。
Si：有利于水稻茎秆发育，在有硅存在时，增强水稻的抗倒和抗病能力。 Na：有利于甜菜叶片中的淀粉转化为蔗糖有利于光合产物向根的运输。 Na还参与保卫细胞和
缺乏症：
缺Ca时的病症主要表现在幼叶和根、茎的生长点。 （本节其它内容自学）
缺钙症状
1）幼叶淡绿色 继而叶尖出现典 型的钩状,随后 坏死。 2）生长点坏死 钙是难移动，不 易被重复利用的 元素,故缺素症 状首先表现在幼 茎幼叶上，如大 白菜缺钙时心叶 呈褐色“干心 病” ，蕃茄 “脐腐病”。
水稻缺Ca，新叶发 黄，生长点坏死
（2）植物缺乏该元素时表现出特有的病症特征(症状)，当加入该元素时，
可预防或消除病症，恢复正常，且其功能不能被其它元素所代替。 （3）该元素对植物的营养作用(效果)是直接的（而不是由于土壤的物理、
化学、微生物条件的改善而产生的间接效果）。
◆研究植物营养的方法 ――人工培养法
人工培养法或无土栽培法（soil-less culture）指不用土壤而用人工配制的营养液 进行培养植物的方法。它包括四种：
第二章
矿 质 营 养
矿质营养的名词解释
矿质营养的名词解释矿质营养是人体所需的一种重要营养物质，也被称为无机营养。
与维生素、蛋白质、碳水化合物等有机营养物质不同，矿质营养主要指人体所需的无机矿物元素。
这些无机矿物元素是人体正常生长、发育和保持健康所必不可少的物质，它们参与了体内一系列原子和分子的组合和反应，维持了人体的正常代谢和功能。
在一些生物化学过程中，矿质营养起到了催化剂的作用，促进了多种体内过程的进行。
具体而言，矿质营养由钙、磷、镁、钠、钾、铁、锌、铜、锰、硒、碘等元素组成。
每一种矿物元素都在人体内发挥着独特的作用。
首先，我们来看看钙和磷这两种最常见的矿物元素。
钙和磷是构成骨骼和牙齿的主要成分，对于骨骼的形成和维持正常的骨密度起着至关重要的作用。
此外，在神经传导、肌肉收缩和心脏功能方面，钙也发挥着重要的作用。
镁是另一种常见的矿物元素，它参与了多种体内酶的催化作用。
镁对于骨骼的发育和健康同样至关重要，还在神经肌肉的兴奋性和心血管功能方面发挥作用。
钠和钾是维持体液平衡和神经肌肉功能正常的关键元素。
人体细胞内外的钠和钾浓度差异是维持正常细胞功能和传递神经信号的基础。
此外，它们还参与调节血压、心跳和肌肉收缩等生理过程。
铁是构成血红蛋白的重要成分，红细胞携带氧气时就需要铁的参与。
铁还参与合成DNA和细胞呼吸等重要过程，对于维持人体的能量代谢和免疫功能也发挥着重要作用。
锌、铜和锰等微量元素同样不可或缺。
锌参与多种体内酶的催化作用，对于免疫功能、伤口愈合、细胞生长和发育等起到重要作用。
铜和锰分别参与多种体内酶的活性中心，对维持人体的能量代谢和抗氧化能力起着重要作用。
此外，碘也是人体必需的矿物元素之一。
碘参与了甲状腺激素的合成，这些激素对于维持人体正常的代谢过程至关重要。
碘缺乏会引发甲状腺机能减退，导致甲状腺肿大和体内多种代谢过程的紊乱。
最后，我们来看看硒。
硒是一种具有强抗氧化性的微量元素，可保护细胞免受氧化损伤。
硒还参与代谢，对人体的免疫系统、甲状腺功能和生殖系统起到重要作用。
矿质营养知识点总结
矿质营养知识点总结一、矿物质的作用1. 帮助酶的活化：矿物质可以作为辅酶或酶的结构组分，参与细胞的代谢过程，如锌、镁等矿物质是多种酶的激活因子。
例如，锌是多种酶的组成部分，参与核酸和蛋白质的合成与代谢，维持细胞生长和分裂等生理功能。
2. 维持酸碱平衡：钙、镁、钠、钾等矿物质是维持体液酸碱平衡、参与神经肌肉兴奋传导的重要离子。
钙是构成骨骼和牙齿的主要成分，维持骨骼的健康，同时参与神经传导和肌肉收缩。
3. 细胞结构构成：矿物质是细胞膜和组织构成的重要部分。
磷是构成细胞膜和骨骼的主要成分，钠和钾则是神经细胞兴奋和传导的离子。
4. 参与激素合成：镁、锌等矿物质是多种激素的合成所必需的元素。
锌对雄性激素睾酮的合成和分泌起到重要的调节作用，对于男性生殖系统和精子的形成具有重要意义。
5. 抗氧化作用：铜、锌、硒等矿物质是多种抗氧化酶的重要成分，能够清除自由基，减少氧化应激对细胞的损害。
二、常见矿物质及其作用1. 钙（Calcium）：对于维护骨骼和牙齿的健康至关重要，同时参与神经传导、肌肉收缩、细胞信号传导等生理过程。
2. 镁（Magnesium）：调节神经肌肉功能，参与酶的活化、DNA合成、细胞内信号转导。
3. 磷（Phosphorus）：构成DNA和RNA的骨干，参与细胞内能量代谢、细胞膜的构成。
4. 钾（Potassium）：参与神经肌肉兴奋、酸碱平衡的维持。
5. 钠（Sodium）：维持细胞内外的渗透压、神经肌肉兴奋传导。
6. 铁（Iron）：是血红蛋白和肌红蛋白的组成成分，负责氧气运输和储存。
7. 锌（Zinc）：参与酶活性，细胞信号转导，细胞凋亡等生理过程。
8. 硒（Selenium）：是抗氧化酶谷胱甘肽过氧化酶的辅酶，参与自由基的清除及免疫调节。
9. 铜（Copper）：参与铜蓝蛋白、超氧化物歧化酶等酶的活性，维护骨骼、神经系统和免疫系统的健康。
10. 碘（Iodine）：是甲状腺激素的组成成分，参与调节新陈代谢、神经系统的发育。
植物的矿质营养和氮素营养
11 锰（Mn）
生理功能：
（1）参与光合作用中水的光解 （2）是叶绿体的结构成分 （3）是许多酶的活化剂，可提高呼吸速率 （4）是硝酸还原酶和脂肪酸合成酶的活化剂
缺乏症：幼叶贫绿，叶脉间失绿
缺乏病症：缺Mn时，叶绿素不能合成，叶脉间
失绿变黄，叶脉仍绿；症状从幼叶开始。
Wanmun品种，叶子的右半部分 涂上了1%的硫酸锰溶液， 此处的失绿症已消失
植物材料
105℃烘干
水分10－95％
600℃灼烧
干物质 5－90％
有机物（转变为CO2、 H2O、 N2、NH3 、 NO等） 90％
灰 分（矿质元素或 无机盐）5－10％
矿质元素：直接从土壤矿质吸收的元素， 一般指的是灰分中的元素。 N不是矿质元素
植物体内的灰分不是恒定的，而是随植物的种类、器 官、年龄和生境条件而有较大的变化。
10 锌（Zn）
❖生理功能： ❖（1）是生长素合成必需的 ❖（2）合成叶绿素可能也需要Zn ❖（3）是碳酸酐酶的成分，与光合、呼吸都
有关
❖（4）是谷氨酸脱氢酶和羧肽酶的活化剂，
在氮代谢中有作用。一定作用。
缺乏病症：缺乏Zn时，生长素不能合成， 植物生长受抑，出现“小叶病”
四个红薯品种的缺锌植株上的幼嫩叶（上） 与同龄植株健康幼嫩叶（下）的比较。这四个 品种从左到右为Lole，Hawaii，Markham，Wanmum
依据必需元素的三条标准，借助溶液培养或砂基培养 法，现已确定植物的必需矿质元素（含N）有14种， 加上C、H、O，植物的必需元素共有17种，根据植 物的需要量分为两类：
大量元素（0.01%以上）：9种
C、H、O、N、P、K、 Ca 、Mg、S
微量元素（10-5~10-3%）：8种
植物的矿质营养
硝酸还原酶催化
来源于呼吸作用
亚硝酸还原成氨---叶绿体或根中的前质体
亚硝酸还原酶（nitrite reductase, NiR）催化
氢供给体是绿叶中的铁氧还蛋白（Fd）
含两个辅基(铁-硫簇 (Fe4S4),特异化血红素)
亚硝酸还原酶
光合作用
（五）离子间的相互作用
竞争和协助作用
1.竞争作用
一种离子存在抑制植物对另一种离子吸收。 易发生在具有相同理化性质（如化合价和离子半径）的离子之间，可能与竞争同种离子载体有关。 NH4＋ K＋； Mn2＋、Ca2＋ Mg2+； Cl－ NO3－；SO42－ SeO42－
放射性试验证实
根系吸收无机离子主要通过木质部向上运输，同时可从木质部活跃地横向运输到韧皮部 矿质元素运输的途径
二、矿质元素在植物体内的分配与再分配
缺素症---先出现于嫩叶。
02
1.参与循环元素：都能再利用
分配与再分配，因离子在植物体内是否参与循环而异。 有的元素进入地上部后仍呈离子状态（钾） ； 有的元素形成不稳定化合物，不断分解，释放出的离子又转移到其它需要的器官中去（氮、磷、镁） 。
3.平衡溶液（balanced solution）
二、根系吸收矿质元素的过程
离子进入导管
质外体和共质体 根部表面 进入根内部
2.离子进入根系内部
01
根系对溶液中矿质元素的吸收过程 原因：根部细胞质膜表层有阴阳离子（ H+ 和 HCO3- 呼吸放 C02 和 H20 生成的H2C03 解离出来）。 H+ 和 HCO3- 迅速地分别与周围溶液阳,阴离子进行交换 吸附,盐类离子即被吸附在细胞表面(不需能量,速度快, 几分之一秒 ) 。
植物矿质营养
土壤中离子的吸附和交换
土壤中胶体粘粒和腐殖物质的表面具有电荷,可以吸引离子 和偶极分子,这种结合是可逆的. 粘粒矿物和腐殖质胶体二者都带有净负电荷,因而它们主要 吸引,吸附阳离子.这二者也有一些正电荷的部位,在该 处能累积阴离子.阳离子被保持的牢固程度取决于它的电 荷和水合程度.
土壤中离子的吸附和交换
缺钙症状
钙在植物体内的移动性很小,缺钙时茎和根的生长点以及幼 叶先呈现病症,使其凋萎甚至生长点死亡.由于生长点死 亡,植株呈簇生状. 缺钙植株叶尖或叶缘变黄,枯焦坏死.植株早衰,不结实或 少结实.
黄瓜缺钙
镁元素的生理功能 元素的生理功能
1. 镁是叶绿素的组成成分,故为叶绿素形成及光合作用所必需. 2. Mg 2+是许多酶的活化剂,包括许多转移磷酸基的酶;镁能与ATP形成 MgATP 2+复合物,然后此复合物结合到酶蛋白上,镁作为酶蛋白与 ATP相结合的桥梁促进磷酸基的转移. Mg 2+是己糖激酶,磷酸己糖激酶,丙酮酸激酶的活化剂;Mg 2+也是许 多合成酶如乙酰辅酶A合成酶,谷氨酰半胱氨酸合成酶,谷氨酰合成 酶和琥珀酰辅酶A合成酶的活化剂,Mg 2+还是核糖核酸聚合酶的活化 剂;聚核糖体的合成也必需Mg 2+ .故Mg 2+促进呼吸作用,氮代谢与 蛋白质的合成过程. 3. Mg 2+在光合作用中有特别重要的功能,在光合电子传递过程中,Mg 2+和K+ 作为H+ 的对应离子,在H+ 从叶绿体间质传递到类囊体空间的 同时,Mg 2+ 和K+ 即从类囊体空间转移到叶绿体间质,一方面使H+ 能继续转移,维持跨类囊体膜的H+ 梯度,促进光合磷酸化;另一方 面,Mg 2+转移到叶绿体间质,使RuBP羧化酶和5-磷酸核酮糖激酶等 活化,促进光合碳循环的运转,促进光合作用.
2.植物的矿质营养
12.钼 钼是以钼酸盐( MoO42-、HMoO4-)的形式进入植物体内。钼离子(Mo4+~Mo6+ )是硝酸 还原酶的金属成分，起着电子传递作用。钼又是固氮酶中钼铁蛋白的组成成分，在 固氮过程中起作用。所以，钼的生理功能突出表现在氮代谢方面。钼对花生、大豆 等豆科植物的增产作用显著。缺钼时，老叶叶脉间缺绿，坏死。而在花椰菜缺钼时， 形成鞭尾状叶，叶皱卷甚至死亡，不开花或花早落。 13.氯 氯离子(CI-)在光合作用水裂解过程中起着活化剂的作用，促进氧的释放。根和叶的 细胞分裂需要氯。缺氯时植株叶小，叶尖干枯、黄化，最终坏死;根生长慢，根尖粗。 14.镍 镍在植物体内主要以Ni2+的形式存在。镍是脲酶的金属成分，脲酶的作用是催化尿 素水解成CO2和NH4+。镍也是氢化酶的成分之一，它在生物固氮中产生氢气起作用。 缺镍时，叶尖积累较多的脲，出现坏死现象。
二、植物必需矿质元素的确定
Arnon和Stout ( 1939 )提出植物的必需元素必须符合下列3条标准: ①完成植物整个。生长周期不可缺少的; ②在植物体内的功能是不能被其他元素代替的，植物缺乏该元素时 会植表现专一的症状， 并且只有补充这种元素症状才会消失; ③这种元素对植物体内所起的作用是直接的，而不是通过改变土壤 理化性质、微生物生长条件等原因所产生的间接作用。 上3条标准目前看来是基本正确的，因此普遍为人们所接受。
10.锌 锌离子(Zn2+ )是乙醇脱氢酶、谷氨酸脱氢酶和碳酸酐酶等的组成成分 之一。缺锌植物失去合成色氨酸的能力，而色氨酸是吲哚乙酸的前身， 因此缺锌植物的吲哚乙酸含量低。锌是叶绿素生物合成的必需元素。 锌不足时，植株茎部节间短，莲座状，叶小且变形，叶缺绿。吉林和 云南等省玉米“花白叶病”，华北地区果树“小叶病”等都是缺锌的缘故。 11.铜 铜是某些氧化酶(例如抗坏血酸氧化酶、酪氨酸酶等)的组成成分，可以 影响氧化还原过程。铜又存在于叶绿体的质体蓝素中，后者是光合作 用电子传递体系的一员。缺铜时，叶黑绿，其中有坏死点，先从嫩叶 叶尖起，后沿叶缘扩展到叶基部，叶也会卷皱或畸形。缺铜过甚时， 叶脱落。
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➢该元素对植物生长发育的作用是直接的，不是 由于土壤的物理、化学、微生物条件的改善而 产生的间接效果。
• 按上述标准，如果某元素只是抵消其他元 素的毒害效应，或者只是在某些元素不太专一 的方面有利于植物的生长，那么该元素不属于 植物的必需元素，但可以认为是有益元素。随 着去污技术和高灵敏分析技术的发展，今后仍 有可能发现另外一些元素是植物的必需元素。 其中，Ni是直到1987年才确定的必需元素。 由于近年来发现Na为大多数C4和CAM植物所 必需以及Si在细胞壁结构形成以及抗病力方面 的作用，也有著作把Na、Si也列为必需元•素11。
•20
•图3-6 番茄缺钾初期叶缘失绿 •21
•图3-7 植株缺钾症状 •22
5、钙（Ca）
吸收形式：Ca2+。
•作用：
构成细胞壁的胞间层。 维持染色体和膜结构的稳定性。 是酶的活化剂。 具有第二信使的功能。 缺素症：幼嫩器官溃烂坏死，嫩叶尖或
叶缘变黄，逐渐向内坏死。 Ca的移动性小，缺乏时，症状首先在嫩叶出 现（图3-8、3-9）。
•6
•三、植物的溶液培养
• 早在19世纪，Sachs和Knop就设计了水培 方法，也称溶液培养法。即用纯化了的化合物配 制成水溶液来培养植物以确定植物必需的矿质元 素种类和数量。
•溶液培养法的形式：
➢水培法（无土栽培〕：植物直接栽培于营养液中 。
➢砂培法：支撑物（石英砂、蛭石、珍珠岩）。
➢气培法（雾培）：根系置于营养液气雾中。
Ｎ移动性大，缺乏时，症状首先在老叶出现（ 图3-3）。Ｎ供应充足，植物生长健壮，叶大色浓 ；Ｎ供应过多，植物贪青徒长。
•13
•图3-2 萝卜缺氮的老叶变黄 •14
• 图3-3 缺N老叶发黄枯死，新叶色淡,生长矮小，根系
细长，分枝（蘖）减少。
•15
2、硫（S）
•吸收形式：SO42-。
•作用：
是蛋白质的成分。 CoA中的硫氢基(-SH)具有固定能量的作用 ，参与氨基酸、脂肪和糖类的合成。 •缺素症：叶片黄绿色(与N相似)。
Ｐ的移动性大，缺乏时，症状首先在老叶出现
（图3-5）。
•18
•图3-5 植株缺磷症状
•19
4、钾（K） 吸收形式：K+。 •作用： 是酶的活化剂。 促进碳水化合物的合成和运输。
增加原生质的水合程度，提高细胞的保水能 力，增强抗旱性。 •缺素症：叶色缺绿变黄，逐渐坏死。茎秆
柔弱易倒伏（图3-6、3-7）。 Ｋ的移动性大，缺乏时，症状在老叶出现。
➢营养薄膜技术：流动的营养液在根系表面形成一
层营养液薄膜。
•7
•图3-1 植物的溶液培养
•8
•溶液培养法必须注意的事项：
➢营养液中必须含有植物必需的矿质养分； ➢各种养分必须以植物可利用的形态存在； ➢各种养分成一定比例； ➢营养液的水势不能太低，以防植物脱水； ➢经常调整营养液pH,使其与植物的生长相适应； ➢注意给根系通气以保持适当的根系活力； ➢经常更换营养液（如每星期一次）。
大量元素（mjar element）：C、H、O、 N、P、S、K、Ca、Mg 、Si共10种。植 物需要量大，占植物体干重的0.1～10％。 微量元素 (minor element)：Fe、B、Cu、 Zn、Mn、Cl、Mo、Na、Ni共9种。植 物需要量小，占植物体干重的0.01～ 0.00001％。
•五、必需矿质元素的生理功能及缺素症
•（一）必需矿质元素的生理功能
➢是细胞结构物质的组成成分；
•12
➢调节植物的生命活动；
➢起电化学作用。 •（二）植物缺素症及中毒症
1、氮（生命元素、N） •被吸收的形式：NO3-、NH4+、尿素。
• 作用：氮是蛋白质、核酸、磷脂、酶、激素 •缺素症：、生维长生缓素慢和、叶植绿株素矮的小组，成叶成小分色。淡（图3-2 ）。
•水分(10-95％)
•无机物(10％)
•5
•105℃ 烘干
植物
干物质
600℃
灰分
• 其中C、H、O、N以气态化合物(CO2、水
蒸汽、N2、NH3)散失，S也有一部分以SO2、 H2S形式散失。
构成灰分的元素称为灰分元素(灰分中的元 素直接或间接地来自土壤矿质，故又称矿质元素 。不同种类的植物体内的矿质元素含量差异很大 ，表现出巨大的基因型差异。目前在植物中已经 发现了60多种元素。
•9
四、植物必需的元素的确定
• 迄今为止，已发现至少有C、H、O、N、P
、S、K、Ca、Mg、Fe、B、Cu、Zn、Mn、 Cl、Mo、Ni等17种元素是植物的必需元素。 所谓的必需元素是指维持植物正常生理活动所
必需的•判元断素。必需矿质元素的原则 ：
➢缺乏该元素，植物生长发育发生障碍，不能完成 生活史。 ➢缺乏该元素，植物会表现出特殊的症状，只有加 入该元素后，缺素症状才能消失。
矿质营养
2020年6月5日星期五
• 植物必需的矿质元素 • 植物对矿质元素的吸收 • 矿质元素在植物体内的长
距离运输与分配
• 合理施肥的生理学基础
•2
植物矿质营养：
是指植物对矿物质的吸收 、转运和同化等过程以及矿 元素在植物生命活动中的 作用。
•3
•第一节 植物必需的矿质元素
•一、植物所处大环境的元素组成
S的移动性小，缺乏时，症状首先在嫩叶出现（ 图3-4）。
•16
•图3-4 缺硫植株中上部叶色淡
•17
3、磷（P）
•吸收形式：H2PO4-。
•作用:
磷是核酸、磷脂、辅酶和ATP的组成成分；
磷在碳水化合物代谢中起着重要作用；
磷对氮代谢也有影响。
•缺素症：缺素症与Ｎ相似，生长缓慢，植株 矮小，叶片暗绿，有些植物呈紫色或红色。
所覆盖，因此水圈对植物而言是一个重要的大环 境。在海水中，Na+和Cl-的平均浓度最高，其次 是Mg2+、SO42-、K+和Ca2+。淡水中含量较高的 是Ca2+,其次是Na+、K+、，而Mg2+、SO42-和 Cl-相对较低。
•二、植物体内的元素 • 植物体
•干物质(5-90％) •有机物(90％)
• 植物所处的大环境包括岩石圈、水圈和大气 圈，其中岩石圈和水圈中的矿质是植物体内矿 质元素的来源，在很大程度上影响植物体内的 元素组成。 • 岩石圈的元素组成包括O、Si、Al、Fe、 Ca、Na、K、Mg等，其中O和Si的含量最丰 富，约占岩石圈元素总量的75%。
•4
• 地球表面约有71%的面积为海洋、湖泊和河流