除水分外,植物需要各种矿质元素来维持自身正常生命活动,这些矿质元素主要存在于土壤中,植物通过根系吸收进体内,并运输到需要的部位,加以同化利用。植物对矿质元素的吸收,运输和同化过程称为矿质营养
植物必需元素确定标准
缺乏该元素,植物不能进行正常生长和生殖,不能完成生活史
缺乏该元素,植物表现出专一的缺乏症,只有加入该元素时植物才能恢复正常
该元素的作用必须是直接的,不是因其使其他元素更易利用或改变土壤理化条件而产生的间接作用
生理作用
作用
电化学平衡和信号传导的作用:维持细胞渗透势,原生质胶体的稳定性,构成细胞的缓冲系统,保持细胞电荷平衡
矿质元素
N
生理功能
磷脂蛋白质核酸的主要成分,参与生物膜,原生质,细胞核,酶,辅酶,辅基的组成;某些植物激素,维生素的成分;叶绿素的成分,与光合作用关系密切
症状
缺乏
作物枝叶稀少,分蘖(分枝)能力弱,叶片小而薄,植株矮小,花果少且易脱落
过多:叶大而深绿,植株徒长,茎秆机械组织不发达,易倒伏和被病虫侵害
P
主要以H2PO4,HPO4两种形式为植物所吸收二者之间可相互转化
生理功能
核酸,核蛋白,磷脂主要构成元素,与蛋白质合成,细胞分裂生长有密切关系;辅酶,ATP,ADP的成分,参与能量代谢,光合,呼吸,氮代谢,脂肪转化等生理代谢;促进糖类的合成转化和运输
症状
缺乏
分蘖分枝减少,幼芽幼叶生长停滞,茎根纤细,植株矮小,花果脱落,成熟延迟
有利于花青素形成,叶子呈现不正常的暗绿色以至紫红色
P在体内易移动,可重复利用,缺磷症状首先在下部老叶出现,以后逐渐向上发展
过多
叶上出现小焦斑,系磷酸钙沉淀所致;阻碍硅的吸收,易招致水稻感病
易引起缺锌病——水溶性磷酸盐可与土壤中锌结合,减少锌的有效性
K
在土壤中以KCl,K2SO4等盐类形式存在,在水中解离成K+而被根系吸收
生理功能
许多酶的激活剂;K+对质膜ATPase的活性有启动作用;促进蛋白质合成;K+能提高RuBP羧化酶活性,在维持叶绿体结构和光合磷酸化,氧化磷酸化过程中起重要作用,促进光合作用
细胞渗透调节物质的重要组分,通过调节细胞渗透势影响细胞的伸长生长,气孔开闭等生理过程,可提高作物抗旱性(K+通常是NO3-最主要的平衡离子)
缺乏症状
茎秆柔弱,易倒伏;抗旱,抗寒性降低;叶片失水,蛋白质叶绿素被破坏,叶色变黄,逐渐坏死;叶缘干枯,生长缓慢,叶中部生长较快
吸收
被动吸收
由于扩散作用或其他物理过程引起的不需要代谢能量的吸收过程,也称非代谢吸收
简单扩散
方式
分子或离子直接通过膜脂双分子层
疏水性溶质通过膜的速度与其脂溶性成正比,脂溶性越强通过磷脂层速度越快
细胞壁功能: 支持和保护:控制原生质体大小,防止原生体吸水胀破物质转运,信息传递,抵御病菌感染
参与光合作用的元素:Mn,Cl 参与叶绿素合成:N, Mg,Fe,Zn,Cu参与有机物运输:P, B,K 参与氮代谢: P,Mo,Fe
离子的扩散与化学势梯度,电势梯度有关,离子的扩散动力是电化学势梯度