植物必需的矿质元素

植物生理学思维导图：氮：植株缺氮时，植株矮小，根冠比增加，叶小色淡(叶绿素含量少)或发红(氮少，用于 形成氨基酸的糖类也少，余下较多的糖类形成较多花色素苷，故呈红色)，分枝(分蘗)少、花少，籽实不饱满，产量低。

植物必需的矿质元素

• 1.氮
  • 吸收形态
    • （1）有机氮：尿素、寡肽
    • (2)无机氮：铵态氮、硝态氮
  • 生理作用
    • (1)氮是氨基酸、酰胺、蛋白质、核酸、核苷酸、磷脂、辅酶等的组成元素
    • (2)叶绿素、某些植物激素、维生素和生物碱等也含有氮
  • 缺乏症状
    • 植株缺氮时，植株矮小，根冠比增加，叶小色淡(叶绿素含量少)或发红(氮少，用于 形成氨基酸的糖类也少，余下较多的糖类形成较多花色素苷，故呈红色)，分枝(分蘗)少、花少，籽实不饱满，产量低。
• 2.磷
  • 吸收形态
    • 通常磷以磷酸根、磷酸氢根形式被植物吸收
  • 生理作用
    • 磷以磷酸根形式存在于糖磷酸、核酸、核苷酸、辅酶、磷 脂、植酸等中。
    • 磷在 ATP 的反应中起关键作用，磷在糖类代谢、蛋白质代谢和脂肪代谢中起着重要的作用。
    • 施磷能促进各种代谢正常进行，使植株生长发育良好，同时提高作物的抗寒性及抗旱性，提早成熟。
  • 缺乏症状
    • 缺磷时，蛋白质合成受阻，新的细胞质和细胞核形成较少，影响细胞分裂，生长缓慢;
    • 叶小;
    • 分枝或分蘖减少，植株矮小，促进侧根和根毛形成;
    • 某些植物(如油菜)叶子有时呈红色或紫色，因为缺磷阻碍了糖分运 植物的磷糖分运输，叶片积累大量糖分，有利于花色素苷的形成。缺磷时，开花期和成熟期都延迟，产量降低，抗性减弱。
• 3.钾
  • 吸收形态
    • 土壤中氯化钾、硫酸钾等可溶性钾盐在水中接力出钾离子，进入根部
  • 生理作用
    • 钾活化呼吸作用和光合作用的酶活性，是淀粉合成酶、琥珀酸脱氢酶和果糖激酶等40多种酶的辅因子，是形成细胞膨胀和维持细胞内电中性的主要阳离子。
    • 在农业生产上，钾供应充分时，糖类合成加强，纤维素和木质素含量提高，茎秆坚韧，抗倒伏。
    • 能促进糖分转化和运输，使光合产物迅速运到块茎、块根或种子，促进块根膨大，种子饱满
  • 缺乏症状
    • 植株茎秆柔弱易倒伏，抗旱性和抗寒性均差;叶尖叶缘焦枯，叶色变黄，逐渐坏死。
    • 钾移动性强，能移动到嫩叶，因此缺钾症状先出现在较老的叶，后来发展到植株基部。
• 8.锰
  • 吸收形态
    • 植物主要吸收锰离子
  • 生理作用
    • 锰离子是细胞中许多酶(如脱氢酶、脱羧酶、激酶、氧化酶和过氧化物酶)的活化剂，尤其是影响糖酵解和三羧酸循环。
    • 锰使光合中水裂解放出氧。
  • 缺乏症状
    • 缺锰时，叶脉间缺绿，伴随小坏死点的产生。
• 7.铁
  • 吸收形态
    • 铁主要以Fe”的螯合物形式被植物吸收
  • 生理作用
    • 铁是细胞内氧化还原反应所需元素。
    • 铁参与光合作用、生物固氮和呼吸作用中的细胞色素和非血红素铁蛋白的组成
    • 铁在这些代谢方面的氧化还原过程中都起着电子传递作用
  • 缺乏症状
    • 与缺镁症状相反，缺铁发生于嫩叶，因铁不易从老叶转移出来，缺铁过甚或过久时，叶脉也缺绿，全叶白化。
  • 转化形式
    • 机理I植物：机理I植物是双子叶植物以及非禾本科单子叶植物。高价铁还原系统将三价铁还原成二价铁，然后二价铁转运蛋白将还原的二价铁转运到细胞内。
    • 机理Ⅱ植物：机理Ⅱ植物限于禾本科植物，这些植物根系合成分泌铁载体(如麦根酸，PS)，PS与三价铁形成高稳定性复合物后进入。
• 6.镁
  • 吸收形态
    • 镁主要存在于幼嫩器官和组织中，植物成熟时则集中于种子
  • 生理作用
    • 镁离子(Mg)在光合和呼吸过程中，可以活化各种磷酸变位酶和磷酸激酶。
    • 镁也可以活化DNA和RNA 合成过程。
  • 缺乏症状
    • 镁是叶绿素的组成成分之一。缺乏镁，叶绿素即不能合成，叶脉仍绿而叶脉之间变黄，有时呈红紫色。若缺镁严重，则形成褐斑坏死。
• 5.钙
  • 吸收形态
    • 植物从氯化钙等盐类中吸收钙离子
    • 植物体内的钙存在形式分别为:离子状态钙离子、草酸钙以及有机物结合的形式
  • 生理作用
    • 钙在生物膜中可作为磷脂的磷酸根和蛋白质的羧基间联系的桥望可以维持膜结构的稳定性。
    • 细胞质基质中的钙与可溶性的蛋白质钙调蛋白(calmodulin.CaM)结合，形成有活性的复合体，在代谢调解中起”第二信使“的作用
    • 钙调节细胞伸长和分泌过程
    • 钙是形成分泌性小囊泡和胞吐作用所必需的
  • 缺乏症状
    • 缺钙时，细胞壁形成受阻，影响细胞分裂，或者不能形成新的细胞壁，出现多核细胞。
    • 因此缺钙时生长受抑制，严重时幼嫩器官溃烂坏死
    • 蒂病、莴苣顶枯病、芹菜裂茎病等
• 4.硫
  • 吸收形态
    • 植物从土壤中吸收硫酸根离子
    • 进入植物体后，一部分保持不变，大部分被还原成硫，进一步同化为半胱氨酸、胱氨酸和甲硫氨酸等
  • 生理作用
    • 硫也是硫辛酸、辅酶 A、硫胺素焦。酸、谷胱甘肽、生物素、腺苷酰硫酸等的组成元素。
  • 缺乏症状
    • 缺硫的症状似缺氨，包括缺绿、矮化、积累花色素苷等
    • 缺硫的缺绿是从嫩叶发 起，硫不易再移动到嫩叶。
• 9.硼
  • 吸收形态
    • 植物主要吸收硼酸根离子、也可以吸收极少量的B（OH)4-
  • 生理作用
    • 硼与甘露醇、甘露聚糖、聚甘露糖醛酸和其他细胞壁成分组成稳定的复合体，这些复合物是细胞壁半纤维素的组成成分。
  • 缺乏症状
    • 缺硼时，花药和花丝萎缩，毡层组织破坏，花粉发育不良。
• 10.锌
  • 生理作用
    • 锌离子（Zn3＋）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。
  • 缺乏症状
    • 缺锌植物失去合成色氨酸的能力，而色氨酸是吗哚乙酸的前身，因此缺锌植物的吲哚乙酸含量低。
    • 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
  • 生理作用
    • 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。
  • 缺乏症状
    • 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
• 12.钼
  • 吸收形态
    • 钼是以钼酸盐（Mo04 2-、 HMoO4- ,）的形式进人植物体内
  • 生理作用
    • 钼离子（ Mo "~ Mo *）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
    • • 钼对花生、大豆等豆科植物的增产作用显著
  • 缺乏症状
    • 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
  • 生理作用
    • 氯离子（ C ）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。
  • 缺乏症状
    • 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
  • 生理作用
    • 镍是脲酶的金属成分，脲酶的作用是催化尿系水解成 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
  • 缺乏症状
    • 缺镍时，叶尖积累较多的脉，出现环死现象。
• 15.有益元素
  • 钠
    • 生理作用
      • 钠离子在 C4 和 CAM 植物中催化 PEP 的再生，钠离子在 C 4途径中促使维管束鞘与叶肉细胞之间丙酮酸运输
    • 缺乏症状
      • 缺钠时，植株叶片黄化（丧失叶绿素）和坏死（组织死亡），甚全不能开花。
  • 硅
    • 吸收形式
      • 硅是以硅酸（ HSiO4.）形式被植物体吸收
    • 存在形式
      • 硅主要以非结晶水化合物形式（ SiO2 · nH2 O ）沉积在细胞璧和细胞间隙中，
    • 生理作用
      • 可以与多酚类物质形成复合物成为胞壁，尤其表皮细胞的细胞壁，避免病菌和害虫侵袭，防止倒伏。
      • 可促进水稻生长和受精，増加产量
    • 缺乏症状
      • 缺硅时，蒸腾加快，生长加快，易受细菌感染，也易倒伏。
  • 钴
    • 生理作用
      • 钴是维生素B2的成分，而维生素 B2,又是豆科植物根瘤菌中形成豆血红蛋白的必要因素。
      • 钴还是黄素激酶、焦磷酸酶、异柠檬酸脱氢酶等酶的活化剂，调节相应的代谢过程。