植物的礦質營養東莞中學13-14生物競賽輔導內容植物必需的礦質元素1植物細胞對礦質元素的吸收2植物對礦質元素的吸收3礦質元素在植物體內的運輸4合理施肥5第一節植物必需的礦質元素礦質營養(mineralnutrition)：植物對礦物質的吸收，轉運和同化，通稱礦質營養。一、植物體內的元素：

水分10-95%（105度烘干去除）

植物體：有機物：（90%，燃燒后以氣體形式放出）干物質5-90%

無機物：（10%，燃燒后留于灰分中稱灰分元素，加N共稱礦質元素）植物體內的必需元素大量元素(macroelement)：含量>0.01%

C、H、O、N、S、P、K、Ca、Mg、Si等。微量元素(microelement)：含量<0.01%

Fe、Mn、Zn、B、Cu、Mo、Na、Cl、Ni等。3、植物必需礦質元素的生理作用

a、細胞結構物質的組成成分

b、植物生命活動的調節者，酶的活化劑

c、電化學作用，調節離子濃度，膠體穩定，電荷中和礦質元素的主要作用及缺素癥狀：元素吸收狀態主要作用缺素癥N無機：銨態、硝態結構組分（蛋白、核酸）植株矮小有機：尿素酶組分，催化葉綠素少，黃白重要化合物組分（葉綠素、根系細、分枝少激素、ATP、NAD等）花少，子粒不飽滿

（老葉癥）P正磷酸鹽結構組分（蛋白、核酸）植株矮小重要化合物組分（ATP、CoA、葉深綠或發紅NAD等）成熟期延遲參與糖代謝光合呼吸糖運輸產量下降參與N代謝硝酸還原抗性減弱參與脂代謝脂肪分解（老葉癥）

元素吸收狀態主要作用缺素癥K離子態酶的活化劑易倒伏，抗性下降滲透調節劑葉綠素破壞，有黃斑與蛋白合成有關葉片卷曲與糖合成及運輸有關（老葉癥）

S硫酸根離子含硫氨基酸組分植株矮小生物活性物組分（維生素、葉黃CoA、GSH等）影響氧化還原過程（幼葉癥）Ca離子細胞壁組分生長點受損穩定細胞膜、參與染色體結構葉簇生結合有機酸，避免酸毒害葉間葉緣黃化酶的活化劑焦狀壞死離子拮抗早衰、少結實第二信使（幼葉癥）Mg離子葉綠素組分葉失綠酶的活化劑出現褐色斑促核糖體大小亞基結合（老葉癥）第二節植物細胞對礦質元素的吸收

植物細胞對礦質元素的吸收（1）被動吸收（passiveabsorption）：細胞不需消耗代謝能量，由于擴散作用或其他物理過程的影響而進行的礦質元素的吸收過程

a：擴散作用

簡單擴散：氣體、水分子等小分子物質或脂透性物質通過質膜由高濃向低濃進行的擴散。

協助擴散：非脂透性物質借助膜上特定的物質協助由高濃向低濃進行的擴散。動力：濃度梯度

b：杜南平衡：由于細胞內不可擴散的帶電離子的存在使細胞逆濃度梯度累積相反電荷離子的作用。作用達到平衡時，細胞內外可擴散的陰陽離子濃度積相等，該平衡稱杜南平衡。動力：電化學勢梯度（3）胞飲作用（pinocytosis）：物質吸附于質膜上，通過膜的內折而轉移到細胞內的吸收物質及液體的過程。——非選擇性吸收離子命運：留于細胞質或進入液泡第二節植物細胞對礦質元素的吸收

（三）單鹽毒害和離子對抗單鹽毒害(toxicityofsinglesalt)：

溶液中只有一種金屬離子對植物起有害作用的現象。離子拮抗作用(ionantagonism)：

在發生單鹽毒害的溶液中，加入少量其他金屬離子，即能減弱或削除這種單鹽毒害，離子間這種作用稱為離子拮抗作用。平衡溶液(balancedsolution)

各種植物生活需的礦質元素按一定濃度和比例配成的，對植物的生長有良好作用而無毒害的溶液。二、根部對溶液中礦質元素的吸收：（一）根部吸收礦物質的區域：根尖根毛區（二）根部吸收礦物質的過程：

1、離子吸附在根部細胞表面：交換吸附

H+與陽離子，HCO3-與陰離子，不需要能量

2、離子進入根部內部：

（1）質外體途徑（2）共質體途徑

3、離子通過擴散進入根部由細胞壁和細胞間隙組成的自由空間，到達內皮層后，由于凱氏帶的阻礙，離子進入細胞，并經胞間連絲由一個細胞運到另一個細胞，直到導管周圍的薄壁細胞，再由薄壁細胞將離子釋放到導管中，并隨液流運到植物的莖和枝葉中。三、根部對土壤中非溶解狀態礦質元素的吸收（一）根部對吸附在土壤膠體上的礦質元素的吸收：

1．通過土壤溶液得到

2．直接交換得到（二）根部對難溶礦物質的利用：根部細胞可向外分泌H2CO3，檸檬酸，蘋果酸等，溶解土壤中的難溶礦物質。四、植物地上部分對礦質元素的吸收地上部分主要吸收器官為葉片。葉片只能吸收溶解在液體中的礦質元素，通過氣孔和角質層進入葉片。五、影響根部吸收礦物質的條件a：溫度——影響呼吸，影響主動運輸，影響細胞質粘性過高：酶鈍化，細胞透性增加過低：代謝弱，主動吸收慢，細胞質粘性大b：通氣——影響呼吸，影響主動運輸c：土壤濃度——初時隨濃度增高吸收增加，后出現飽和效應，過高燒苗d：pH——直接影響：蛋白質中‘氨基酸的帶電性高——易吸收陽離子低——易吸收陰離子間接影響：影響礦質的溶解度

N、P、K、S、Ca、Mg中性有效吸收

Mn、B、Cu、Zn微酸性有效吸收

Fe酸性有效吸收影響土壤微生物的活動礦物質的分布：以離子狀態或形成不穩定易分解的化合物，分布于幼嫩，生長旺盛的部位。此類元素缺乏病多發于老葉。如：NPMg。

形成難溶解的穩定化合物，不能移動，只能利用一次。此類元素缺乏病多發于幼葉。如：CaFeMnSB。第四節礦物質在植物體內的運輸礦質元素的同化：植物從土壤中吸收到的簡單無機物合成轉化為復雜有機養料的過程。以N為例的三個問題：1、NO3-中氧化態的N如何還原為Pro中NH4+態的N2、NH4+態的N如何參與Pr底物氨基酸的組成3、土壤