2第二章 植物的矿质营养

第二章植物的矿质营养本章内容提要植物对矿质元素的吸收、转运和利用（同化）是植物矿质营养的基本内容。

通过溶液培养法，现已确定碳、氧、氢、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、锰、硼、锌、铜、钼、氯、镍17种元素为植物的必需元素。

除碳、氧、氢外，其余14种元素均为植物所必需的矿质元素。

这些元素又可分为大量元素(≥0.1%DW)和微量元素(≤0.01%DW)。

植物所必需的元素的标准有3个。

除必需元素外，还有一些元素为有益元素和稀土元素。

植物必需的矿质元素在植物体内有三方面的生理作用：（1）是细胞结构物质的组成成分；（2）参与调节酶的活动；（3）起电化学作用和渗透调节作用。

必需矿质元素功能各异，相互间一般不能代替，当缺乏某种必需元素时，植物会表现出特定的缺素症。

植物细胞对矿质元素的吸收有三种方式：被动吸收、主动吸收和胞饮作用。

细胞的膜上有两种类型的传递蛋白：通道蛋白和载体蛋白。

通道蛋白可协助离子的扩散。

由载体进行的转运可以是被动的，也可以是主动的。

饱和效应与离子竞争性抑制是载体参与离子转运的证据。

载体又可分成单向传递体、同向传递体、反向传递体等类型。

根系是植物体吸收矿质元素的主要器官。

根尖的根毛区是吸收离子最活跃的部位。

根系对矿质元素吸收的特点是：对矿物质和水分的相对吸收；离子的选择性吸收；单盐毒害和离子对抗。

植物地上部分吸收矿质的作用，即根外营养/叶面营养。

根系对矿质元素的吸收受土壤条件（温度、通气状况等）等的影响。

矿质元素运输的途径是木质部。

根据矿质元素在植物体内的循环情况将其分为可再利用元素（如氮、磷等）和不可再利用元素（如钙、铁、锰等）。

可再利用元素的缺素症首先出现在幼嫩器官上，而不可再利用元素的缺素症则首先出现在较老器官上。

不同作物的需肥量不同，且需肥特点也有差异。

合理施肥就是根据作物的需肥规律适时、适量地供肥。

但矿质占植物干物质的量一般不超过10%，因此，合理施肥增产的效果是间接的，是通过改善光合性能而实现的。

第2章植物的矿质营养答案一、名词解释1. 灰分元素：除C、H、O、N等元素分别以CO2、H2O、N和S的氧化物等形式挥发外，植物体所含的不能挥发的残余物质称为灰分，占干物质的5-10%。

灰分中存在的元素称为灰分元素，又称为矿质元素。

2. 溶液培养法：用纯化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，也称水培方法。

3. 大量元素：在植物体内含量较多，占植物体干重达万分之一的元素，称为大量元素。

植物必需的大量元素是：钾、钙、镁、硫、磷、氮、碳、氢、氧等九种元素。

4. 微量元素：植物体内含量甚微，约占植物体干重的、600.001—0.00001%的元素，植物必需的微量元素是铁、锰、硼、锌、铜、钼和氯等七种元素，植物对这些元素的需要量极微，稍多既发生毒害，故称为微量元素。

5. 协助扩散：一些非脂溶性或低脂溶性物质能依赖镶嵌在细胞膜上的特殊蛋白质分子的功能活动来实现跨膜转运，称为易化扩散或协助扩散。

6. 离子泵：是细胞膜上逆电化学势梯度，利用代谢能量转运离子的跨膜载体蛋白。

7. 生理酸性盐：对于（NH4）2SO4一类盐，植物吸收NH4＋较SO4－多而快，这种选择吸收导致溶液变酸，故称这种盐类为生理酸性盐。

8. 生理碱性盐：对于NaNO3一类盐，植物吸收NO3－较Na＋快而多，选择吸收的结果使溶液变碱，因而称为生理碱性盐。

9. 生理中性盐：对于NH4NO3一类的盐，植物吸收其阴离子NO3－与阳离子NH4＋的量很相近，不改变周围介质的pH值，因而，称之为生理中性盐。

10. 单盐毒害：植物被培养在某种单一的盐溶液中，不久即呈现不正常状态，最后死亡。

这种现象叫单盐毒害。

11. 离子对抗：在发生单盐毒害的溶液中加入少量不同化合价的金属离子，就可解除单盐毒害，这种现象称为离子对抗。

12. 平衡溶液：在含有适当比例的多种盐溶液中，各种离子的毒害作用被消除，植物可以正常生长发育，这种溶液称为平衡溶液。

第二章植物的矿质营养Plant mineral nutrition[参考答案]一、名词解释：1.矿质营养（mineral nutrition）：植物对矿质元素的吸收、运输和同化过程。

2．矿质元素（mineral element）亦称灰分元素（ash element），将干燥植物材料燃烧后，留在灰分中的元素。

3．大量元素(macroelement)：在植物体内含量较多，占植物体干重0.01% 以上的元素。

包括：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Si。

4．微量元素(microelement)：占植物体干重的0.01%以下，含量较微，稍多即会发生毒害的元素，包括Cu、Zn、Mn、Fe、Mo、B、Cl、Ni、Na。

5.有益元素（beneficial element）亦称有利元素，是指对植物生长表现出有利的促进作用，并在某一必需元素缺乏时，能部分代替该必需元素的作用而减缓缺素症状的元素。

如钠、钴、硒、镓、硅等。

6.溶液培养法(简称水培法, Water culture, solution culture, hydroponics)：把植物所需各种元素按一定比例、适宜的pH值配成水溶液，用以栽培植物的方法。

7.砂基培养法(sand culture)：在洗净的石英砂或玻璃球等中，加入含有全部或部分营养元素的溶液来栽培植物的方法。

8.单盐毒害（toxicity of single salt ）：植物被培养在某种单一的盐溶液中，即使是植物必需的营养元素，不久即呈现不正常状态，最后死亡，这种现象称单盐毒害。

9.离子拮抗（ion antagonism）：在单盐溶液中若加入少量含其它价数不同的金属离子的盐类，单盐毒害现象就会减轻或消失。

离子间的这种作用叫离子拮抗。

10．离子协同作用ion synergistic action：是指一种离子的存在促进对另一种离子吸收利用的作用。

11．平衡溶液（balanced solution）：在含有适当比例的多种盐溶液中，各种离子的毒害作用被消除，用以培养植物可以正常生长发育，这种溶液称为平衡溶液。

《植物生理学》第二章植物的矿质及氮素营养复习题及答案一、名词解释1.矿质营养（mineral nutrition）：植物对矿质的吸收、转运和同化以及矿质在生命活动中的作用。

2.灰分元素（ash element）：干物质充分燃烧后，剩余下一些不能挥发的灰白色残渣，称为灰分。

构成灰分的元素称为灰分元素。

灰分元素直接或间接来自土壤矿质，所以又称为矿质元素。

3.大量元素（major element，macroelement）：植物生命活动必需的、且需要量较多的一些元素。

它们约占植物体干重的0.01%～10%，有C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S等。

4.微量元素（minor element，microelement，trace element）：植物生命活动必需的、而需要量很少的一类元素。

它们约占植物体干重的10-5%～10-3%，有Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Cl等。

5.必需元素（essential element）：植物生长发育中必不可少的元素。

国际植物营养学会规定的植物必需元素的三条标准是：①由于缺乏该元素，植物生长发育受阻，不能完成其生活史；②除去该元素，表现为专一的病症，这种缺素病症可用加入该元素的方法预防或恢复正常；③该元素在植物营养生理上表现直接的效果，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。

6.有益元素（beneficial element）：并非植物生命活动必需，但能促进某些植物的生长发育的元素。

如Na、Si、Co、Se、V等。

7.水培法（water culture method）：亦称溶液培养法或无土栽培法，是在含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法。

8.砂培法（sand culture method）：全称砂基培养法，在洗净的石英砂或玻璃球等基质中，加入营养液培养植物的方法。

9.生理酸性盐（physiologically acid salt）：植物根系从溶液中有选择地吸收离子后使溶液酸度增加的盐类。

第2章矿质营养习题答案一、名词解释矿质元素亦称灰分元素，将干燥植物材料燃烧后，留在灰分中的元素。

必需元素是指在植物生活中作为必需成分或必需的调节物质而不可缺少的元素。

大量元素在植物体内含量较多，占植物体干重0.001% 以上的元素。

植物必需的大量元素有：碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫。

微量元素在植物体内含量较少，大约占植物体干物重的0.001~0.00001% 的元素。

植物必需的微量元素有：铁、锰、铜、锌、钼、硼、氯、镍。

有益元素亦称有利元素。

是指对植物生长表现出有利的促进作用，并在某一必需元素缺乏时，能部分代替该必需元素的作用而减缓缺素症状的元素。

如钠、钴、硒、镓、硅等。

水培法将各种无机盐按照生理浓度，以一定的比例，保持适宜的pH 值配制成平衡溶液，用以培养植物的方法。

砂培法是用洁净的石英砂或玻璃球代替土壤，再加入培养液培养植物的方法。

生理酸性盐例如（NH 4）SO4 ，植物吸收铵离子较硫酸根离子多而快，这种选择性吸收导致溶液逐渐变酸，故把这种盐称为生理酸性盐。

生理碱性盐例如NaNO ，植物吸收硝酸根离子比吸收钠离子多而快，这种选择性吸收的结果使溶液变碱，故称这类盐为生理碱性盐。

生理中性盐例如NH4 NO3 ，植物吸收其阴离子与阳离子的量几乎相等，不改变周围介质的pH 值，故称这类盐为生理中性盐。

单盐毒害植物被培养在某种单一的盐溶液中，即使是植物必需的营养元素，不久即呈现不正常状态，最后死亡，这种现象称单盐毒害。

离子拮抗在单盐溶液中加入少量其它盐类，再用其培养植物时，就可以消除单盐毒害现象，离子间这种相互消除毒害的现象称为离子拮抗。

离子协合作用是指一种离子的存在促进对另一种离子吸收利用的作用。

平衡溶液在含有适当比例的多种盐溶液中，各种离子的毒害作用被消除，用以培养植物可以正常生长发育。

胞饮作用物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折而转移到细胞内的摄取物质的过程。

可再利用元素亦称参与循环元素，某些元素进入地上部分后，仍呈离子状态（例如钾），有些则形成不稳定的化合物（如氮、磷），可不断被分解，释放出的离子又转移到其它器官中去，这些元素在植物体内不止一次的反复被利用，称这些元素为可再利用元素。

第二章植物的矿质营养一、 名词解释1. 矿质营养 4•微量元素 7. 可再利用元素 10.载体蛋白 13.反向运输器二、 填空题2. 必需元素5.水培法 8. 易化扩散 11.转运蛋白 14.同向运输器1 .植物细胞中钙主要分布在 ______ 中。

2 .土壤溶液的pH 对于植物根系吸收盐分有显著影响。

一般来说,降低易于吸收 ______ 。

3 .生产上所谓肥料三要素是指 _____ 、 ____ 和 _____ 三种营养兀素。

4 .参与光合作用水光解反应的矿质元素是—、—和 _____________5. _____________________________________ 在植物体内促进糖运输的矿质元素是 、 和 6 .离子跨膜转移是由膜两侧的 _____ 梯度和 _____ 梯度共同决定的。

7 .促进植物授粉、受精作用的矿质兀素是 ________ 。

8.驱动离子跨膜主动转运的能量形式是 __________ 和 _________ 。

9 .植物必需元素的确定是通过 ________ 法才得以解决的。

10. _______________________________ 华北地区果树的小叶病是因为缺 元素的缘故。

11. _______________________________ 缺氮的生理病症首先出现在 叶上。

12. _______________________________ 缺钙的生理病症首先出现在 叶上。

13. _______________________________ 根部吸收的矿质元素主要通过 向上运输的。

14. __________________________________ 一般作物的营养最大效率期是 时期。

15 .植物地上部分对矿质元素吸收的主要器官是 __________16. _______________________________ 植物体内可再利用的元素中以 ________________ 和 最典型；不可再利用的元素中以 ______________ 最典型。