植物必需的矿质元素

植物必需的矿质元素
一、植物体内的元素：
二、植物必需的矿质元素：
1、确定植物体必需元素的方法：
溶液培养法（solution culture method）
砂基培养法（sand culture method）
2、判定必需矿质元素的三个条件：
（1）由于该元素缺乏，植物生长发育发生障碍，不能完成其生活史。

（2）除去该元素，表现为专一的缺乏症，而这种缺乏症是可以预防和恢复的。

（3）该元素的植物营养生理上应表现直接的效果，绝不是因土壤或培养基的物理、化学、微生物条件的改变而产生的间接效果。

矿质元素在植物体内的生理作用
•作为细胞结构物质的组成成分。

•作为植物生命活动的调节者，参与酶的活动。

•电化学作用：
离子浓度的平衡，胶体的稳定，电荷中和。

1.作为碳水化合物部分的营养
N、S
2.能量贮存和结构完整性的营养
P、Si、B
3.保留离子状态的营养
K、Ca、Mg、Cl、Mn、Na
4.参与氧化还原反应的营养
Fe、Zn、Cu、Ni、Mo
氮（nitrogen）
•吸收形式：无机N：氨，硝酸根；有机N：尿素
•含量：水稻全株1-3%，大豆2.5-3.5%
•作用：
A：构成Pr：维持细胞结构和功能；
B：构成核酸、磷脂、叶绿素
C：构成某些植物激素、维生素和生物碱 . 又称“生命元素“
•供应量与生长
A. 供应量充分时，生长良好，叶大而绿，光合加快，叶片功能期延长，分枝多，营养体壮，开花多，产量高。

B. 过量供应时，叶色深绿，营养体徒长，N↑→有机物转化成多糖↓→细胞壁薄，机械组织不发达，易倒伏。

C、缺N：植物矮小，叶小色浅，失绿叶片色泽均一，一般不会出现斑点，缺氮症状从老叶开始，幼叶仍保持绿色，叶色发红（糖→花青素，如番茄），分枝少，籽粒不饱满，减产。

缺氮典型症状：植物生长矮小，分枝、分蘖少，叶片小而薄；叶片发黄发生早衰，且由下部叶片开始逐渐向上。

磷（phosphorus）吸收形式：正磷酸盐：H2PO4-、HPO42-、PO43-。

偏磷酸盐：PO3- 体内分布：根、茎生长点，果实种子中多，全株含磷约0.4-1.0% 功能：A．组成磷脂（膜），核酸，核Pr（染色体）。

B．组成核苷酸：AT ...
磷（phosphorus）
•吸收形式：正磷酸盐：H2PO4-、HPO42-、PO43-。

偏磷酸盐：PO3-
•体内分布：根、茎生长点，果实种子中多，全株含磷约0.4-1.0%
•功能：
A．组成磷脂（膜），核酸，核Pr（染色体）。

B．组成核苷酸：ATP，FAD，FMN，NAD，NADP，CoA等。

C．参与糖代谢：糖的无氧酵解及有氧氧化均需Pi参与；糖的合成、分解、转化均用到了ATP、Pi、ADP、UDP；磷可以促进糖类运输（活化）；光合作用中许多步骤均需Pi参与。

D．对N代谢的影响：参与硝酸盐还原，参与氨基转换作用。

E．与脂肪转变有关系：CoA、ATP为脂肪合成必需。

•缺乏症状：
Pr合成↓，影响细胞分裂，生长缓慢，植株矮小、瘦弱、直立、根系不发达、叶色暗绿，无光泽、缺磷严重时叶色发红如：番茄，产量低，抗性弱。

钾（potassium 、kalium）
•吸收形式：K+
•含量：2-5%，是体内金属含量最高的，移动性大，分布在代谢最活跃的器官和组织中。

•作用：
A. 某些酶的活化剂。

B. 促进Pr的合成。

C. 促进糖分转化与运输。

D. 调节胞内水势，增强抗旱性，调节气孔开关。

也称为“品质元素”。

•供应量与生长：
A、充足供应：单糖→纤维素、木质素↑→茎杆粗壮；光合产物运往贮藏
器官→产量高
B、供应不足：茎杆细弱，抗逆性差，生长缓慢，叶色发黄，坏死。

症状先表现在老叶，逐渐向新叶扩展，缺钾的老叶从叶缘向变黄变褐变焦，但叶中部的叶脉仍保持绿色
缺钾典型症状：植株茎杆柔弱,叶色变黄而逐渐坏死。

叶缘焦枯而生长缓慢，叶子发生皱缩。

缺素病症首先出现在下部老叶。

硫（sulfur）
•吸收形式：SO42-
•作用：组成半胱aa，蛋aa参与Pr合成和某些氧化还原反应。

组成CoA，参与多种反应。

•缺乏症：Pr合成↓，叶绿素合成↓，叶色黄绿。

硫在植物体内移动性小，缺硫症从成熟叶和嫩叶发起，缺氮则是在老叶。

钙（calcium）
•吸收：Ca2+
•存在部位：叶子和老的器官组织中，不易移动
•作用：参与细胞壁形成；作为胞内调节因子调节细胞代谢。

•缺Ca：生长受阻，节间缩短，组织软弱。

缺钙症首先在幼嫩的部位出现，幼嫩器官腐烂死亡，幼叶卷曲畸形，坏死---腐心病。

镁（magnesium）
•吸收形式：Mg2+
•生理功能：
A．是叶绿素的主要成分；
B．作为某些酶(乙酰CoA、Rubisco)的激活剂；
C．参与DNA 、RNA和蛋白质合成
•存在部位：幼嫩器官和组织中，植物成熟时集中在种子。

•缺乏症：叶绿素不能合成，叶脉绿而叶脉之间发黄，严重时形成褐斑坏死。

铁（iron）
•吸收形式：Fe2+，Fe3+，在植物体内固定，不易移动
•作用：1.是许多重要酶的辅基，如：Cyt，过氧化物酶，过氧化氢酶、铁氧还蛋白；
2.催化叶绿素合成的酶需要Fe2+激活；
3.参与叶绿体构成
•缺乏症：生长受阻，果树发生“黄叶病”
缺铁典型症状：幼芽、幼叶缺绿发黄,甚至变为黄白色,而下部叶片仍为绿色。

锰（Manganese）
•促进呼吸：活化EMP、TCA中的酶
•参与光合作用
缺锰典型症状：叶脉间失绿褪色，但叶脉仍保持绿色，脉间出现坏死斑，缺素症状由幼叶开始。

硼（boric）
•作用：A．与糖结合，促进糖分运输；
B．参与传粉受精过程；
C．抑制酚类合成
•缺乏症：
A、花而不实；
B、组织内酚类化合物积累，使植株受伤。

锌（zinc）
•作用：A、参与合成生长素；
B、合成碳酸酐酶；
C、叶绿素生物合成的必需元素
D、作为多种酶的活化剂。

•缺乏症：
A、果树“小叶病”
B、玉米的“花白叶病”
铜（copper）
•组织氧化，参与氧化还原过程, Cu+ Cu2+ 。

•组成叶绿体中的质体蓝素，参与光合作用的电子传递。

缺铜典型症状：叶片生长缓慢,中下部老叶呈蓝绿色,幼叶缺绿发黄,随之
出现枯斑,最后死亡脱落。

一般不会出现铜营养的缺乏。

钼（molybdenum）
•参与硝酸还原作用
•钼铁Pr参与固N作用
•缺钼症：老叶叶脉间缺绿，坏死
硅（silicon）
•单硅酸（H4SiO4）形式吸收与运输，主要以SiO2·nH2O形式沉积于内质网和细胞壁中。

•生理功能：加固细胞壁，增加刚性与弹性，抵抗病害。

•缺乏症：易倒伏，易受病害，生长受阻。

•氯：chlorine ，参与水的光解。

•镍：nickel
作用：①参与脲酶活性，分解尿素成为CO2和氨。

②参与固N作用
•钠：sodium 是C4和CaM植物必需的：
①参与催化PEP再生
②参与维持渗透压
③参与调节K+代谢。