第一节 植物必需的矿质元素
一 植物体内的元素
• 将植物材料放在105℃下烘干称重,可测得蒸发的水分约 占植物组织的10%-95%,而干物质占5%-90%。干物质中包括 有机物和无机物,将干物质放在600℃灼烧时,有机物中的碳、 氢、氧、氮等元素以二氧化碳、水、分子态氮、NH3和氮的 氧化物形式挥发掉,一小部分硫变为H2S和SO2的形式散失, 余下一些不能挥发的灰白色残渣称为灰分(ash)
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常见的植物必需元素
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确定植物必需矿质元素的方法
• 溶液培养法(或砂基培养法) 溶液培养法(solution culture method)亦称水培 法(water culture method),是在含有全部或 部分营养元素的溶液中培 养植物的方法；而砂基培 养法(sand culture method)则是在洗净的石英 砂或玻璃球等基质中加入 营养液来培养植物的方法
酶的活动 • （3）起电化学作用，参与渗透调节、胶体的稳定
和电荷的中和等。大量元素中有些同时具备上述 二三个作用，而大多数微量元素只具有酶促功能
有益元素：对某些植物的生长发育有利，或可部分代替 某种必需元素的生理作用而减缓其缺素症的植物非必需 元素，常见的有益元素有：Na、Si、Co、Se、V、Ga
• 植物体内的矿质元素种类很多,据分析,地壳中存在的元素几 乎都可在不同的植物中找到,现已发现70种以上的元素存在于 不同的植物中
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二 植物必需的矿质元素和确定方法
• 植物必需元素的标准：须同时具备以下三项条件： • ①若缺乏该元素，植物不能完成其生活史 • ②缺少该元素，植物会表现出专一的病症（缺素
• 灰分中的物质为各种矿质的氧化物、硫酸盐、磷酸盐、硅 酸盐等,构成灰分的元素称为灰分元素(ash element)。它 们直接或间接地来自土壤矿质,故又称为矿质元素(mineral element)。
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认识矿质元素历史
• 人们对植物的矿质与氮素营养的认识,经过了漫长的实践 探索,到19世纪中叶才被基本确定
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植物必需的矿质元素
• 必需元素(essential element)是指植物生长发育必不可少的 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: • 第一,由于缺乏该元素,植物生长发育受阻,不能完成其生活史 • 第二,除去该元素,表现为专一的病症,这种缺素病症可用加入
marcoelement）和微量元素（minor element，
2m/2i6/c20r21oelement，tr我a国c科e学院e大l学元e植素m物代e生谢n理t学）植物的矿质
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Hale Waihona Puke 大量元素和微量元素• 大量元素（大量营养）：植物需要量较大、含量 通常为植物体干重0.1%以上的元素。共9种：即C、 H、O等三种非矿质元素和N、P、K、Ca、Mg、S等6 种矿质元素
• 微量元素（微量营养）：植物需要量极微、含量 通常为植物体干重0.01%以下的元素。此类元素在 植物体内稍多即可对植物产生毒害。共8种：即Fe、 Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni等矿质元素
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矿质元素的生理作用
• 植物必需矿质元素在体内有三个方面的生理作用 • （1）是细胞结构物质的组成成分 • （2）作为酶、辅酶的成分或激活剂等，参与调节
• 第一个用实验方法探索植物营养来源的是荷兰人凡·海尔 蒙
• 格劳勃(Glauber,1650)发现,向土壤中加入硝酸盐能使植 物产量增加,于是他认为水和硝酸盐是植物生长的基础
• 1699年,英国的伍德沃德(Woodward)用雨水、河水、山泉 水、自来水和花园土的水浸提液培养薄荷,发现植株在河 水中生长比在雨水中好,而在土壤浸提液中生长最好
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矿质元素在植物体内分布
• 不同植物体内矿质含量不同,同一植物的不同器官、不同年龄、 甚至同一植物生活在不同环境中，其体内矿质含量也不同。 一般水生植物矿质含量只有干重的1%左右,中生植物占干重的 5%-10%,而盐生植物最高,有时达45%以上。不同器官的矿质含 量差异也很大,一般木质部约为1%,种子约为3%,草本植物的茎 和根为4%-5%,叶则为10%-15%。此外，植株年龄愈大,矿质元 素含量亦愈高
该元素的方法预防或恢复正常
• 第三,该元素在植物营养生理上能表现直接的效果,而不是由 于土壤的物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接效果
• 根据上述标准,现已确定植物必需的矿质(含氮)元素有13种, 它们是氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、铜、硼、锌、锰、钼、 氯。再加上从空气中和水中得到的碳、氢、氧,构成植物体的 必需元素共16种
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确定植物必需元素的方法
• 瑞士的索苏尔(1804)报告:若将种子种在蒸馏水中,长出来 的植物不久即死亡,它的灰分含量也没有增加；若将植物 的灰分和硝酸盐加入蒸馏水中,植物便可正常生长
• 1840年德国的李比希(J. Liebig)建立了矿质营养学说,并 确立了土壤供给植物无机营养的观点
• 1860年诺普(Knop)和萨克斯(Sachs)用已知成分的无机盐 溶液培养植物获得成功,自此探明了植物营养的根本性质, 即自养型(无机营养型)
症），提供该元素，则可消除或预防该病症 • ③该元素在植物营养生理中的作用是直接的，而
不是因土壤、培养液或介质的物理、化学或微生 物条件所引起的间接的结果
绝大多数植物的必需元素共17种：C、H、O、N、P、 K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni
植物的必需元素可分为大量元素（major element，