矿质元素 百科内容来自于: 百度百科

矿质元素是指除碳、氢、氧以外,主要由根系从土壤中吸收的元素。矿质元素是植物生长的必需元素,缺少这类元素植物将不能健康生长。

简介

关于植物必需的矿质元素,在新版高中生物教材中写道:“以前科学家确定植物必需的矿质元素有13种,其中N、P、K、S、Ca、Mg属大量元素;Fe(也可称为:半微量元素)、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl属微量元素。”而据最新版《植物生理学》(高等教育出版社)资料,现已证明有16种矿质元素为植物生长所必需,即把Si、Na、Ni也列为植物必需的矿质元素,其中Si为大量元素,Na、Ni为微量元素

功能效果

作为植物必需的矿质元素,必须具备3个条件:
(1)如缺乏该元素,植物发育发生障碍,不能完成生活史
(2)除去该元素,则植物表现出专一的缺乏症而这种缺乏症是可以预防和恢复的。
(3)该元素在植物营养生理上应表现直接的结果,决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。

主要作用

N以NH4+和NO3-的形式被吸收,用于生产蛋白质和叶绿素等,在干物质中含量约为1-2%。缺乏氮素时老叶首先变黄。
P以HPO42-和H2PO4-离子形式吸收,用于生成磷脂、磷酸化合物等。在干物质中约占0.2%。缺乏P时,植株老叶首先变黄。
K以K+形式吸收,在植物体内,K+用于控制气孔开放,一些激酶的活化剂等。占干物质的1%。缺乏时老叶出现死斑。
S以SO4 2-离子形式吸收,主要用于某些蛋白质中的二硫键的形成和-SH、辅酶A的合成。占干物质的0.1%。缺乏时幼叶出现浅绿色。
Mg以Mg2+形式吸收,是叶绿素必不可少的成分,众多激酶的活化剂。占干物质的0.2%。缺乏时植物叶片缺绿。
Ca以Ca2+形式吸收,游离存在于植物体内,多数以草酸钙形式积存。占干物质的0.5%,缺乏时顶芽死亡。
Fe以Fe2+、Fe3+形式吸收,用于合成细胞色素、Fd、过氧化氢酶,在干物质中占0.01%。缺乏时幼叶缺绿。
B以BO33-或者B4O72-形式吸收,促进花粉的萌发和花粉管的伸长,占干物质0.002%。缺乏时顶芽死亡,花粉无法萌发或者无法形成花粉管。
Cu以Cu2+形式吸收,是质体蓝素(质体菁)、抗坏血酸氧化酶的重要元素。占0.0006%,缺乏时幼茎不能直立。
Zn以Zn2+形式吸收,能形成某些酶,占干重0.002%,缺乏时老叶出现问题,患小叶病。
Mn以Mn2+吸收,是DNA\RNA合成酶的活化剂。占干重0.005%,缺乏时造成幼叶死斑、缺绿。
Mo以MoO42-吸收,参与氮的代谢,占干重0.00001%,缺乏时叶片扭曲,缺绿。
Cl以Cl-形式吸收,是水光解酶的活化剂,占干重的0.001%,缺乏时叶片加厚,缺绿。
Si、Na、Ni都存在于植物体内,但以前由于培养技术、药品不纯等原因,把它们作为非必需元素,而现在则明确了它们的生理作用,且具备成为必需矿质元素的条件。下面介绍这3种元素的生理作用,供广大生物学教师参考。
Si占植物体干重的0.1%,在水溶液中主要以原硅酸(H4SiO4)的形式存在,并以此形式被植物体吸收和运输。硅主要以非结晶水化合物的形式沉积在内质网、细胞壁和细胞间隙中,也可以与多酚类物质形成复合物成为细胞壁加厚的物质,以增加细胞壁的刚性和弹性。
施用适量的硅可促进作物生长和增加籽粒产量。缺硅时,蒸腾加快,生长受阻,植株易倒伏且易被真菌感染而发病。
B有助于花粉的萌发以及花粉管的生长。
Na占植物体干重的0.001%,以离子形式被吸收,是大多数C4植物和景天科酸代谢植物(例如,景天、落地生根、仙人掌等)生长所必需。它能催化磷酸烯醇式丙酮酸的再生作用。缺钠时这些植物呈现黄化和坏死现象。
另外Na+还能增加C3植物细胞膨压,从而促进生长,部分Na还可以代替K的作用,提高细胞液渗透势
Ni占植物体干重的0.0001%,主要吸收形式是Ni2+。镍是脲酶的金属成分。而脲酶的作用是催化尿素水解成CO2和NH4+。缺Ni时,叶尖处积累较多的脲,出现坏死现象。
另外,Ni也是固氮菌脱氢酶的成分。

运输利用

矿质元素进入根尖成熟区表层细胞以后,随着水分最终进入根尖内的导管,并且进一步运输到植物的各个器官中。
有些矿质元素(如钾离子)进入植物体以后,仍然呈离子状态,因此容易转移,能够被植物体再度利用。有些矿质元素(如N、P、Mg)进入植物体以后,形成不够稳定的化合物,这些化合物分解以后,释放出来的矿质元素由可以转移到其他部位,被植物体再度利用。例如,Mg是合成叶绿素所必须的一种矿质元素,当叶绿素被分解掉以后,Mg就可以转移到叶内新的部位,被再度利用来合成叶绿素。有些矿质元素(如Ca、Fe)进入植物体以后,形成难溶解的稳定的化合物(如草酸钙),不能被植物体再度利用。这就是说,有些矿质元素在植物体内可以被再度利用,有些矿质元素则只能利用一次。

两者的关系

根吸收矿质离子与吸水的关系
(1)是两个相对独立的过程。因为这两个过程的原理是不同的。水分的吸收主要是渗透作用,不需要载体,也不消耗ATP;矿质离子的吸收则必须通过主动运输,需要载体,也需要ATP。
(2)矿质元素离子的吸收和水分的吸收是相互联系互相影响的。这两个过程都发生在根尖成熟区;矿质离子必须溶解在水中才能被吸收;矿质离子的吸收增加了细胞液的浓度,从而也促进水分的吸收。
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- 来自原声例句
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