【什么是矿质营养-图】百科知识点

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矿质营养是指高等绿色植物为了维持生长和代谢的需要而吸收、利用无机营养元素(通常不包括 C，H，O)的过程。与动物不同之处在于后者主要吸收、利用有机养分。植物所需的无机营养元素，因需要量不同，可分为常量(营养)元素及微量(营养)元素。

公元前中国已有“烧草取灰，或沤草作肥”(《礼记·月令》)，“树高一尺，以蚕矢粪之”(《汜胜之书》)的记载。用现代的科学知识来解释，就是对作物要施钾、氮肥。在欧洲，关于植物从土壤中获得的是无机养分还是腐植质，经过了长期的论争，到19世纪中叶，N.-T.de索绪尔认为植物从土壤吸收无机养分，包括氮素。1842年J.von李比希在美国科学促进会上作题为“化学应用于农业及生理学”的报告，完全支持索绪尔的观点。此后植物营养的矿质学说逐渐为人们所接受。约在1851～1856年，J.-B.布森戈用砂培法研究植物的矿质营养，1699年R.B.伍德沃德用水培法研究过薄荷属植物的营养。J von萨克斯于 1860年， W.克诺普于 1861奠定了近代的水培技术，可以用成分完全已知的无机盐来满足植物的矿质营养需要。20世纪初，植物营养方面的科学工作者提出了许多培养液的配方，有些配方沿用至今(见无土栽培)。

土壤成分复杂而且不均一，植物矿质营养中的许多问题，如各营养元素必需性的确定、缺乏症的鉴定等，很难用土壤培养的方法来研究。在溶液培养中，因为所有无机盐的成分和数量都是已知的，而且可以任意控制，所以研究便利而有效。把植物的根浸在通气的培养液中，植物可以生长得很好。培养液的pH值的影响和总的盐浓度对植物生长的渗透效应也很容易分析。为了解决植物体的支撑、根部的通气避光等问题，也可使植物的根生长在惰性介质如洗过的石英砂中，定期浇灌培养液。此法称沙(基)培(养)。但它不能用于研究微量元素，因为即使是纯净的石英砂，也含有微量元素。

无机营养的首要问题是确定哪些无机养分是植物必不可少的，即必需元素。植物必需元素的准则，常用D.I.阿尔农及P.R.斯托特1939年提出的3原则：①为正常的生长或生殖所必需;②需要必须是专一的，不能被其他元素所代替;③这种元素必须在植物体内直接起作用，而不仅是使某些其他元素更容易生效，或者仅对其他有害元素起拮抗作用。有些化学元素如钠和硅，虽然分别对水稻的生长有好处，但用以上3项准则检查还不能确定为必需元素。为此，可将待鉴定的某一元素从培养液里完全除去，将植物从种子起就培养在这种溶液里，并与培养在完全培养液中的同种植物比较，如果无该元素时生长不正常，便可以肯定这一元素为植物所必需。

公认的植物必需元素有17种，即氢、碳、氧、氮、钾、钙、镁、磷、硫、氯、硼、铁、锰、锌、铜、钼及镍。其中除氢、碳、氧一般不看作矿质营养元素外，对氮、钾、钙、镁、磷、硫等6种元素，植物所需的量比较大，称为常量元素。对氯、硼、铁、锰、锌、铜、钼、镍，植物需要的量很微，称为微量元素。

必需元素参与生命物质的构成，调节酶的活性和细胞的渗透势和水势。

是氨基酸、蛋白质、辅酶、核酸及其他含氮物质的组成成分。

是核苷酸、核酸、磷脂和糖磷酸酯的组成成分。磷脂是细胞膜的重要成分。糖的合成与降解常是以磷酸酯形式进行的。生物能的载体(通货)腺苷三磷酸(ATP)，辅酶Ⅰ与辅酶Ⅱ都带有磷酸基团。

是生物素(biotin)、维生素B1、辅酶A、胱氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸的组分。蛋白质中胱氨酸的硫形成的硫桥(—S—S—)，在决定其二级和三级结构上起重要作用。酶的活性中心往往有半胱氨酸的巯基(—SH)参加。

是叶绿素的重要组分。镁离子(Mg2+)是许多酶的活化剂。Mg2+与ATP形成复合物Mg2+-ATP，并与酶蛋白结合，Mg2+在此起桥梁作用。

存在于细胞壁中，与中胶层的果胶酸形成较难溶解的盐，将相邻细胞的初生壁粘合起来，细胞膜中磷脂酸的钙盐是维持膜结构和膜性质的重要物质之一。钙调蛋白通过与钙离子的可逆结合，调节一些酶的活性和离子的跨膜运输。

钾不参与植物体内有机分子的组成，但能与蛋白质作疏松的缔结，是许多酶的活化剂。植物细胞中液泡内积累钾离子调节细胞的渗透势。气孔保卫细胞里的钾离子的进出，调节着保卫细胞的膨压和气孔的开闭，积累时气孔开放，释放时气孔关闭。植物对微量元素的需要量虽然很小，但微量元素有着重要的生理功能(见微量元素)。

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