植物必需礦質元素

植物必須礦質元素的概念、標準、確定方法。

基本介紹

• 中文名：植物必需礦質元素
• 外文名：The essential mineral elements for plant
• 標準：不可缺少，不可替代，直接功能
• 確定方法：溶液培養法或砂基培養法

概念

植物體內所含的礦質元素不一定是植物必需的。某一元素是否對植物生長發育是必需的，並不一定取決於該種元素在植物體內的含量。植物的必需元素是指植物正常生長發育必不可少的元素。

植物必需元素的標準

判斷一種元素是否是植物必需元素主要基於下列三條標準：
（1）不可缺少性 植物如果缺乏這種元素就不能進行正常的生長發育，甚至不能完成其生活史；
（2）不可替代性 植物缺乏該元素就會呈現出特有的缺乏症，只有加入該元素後才能預防或恢復，加入其他任何元素均不能替代該元素的作用；
（3）直接功能性 這種元素對植物生長發育的影響必須是該元素直接作用的效果，而不是由於該元素通過改變土壤或培養基等條件所產生的間接效果。

確定植物必需礦質元素的方法

單靠分析元素的含量來確定某礦質元素是否必需是不夠的，由於土壤特性複雜，其所含元素無法控制，因此圖配發也無法確定哪些礦質元素是必需的。可靠的方法是進行人工無土栽培實驗（即溶液培養或砂基培養）。
溶液培養法也稱水培法，是指在含有全部或部分營養元素的溶液中培養植物的方法。砂基培養法簡稱砂培法，是利用洗淨的石英砂或玻璃球、蛭石等基質以固定植物根系，加入含有全部或部分營養元素的溶液來培養植物的方法，與溶液培養法並無實質性的不同。
研究植物必需的礦質元素時，可在人工配成的混合營養液中除去或加入某些元素，觀察植物生長發育和生理性狀的變化。當除去培養液中的某種元素時，如果植物生育正常，就表示這種元素不是植物必需的；如果植物生育不正常，但當補充該元素後又恢復正常狀態，可斷定該元素是植物必需的。否則，即為非必需元素。

植物必需元素的種類

採用溶液培養法或砂基培養法，目前已確定植物必需的元素共有17種。其中碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、鉀（K）、鈣（Ca）、鎂(Mg)、硫(S)等9種元素植物需要量相對較大，在植物體內含量相對較高（大於小於10mmol·kg-1乾重），稱為大量元素；另外，鐵(Fe)、錳(Mn)、銅(Cu)、鋅(Zn)、硼(B)、鉬(Mo)、氯(Cl)和鎳(Ni)等8種元素也來自土壤，植物需要量極微（小於10mmol·kg-1乾重），稍多反而對植物有害，甚至致其死亡，稱為微量元素。除C、H、O外，其餘的14種元素稱為植物必需的礦質元素。

應當指出，必需的營養元素在植物體內的含量相差很多，但它們之間並沒有重要和次要之分，植物必需的各種營養元素是同等重要的，而且相互之間不能替代。
除17種必需營養元素外，還有一類營養元素，對某些植物的生長發育有利，或為某些植物在特定條件下所必需，但不是所有植物所必需，如鈉（Na）對喜鹽植物、鋁(Al)對茶樹、矽(Si)對水稻等生長發育有利或必需，這類元素稱為“有益元素”，此外還有鈷(Co)、硒(Se)、鎵(Ga)等。