34.18: 植物营养要素

像所有生物体一样，植物需要有机和无机营养素才能生存、繁殖、生长和保持平衡。为了识别对植物功能至关重要的营养物质，研究人员利用了一种叫做水培的技术。在水培培养系统中，植物生长在含养分的水性溶液中——不含土壤。至少有17种营养物质被确定为植物必需的基本元素。植物从大气、土壤和水中获取这些元素。

植物需要9种必需的营养物质——统称为宏量营养素。宏量营养素包括碳、氧、氢、氮、磷、硫、钙、镁和钾。关键的植物化合物，如水、蛋白质、核酸和碳水化合物，含有宏量营养素。宏量营养素也调节细胞过程。例如，钾调节气体交换的气交换的气孔的打开和关闭。

植物需要微量营养素的量较小。其中包括氯、铁、锰、铜、锌、铜、镍和硅。许多微量营养素作为辅助因子发挥作用，使酶的活性。因此，没有微量营养素，植物无法执行关键功能。

植物出现必需的营养缺乏可能表现出症状，如干燥和发黄的叶子。老叶和幼叶容易有明显的营养缺乏。例如，植物的较年轻的叶子通常比较老的叶子受到缺铁的影响越大。

有效治疗植物的营养缺乏是农业和环境做法的一个组成部分。例如，光学传感器用于测量土壤中的氮含量。氮对植物至关重要，但过量使用含氮肥料（即保持土壤氮含量超过植物吸收量）会对生态系统功能产生负面影响，并可能导致全球变暖。