植物及其功能所必需的大量元素

氮是蛋白質的主要成分。植物細胞的細胞質、細胞核和酶的組成都離不開蛋白質。除了蛋白質，作為遺傳物質的核酸和構成生物膜的磷脂也含有氮。同時，氮還是幾種具有重要生理功能的物質的成分，如參與光合作用的葉綠素、參與生長發育調節的植物激素——吲哚乙酸、細胞分裂素等。可見氮在植物生命活動中占據首要地位，被稱為生命元素。植物缺氮時，蛋白質等含氮物質的合成過程明顯減少，細胞分裂和伸長受到限制，葉綠素含量降低。結果植物又矮又瘦，葉子顏色也小。因為氮在植物中可以重復利用，缺氮時幼葉從老葉中吸收氮，所以說明老葉容易變黃幹枯。如果植物體內的氮過量，就會用大量的碳水化合物來合成蛋白質、葉綠素等物質，使細胞壁中的纖維素和果膠大大減少。所以細胞又大又薄。易受病蟲害侵襲。同時，莖的機械結構不發達，容易倒伏。磷與植物中的其他有機物質結合形成磷脂、核酸和輔酶。磷脂是生物膜的基礎，核酸是細胞核和細胞質的主要成分，輔酶可以參與許多重要的代謝過程。所以磷也是生命元素。磷與氮營養密切相關。植物缺磷時，蛋白質合成受阻，新的細胞質和細胞核形成減少，影響細胞分裂，植物芽和根尖生長緩慢，導致葉片小，分枝少，植株明顯矮小。但葉子是深綠色的，這可能是因為葉子生長緩慢，葉綠素相對增加的緣故。因為磷是細胞分裂和分生組織生長所不可缺少的，所以植物苗期缺磷更為明顯。硫參與植物中胱氨酸、蛋氨酸等含硫氨基酸的形成。由於大多數蛋白質含有含硫氨基酸，所以硫也是原生質的壹種成分。同時，硫也是代謝活動的參與者，參與調節氧化還原過程、呼吸作用以及細胞內某些物質的合成和轉化。因此，硫在植物中起著廣泛的生理作用。植物缺硫時，含硫氨基酸的合成減少，蛋白質含量降低，葉綠素的形成也會受到相應的影響。植物缺硫的癥狀是葉子黃綠色。與氮、磷、硫不同，鉀不參與植物體內有機質的組成，主要以離子狀態存在。鉀是新陳代謝中許多酶的激活劑。植物體內碳水化合物的形成和運輸離不開鉀；鉀還與蛋白質代謝密切相關，能促進蛋白質的形成。鉀還能增加原生質的水合程度，降低粘度，增強細胞的保水能力，維持細胞壹定的張力。缺鉀時，葉片呈紅褐色斑點，葉緣和葉尖焦枯壞死，有時葉片卷曲萎縮。鉀和氮壹樣，可以在植物中重復利用。缺鉀時，幼葉可以從老葉中吸收鉀。所以缺鉀癥狀首先表現在下部老葉。此外，缺鉀時，莖的節間變短，莖勢弱，容易倒伏。在植物中，鈣能與果膠結合產生鈣粘液，鈣粘液是細胞壁間皮不可缺少的成分。缺鈣時，細胞壁形成受阻，影響細胞分裂，或細胞分裂不完全，使新的細胞壁無法形成，出現多核細胞，影響植物生長。鈣和氮代謝密切相關，氮還原需要鈣。鈣在植物蛋白質的合成、碳水化合物的運輸和有機酸的中和中起著重要的作用。鎂是葉綠素的基本成分。鎂缺乏時，葉綠素的形成受到阻礙，光合作用的功能也受到阻礙。鎂也是許多酶的激活劑，被鎂激活的酶有幾十種。鎂還能促進核糖體亞基的結合，從而維持核糖體結構的穩定，保證蛋白質的合成。鎂可以在植物中重復利用，並可以轉移到新的組織中。所以缺鎂時，下部老葉上的葉子先變綠，然後逐漸枯死。