—、植物吸收矿质元素的特点
(一)根系吸收矿质与吸收水分不成比例
矿质元素必须溶解在水中,才能被植物吸收.过去认为植物吸收矿质是被水分带入植物体的.按照这种见解,水分和盐分进入植物体的数量,应该是成正比例的.但后来的大量研究证明,植物吸水和吸收盐分的数量会因植物和环境条件的不同而变化很大.有人用大麦作试验,通过光照来控制蒸腾,然后测定溶液中矿质元素的变化.结果发现,光下比暗中的蒸腾失水大2.5倍左右,但矿质吸收并不与水分吸收成比例(表3-6).如磷酸根和钾离子在光下比暗中的吸收速度快,而其它无机盐,如Ca、Mg、SO2-4、NO-3等,在光下反而吸收少.总之,植物对水分和矿质的吸收是既相互关联,又相互独立.前者,表现为盐分一定要溶于水中,才能被根系吸收,并随水流进入根部的质外体.而矿质的吸收,降低了细胞的渗透势,促进了植物的吸水.后者,表现在两者的吸收比例不同,吸收机理不同:水分吸收主要是以蒸腾作用引起的被动吸水为主,而矿质吸收则是以消耗代谢能的主动吸收为主.另外两者的分配方向不同,水分主要分配到叶片,而矿质主要分配到当时的生长中心.
(二)根系对离子吸收具有选择性
离子的选择吸收(selective absorption)是指植物对同一溶液中不同离子或同一盐的阳离子和阴离子吸收的比例不同的现象.例如供给NaNO3,植物对其阴离子(NO-3)的吸收大于阳离子(Na+).由于植物细胞内总的正负电荷数必须保持平衡,因此就必须有OH-或HCO3-排出细胞.植物在选择性吸收NO-3时,环境中会积累Na+,同时也积累了OH-或HCO-3,从而使介质pH值升高.故称这种盐类为生理碱性盐(physiologically alkaline salt),如多种硝酸盐.同理,如供给(NH4)2SO4,植物对其阳离子(NH+4)的吸收大于阴离子(SO2-4),根细胞会向外释放H+,因此在环境中积累SO2-4的同时,也大量地积累H+,使介质pH值下降,故称这种盐类为生理酸性盐(physiologically acid salt),如多种铵盐.如供给NH4NO3,则会因为根系吸收其阴、阳离子的量很相近,而不改变周围介质的pH,所以称其为生理中性盐(physiologically nutral salt).生理酸性盐和生理碱性盐的概念是根据因植物的选择吸收引起外界溶液是变酸还是变碱而定义的.如果在土壤中长期施用某一种化学肥料,就可能引起土壤酸碱度的改变,从而破坏土壤结构,所以施化肥应注意肥料类型的合理搭配.
(三)根系吸收单盐会受毒害
二、氨基酸的合成过程：①植物细胞和微生物中的硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶具有催化作用,将生物体内的硝酸盐和亚硝酸盐还原,转化成氨.②含有固氮酶的微生物能把空气中的氮还原成氨.③植物细胞和微生物把这些氨与体内代谢作用产生的α-酮戊二酸进行合成,在谷氨酸脱氢酶的催化作用下便生成了谷氨酸.在某些微生物体内存在天冬氨酸酶,它能催化氨和延胡索酸的反应,生成天冬氨酸.在植物和微生物体内产生谷氨酸和天冬氨酸之后,就可通过脱羧、转氨等作用,制造出合成蛋白质所需的全部氨基酸.
