矿物营养

基本元素缺乏症状

不同的元素缺乏有不同的症状。当植物得到缺乏的矿物质时，症状就消失了。但如果持续缺乏，可能会导致植物死亡。
缺乏症的出现也取决于该元素在植物中的流动性。一些元素在植物中被积极调动，并输出到年轻的发育组织中。这些元素的缺乏首先出现在老年组织中。例如;氮、钾、镁的缺乏症状首先出现在衰老的叶片上。这是因为这些元素被动员到更年轻的叶子上。
有些元素在植物中是相对固定的。这些元素不能从成熟的器官中运输出来。这些元素的缺乏首先出现在植物的年轻部分，如硫和钙。
植物的一些缺乏症状是;褪绿、坏死、植物生长迟缓、叶芽过早脱落、细胞分裂受到抑制。

萎黄病:叶绿素的损失称为褪绿病。这导致叶子变黄。黄化症是由于缺乏N、K、Mg、S、Fe、Mn、Zn和Mo而引起的。

坏死:组织死亡;尤其是叶组织;叫做坏死。缺钙、镁、铜、钾是引起坏死的主要原因。

缺乏N、K、S和Mo会因为细胞分裂受到抑制而导致生长迟缓。缺氮、缺硫、缺钼导致花期延迟。

微量营养素的毒性

如果组织中的一种矿物离子浓度达到使组织干重减少10%左右的水平，这种矿物就会变得有毒。很难确定中毒的症状。有时，一种元素过量可能会抑制另一种元素的吸收。例如;锰中毒的症状是出现褐斑，周围有绿脉管。锰与铁和镁争夺吸收。锰还能抑制钙在茎尖的转运。因此，过量的锰会导致铁、镁和钙的缺乏。所以，锰中毒的表面症状实际上是铁、镁、钙的缺乏症状。

元素的吸收机理

矿物质的吸收主要发生在两个阶段。在第一阶段，被动吸收通过外质体途径进行。在第二阶段，通过共质体途径进行吸收。第一阶段涉及被动传输(促进扩散)，而第二阶段涉及主动传输。之后，矿物质通过木质部运输。

氮循环

土壤中氮的有效量有限。植物必须与微生物竞争这种形式的氮。因此，氮是植物的一种限制性营养物质。

闪电和紫外线辐射提供能量，将气态氮转化为氮的氧化物(NO, NO₂和N₂O).大气中的氮氧化物也来自工业燃烧、森林火灾、汽车尾气和发电站。

死亡动植物的有机氮分解导致氨的形成。这个过程被称为氨化反应。大部分氨被土壤细菌转化为硝酸盐，而一些氨蒸发并重新进入大气。

氨转化为硝酸盐;细菌通过以下步骤发生:

生物固氮(BNF):在这个过程中，大气中的氮被一种叫做固氮酶的酶转化为氨。这可以用下式表示:

N₂+ 6 h⁺+ 6 e⁻→2 nh_3.

这个过程与16等量ATP的水解相结合。这也伴随着一个H分子的共形成₂．

在自由生活的重氮营养体中，固氮酶产生的铵通过谷氨酰胺合成酶或谷氨酸合成酶途径被同化为谷氨酸。许多固氮生物只存在于厌氧条件下;因为负责固氮酶作用的酶很容易被氧气破坏。

氮的共生生物固定

豆科植物(豆科)是固氮的主要贡献者。这些植物的根瘤中有根瘤菌。这些细菌产生氮化合物，帮助植物正常生长。当植物死亡时，固定氮被释放到土壤中。这样氮就可以供其他植物使用。