植物矿质营养plant mineral nutrition

植物对矿质营养元素吸收、利用机理和过程。矿质元素广泛参与植物代谢的各个环节，其中很多元素是构成植物体的基本物质或植物体内一些重要化合物的组成成分。当植物所需矿质元素缺乏或比例失调时，植物就会因代谢受到干扰、破坏而呈现相应的病症。植物矿质营养机理的研究可为作物合理施肥提供理论依据。
矿质营养学说是德国化学家J.von李比希于1840年首先提出来的。他指出：植物是以矿物质为营养的，进入植物体内的矿物质为植物生长和形成产量所必需；植物需要的营养元素有10种，除碳、氢、氧以外，其他均为矿质元素；矿质元素在土壤中，以盐的形态被植物吸收；植物的种类不同，对营养元素的需要量也不同，其需要量可通过测定营养正常的植物的组成成分来确定；对于保证植物正常生长来说，多数土壤所提供的矿质营养不足，应通过施肥来供给，以克服土壤养分的缺乏。李比希的矿质营养学说为化肥工业的发展奠定了基础。
李比希的理论，后来被W.克诺普(Knop)和J.V.萨克斯(Sachs)在人工营养介质上栽培植物所证实。以后的科学家逐步发现植物的必需营养元素有16种。除碳、氢、氧外，根据植物对各种矿质元素的需要量及其在植物体内的生理功能分为大量元素(氮、磷、钾、钙、镁、硫)和微量元素(铁、硼、锰、锌、铜、钼、氯)两大类。此外还有一些元素并非所有植物都必需，而是某些特定植物所需要。如硅可增加水稻茎叶的硬度，使叶片直立，同时能提高水稻对光能的利用率，增强抗病虫能力；钠对某些盐土植物和C₄植物有重要作用；钴可促进豆科植物的固氮作用，但它们只是某些植物所必需的，故称为有益元素。大量元素和微量元素都具有重要的生理功能，它们不仅是植物细胞的组成成分，而且是酶、辅酶和某些电子递体的组成成分；不仅参与代谢过程，而且能调节生理功能。植物所需的元素缺乏或失调，会使植物生长受阻或影响产量形成，同时在植株外形上表现出一定的异常症状，称为缺素症。但植物吸收铁、硼、锰、锌、铜、钼等微量元素过多时，则会出现中毒症状。这些方面的研究，直接促进了植物营养诊断和作物施肥技术的发展。
植物的矿质营养过程，如养分的吸收、运输及利用等均依赖于酶或转运蛋白质活性。而酶和蛋白质的活性是通过特定基因的表达而起作用的。分子生物学（基因工程）的发展，对植物矿质营养基因的结构、作用及控制机理的研究提供了成套的手段。可资研究矿质营养的分子生物技术主要包括基因的分离和克隆，基因的图谱及氨基酸顺序分析，基因的纯化、转移等。