第四章 養分的攝取 第2節 植物體養分的吸收
海爾蒙特的柳樹實驗 樹木重量的增加主要來自雨水，而非土壤 結論有些偏差，但間接說明水是生物生長的必需要素 開啟後來學者的研究，進而確認植物所需的營養主要是來自土壤，而非水
必需元素 植物生長發育過程中，不可缺少的元素 植物若缺少其中一種元素時，就不能進行正常的生理活動及生長發育，形態上還會有特定的病症產生
植物體內元素的流動 植物體內元素可分為： 「流動型的元素」：氮、鉀、磷等 「固定型的元素」：鈣、硫、鐵等
植物體內元素的流動 若土壤久未施肥，植物營養不足，老葉中的流動型元素，即可向幼葉及嫩芽輸送，提供幼葉及嫩芽的生長所需，老葉最先表現出營養不良的病徵或是老化現象 若是固定型元素缺乏，因老葉中的元素，不能輸送給幼葉及嫩芽，而幼葉中的這些元素含量又少，所以幼葉及嫩芽會最先產生營養不良的病徵
植物體內元素的流動 鉀：「流動型的元素」 硫：「固定型的元素」
植物對元素需求量 大量元素（macroelement） 微量元素（microelement）
大量元素 植物營養需要量較多的元素 含量達到植物體乾重的0.1 ％～10 ％ 碳、氫、氧、氮、磷、硫、鉀、鈣和鎂
微量元素 植物營養需要量較少的元素 含量達到植物體乾重的0.01 ％以下 鐵、硼、銅、鋅、錳、氯、鉬和鎳
根系 是植物體吸收養分和水的主要器官 能被吸收的養分形態： 氣體 離子狀態
必需元素 大都以離子狀態存在土壤中 少數以氣體形式（氧和二氧化碳）存在大氣中
4-2.1 根的構造，水和無機鹽的吸收 植物吸收水和無機鹽的部分 主要在根的成熟部 此區的細胞由外向內已分化為表皮（包括根毛）、皮層、內皮層、周鞘及維管束等
成熟部根毛 根系吸收的速率和數量比其他區高 數量多 吸收表面積大 易與土壤顆粒緊貼
植物根部 吸收水： 促進性擴散 滲透作用 吸收無機鹽： 主動運輸
質體外運輸（apoplastic transport) 輸送物質所經過的途徑均在原生質體外 根部所吸收的水和無機鹽，可沿著細胞壁或細胞與細胞間的空隙途徑，從根毛處以滲透作用輸送到內皮層細胞
質體外運輸 當物質藉質體外運輸途徑輸送到內皮層時，因該層細胞壁具不透水的卡氏帶，所以輸送的水和無機鹽到此處時，便不能再沿此途徑繼續向內輸送，必須以促進性擴散或主動運輸方式，透過細胞膜進入內皮細胞再進入中柱
共質體運輸（symplastic transport） 經由原生質輸送物質的途徑 根毛所吸收的水分和無機鹽，也可直接透過細胞膜進入細胞內，再藉由細胞與細胞間相連的原生質絲，進入木質部中
4-2.2 菌根，固氮作用 菌根的吸收 菌根（mycorrhiza）：植物的根部常與真菌共生形成 4-2.2 菌根，固氮作用 菌根的吸收 菌根（mycorrhiza）：植物的根部常與真菌共生形成 真菌菌絲比根毛細長，可增加吸收養分的表面積，菌根吸收養分的效率比根毛高
菌根的功能 菌根除了幫助植物吸收之外，也具其他功能： 1.分泌生長因子：促進根的生長與分支 2.分泌抗生素：保護宿主不會受到土壤中有害細菌或真菌的侵害 3.分泌酸性物質：增加土壤中無機鹽的溶解度，使植物根部吸收N、P、K的效率提高
有菌根的植物生長發育比較好
菌根的功能 真菌與植物的根形成菌根：互利共生（mutualism） 植物提供真菌生長所需的碳水化合物 真菌幫助吸收養分供植物利用
植物移植於肥沃土壤 植物不必再藉真菌為它吸收養分 兩者的共生現象就會消失，菌根中的真菌便成為寄生物
菌根 外生菌根（ectomycorrhiza）：真菌在植物根部表面形成菌氈（fungus mantle），且菌絲深入根部皮層細胞間隙者 內生菌根（endomycorrhiza）：不形成菌氈而僅於植物根部表面形成菌叢，並以菌絲分枝穿進植物根部皮層細胞者
菌根
菌根 內生菌根共生：70 ％ ～ 90 ％的植物 外生菌根：為森林林木的主要共生真菌
固氮作用 土壤中的根瘤菌（Rhizobium）可以與豆科植物根形成互利共生的固氮體系
固氮作用 根瘤菌分泌物質使根毛變形、彎曲 根瘤菌附著於植物根毛上，根瘤菌可誘導根部皮層細胞重新進入分裂狀態 發育成為一個根瘤（nodule）
結瘤（nodulation） 根瘤菌與豆科植物相互作用的結果 形成期間涉及根瘤菌以及植物體相關基因的表達和調控 具有專一性
非豆科植物根瘤 內共生細菌： 主要是放線菌 少數是藍綠菌 具固氮能力 例如： 固氮放線菌（Frankia）：臺灣赤楊 念珠藻（Nostoc）等藍綠菌共生：蘇鐵
非豆科植物根瘤 將藍綠菌自植物根瘤中分離出來，仍然具固氮功能 固氮作用須要消耗能量
固氮作用 固氮微生物可分為兩類： 一、互利共生固氮型 二、非互利共生固氮型
一、互利共生固氮型 根瘤菌在單獨生活時不行固氮作用 根瘤菌與豆科植物的根共生時才具有固氮作用
二、非互利共生固氮型 某些藍綠菌可獨立生活 具固氮作用 不與植物的根共生