植物如何获取养分（以及植物生存所需的养分）

植物和动物一样都需要养分才能生存。但没有嘴巴，植物如何获得生命所需的养分和能量？你或许隐约知道植物用它们的根来吸收养分——植物还需要阳光，对吗？

但是，根系和阳光如何结合起来帮助植物生长呢？除非你是个植物学家，或者现在正上生物课，否则你很可能需要一点关于植物如何获取养分的提醒。

我们会尽量把这个复杂的话题讲得简单明了，这样你不必成为一名植物学家也能理解！

植物需要哪些养分？

让我们先从植物的需求开始。尽管它们的具体需求各不相同，但大多数植物需要三种主要养分来生存：氮（N）、磷（P）和钾（K）。这些养分通常简称为NPK，代表这些元素在元素周期表上的字母。缺少这三种养分，植物无法生存。

氮赋予植物叶片深绿色，并促进生长。
- 植物利用氮来合成氨基酸，氨基酸是蛋白质的构建单元。
磷促进细胞分裂，帮助根部生长，保护植物免受疾病侵害，并使植物能够开花和结种子。
- 磷是构建调节蛋白质合成的核酸结构所必需的。
钾保护植物免受疾病侵染，促进根系生长。钾还对植物制造叶绿素至关重要。
- 叶绿素是绿色素，负责通过吸收阳光能量为植物提供能量。
- 植物利用钾来帮助调节气孔的开闭，气孔类似于孔洞。气孔允许植物吸收二氧化碳并制造ATP，这是生命所需的基本能量单位之一。

你不会感到惊讶，植物生存需要的元素远不止这三种。植物还需要许多其他以较小量存在的养分：碳（C）、氢（H）、氧（O）、磷（P）、钾（K）、碘（I）、氮（N）、硫（S）、钙（Ca）和铁（Fe），它们组成了另一常用缩写CHOPKINS CaFe。

这还不包括镁、锌、铜以及其他一些植物常见的元素需求。

简而言之，植物需要土壤中大量特定的元素来生存。它们利用这些元素进行生长和构建有机物质。其中一些元素在为光合作用提供动力方面发挥着重要作用（快速回顾，植物通过光合作用将光能，加上水和二氧化碳，转化为能量）。

你脚下的大多数土壤基本上是由微小的岩石颗粒组成。这些元素存在于土壤颗粒中，但植物无法直接获得。植物不能直接吃土壤来提取养分——它们需要大量的水分。水能够将元素从土壤中溶出成简单的、细小的形态。植物通过根系“喝”水，同时吸收水中的养分。

肥沃的土壤中会有丰富的养分。然而，这些养分很容易被降雨冲刷掉。使用肥料或其他土壤补充剂有助于保持植物的健康快乐。

当植物进化到陆地上生活时，它们需要找到水源以继续吸收养分。根系派上用场了。

不想很快变得过于复杂，让我们来简单了解一下根的作用。

植物拥有复杂的根系，通常有两种类型：一种是长而直接向地下深入的主根，上面长有一些分支；另一种是纤维根系统，由许多小根分支组成，向四周扩展。如果你曾拔起蒲公英，你会知道主根系统长什么样。纤维根系统在某些草类中更常见。

有主根的植物在干燥的土壤中表现良好，因为它们的长主根帮助它们寻找地下水。纤维根系统的植物则因根系复杂，非常适合防止水土流失。

有趣的是，有记录的最深根系来自南非的一种无花果，根长达122米。植物为了找水会做出惊人的努力！

根有很多层，就像你的皮肤一样。这里不详细说明名称——会很复杂！只需了解根的最外层通常是半透性的，允许水分通过进入根系。

大多数养分通过靠近根尖的根毛吸收。根毛是极细的小根，具有很大的表面积，使它们能吸收更多水分。多数植物还与不同的真菌共生，以从土壤水分中吸收更多养分。

基本上，植物分享部分糖类来换取帮助吸收其他养分。这些菌根（myco意为真菌，rhizae意为根）关系在贫瘠土壤中最常见且最有益。

试想一个儿童玩具，有不同形状的孔供特定的木块插入。根系拥有类似的微观系统，允许水和特定元素通过，同时阻挡其他化学物质。根的多层结构帮助筛选养分和水分，储存它们并通过植物的输导系统输送到植物的其他部分以供使用。

植物通过根吸收水分和养分后，会通过输导系统将它们输送到植物的其他部分。水分用于光合作用，每种养分则用于植物的不同构建部分。

根系令人惊叹，但鉴于植物所需的众多养分，它们有时也需要帮助！