植物需要量甚微的必需元素（见必需元素）。1844年E.格瑞斯证实铁（Fe）是植物生活中不可缺少的营养元素，这是第一个被确认的植物微量元素。1954年布T.C.罗伊尔证实氯（Cl）是第七个微量元素（见表）。其间陆续发现的微量元素有：锰（Mn）、硼（B）、锌（Zn）、铜（Cu）、和钼（Mo）（见表）。这几种微量元素在植物体内的含量通常低于干重的千分之一。虽然它们含量甚微，但在植物生长发育、物质代谢、能量转变中具有重要功能。随着生产的发展，微量元素缺乏症各地时有发生，水稻缺锌、油菜缺硼和豆科植物缺钼给作物生产造成的损失，日益引起人们重视。

微量元素发现和发现年代

主要以二价铁离子或“铁-有机复合物”的形态被植物吸收。根系分泌物有助于形成Fe²⁺或“Fe-复合物”时，能促进铁的吸收。铁具有多方面生理功能，它参与重要活性物质组成铁是细胞色素、血红素和非红色素蛋白的金属成分，如细胞色素是一类含铁卟啉的蛋白质复合物，是植物体内电子传递链的重要成员，和能量转化有密切关系，铁氧还素（Fd）是一种非血红素铁蛋白，每分子Fd含有2个铁原子；在绿色细胞中主要集中于叶绿体，是光合电子链的重要成员，还原态的Fd可以将电子用于形成光合同化力，也可用于其他需能生理过程。铁是豆科植物根瘤组分铁蛋白和铁钼蛋白的金属成分，豆科植物的豆血红蛋白也是一种含铁卟啉的蛋白质，根瘤固氮过程需要缺氧条件，豆血红蛋白能使氧还原从而保持固氮酶活性，铁在催化反应中兼有结构成分和激活功能，并以不同形式与酶蛋白结合。以铁离子形式结合的酶有乌头酸酶等，以铁卟啉形式结合的有珀琥酸脱氢酶等。缺铁既会抑制醛缩酶、磷酸化酶的活性，也能促进核糖核酸酶、甘油磷酸酶等的活性。铁还影响到蛋白质、糖类和有机酸的代谢过程。铁虽非叶绿素组成元素，却与叶绿素形成有密切关系，叶绿素生物合成的中间产物之一是原叶绿素酸脂，形成原叶绿素酸脂时铁是必需的，缺铁时叶绿素形成受阻，铁也是维持叶绿体正常结构和功能所不可缺少的，光合碳同化也会因缺铁而受到影响。

植物出现缺铁的主要症状是叶片失绿。由于铁在植物体内不易移运，症状首先出现在幼嫩叶片，初期症状表现为脉间退色而叶脉仍绿，严重时叶片变黄，甚至变白。pH偏高，富含钙质的土壤中有效铁的溶解度降低，易于出现缺铁症。

锰被植物吸收的形态主要是Mn²⁺。土壤中锰的有效态受多种因素影响。从而影响到植物对锰的利用，一般植物体锰含量在20—500ppm。不同植物对缺猛的敏感性存在一定差异。

锰的重要功能之一是对光合的效应。锰是维持叶绿体正常结构和功能所必需的，甜菜培养介质中缺锰后引起叶绿体和叶绿素数量的减少，类囊体片层结构形成受阻。希尔反应活性也受到叶片中，尤其是叶绿体中含锰量的影响。锰是光合放氧系统的特有成分，每个作用中心大约有6个与蛋白质结合的锰原子，锰原子减少时放氧能力减弱，甚至衰失。体外试验表明，只有存在一定数量的锰离子时才能进行RNA聚合酶和mRNA核苷酸移换酶的活性对锰离子是敏感的。锰还影响DNA的组分，供锰时叶绿体DNA中胸腺嘧啶含量增加，缺锰时其中的鸟嘌呤和胞嘧啶组分增加，在植物体内二价锰离子和三价锰离子可以相互转变，这种转变能够形成很强的氧化还原势能而成为重要的氧化还原剂，锰的催化效应影响许多生物化学过程，对呼吸代谢影响尤大。锰是一些酶类的组成成分或活化因子，前者如草酰乙酸氧化酶，后者如烯醇化酶。作物的“黄斑病”，“灰斑病”都是典型的缺锰症，表现为叶片绿色褪淡，脉间发黄，有灰白色或褐色斑点出现，严重时病斑枯死。

硼的吸收形态主要是硼酸分子，植物体含硼量因物种而异。通常单子叶植物含量较低，双子叶植物含量较高，一般植物含硼量约为2—95ppm。中国土壤含硼量平均为60ppm左右，而有效硼含量常低于3ppm。

硼对植物生长有显著影响，缺硼时根系生长速率迅速降低，甚至完全停止。这和硼对细胞分裂和细胞伸长有密切联系，也和缺硼使细胞提前分化有关，缺硼对生长的影响与体内积累过量生长素的情况相似，对此不同学者尚存在分歧意见，硼的生理效应还表现在对蛋白质和核酸的合成方面，对向日葵和菜豆的硼营养试验表明，缺硼时核酸含量，尤其是核糖核酸含量降低，增加硼营养可以促使核酸含量提高。用标记氨基酸进行试验，也表明缺硼时根系中掺入蛋白质的标记氨基酸数量减少，而有较多的可溶性氮化物。硼对繁殖器官的发育有重要影响，缺硼植物的花药造孢组织受到破坏。细胞分裂不正常，花粉母细胞四分体的分化受到抑制，花粉萌发和花粉管生长也受到显著影响，缺硼最主要的表现是不能正常形成籽实，此外硼对呼吸作用，酚类化合物积累，木质素的形成，以及其他营养元素的吸收利用都有一定效应。

植物缺硼受影响最大的是代谢旺盛的细胞和组织。硼不足时根端、茎端生长停止，严重时生长点死亡，侧芽、侧根丛生；缺硼植物叶片粗糙，皱缩，卷曲；叶柄增粗，茎基膨大；繁殖器官生育受阻。花粉畸形，花、蕾易落，果实种子不充实。在偏碱的土壤上易于发生缺硼现象。

锌被植物吸收的主要形态是Zn²⁺，一般植物含锌量的正常范围在20—100ppm，土壤锌的有效性受多种因素影响，因此土壤含锌量和植物含锌量之间不一定存在正相关关系。

锌强烈地影响植物代谢过程，锌对酶的作用是一个重要方面。从豌豆等植物分离得到的碳酸酐酶是首先发现的锌酶。其后磷酸丙酮酸羧化酶等多种酶类被检定为含锌的酶类。迄今发现含锌的复合酶分布在氧化还原酶类、移换酶类等六大类中已达59种，锌还可以活化草酰乙酸氧化酶，烯醇化酶等。因此，在光合、呼吸、氮素代谢、激素合成以及植物生长等方面都显示出锌的效应，锌对光合作用的影响表现在缺锌时光合速率下降，希尔反应受抑制。碳酸酐酶有促进CO₂释放和加速CO₂透过脂质膜进入叶绿体的作用，为二磷酸核酮糖羧化酶提供底物。以玉米叶片为材料的研究表明，锌不足影响叶绿素前体（氨基乙酰丙酸）的转化，因而间接影响叶绿素的形成。叶片失绿是缺锌植物特征之一。细胞含锌量下降影响碳水化合物的合成和利用，糖类积累减少，蔗糖、淀粉含量降低。锌对氮素，尤其是高分子氮化物的形成和分解具有显著作用，¹⁴C-酪氨酸掺入蛋白质的试验表明，锌可以促进蛋白质合成，柑桔叶片缺锌时RNA含量下降，RNA含量下降和蛋白质合成受阻是平行发生的。对其他植物材料的研究也得到相似的结果，同时还发现锌能抑制RNA水解酶的活性，缺锌时酶活性增强，RNA含量减少，蛋白质合成受阻，缺锌的典型症状是生长缓慢，尤其是节间生长可能因此而完全停止。崔澂（1954年）发现缺锌时植物体内色氨酸含量减少。吲哚乙酸由色氨酸转化而来，锌不足可能阻碍丝氨酸和吲哚合成色氨酸，影响生长素的形成，从而抑制了生长。对玉米的研究还发现锌对芳香族氨基移换酶的活性有调节作用，该酶是吲哚乙酸的直接前体——吲哚乙醛形成的重要酶类。锌不仅对生长素，还对其他植物激素如脱落酸的含量也有一定影响。

植物锌营养不足常引起“小叶病”、“簇叶病”等症状，叶小节间短，叶片脉间变黄或叶片变白。症状因物种和缺锌程度的不同而有所差异。

铜被植物吸收的形态是二价铜离子，螯合铜也可以被吸收，植物正常含铜量约在2.0—20ppm左右，因物种、器官、生育阶段和吸收条件的差异而有所不同。

在植物光合过程中铜具有重要效应，铜是光合电子链中专一性电子载体质兰素（PC）的组成成分。PC是一种铜蛋白，是光系统Ⅰ（PSⅠ）电子传递链的重要成员，每摩尔PC含有2克原子铜。铜离子与蛋白质部分以四个配位键相结合进行电子传递，在pH5.4—9.9范围内PC的氧化还原电位是恒定的，可以使氧化态的P700还原，成为P700的原初电子供体。希尔反应也对缺铜敏感。铜不足是时反应速率降低，铜对植物氮素代谢有一定影响，利用¹⁵N的研究表明铜显著影响氨基酸、蛋白质等有机氮化物的形成。但其影响机理还研究不多。铜通过对铁吸收的调节作用，对根瘤中血红蛋白的水平具有稳定作用，对小麦幼苗的研究，显示出铜离子有促进腺嘌呤腺苷等生物合成的作用。认为铜对核酸代谢有一定效应，含铜的酶类在呼吸作用中占有重要地位，细胞色素氧化酶（也含铁）、抗坏血酸氧化酶、酚氧化酶都是常见的铜酶。通过化合价的改变在呼吸过程中起着传递电子的作用。如细胞色素氧化酶是细胞色素a和a₃的复合物（Cyta a₃）是一种蛋白质复合体，每分子含两个血红素分子和两个铜原子，在呼吸链中Cyta a₃是细胞色素C与分子氧之间的电子传递体，从而完成末端氧化的作用。此外，铜对生长素代谢有一定影响，对大麦的研究表明，铜含量在一定水平时能刺激吲哚乙酸氧化酶活性，超过这一水平则有抑制作用，因此铜营养状况影响到植物体内生长素的含量。

植物缺铜往往出现不同症状，如果树由铜不足诱发的“枯枝病”草木植物的“开垦病”，前者在枝条上出现褐色或赤褐色皮疹，严重时叶片脱落。枝条枯死；后者最早发现在新垦地上，病株先端发黄或变褐，逐渐凋萎，穗部变形，结实率低。物种之间对缺铜的敏感性差异很大，小麦、燕麦等对缺铜相当敏感，是良好的指示植物。

钼的吸收形态主要是MoO^2-₄，多数植物含钼量低于10ppm，是必需元素中含量最少的。植物对钼的生理需要量往往在1ppm以下，但体内钼含量可以有相当大的变幅。供钼较多时棉花叶片含钼量可达1500ppm，与其他微量元素相比较，植物对过量钼的耐性比较强，不过含钼量过高的饲料或食品对动物和人体有不良影响。

钼对生物固氮是必需的。缺钼固氮活性下降，钼是固氮酶的金属成分。固氮酶含有铁蛋白和钼铁蛋白二个组分，通常二者单独存在时均无固氮活性，二组分同时存在并结合成复合体时才表现出固氮活性。“铁钼辅因子”被认为可能是固氮酶的活性中心。含钼的固氮酶是一种氧化还原蛋白，在pH7.5左右时的氧化还原电位约为-0.25—0.29mv，能够从还原剂接受电子而后又传递给氮，并能持续循环传递电子。氮还原的电子供体随固氮生物而异，通常由还原态辅酶Ⅰ（NADH）通过铁氧还蛋白而提供电子，ATP是还原过程不可缺少的因子，它促使钼由氧化态转变为具有活性的还原态。钼也是硝酸还原酶组分，因而影响到植物对硝态氮的吸收和利用。对钼功能的研究表明，还原所需电子经黄素腺嘌呤二核苷酸传至钼，再由钼传给硝酸离子使之还原，缺钼能够形成脱辅基酶蛋白，此时黄素虽有活性，但硝酸不能被还原为亚硝酸，钼能增强根系还原能力，有利于促进铁离子等养分的吸收，缺钼引起光合强度降低，糖含量尤其还原糖含量减少。

植物缺钼症有两种类型，一种是叶片脉间失绿，甚至变黄，易出现斑点，新叶出现症状较迟；另一种是叶片瘦长畸形，叶片变厚，甚至焦枯，十字花科植物上往往出现这一类症状。

氯以Cl^-形态被植物根系吸收，叶片也可以从空气中吸收氯，和其他微量元素比较，植物对氯的需要量较大，但多数植物体内氯的实际积累量常大大超过需要量，植物对过量氯有一定的忍受能力。如烟草叶片氯含量可高达干重的10%，而对生长发育并无重大影响。

60年代初期的研究认为，氯对光合放氧过程有着重要作用，Mn²⁺在水的光解中的效应已被确认，氯的作用可能是作为锰的配位基，而有助于维持锰的较高的氧化状态。但对此尚有分歧意见。在水分代谢中氯作为钾的反离子，在调节细胞膨压，气孔开闭中有一定作用。缺氯常导致叶片萎蔫。从豌豆中分离出4-氯吲哚-3-乙酸，从而认为氯与生长素类物质的形成有一定关系，氯的生理功能还有待于进一步研究，迄今的资料表明大部分氯是以离子状态调节着各种生理过程，直接参加物质代谢的研究为数不多。

植物缺氯时根细短，侧根少，尖端凋萎，失绿，严重时组织坏死，坏死组织由局部遍及全叶，植株不能正常结实。