根系是连接植物和土壤的纽带，做为吸收养分的关键器官，对植物的生长发育起着至关重要作用。那么作物根系是怎么吸收土壤中的矿质养分呢？关键是以下3个流程（如图1）：

（1）土壤矿质养分（离子）向根表的迁移；

（2）离子吸附在根部细胞膜表层；

（3）离子跨膜运输进到根细胞质（根细胞内部）。

图1根系矿质养分吸收流程简图

1、根系吸收养分的地方位置

若要了解根系对养分的吸收，开始需要知道根尖的结构。如图2所示，根尖从顶端依次包括根冠，分生区，伸长区，成熟区。

对根系来说，不管主根還是侧根基本都具有根尖，根尖是根系生命活动最为活跃的部分，扮演着吸收养分的至关重要角色。

一般情况下，根尖成熟区根毛的寿命只有1-2周，根毛死亡以后，伸长区那么就会造成新的根毛来补冲，理所当然根毛区一直在向前推移，也改变了根系在土壤中吸收养分的位置。

根毛的形成大大添加了根系吸收养分的面积，但是根毛易受土壤湿度关系，在干旱的土壤里几乎不可以发育。

图2根尖示意图及各分区功能

2、根系吸收养分的流程

2.1土壤矿质养分向根表的迁移

对整个土壤空间来说，根系分布只占了约3%的体积，仅仅依靠根系主动去觅食养分是不可以满足作物生长的需求，理所当然养分向根表的迁移是植物获取养分的至关重要途径。土壤养分向根表迁移途径一般有三种：主动截获，质流，扩散，如图3所示。

表1根系获取广泛元素（养分）的途径

（1）对根系来说，主动截获就是根“走”到哪就“吃”到哪，立刻从接触的土壤中获取养分。但该方式获取的养分只占极少部分，关键還是通过质流或扩散获取。

（2）根系质流取决于根系吸水和植物的蒸腾作用，此流程植物体内形成不断将水分向上拉的“拉力”，影响到土壤溶液与根表层形成压力差，该压力促使土壤养分随水分向根表迁移。

（3）根系不断从土壤中吸收养分，影响到根区土壤的养分浓度下降，离根区较远土壤的养分浓度同比较高，有助养分向低浓度区域扩散，进而达到根表。

不论质流還是扩散，若要完成养分向根表的迁移，必须有水做为媒介。所以说，肥料只有溶解在水里面才能达到根表被吸收，不然养分就变成了无效养分，无法被根系吸收。

图3土壤养分向根表迁移示意图

2.2养分离子吸附在根细胞膜表层

根表层的离子通过质外体（细胞壁和细胞间隙等空间构成）途径达到根细胞膜上，而且与根细胞表层的离子（H⁺和HCO₃^-，由根呼吸造成）发生交换，并吸附在细胞膜上的吸附位点，如图4。

图4离子在细胞膜上的吸附示意图（以钾离子为例）

2.3养分离子的跨膜运输

细胞膜是离子进到细胞的最关键和最终的屏障，达到细胞膜吸附位点的离子需要通过跨膜运输途径才能进到细胞质内，在经其它途径达到植物体内。而离子的跨膜运输方式有以下三种类型（如图5）：简单扩散、协助扩散、主动运输（载体运输、离子通道、离子泵）。

（1）简单扩散就是细胞膜内外溶液中的离子有浓度差时，离子顺浓度梯度从高浓度区进到低浓度区。此流程不用任何载体（蛋白类物质）和能量（ATP）；

（2）协助扩散类似于简单扩散，细胞膜内外溶液有浓度差即可。但此流程的发生需要载体，不用能量；

（3）主动运输是离子逆浓度梯度从低浓度区运输到高浓度区，植物吸收矿质养分关键就依靠这样的运输方式。做好此流程需要载体和能量。

图5离子跨膜运输示意图

文中所述即为根系吸收矿质养分的流程，该流程受诸多因素的关系，例如土壤养分浓度、光照、溫度、土壤水分和pH等，在此不做更多细节阐述。矿质养分被根系吸收后，经过共质体或质外体途径，将养分从根表运输到中柱，在经过木质部输送到地上部，供植物吸收借助于。