植物的主要物質來源于水，空氣，陽光。土壤隻提供微量元素

在古代人們受希臘哲學家亞裡士多德的影響，一直認為構成植物的物質來自土壤．

1642年，比利時醫生海爾蒙特進行了一項著名的柳樹實驗．他在一個花盆裡栽種了一棵2.27千克的柳樹．栽種前，花盆裡的泥土經過烘幹後稱重為90.72千克．以後的5年中，海爾蒙特隻給柳樹澆灌雨水．5年後，他将柳樹和泥土分開稱重，發現柳樹的重量變成了76.79千克，而土壤重量隻比原來減少了56.70克．海爾蒙特為此提出了建造植物體的原料是水分這一觀點。

1727年，英國植物學家斯蒂芬·黑爾斯才提出植物生長時主要以空氣為營養的觀點。而最先用實驗方法證明綠色植物從空氣中吸收養分的是英國著名的化學家約瑟夫·普利斯特利。他還證明植物能“淨化”污濁的空氣，使空氣變好，這就是後來人們才知道的植物在光合作用中釋放出氧氣的緣故。由于他的傑出貢獻和實驗完成于1771年，因此，現在把這一年定為發現光合作用的年份。

1779年荷蘭的簡·英格豪斯進行一系列實驗，他的實驗證實了普利斯特利的實驗結果，确認植物對污濁的空氣有“淨化”能力，同時指出這種能力是太陽光照射植物的結果，從而證明綠色植物隻有在光下，才能把空氣變好。同時他發現植物有很強的釋放氣體的能力（氧氣），而且這種能力的活性與天氣的晴朗程度尤其與植物受光照的強度成正相關。他還證明植物在暗中不僅不能“淨化”空氣，反而會把好空氣變壞（在暗中植物呼吸會釋放出二氧化碳）。他通過進一步實驗發現，隻有葉片和綠色的枝條在陽光下才有改善空氣的作用，而其他所有器官即使在白天也會使空氣變壞。這些實驗結果為後來人們認識植物綠色部分和光在植物光合作用中的重要性奠定了基礎。

1782年，瑞士的牧師吉恩·森尼别在化學分析的基礎上，指出植物“淨化”空氣的活性，除與光照密切相關外，還取決于所“固定的空氣”（二氧化碳）。但是由于受當時氣體化學發展水平的限制，對植物在陽光下和黑暗中所釋放的氣體究竟分别屬于何種氣體仍然不清楚。直到1785年，在弄清空氣的組成成分後，人們才明确認識到植物的綠色部分在光下釋放出的氣體為氧氣，而植物各器官在呼吸過程釋放的氣體是二氧化碳。到此時，人們對植物光合作用與氣體間的關系才有較深刻的認識。

1804年，瑞士學者德·索蘇爾研究了植物光合作用過程中吸收的二氧化碳與放出的氧之間的數量關系，結果發現植物制造的有機物和釋放出的氧的總量，遠遠超過它們所吸收的二氧化碳的量。由于實驗中隻使用植物、空氣和水，别無他物，因此，他斷定植物在進行光合作用合成有機物時不僅需要二氧化碳，水也必然是光合作用的原料。

1864年，德國科學家朱利葉斯·薩克斯又證明光合作用的産物除氧氣外，還有有機物。此時人們對植物在光合作用過程中吸收二氧化碳，釋放出氧氣并把二氧化碳和水合成有機物已确信無疑了。

1880年，德國學者恩吉爾曼用具有螺旋形葉綠體的水綿（一種綠藻）作實驗。當他把放有水綿和嗜氧細菌懸浮液的載玻片置于沒有空氣的小室裡，然後照光，結果發現嗜氧細菌向被光點照射的葉綠體部位附近集中，這便有力地證明了植物光合作用的放氧機構是葉綠體。

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