第四讲植物吸收矿质的机制精选文档.ppt

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1、第四讲植物吸收矿质的机第四讲植物吸收矿质的机制制本讲稿第一页，共五十页一一、植物体内的必需元素、植物体内的必需元素（一）、植物体内的元素（一）、植物体内的元素 植物材料植物材料植物材料植物材料本讲稿第二页，共五十页本讲稿第三页，共五十页（二）、植物必需的矿质元素和确定方法 一一一一)、植物必需的矿质元素、植物必需的矿质元素、植物必需的矿质元素、植物必需的矿质元素 所谓必需元素所谓必需元素所谓必需元素所谓必需元素(essential element)(essential element)(essential element)(essential element)是指植物生长发育是指植物生长发育是

2、指植物生长发育是指植物生长发育必不可少的元素。必不可少的元素。必不可少的元素。必不可少的元素。植物必需元素的三条标准是植物必需元素的三条标准是植物必需元素的三条标准是植物必需元素的三条标准是:第一第一第一第一,由于缺乏该元素由于缺乏该元素由于缺乏该元素由于缺乏该元素,植物生长发育受阻植物生长发育受阻植物生长发育受阻植物生长发育受阻,不能完成其生活不能完成其生活不能完成其生活不能完成其生活史史史史;第二第二第二第二,除去该元素除去该元素除去该元素除去该元素,表现为专一的病症表现为专一的病症表现为专一的病症表现为专一的病症,这种缺素病症可用加入这种缺素病症可用加入这种缺素病症可用加入这种缺素病症可

3、用加入该元素的方法预防或恢复正常该元素的方法预防或恢复正常该元素的方法预防或恢复正常该元素的方法预防或恢复正常;第三第三第三第三,该元素物营养生理上能表现直接的效果该元素物营养生理上能表现直接的效果该元素物营养生理上能表现直接的效果该元素物营养生理上能表现直接的效果,而不是由而不是由而不是由而不是由于土壤的物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接效于土壤的物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接效于土壤的物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接效于土壤的物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接效果。果。果。果。本讲稿第四页，共五十页1.1.大量元素大量元素(major element(majo

4、r element，macroelement)macroelement)植植物对此类元素需要的量较多。它们约占物体干重物对此类元素需要的量较多。它们约占物体干重的的0.01%0.01%10%10%，有，有C C、H H、O O、N N、P P、K K、CaCa、MgMg、S S。2.2.微量元素微量元素(minor element,microelement(minor element,microelement，trace element)trace element)约占植物体干重的约占植物体干重的1010-5-5%1010-3-3%。它们是。它们是FeFe、MnMn、CuCu、ZnZn、B B

5、、MoMo、ClCl、NiNi。植物对这类元素。植物对这类元素的需要量很少的需要量很少,但缺乏时植物不能正常生长；若但缺乏时植物不能正常生长；若稍有过量稍有过量,反而对植物有害反而对植物有害,甚至致其死亡。甚至致其死亡。本讲稿第五页，共五十页二二)确定植物必需矿质元素的方法确定植物必需矿质元素的方法 1.1.1.1.溶液培养法溶液培养法溶液培养法溶液培养法(或砂基培养法或砂基培养法或砂基培养法或砂基培养法)溶液培养法溶液培养法溶液培养法溶液培养法(solution(solution(solution(solution culture method)culture method)culture

6、method)culture method)亦称水培法亦称水培法亦称水培法亦称水培法(water culture(water culture(water culture(water culture method),method),method),method),是在含有全部或部分营养元素的溶液中培养是在含有全部或部分营养元素的溶液中培养是在含有全部或部分营养元素的溶液中培养是在含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法；而砂基培养法植物的方法；而砂基培养法植物的方法；而砂基培养法植物的方法；而砂基培养法(sand culture method)(sand culture method)(sa

7、nd culture method)(sand culture method)则是在洗净的石英砂或玻璃球等基质中加入营养液来则是在洗净的石英砂或玻璃球等基质中加入营养液来则是在洗净的石英砂或玻璃球等基质中加入营养液来则是在洗净的石英砂或玻璃球等基质中加入营养液来培养植物的方法。培养植物的方法。培养植物的方法。培养植物的方法。2.2.2.2.气培法气培法气培法气培法(aeroponics)(aeroponics)(aeroponics)(aeroponics)将根系置于营养液气雾中栽将根系置于营养液气雾中栽将根系置于营养液气雾中栽将根系置于营养液气雾中栽培植物的方法称为气培法培植物的方法称为气培

8、法培植物的方法称为气培法培植物的方法称为气培法。本讲稿第六页，共五十页图图3-13-1几几种种营营养养液液培培养养法法A.A.水培法水培法:使用不透明使用不透明的容器的容器(或以锡箔包裹或以锡箔包裹容器容器),),以防止光照及避以防止光照及避免藻类的繁殖免藻类的繁殖,并经常并经常通气通气;B.B.营养膜营养膜(nutrient(nutrient film)film)法法:营养液从容营养液从容器器a a流进长着植株的流进长着植株的浅槽浅槽b,b,未被吸收的营未被吸收的营养液流进容器养液流进容器c,c,并经并经管管d d泵回泵回a a。营养液。营养液pHpH和成分均可控制。和成分均可控制。C.C.

9、气培法：根悬于营气培法：根悬于营养液上方，营养液被养液上方，营养液被搅起成雾状。搅起成雾状。本讲稿第七页，共五十页（三）、植物必需元素的生理作用及缺素症（三）、植物必需元素的生理作用及缺素症1 1 1 1、氮、氮、氮、氮(1)(1)(1)(1)生理作用生理作用生理作用生理作用 吸收方式：吸收方式：吸收方式：吸收方式：NHNHNHNH4 4 4 4+或或或或NONONONO3 3 3 3-；尿素、氨基酸。；尿素、氨基酸。；尿素、氨基酸。；尿素、氨基酸。生理作用：生理作用：生理作用：生理作用：氮是构成蛋白质的主要成分，核酸、叶绿素、某氮是构成蛋白质的主要成分，核酸、叶绿素、某氮是构成蛋白质的主要成

10、分，核酸、叶绿素、某氮是构成蛋白质的主要成分，核酸、叶绿素、某些植物激素、维生素等也含有氮。氮在植物生命活动中占有首些植物激素、维生素等也含有氮。氮在植物生命活动中占有首些植物激素、维生素等也含有氮。氮在植物生命活动中占有首些植物激素、维生素等也含有氮。氮在植物生命活动中占有首要的地位，故又称为生命元素。要的地位，故又称为生命元素。要的地位，故又称为生命元素。要的地位，故又称为生命元素。氮氮氮氮肥肥肥肥过过过过多多多多时时时时，营营营营养养养养体体体体徒徒徒徒长长长长，抗抗抗抗性性性性下下下下降降降降，易易易易倒倒倒倒伏伏伏伏，成成成成熟熟熟熟期期期期延迟。然而对叶菜类作物多施一些氮肥，还是有

11、好处的。延迟。然而对叶菜类作物多施一些氮肥，还是有好处的。延迟。然而对叶菜类作物多施一些氮肥，还是有好处的。延迟。然而对叶菜类作物多施一些氮肥，还是有好处的。植株缺氮时，植物生长矮小植株缺氮时，植物生长矮小植株缺氮时，植物生长矮小植株缺氮时，植物生长矮小,分枝、分蘖少分枝、分蘖少分枝、分蘖少分枝、分蘖少,叶片小而薄；叶片叶片小而薄；叶片叶片小而薄；叶片叶片小而薄；叶片发黄发生早衰发黄发生早衰发黄发生早衰发黄发生早衰,且由下部叶片开始逐渐向上。且由下部叶片开始逐渐向上。且由下部叶片开始逐渐向上。且由下部叶片开始逐渐向上。本讲稿第八页，共五十页小麦缺氮小麦缺氮苹果缺氮苹果缺氮本讲稿第九页，共五十页

12、马铃薯缺氮马铃薯缺氮菜豆缺氮菜豆缺氮本讲稿第十页，共五十页2 2、磷、磷、磷、磷生理作用：生理作用：生理作用：生理作用：磷脂和核酸的组分，参与生物膜、细胞质和细胞磷脂和核酸的组分，参与生物膜、细胞质和细胞磷脂和核酸的组分，参与生物膜、细胞质和细胞磷脂和核酸的组分，参与生物膜、细胞质和细胞核的构成。所以磷是细胞质和细胞核的组成成分。核的构成。所以磷是细胞质和细胞核的组成成分。核的构成。所以磷是细胞质和细胞核的组成成分。核的构成。所以磷是细胞质和细胞核的组成成分。磷是核苷酸的组成成分。核苷酸的衍生物磷是核苷酸的组成成分。核苷酸的衍生物磷是核苷酸的组成成分。核苷酸的衍生物磷是核苷酸的组成成分。核苷酸

13、的衍生物(如如如如ATPATP、FMNFMN、NADNAD+、NADPNADP+和和和和CoACoA等等等等)在新陈代谢中占有极其重要的地在新陈代谢中占有极其重要的地在新陈代谢中占有极其重要的地在新陈代谢中占有极其重要的地位，位，位，位，磷在糖类代谢、蛋白质代谢和脂肪代谢中起着重要的作用。磷在糖类代谢、蛋白质代谢和脂肪代谢中起着重要的作用。磷在糖类代谢、蛋白质代谢和脂肪代谢中起着重要的作用。磷在糖类代谢、蛋白质代谢和脂肪代谢中起着重要的作用。缺磷缺磷缺磷缺磷时，时，时，时，分蘖分枝减少分蘖分枝减少分蘖分枝减少分蘖分枝减少,幼芽、幼叶生长停滞幼芽、幼叶生长停滞幼芽、幼叶生长停滞幼芽、幼叶生长停滞

14、,茎、根纤茎、根纤茎、根纤茎、根纤细细细细,植株矮小；叶子呈现不正常的暗绿色或紫红色。症状植株矮小；叶子呈现不正常的暗绿色或紫红色。症状植株矮小；叶子呈现不正常的暗绿色或紫红色。症状植株矮小；叶子呈现不正常的暗绿色或紫红色。症状首先在下部老叶出现首先在下部老叶出现首先在下部老叶出现首先在下部老叶出现,并逐渐向上发展。并逐渐向上发展。并逐渐向上发展。并逐渐向上发展。磷过多磷过多磷过多磷过多，易产生，易产生，易产生，易产生缺缺缺缺ZnZn症。症。症。症。本讲稿第十一页，共五十页白菜缺磷白菜缺磷油菜缺磷油菜缺磷本讲稿第十二页，共五十页玉米缺磷玉米缺磷大麦缺磷大麦缺磷本讲稿第十三页，共五十页3、钾、钾

15、很多酶的活化剂，是很多酶的活化剂，是40多种酶的辅助因子。多种酶的辅助因子。调调节节水水分分代代谢谢。K+在在细细胞胞中中是是构构成成渗渗透透势势的的重要成分。调节气孔开闭、蒸腾。重要成分。调节气孔开闭、蒸腾。促促进进能能量量代代谢谢。作作为为H+的的对对应应离离子子，向向膜膜内内外转移，参与光合磷酸化、氧化磷酸化。外转移，参与光合磷酸化、氧化磷酸化。钾不足时，叶片出现缺绿斑点，逐渐坏死，叶钾不足时，叶片出现缺绿斑点，逐渐坏死，叶缘枯焦。缘枯焦。本讲稿第十四页，共五十页4、钙、钙构成细胞壁。构成细胞壁。钙钙 与与 可可 溶溶 性性 的的 蛋蛋 白白 质质 形形 成成 钙钙 调调 素素(calm

16、odulin，简简称称CaM)。CaM和和Ca2+结结合合，形形成成有有活活性性的的Ca2+CaM复复合合体体，起起“第第二二信信使使”的作用。的作用。缺钙典型症状：顶芽、幼叶呈淡绿色缺钙典型症状：顶芽、幼叶呈淡绿色,叶尖出叶尖出现钩状现钩状,随后坏死。缺素症状首先表现在上部随后坏死。缺素症状首先表现在上部幼茎幼叶和果实等器官上。幼茎幼叶和果实等器官上。本讲稿第十五页，共五十页蕃茄缺钙蕃茄缺钙白菜缺钙白菜缺钙本讲稿第十六页，共五十页5、镁、镁叶叶绿绿素素的的组组成成成成分分之之一一。缺缺乏乏镁镁，叶叶绿绿素素即即不能合成，叶脉仍绿而叶脉之间变黄。不能合成，叶脉仍绿而叶脉之间变黄。许多酶的活化剂

17、。许多酶的活化剂。本讲稿第十七页，共五十页6、硫硫含硫氨基酸和磷脂的组分，蛋白质、生物膜含硫氨基酸和磷脂的组分，蛋白质、生物膜硫也是硫也是CoA、Fd的成分之一。的成分之一。硫不足时，蛋白质含量显著减少，叶色黄绿，硫不足时，蛋白质含量显著减少，叶色黄绿，植株矮小。植株矮小。本讲稿第十八页，共五十页铁铁 叶绿素合成所必需。叶绿素合成所必需。叶绿素合成所必需。叶绿素合成所必需。FdFd的组分。因此，参与光合的组分。因此，参与光合的组分。因此，参与光合的组分。因此，参与光合作用。缺铁时，由幼叶脉间失绿黄化，但叶脉仍为绿色；作用。缺铁时，由幼叶脉间失绿黄化，但叶脉仍为绿色；作用。缺铁时，由幼叶脉间失绿

18、黄化，但叶脉仍为绿色；作用。缺铁时，由幼叶脉间失绿黄化，但叶脉仍为绿色；严重时整个新叶变为黄白色。严重时整个新叶变为黄白色。严重时整个新叶变为黄白色。严重时整个新叶变为黄白色。硼硼 促促促促进进进进糖糖糖糖分分分分在在在在植植植植物物物物体体体体内内内内的的的的运运运运输输输输。促促促促进进进进花花花花粉粉粉粉萌萌萌萌发发发发和和和和花花花花粉粉粉粉管管管管生长。生长。生长。生长。缺硼时缺硼时缺硼时缺硼时,甘蓝型油菜甘蓝型油菜甘蓝型油菜甘蓝型油菜“花而不实花而不实花而不实花而不实”,”,甜菜甜菜甜菜甜菜“心腐病心腐病心腐病心腐病”锰锰 在在在在光光光光合合合合作作作作用用用用方方方方面面面面，

19、水水水水的的的的裂裂裂裂解解解解需需需需要要要要锰锰锰锰参参参参与与与与。缺缺缺缺锰锰锰锰时时时时，叶叶叶叶绿体结构会破坏、解体。叶片脉间失绿，有坏死斑点。绿体结构会破坏、解体。叶片脉间失绿，有坏死斑点。绿体结构会破坏、解体。叶片脉间失绿，有坏死斑点。绿体结构会破坏、解体。叶片脉间失绿，有坏死斑点。锌锌 色色色色氨氨氨氨酸酸酸酸合合合合成成成成酶酶酶酶的的的的组组组组分分分分，催催催催化化化化吲吲吲吲哚哚哚哚与与与与丝丝丝丝氨氨氨氨酸酸酸酸成成成成色色色色氨氨氨氨酸酸酸酸。玉玉玉玉米米米米“花白叶病花白叶病花白叶病花白叶病”，果树，果树，果树，果树“小叶病小叶病小叶病小叶病”。本讲稿第十九页，

20、共五十页铜铜 参参与与氧氧化化还还原原过过程程。光光合合电电子子传传递递链链中中的的电电子子传传递递体体质质体体蓝蓝素素的的组组分分。禾禾谷谷类类“白白瘟瘟病病”，果树，果树“顶枯病顶枯病”钼钼 钼钼的的生生理理功功能能突突出出表表现现在在氮氮代代谢谢方方面面。钼钼是硝酸还原酶和固氮酶的成分。是硝酸还原酶和固氮酶的成分。氯氯 氯氯在在光光合合作作用用水水裂裂解解过过程程中中起起着着活活化化剂剂的的作作用，促进氧的释放。用，促进氧的释放。镍镍 镍镍是是近近年年来来发发现现的的植植物物生生长长所所必必需需的的微微量量元元素素。镍镍是是脲脲酶酶的的金金属属成成分分，脲脲酶酶的的作作用用是是催催化化尿

21、素水解。尿素水解。本讲稿第二十页，共五十页白菜缺铁白菜缺铁白菜缺锰白菜缺锰本讲稿第二十一页，共五十页蕃茄缺硼蕃茄缺硼小麦缺铜小麦缺铜本讲稿第二十二页，共五十页草草莓莓叶叶片片的的缺缺素素症症状状 本讲稿第二十三页，共五十页本讲稿第二十四页，共五十页二、二、植物对矿质元素的吸收与运转植物对矿质元素的吸收与运转（一）、植物细胞对矿质元素的吸收（一）、植物细胞对矿质元素的吸收 被动吸收、主动吸收、饱饮作用被动吸收、主动吸收、饱饮作用1、被动吸收、被动吸收 不需要代谢能量的因扩散作用或其它物理不需要代谢能量的因扩散作用或其它物理过程而吸收矿质元素的方式。过程而吸收矿质元素的方式。被动吸收主要扩散、协助

22、扩散两种方式。被动吸收主要扩散、协助扩散两种方式。本讲稿第二十五页，共五十页（1 1）扩散作用）扩散作用）扩散作用）扩散作用 溶液中的分子从浓度高的场所向浓度低的场所移动的现溶液中的分子从浓度高的场所向浓度低的场所移动的现溶液中的分子从浓度高的场所向浓度低的场所移动的现溶液中的分子从浓度高的场所向浓度低的场所移动的现象，叫扩散（象，叫扩散（象，叫扩散（象，叫扩散（diffusiondiffusion）。）。）。）。（2 2）协助扩散（）协助扩散（）协助扩散（）协助扩散（facilitated diffusion facilitated diffusion）小分子物质经小分子物质经小分子物质经小

23、分子物质经转运蛋白转运蛋白转运蛋白转运蛋白顺浓度梯度或电化学梯度跨膜的转顺浓度梯度或电化学梯度跨膜的转顺浓度梯度或电化学梯度跨膜的转顺浓度梯度或电化学梯度跨膜的转运。运。运。运。转运蛋白包括：通道蛋白和载体蛋白转运蛋白包括：通道蛋白和载体蛋白转运蛋白包括：通道蛋白和载体蛋白转运蛋白包括：通道蛋白和载体蛋白通道蛋白（通道蛋白（通道蛋白（通道蛋白（channel proteinschannel proteins）又称离子通道，是细）又称离子通道，是细）又称离子通道，是细）又称离子通道，是细胞膜中的一类内在蛋白构成的孔道，可为化学方式或胞膜中的一类内在蛋白构成的孔道，可为化学方式或胞膜中的一类内在蛋

24、白构成的孔道，可为化学方式或胞膜中的一类内在蛋白构成的孔道，可为化学方式或电学方式激活，控制离子通过细胞膜顺电化学势流动。电学方式激活，控制离子通过细胞膜顺电化学势流动。电学方式激活，控制离子通过细胞膜顺电化学势流动。电学方式激活，控制离子通过细胞膜顺电化学势流动。本讲稿第二十六页，共五十页1 1、通道具有离子选择性，转运速率高。、通道具有离子选择性，转运速率高。2 2、离子通道是门控的。、离子通道是门控的。本讲稿第二十七页，共五十页离子通道的假想模型离子通道的假想模型 本讲稿第二十八页，共五十页载体蛋白（载体蛋白（carrier proteins）：又称通透酶）：又称通透酶或透过酶，也是一类

25、内在蛋白。或透过酶，也是一类内在蛋白。本讲稿第二十九页，共五十页经通道或载体转运的动力学分析经通道或载体转运的动力学分析 本讲稿第三十页，共五十页2、主动运输、主动运输主动运输（主动运输（active absorption）：指植物）：指植物细胞利用呼吸作用释放的能量作功而逆浓细胞利用呼吸作用释放的能量作功而逆浓度梯度吸收矿质元素的过程，又称代谢性度梯度吸收矿质元素的过程，又称代谢性吸收。吸收。主动运输包括载体学说和离子泵学说主动运输包括载体学说和离子泵学说本讲稿第三十一页，共五十页（1 1）H H+ATPATP酶（又称离子泵学说）酶（又称离子泵学说）本讲稿第三十二页，共五十页本讲稿第三十三页

26、，共五十页图图图图3-8 ATP3-8 ATP3-8 ATP3-8 ATP酶逆电化学势梯度运送阳离子到膜外去的假设步骤酶逆电化学势梯度运送阳离子到膜外去的假设步骤酶逆电化学势梯度运送阳离子到膜外去的假设步骤酶逆电化学势梯度运送阳离子到膜外去的假设步骤A.B.ATPA.B.ATPA.B.ATPA.B.ATP酶与细胞内的阳离子酶与细胞内的阳离子酶与细胞内的阳离子酶与细胞内的阳离子M M M M+结合并被磷酸化；结合并被磷酸化；结合并被磷酸化；结合并被磷酸化；C.C.C.C.磷酸化导致磷酸化导致磷酸化导致磷酸化导致酶的构象改变，将离子暴露于外侧并释放出去；酶的构象改变，将离子暴露于外侧并释放出去；酶

27、的构象改变，将离子暴露于外侧并释放出去；酶的构象改变，将离子暴露于外侧并释放出去；D.D.D.D.释放释放释放释放PiPiPiPi恢恢恢恢复原构象复原构象复原构象复原构象 本讲稿第三十四页，共五十页（2 2）载体学说）载体学说）载体学说）载体学说 注意：载体蛋白与载体学说中的载体的区别。载体蛋白是注意：载体蛋白与载体学说中的载体的区别。载体蛋白是注意：载体蛋白与载体学说中的载体的区别。载体蛋白是注意：载体蛋白与载体学说中的载体的区别。载体蛋白是膜内的内在蛋白，载体在膜内是可移动的。膜内的内在蛋白，载体在膜内是可移动的。膜内的内在蛋白，载体在膜内是可移动的。膜内的内在蛋白，载体在膜内是可移动的。

28、载体需与载体需与载体需与载体需与ATPATP结合，对离子有专一性的结合部位，具有很结合，对离子有专一性的结合部位，具有很结合，对离子有专一性的结合部位，具有很结合，对离子有专一性的结合部位，具有很强的识别能力。在膜外侧能与相应的离子结合，到达膜内强的识别能力。在膜外侧能与相应的离子结合，到达膜内强的识别能力。在膜外侧能与相应的离子结合，到达膜内强的识别能力。在膜外侧能与相应的离子结合，到达膜内侧又能释放离子。侧又能释放离子。侧又能释放离子。侧又能释放离子。支持载体学说的两个事实：饱和效应和离子之间的支持载体学说的两个事实：饱和效应和离子之间的支持载体学说的两个事实：饱和效应和离子之间的支持载体

29、学说的两个事实：饱和效应和离子之间的竟争现象。竟争现象。竟争现象。竟争现象。本讲稿第三十五页，共五十页磷酸磷酸脂酶脂酶磷酸磷酸激酶激酶活化载活化载体体线粒体ATP离子载体离子载体离子复合物复合物载体细胞质细胞质载体学说示意图载体学说示意图本讲稿第三十六页，共五十页3、胞饮作用、胞饮作用物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折而转物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折而转移到细胞内的攫取物质及液体的过程，称为移到细胞内的攫取物质及液体的过程，称为胞饮作用胞饮作用(pinocytosis)。本讲稿第三十七页，共五十页（二）、植物根系对矿质元素的吸收（二）、植物根系对矿质元素的吸收1 1、根系吸收矿质元素的特

30、点、根系吸收矿质元素的特点、根系吸收矿质元素的特点、根系吸收矿质元素的特点（1 1）根系吸盐的区域性根系吸盐的区域性根系吸盐的区域性根系吸盐的区域性 根毛区吸收离子最活跃。根毛区吸收离子最活跃。根毛区吸收离子最活跃。根毛区吸收离子最活跃。图图 3-12 大大麦根尖不麦根尖不同区域同区域P的积累和的积累和运出运出 本讲稿第三十八页，共五十页（2 2）根系吸盐与吸水的相对性。）根系吸盐与吸水的相对性。）根系吸盐与吸水的相对性。）根系吸盐与吸水的相对性。（3 3）根系吸盐的选择性。）根系吸盐的选择性。）根系吸盐的选择性。）根系吸盐的选择性。生理酸性盐：生理酸性盐：生理酸性盐：生理酸性盐：根系吸收阳离

31、子多于阴离子，如果供给（根系吸收阳离子多于阴离子，如果供给（根系吸收阳离子多于阴离子，如果供给（根系吸收阳离子多于阴离子，如果供给（NHNH4 4）2 2SOSO4 4，大量的，大量的，大量的，大量的SOSO4 42-2-残留于溶液中，酸性提高，这类盐叫生残留于溶液中，酸性提高，这类盐叫生残留于溶液中，酸性提高，这类盐叫生残留于溶液中，酸性提高，这类盐叫生理酸性盐。理酸性盐。理酸性盐。理酸性盐。生理碱性盐：生理碱性盐：生理碱性盐：生理碱性盐：根系吸收阴离子多于阳离子，如果供给根系吸收阴离子多于阳离子，如果供给根系吸收阴离子多于阳离子，如果供给根系吸收阴离子多于阳离子，如果供给NaNONaNO3

32、 3，大量的，大量的，大量的，大量的NaNa+残留于溶液中，碱性提高，这类盐叫残留于溶液中，碱性提高，这类盐叫残留于溶液中，碱性提高，这类盐叫残留于溶液中，碱性提高，这类盐叫生理碱性盐。生理碱性盐。生理碱性盐。生理碱性盐。生理中性盐：生理中性盐：生理中性盐：生理中性盐：根系吸收阴离子与阳离子的速率几乎相等，根系吸收阴离子与阳离子的速率几乎相等，根系吸收阴离子与阳离子的速率几乎相等，根系吸收阴离子与阳离子的速率几乎相等，如果供给如果供给如果供给如果供给NHNH4 4NONO3 3，PHPH值未发生变化，这类盐叫生理中值未发生变化，这类盐叫生理中值未发生变化，这类盐叫生理中值未发生变化，这类盐叫生

33、理中性盐。性盐。性盐。性盐。本讲稿第三十九页，共五十页（4 4）单盐毒害和离子对抗单盐毒害和离子对抗单盐毒害和离子对抗单盐毒害和离子对抗 将植物培养在单盐溶液中时，即使是植物必需的营养元素，植物仍然要将植物培养在单盐溶液中时，即使是植物必需的营养元素，植物仍然要将植物培养在单盐溶液中时，即使是植物必需的营养元素，植物仍然要将植物培养在单盐溶液中时，即使是植物必需的营养元素，植物仍然要受到毒害以致死亡。这种溶液中只有一种金属离子对植物起有害作用的现受到毒害以致死亡。这种溶液中只有一种金属离子对植物起有害作用的现受到毒害以致死亡。这种溶液中只有一种金属离子对植物起有害作用的现受到毒害以致死亡。这种

34、溶液中只有一种金属离子对植物起有害作用的现象称为象称为象称为象称为单盐毒害单盐毒害单盐毒害单盐毒害(toxicity of single salt)(toxicity of single salt)。在发生单盐毒害的溶液中，如加入少量其他金属离子，即能减在发生单盐毒害的溶液中，如加入少量其他金属离子，即能减在发生单盐毒害的溶液中，如加入少量其他金属离子，即能减在发生单盐毒害的溶液中，如加入少量其他金属离子，即能减弱或消除这种单盐毒害，离子之间这种作用称为离子拮抗作用弱或消除这种单盐毒害，离子之间这种作用称为离子拮抗作用弱或消除这种单盐毒害，离子之间这种作用称为离子拮抗作用弱或消除这种单盐毒害，

35、离子之间这种作用称为离子拮抗作用(ion antagonism)(ion antagonism)(ion antagonism)(ion antagonism)。例如在。例如在。例如在。例如在KClKClKClKCl溶液中加入少量溶液中加入少量溶液中加入少量溶液中加入少量CaCaCaCa2+2+2+2+，就不会对植，就不会对植，就不会对植，就不会对植株产生毒害。株产生毒害。株产生毒害。株产生毒害。平平平平衡衡衡衡溶溶溶溶液液液液：我我我我们们们们可可可可以以以以将将将将必必必必需需需需的的的的矿矿矿矿质质质质元元元元素素素素按按按按一一一一定定定定浓浓浓浓度度度度与与与与比比比比例例例例配配配

36、配制制制制成成成成混混混混合合合合溶溶溶溶液液液液，使使使使植植植植物物物物生生生生长长长长良良良良好好好好。这这这这种种种种对对对对植植植植物物物物生生生生长长长长有有有有良良良良好好好好作作作作用用用用而而而而无无无无毒毒毒毒害害害害的的的的溶溶溶溶液液液液，称称称称为为为为平平平平衡衡衡衡溶溶溶溶液液液液(balanced(balanced(balanced(balanced solution)solution)solution)solution)。前前前前面面面面介介介介绍绍绍绍的的的的HoaglandHoaglandHoaglandHoagland培培培培养养养养液液液液就就就就是是

37、是是平平平平衡衡衡衡溶溶溶溶液液液液。对对对对海海海海藻藻藻藻来来来来说说说说，海海海海水水水水就就就就是是是是平平平平衡衡衡衡溶溶溶溶液液液液。对对对对陆陆陆陆生植物来说，土壤溶液一般也是平衡溶液。生植物来说，土壤溶液一般也是平衡溶液。生植物来说，土壤溶液一般也是平衡溶液。生植物来说，土壤溶液一般也是平衡溶液。本讲稿第四十页，共五十页2、根系吸收矿质元素的过程、根系吸收矿质元素的过程(1)(1)离子被吸附在根系细胞的表面离子被吸附在根系细胞的表面1)1)根与土壤溶液的离子交根与土壤溶液的离子交换换2)2)接触交接触交换换(2)(2)离子进入根部导管离子进入根部导管质外体途径质外体途径 共质体

38、途径共质体途径 本讲稿第四十一页，共五十页由于土壤由于土壤颗粒的表颗粒的表面带有负面带有负电荷，阳电荷，阳离子被土离子被土壤颗粒吸壤颗粒吸附于表面。附于表面。外部阳离外部阳离子如钾离子如钾离子可取代子可取代土壤颗粒土壤颗粒表面吸附表面吸附的另一个的另一个阳离子如阳离子如钙离子，钙离子，使得钙离使得钙离子被根系子被根系吸收利用。吸收利用。图图 3-13 3-13 土壤颗粒表面阳离子交换法则土壤颗粒表面阳离子交换法则本讲稿第四十二页，共五十页本讲稿第四十三页，共五十页3 3、影响根系吸收矿质元素的因素、影响根系吸收矿质元素的因素、影响根系吸收矿质元素的因素、影响根系吸收矿质元素的因素（1 1）温度

39、）温度）温度）温度 在一定范围内，根部吸收矿质元素的速率随土壤温度的增在一定范围内，根部吸收矿质元素的速率随土壤温度的增在一定范围内，根部吸收矿质元素的速率随土壤温度的增在一定范围内，根部吸收矿质元素的速率随土壤温度的增高而加快，因为温度影响了根部的呼吸速率，也即影响主高而加快，因为温度影响了根部的呼吸速率，也即影响主高而加快，因为温度影响了根部的呼吸速率，也即影响主高而加快，因为温度影响了根部的呼吸速率，也即影响主动吸收。但温度过高动吸收。但温度过高动吸收。但温度过高动吸收。但温度过高(超过超过超过超过4040)或过低，吸收困难。这可或过低，吸收困难。这可或过低，吸收困难。这可或过低，吸收困

40、难。这可能是高温使酶钝化，影响根部代谢；高温也使细胞透性增能是高温使酶钝化，影响根部代谢；高温也使细胞透性增能是高温使酶钝化，影响根部代谢；高温也使细胞透性增能是高温使酶钝化，影响根部代谢；高温也使细胞透性增大，矿质元素被动外流，所以根部纯吸收矿质元素量减少。大，矿质元素被动外流，所以根部纯吸收矿质元素量减少。大，矿质元素被动外流，所以根部纯吸收矿质元素量减少。大，矿质元素被动外流，所以根部纯吸收矿质元素量减少。温度过低时，根吸收矿质元素量也减少，因为低温时，代温度过低时，根吸收矿质元素量也减少，因为低温时，代温度过低时，根吸收矿质元素量也减少，因为低温时，代温度过低时，根吸收矿质元素量也减少

41、，因为低温时，代谢弱，主动吸收慢；细胞质粘性也增大，离子进入困难。谢弱，主动吸收慢；细胞质粘性也增大，离子进入困难。谢弱，主动吸收慢；细胞质粘性也增大，离子进入困难。谢弱，主动吸收慢；细胞质粘性也增大，离子进入困难。本讲稿第四十四页，共五十页图图 3-15 3-15 温度对小麦幼苗吸收钾的影响温度对小麦幼苗吸收钾的影响 本讲稿第四十五页，共五十页（2 2）通气状况）通气状况）通气状况）通气状况 在生产中要注意根部通气，增加氧的含量，减少在生产中要注意根部通气，增加氧的含量，减少在生产中要注意根部通气，增加氧的含量，减少在生产中要注意根部通气，增加氧的含量，减少COCO2 2，如，如，如，如中耕

42、，铲地的目的都有在此。中耕，铲地的目的都有在此。中耕，铲地的目的都有在此。中耕，铲地的目的都有在此。（3 3）土壤溶液浓度）土壤溶液浓度）土壤溶液浓度）土壤溶液浓度（4 4）土壤）土壤）土壤）土壤PHPH值值值值 一般阳离子的吸收速率随一般阳离子的吸收速率随一般阳离子的吸收速率随一般阳离子的吸收速率随PHPH值升高而加速，阴离子的吸收值升高而加速，阴离子的吸收值升高而加速，阴离子的吸收值升高而加速，阴离子的吸收速率随速率随速率随速率随PHPH增高而下降。增高而下降。增高而下降。增高而下降。一般作物生育最适一般作物生育最适一般作物生育最适一般作物生育最适pHpH是是是是6 67 7，但有些作物但

43、有些作物但有些作物但有些作物(如茶、马铃如茶、马铃如茶、马铃如茶、马铃薯、烟草薯、烟草薯、烟草薯、烟草)适于较酸性的环境，有些作物适于较酸性的环境，有些作物适于较酸性的环境，有些作物适于较酸性的环境，有些作物(如甘蔗、甜菜如甘蔗、甜菜如甘蔗、甜菜如甘蔗、甜菜)适适适适于较碱性的环境于较碱性的环境于较碱性的环境于较碱性的环境 。本讲稿第四十六页，共五十页图图3-16 3-16 土壤土壤PHPH值对有机值对有机土壤中营养土壤中营养元素利用的元素利用的影响影响 本讲稿第四十七页，共五十页（三）、植物叶片对矿质元素的吸收（三）、植物叶片对矿质元素的吸收叶面喷肥的优点：叶面喷肥的优点：1、及时补充养料；果树地面施肥见效一周、及时补充养料；果树地面施肥见效一周2、节省肥料；用量少，浓度低、节省肥料；用量少，浓度低3、见效快；一天见效、见效快；一天见效本讲稿第四十八页，共五十页（四）、矿质元素在植物体内的运转与分配（四）、矿质元素在植物体内的运转与分配放射性放射性放射性放射性42424242K K K K向上运输的试验向上运输的试验向上运输的试验向上运输的试验 一一)）矿质元素运输形式）矿质元素运输形式 金属、非金属金属、非金属二二)）矿质元素运输途径）矿质元素运输途径 本讲稿第四十九页，共五十页根内径向；纵向；叶片吸收本讲稿第五十页，共五十页