植物营养与施肥原则幻灯片.ppt
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1、植物营养与施肥原则第1页,共72页,编辑于2022年,星期一本章讲授内容:本章讲授内容:植物必需营养元素植物必需营养元素 植物对养分的吸收植物对养分的吸收 影响植物吸收养分的条件影响植物吸收养分的条件 施肥的基本原理施肥的基本原理 植物营养特性与施肥植物营养特性与施肥 第2页,共72页,编辑于2022年,星期一第一节 植物必需营养元素一植物体的元素组成及含量 二植物生长发育的必需营养元素 第3页,共72页,编辑于2022年,星期一一一植物体的元素组成及含量植物体的元素组成及含量第4页,共72页,编辑于2022年,星期一其它元素其它元素必需营养元素必需营养元素非必需营养元素非必需营养元素 有益元
2、素有益元素 其它元素其它元素植物的营养成分植物的营养成分第5页,共72页,编辑于2022年,星期一由于植物的遗传性状的制约和环境条件的影响,由于植物的遗传性状的制约和环境条件的影响,不同植物不同植物,即使同一植物的不同器官、同一器即使同一植物的不同器官、同一器官的不同时期其体内元素在含量上均有较大的官的不同时期其体内元素在含量上均有较大的差异。差异。第6页,共72页,编辑于2022年,星期一运用溶液培养,在培养液中有系统地减运用溶液培养,在培养液中有系统地减去植物灰分中的某些元素,观察植物是去植物灰分中的某些元素,观察植物是否能够正常生长发育,可以检出植物所否能够正常生长发育,可以检出植物所必
3、需的营养元素。必需的营养元素。第7页,共72页,编辑于2022年,星期一 1939年Arnon和Stout提出三条标准:一)植物必需营养元素判断标准一)植物必需营养元素判断标准 1.1.缺少该元素,植物就不能完成其生活史。缺少该元素,植物就不能完成其生活史。-必要性必要性 2.2.该该元素的功能不能由其它元素所代替。缺乏这种元素时,植物元素的功能不能由其它元素所代替。缺乏这种元素时,植物会表现出特有的症状,只有补充这种元素后症状才能减轻或消失会表现出特有的症状,只有补充这种元素后症状才能减轻或消失-专一性专一性 3.3.必须直接参与植物的代谢作用。对植物起直接的营养作用,而不必须直接参与植物的
4、代谢作用。对植物起直接的营养作用,而不是改善环境的间接作用是改善环境的间接作用 .-.-直接性直接性二二.植物生长发育必需营养元素植物生长发育必需营养元素第8页,共72页,编辑于2022年,星期一二二)必需营养元素的种类:必需营养元素的种类:目前 国内外公认的高等植物所必需的营养元素有16种。它们是碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、硼、锰、铜、锌、鉬、氯。MnBFeSNCOHCaKPCuClZnMgMo第9页,共72页,编辑于2022年,星期一第10页,共72页,编辑于2022年,星期一非必需营养元素中一些特定的元素,对特定植物的生长发育有益,或为某些种类植物所必需,这些元素为有益元素。
5、例:豆科作物-钴;藜科作物-钠;硅藻和水稻-硅第11页,共72页,编辑于2022年,星期一三三).必需营养元素的分组、来源及功能必需营养元素的分组、来源及功能C、H、O 天然营养元素天然营养元素 非矿质元素非矿质元素 来自空气和水来自空气和水大量元素大量元素N、P、K 植物营养三要素植物营养三要素(0.1%以上以上)或肥料三要素或肥料三要素Ca、Mg、S 中量元素中量元素矿质元素矿质元素微量元素微量元素Fe、Mn、Zn、Cu、来自土壤来自土壤(0.1%以下以下)B、Mo、Cl、(、(Ni)第12页,共72页,编辑于2022年,星期一作物营养三要素作物营养三要素(肥料三要素肥料三要素)N N、P
6、 P、K K三种元素,由于作物需要的量比三种元素,由于作物需要的量比较多,而土壤中可提供的较多,而土壤中可提供的有效含量有效含量又比又比较少,常常需要通过施肥才能满足作物较少,常常需要通过施肥才能满足作物生长的要求,因此称为生长的要求,因此称为“作物营养三要作物营养三要素素”或者或者“肥料三要素肥料三要素”;第13页,共72页,编辑于2022年,星期一Relative amounts of essential elements in plant tissues第14页,共72页,编辑于2022年,星期一第15页,共72页,编辑于2022年,星期一 必需营养元素的主要功能必需营养元素的主要功能第
7、一类:第一类:C、H、O、N、S1.组成有机体的结构物质和生活物质组成有机体的结构物质和生活物质2.组成酶促反应的原子基团组成酶促反应的原子基团第二类:第二类:P、B、(Si)1.形成连接大分子的酯键形成连接大分子的酯键2.储存及转换能量储存及转换能量第16页,共72页,编辑于2022年,星期一第三类:第三类:K、Mg、Ca、Mn、Cl1.维护细胞内的有序性,如渗透调节、电维护细胞内的有序性,如渗透调节、电 性性 平衡等平衡等 2.活化酶类活化酶类3.稳定细胞壁和生物膜构型稳定细胞壁和生物膜构型第四类:第四类:Fe、Cu、Zn、Mo、Ni1.组成酶辅基组成酶辅基2.组成电子转移系统组成电子转移
8、系统第17页,共72页,编辑于2022年,星期一四四)植物营养元素的同等重要律和不可代替律:植物营养元素的同等重要律和不可代替律:植物必需的营养元素在植物体内不论数量多少都是同等植物必需的营养元素在植物体内不论数量多少都是同等重要的;重要的;生产上要求:平衡供给养分生产上要求:平衡供给养分任何一种营养元素的特殊功能都不能被其它元素所代替。任何一种营养元素的特殊功能都不能被其它元素所代替。生产上要求:全面供给养分生产上要求:全面供给养分 这就叫营养元素的同等重要律和不可代替律。这就叫营养元素的同等重要律和不可代替律。第18页,共72页,编辑于2022年,星期一 植植物物必必需需营营养养元元 素素
9、的的各各种种功功能能一一般般通通过过植植物物的的外外部部形形态态表表现现出出来来。而而当当植植物物缺缺乏乏或或过过量量吸吸收收某某一一元元素素时时,会会出出现现特特定定的的外外部部症症状状,这这些些症症状状统统称称为为“植植物物营营养养失失调调症症”,包包括括“营营养养元元素素缺乏症缺乏症”和和“元素毒害症元素毒害症”。水稻缺铁水稻缺铁水稻铁毒水稻铁毒第19页,共72页,编辑于2022年,星期一玉米玉米:第20页,共72页,编辑于2022年,星期一缺钾症状缺钾症状 第21页,共72页,编辑于2022年,星期一五五)相互相似作用:相互相似作用:几种营养元素都对某一生理代谢作用过几种营养元素都对某
10、一生理代谢作用过程或者作用过程的某一部分起同样的作程或者作用过程的某一部分起同样的作用。也就是说,某一营养元素缺少时,用。也就是说,某一营养元素缺少时,还可以被另一元素所代替。还可以被另一元素所代替。第22页,共72页,编辑于2022年,星期一第二节第二节 植物对养分的吸收植物对养分的吸收 一、根系对养分的吸收一、根系对养分的吸收 二、根外营养二、根外营养第23页,共72页,编辑于2022年,星期一CO2 O2 SO2H2OO2MineralNutrients植植物物养养分分来来源源示示意意图图第24页,共72页,编辑于2022年,星期一一、根系对养分的吸收:吸收水分和养分吸收水分和养分传导水
11、分和养分传导水分和养分合成一些有机化合物合成一些有机化合物贮藏营养物质贮藏营养物质支持作物使之固定于土壤中支持作物使之固定于土壤中第25页,共72页,编辑于2022年,星期一壮苗先壮根壮苗先壮根蹲苗蹲苗第26页,共72页,编辑于2022年,星期一第27页,共72页,编辑于2022年,星期一一)、根吸收养分的部位根吸收养分最多的部位大约在离根尖根吸收养分最多的部位大约在离根尖10cm以内,愈靠近根尖处的吸收能力愈以内,愈靠近根尖处的吸收能力愈强。强。农作物施用肥料的深度应该在20cm以下。果树施用肥料的深度?第28页,共72页,编辑于2022年,星期一二)根吸收养分形态二)根吸收养分形态气态气态
12、 CO2、O2、H2O离子态离子态 阴、阳离子阴、阳离子分子态分子态 氨基酸、尿素氨基酸、尿素第29页,共72页,编辑于2022年,星期一离子离子养养分分离离子子向向根根表表的的迁迁移移根根系系对对养养分分离离子子的的吸吸收收植物的根部营养植物的根部营养第30页,共72页,编辑于2022年,星期一土壤养分向根部迁移的方式土壤养分向根部迁移的方式 根对养分吸收的方式根对养分吸收的方式截获(截获(root interception)扩散扩散 (diffusion)质流质流 (mass flow)被动吸收被动吸收(passive uptake)主动吸收主动吸收(active uptake)第31页,
13、共72页,编辑于2022年,星期一土壤养面迁移土壤养面迁移 1.截获(Interception)定义:植物根系伸展于土壤之中直接获取养分的方式.实质:接触交换影响因素:根系与土体接触面积、根系活力数量:约占1-3,不超过10,远小于植物的需要 第32页,共72页,编辑于2022年,星期一第33页,共72页,编辑于2022年,星期一2.质流(Mass flow)定义:因植物蒸腾作用而引起的土壤中养分随土壤水流动的运动.影响因素:水势 根系活力迁移的离子:氮(硝态氮)、钙、镁第34页,共72页,编辑于2022年,星期一3.扩散(Diffusion)定义:土壤溶液中当某种养分的浓度出现差异时所引起的
14、养分运动.速度慢,距离短(速度慢,距离短(0.1-15mm)。)。影响因素:土壤水分含量;土壤质地;土壤温度;养分离子的扩散系数;根系活力迁移的离子:磷、钾、氮(NH4+)第35页,共72页,编辑于2022年,星期一表表1 1 不同离子的扩散系数与移动距离不同离子的扩散系数与移动距离引自Jungk,1991第36页,共72页,编辑于2022年,星期一表表2 玉米养分需求量与截获、质流和扩散供应量玉米养分需求量与截获、质流和扩散供应量 引自Barbar,1984 第37页,共72页,编辑于2022年,星期一图图 植物根获取土壤养分的模式植物根获取土壤养分的模式 截获截获 质流质流 扩散扩散 有效
15、养分有效养分 根根 土壤土壤 地上部地上部养分离子向根表迁移的模式图养分离子向根表迁移的模式图土壤土壤养分向根表迁移的途径养分向根表迁移的途径第38页,共72页,编辑于2022年,星期一 小结小结土壤养分的长距离迁移以质流为主,短距离迁移以扩土壤养分的长距离迁移以质流为主,短距离迁移以扩散为主。散为主。硝态氮硝态氮-质流,磷、钾质流,磷、钾-扩散,钙、镁扩散,钙、镁-质流。质流。养分迁移的三种过程同时存在。土壤中移动性小的离子,养分迁移的三种过程同时存在。土壤中移动性小的离子,截获较重要,但是有限的,因为根系所占的体积与土截获较重要,但是有限的,因为根系所占的体积与土壤体积相比较小()。质流过
16、程较快;扩散壤体积相比较小()。质流过程较快;扩散作用是慢过程,一天只有几个毫米。作用是慢过程,一天只有几个毫米。第39页,共72页,编辑于2022年,星期一三三)、根部对无机态养分的吸收:、根部对无机态养分的吸收:一般认为溶液中的离子进入根细胞的方式可分两个类型,即被一般认为溶液中的离子进入根细胞的方式可分两个类型,即被动吸收与主动吸收。动吸收与主动吸收。第40页,共72页,编辑于2022年,星期一1、被动吸收(Passive Uptake)又称非代谢吸收,是一种顺电化又称非代谢吸收,是一种顺电化学势梯度的吸收过程,不需消耗能量。学势梯度的吸收过程,不需消耗能量。特点:1.顺电化学势梯度顺电
17、化学势梯度 2.没有选择性没有选择性 3.不消耗能量不消耗能量第41页,共72页,编辑于2022年,星期一驱动力驱动力:1 1)电化学势梯度)电化学势梯度2 2)浓度梯度)浓度梯度方式方式简单扩散简单扩散:当外部溶液中的浓度大于细胞内部浓度时,:当外部溶液中的浓度大于细胞内部浓度时,离子通过扩散作用进入细胞内的过程。离子通过扩散作用进入细胞内的过程。杜南扩散杜南扩散:原生质的蛋白质分子带负电,有利于外部:原生质的蛋白质分子带负电,有利于外部溶液的阳离子的进入。溶液的阳离子的进入。第42页,共72页,编辑于2022年,星期一被动吸收被动吸收 离子交换第43页,共72页,编辑于2022年,星期一第
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