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1、植物的矿质营养和植物的矿质营养和植物缺素症植物缺素症一、矿质元素的概念一、矿质元素的概念 矿质元素是指除碳、氢、氧以外,主要矿质元素是指除碳、氢、氧以外,主要由根系从土壤中吸收的元素。由根系从土壤中吸收的元素。真正用实验的方法研真正用实验的方法研究植物营养的学者是究植物营养的学者是荷兰医生并炼金术士荷兰医生并炼金术士范范 海尔特蒙海尔特蒙(15771644),他),他把把2.27kg重柳树枝条重柳树枝条栽种在栽种在90kg的土壤中,的土壤中,只浇水不施肥,只浇水不施肥,5年后年后枝条重枝条重76.7kg,土壤,土壤减重减重0.06kg。因此他。因此他认为植物从水中获得认为植物从水中获得营养。营
2、养。增重?增重?光合光合水分去向水分去向?蒸腾蒸腾实验一1699年,英国的伍年,英国的伍德沃德用不同的水德沃德用不同的水(雨水、河水、泉(雨水、河水、泉水、菜园土浸出液水、菜园土浸出液和下水管道水)培和下水管道水)培养薄荷枝条。养薄荷枝条。证明植物从土壤中获得营养证明植物从土壤中获得营养l菜园土浸出液中菜园土浸出液中生长最好生长最好实验二2.判断植物必需的矿质元素的标准判断植物必需的矿质元素的标准 a.不可缺少性:缺乏该元素时不能完成生活史。不可缺少性:缺乏该元素时不能完成生活史。b.不可替代性:有专一缺乏症,加入其它元素不能恢不可替代性:有专一缺乏症,加入其它元素不能恢复。复。c.直接功能性
3、:缺素症状是由元素直接作用,并不是直接功能性:缺素症状是由元素直接作用,并不是通过影响土壤、微生物等的间接作用。通过影响土壤、微生物等的间接作用。(二)植物必需的矿质元素(二)植物必需的矿质元素3.植物必需元素列表、植物必需元素列表、(二)植物必需的矿质元素(二)植物必需的矿质元素必需元素必需元素大量元素大量元素来自水和来自水和COCO2 2:碳碳(C)、氢、氢(H)、氧、氧(O)来自土壤来自土壤:氮氮(N)、磷(磷(P)、钾)、钾(K)、钙钙(Ca)、镁、镁(Mg)、硫(、硫(S)微量元素:微量元素:铁铁(Fe)、锰、锰(Mn)、锌、锌(Zn)、铜、铜(Cu)、钼(钼(Mo)、硼)、硼(B)
4、、氯、氯(Cl)共共1616种种硅硅(Si),钠钠(Na),钴钴(Co),镍镍(Ni),硒硒(Se),铝铝(Al)(二)植物必需的矿质元素(二)植物必需的矿质元素 4.主要作物对主要矿质元素的需求量主要作物对主要矿质元素的需求量水水 稻:稻:N:P2O5:K2O=1.0:0.5 :1.5 小小 麦:麦:N:P2O5:K2O=1.0:0.42:1.2 油油 菜:菜:N:P2O5:K2O=1.0:0.40:1.0 玉玉 米:米:N:P2O5:K2O=1.0:0.35:0.95 西西 瓜:瓜:N:P2O5:K2O=1.0:0.21:1.08 大大 豆:豆:N:P2O5:K2O=1.0:0.20:0.
5、30 马铃薯:马铃薯:N:P2O5:K2O=1.0:0.40:2.0 一、植物必需的矿质元素一、植物必需的矿质元素(一)植物体内的元素(一)植物体内的元素小部分氮小部分氮大部分硫大部分硫全部的磷全部的磷全部的金属元素全部的金属元素植物体植物体水分水分1095%干物质干物质590%C、H、O、N以以气体形式散失气体形式散失如如CO2,CO,N2,水蒸汽,水蒸汽,NH3,氮的氧化物,氮的氧化物等,小部分的硫等,小部分的硫以以H2S和和SO2的的形式散失形式散失挥发部分挥发部分灰分元素灰分元素有机物有机物90%无机物无机物10%燃烧燃烧二、植物必需矿质元素的生理作用二、植物必需矿质元素的生理作用N
6、N:生命元素氨基酸、核酸、激素、维生素等:生命元素氨基酸、核酸、激素、维生素等P P:1 1)是核酸、磷脂的组成成分)是核酸、磷脂的组成成分 2 2)可合成)可合成ATPATP、NADPHNADPH等参与能量代谢。等参与能量代谢。3 3)参与光合产物的运输)参与光合产物的运输K K:1 1)调节气孔开闭)调节气孔开闭 2 2)促进糖分转化和运输)促进糖分转化和运输 3 3)是某些反应中酶的活化剂)是某些反应中酶的活化剂N N、P P、K K都是可移动元素,缺乏时老叶先出现症状。都是可移动元素,缺乏时老叶先出现症状。二、植物对缺氮的反应二、植物对缺氮的反应 植株矮小、细弱,叶呈黄绿、黄橙等非正植
7、株矮小、细弱,叶呈黄绿、黄橙等非正常绿色;基部叶片逐渐干燥枯萎;根系分枝常绿色;基部叶片逐渐干燥枯萎;根系分枝少;禾谷类作物的分蘖显著减少,甚至不分少;禾谷类作物的分蘖显著减少,甚至不分蘖;幼穗分化差,分枝少,穗形小,作物显蘖;幼穗分化差,分枝少,穗形小,作物显著早衰并早熟,产量降低。著早衰并早熟,产量降低。上:从左到右依次为:小麦,番茄,苹果,甜菜;上:从左到右依次为:小麦,番茄,苹果,甜菜;下:从左到右依次为:马铃薯,马铃薯,菜豆,大麦。下:从左到右依次为:马铃薯,马铃薯,菜豆,大麦。缺氮典型症状:植物生长矮小,分枝、分蘖少,叶片小而薄;叶片发黄缺氮典型症状:植物生长矮小,分枝、分蘖少,叶
8、片小而薄;叶片发黄发生早衰,且由下部叶片开始逐渐向上。发生早衰,且由下部叶片开始逐渐向上。三、植物对缺磷的反应三、植物对缺磷的反应 生长延缓,植株矮小。水稻、小麦等禾谷生长延缓,植株矮小。水稻、小麦等禾谷类作物表现为返青慢,形成类作物表现为返青慢,形成“僵苗僵苗”,分枝,分枝和分蘖少,叶片小而长,直立呈和分蘖少,叶片小而长,直立呈“一柱香一柱香”。植物缺磷的症状常首先出现在老叶;植物缺磷的症状常首先出现在老叶;缺磷的植株因为体内碳水化合物代谢受阻,缺磷的植株因为体内碳水化合物代谢受阻,有糖分积累而形成花青素有糖分积累而形成花青素(糖苷糖苷),许多一年,许多一年生植物的叶片和茎呈现典型症状:生植
9、物的叶片和茎呈现典型症状:紫红色紫红色。上:白菜,甜菜,小麦,油菜;下:玉米,玉米,大麦,豌豆上:白菜,甜菜,小麦,油菜;下:玉米,玉米,大麦,豌豆缺磷典型症状缺磷典型症状缺磷典型症状缺磷典型症状: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,茎、根纤细茎、根纤细,植株植株矮小;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,并逐渐向上发展。并逐渐向上发展。一炷香型水稻一炷香型水稻苗期时植株矮小,因为碳水化合物代谢受阻,植物苗期时植株矮小,因为碳水化合物代谢受阻,植物体内易形成花青素,如玉米的茎常出现紫红色
10、症状体内易形成花青素,如玉米的茎常出现紫红色症状。缺磷导致成熟期禾谷类作物缺磷导致成熟期禾谷类作物籽粒退化较重,如玉米秃尖籽粒退化较重,如玉米秃尖自左至右,依次为油菜幼叶至老叶,缺磷油菜叶片从暗紫发展至紫红色。幼叶 老叶缺磷缺磷图为缺磷的油菜叶片,缺磷使体内碳水图为缺磷的油菜叶片,缺磷使体内碳水化合物代谢受阻,糖分积累,形成紫红色。化合物代谢受阻,糖分积累,形成紫红色。缺磷使柑桔果实变小缺磷使柑桔果实变小棉花缺磷症状棉花缺磷症状缺磷导致作物植株矮小,禾谷类作物缺磷导致作物植株矮小,禾谷类作物分蘖减少,叶色暗绿(左:缺磷,右:对照)分蘖减少,叶色暗绿(左:缺磷,右:对照)缺磷导致小麦成熟期推迟缺
11、磷导致小麦成熟期推迟 黄瓜缺磷黄瓜缺磷左边为缺磷植株左边为缺磷植株右边为正常植株右边为正常植株左为缺磷的最老叶左为缺磷的最老叶右为缺磷的较老叶右为缺磷的较老叶油菜缺磷:深紫色的叶油菜缺磷:深紫色的叶片正在转红色片正在转红色 芹菜缺磷:生长矮芹菜缺磷:生长矮小,叶色发暗,蓝绿色、小,叶色发暗,蓝绿色、老叶发黄、提前死亡脱老叶发黄、提前死亡脱落。落。图为缺磷的大豆叶片,缺磷使体内碳水图为缺磷的大豆叶片,缺磷使体内碳水化合物代谢受阻,糖分积累,形成紫红色化合物代谢受阻,糖分积累,形成紫红色四、植物缺钾症状四、植物缺钾症状 缺钾的主要特征:老叶和叶缘先发黄,缺钾的主要特征:老叶和叶缘先发黄,进而变褐,
12、焦枯似烁烧状,叶片上出现褐进而变褐,焦枯似烁烧状,叶片上出现褐色斑点或斑块,但叶中部、叶脉处仍保持色斑点或斑块,但叶中部、叶脉处仍保持绿色,随着缺钾程度的加剧,整个叶片变绿色,随着缺钾程度的加剧,整个叶片变为红棕色或干枯状,坏死脱落。为红棕色或干枯状,坏死脱落。但不同作物上缺钾症状也有特殊性但不同作物上缺钾症状也有特殊性。上:草莓,菜豆,番茄,马铃薯;下:苹果,甜菜,燕麦,豌豆上:草莓,菜豆,番茄,马铃薯;下:苹果,甜菜,燕麦,豌豆上:草莓,菜豆,番茄,马铃薯;下:苹果,甜菜,燕麦,豌豆上:草莓,菜豆,番茄,马铃薯;下:苹果,甜菜,燕麦,豌豆缺钾典型症状:植株茎杆柔弱缺钾典型症状:植株茎杆柔弱
13、缺钾典型症状:植株茎杆柔弱缺钾典型症状:植株茎杆柔弱,叶色变黄而逐渐坏死。叶缘焦枯而叶色变黄而逐渐坏死。叶缘焦枯而叶色变黄而逐渐坏死。叶缘焦枯而叶色变黄而逐渐坏死。叶缘焦枯而生长缓慢,叶子发生皱缩。缺素病症首先出现在下部老叶。生长缓慢,叶子发生皱缩。缺素病症首先出现在下部老叶。生长缓慢,叶子发生皱缩。缺素病症首先出现在下部老叶。生长缓慢,叶子发生皱缩。缺素病症首先出现在下部老叶。水稻缺钾症状水稻缺钾症状水稻缺钾症状水稻缺钾症状 水稻缺钾下位叶尖和叶缘水稻缺钾下位叶尖和叶缘水稻缺钾下位叶尖和叶缘水稻缺钾下位叶尖和叶缘 黄化,老叶逐渐枯萎;黄化,老叶逐渐枯萎;黄化,老叶逐渐枯萎;黄化,老叶逐渐枯萎
14、;节间缩短,生育延迟;节间缩短,生育延迟;节间缩短,生育延迟;节间缩短,生育延迟;果穗变小,穗顶变细不着果穗变小,穗顶变细不着果穗变小,穗顶变细不着果穗变小,穗顶变细不着 粒或籽粒不饱满;粒或籽粒不饱满;粒或籽粒不饱满;粒或籽粒不饱满;穗易感病。穗易感病。穗易感病。穗易感病。水稻缺钾 上:玉米,菜豆,白菜,番茄下:花椰菜,苹果,燕麦,马铃薯上:玉米,菜豆,白菜,番茄下:花椰菜,苹果,燕麦,马铃薯上:玉米,菜豆,白菜,番茄下:花椰菜,苹果,燕麦,马铃薯上:玉米,菜豆,白菜,番茄下:花椰菜,苹果,燕麦,马铃薯 缺镁典型症状:叶片贫绿,从下部叶片开始,叶肉变黄而叶脉仍保持缺镁典型症状:叶片贫绿,从下
15、部叶片开始,叶肉变黄而叶脉仍保持缺镁典型症状:叶片贫绿,从下部叶片开始,叶肉变黄而叶脉仍保持缺镁典型症状:叶片贫绿,从下部叶片开始,叶肉变黄而叶脉仍保持绿色,严重缺镁时可引起叶片的早衰与脱落。绿色,严重缺镁时可引起叶片的早衰与脱落。绿色,严重缺镁时可引起叶片的早衰与脱落。绿色,严重缺镁时可引起叶片的早衰与脱落。玉米缺镁症状玉米缺镁症状蔬蔬菜菜缺缺镁镁蔬蔬菜菜缺缺镁镁缺缺镁镁 上上上上:白菜,草莓,花椰菜,甜菜;白菜,草莓,花椰菜,甜菜;白菜,草莓,花椰菜,甜菜;白菜,草莓,花椰菜,甜菜;下:燕麦,苹果,马铃薯,甜菜下:燕麦,苹果,马铃薯,甜菜下:燕麦,苹果,马铃薯,甜菜下:燕麦,苹果,马铃薯,甜菜缺铁典型症状:幼芽幼叶缺绿发黄缺铁典型症状:幼芽幼叶缺绿发黄缺铁典型症状:幼芽幼叶缺绿发黄缺铁典型症状:幼芽幼叶缺绿发黄,甚至变为黄白色甚至变为黄白色甚至变为黄白色甚至变为黄白色,而下部叶片仍为绿色。而下部叶片仍为绿色。而下部叶片仍为绿色。而下部叶片仍为绿色。蔬蔬菜菜缺缺铁铁蔬蔬菜菜缺缺铁铁水水稻稻缺缺锌锌梨梨树树缺缺锌锌柑橘缺锌柑橘缺锌水水稻稻缺缺钙钙蔬菜缺钙蔬菜缺钙蔬蔬菜菜缺缺钙钙蔬蔬菜菜缺缺钙钙蔬蔬菜菜缺缺硼硼蔬蔬菜菜缺缺硼硼蔬蔬菜菜缺缺硼硼油菜缺硼油菜缺硼油油菜菜缺缺硼硼油油菜菜缺缺硼硼
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