植物的矿质与氮素营养.ppt

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1、植物的矿质与氮素营植物的矿质与氮素营养养第一节植物体内的必需元素第一节植物体内的必需元素一、植物体内的元素植物材料水分干物质有机物灰分105C600C（10%95%）（5%95%）（90%95%）（5%10%）挥发残留第一节植物体内的必需元素第一节植物体内的必需元素一、植物体内的必需元素 必需元素(essential(essential element)element)是指在植物完成生活史中，起着不可替代的直接生理作用的、不可缺少的元素。1.判断必需元素的标准。n n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

2、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,不能完成其生不能完成其生不能完成其生不能完成其生活史活史活史活史;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,这种缺素病症可用这种缺素病症可用这种缺素病症可用这种缺素病症可用加入该元素的方法预防或恢复正常加入该元素的方法预防或恢复正常加入该元素的方法预防或恢复正常加入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

3、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于土壤的物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接于土壤的物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接于土壤的物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接效果。效果。效果。效果。第一节植物体内的必需元素第一节植物体内的必需元素一、植物体内的必需元素一、植物体内的必需元素 2.2.植植物物生生长长必必需需的的元元素素有有1616种种，根根据据植植物物需需要要的多寡将其分为大量元素和微量元素。的多寡将其分为大量元素和微量元素。（1 1）大大量量元元素素：C C、H H、OO、NN、P

4、 P、K K、CaCa、MgMg、S S。它它们们约约占占植植物物体体干干重重的的0.01%0.01%10%10%。植植植植物物物物对此类元素需要的量较多。对此类元素需要的量较多。对此类元素需要的量较多。对此类元素需要的量较多。（2 2）微微量量元元素素：FeFe、B B、MnMn、ZnZn、CuCu、MoMo、ClCl。约约占占植植物物体体干干重重的的1010-5-5%1010-3-3%。植植物物对对这这类类元元素素的的需需要要量量很很少少,但但缺缺乏乏时时植植物物不不能能正正常常生生长长；若稍有过量若稍有过量,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。第一节植物体内的必需元

5、素第一节植物体内的必需元素一、植物体内的必需元素 3.有益元素：某种元素并非植物必需的，但常在植物体内存在，对植物生长发育生理功能表现有利作用，并能部分代替某一必需元素的作用，减缓缺素症的元素。如Ni(也有的将其视为必需元素)，Na，Si，Co，Se，稀土元素等。4 4 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).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 culture method)culture method)亦称水培法亦称水培法亦称水培

6、法亦称水培法(water culture method),(water culture method),是在是在是在是在含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法；而含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法；而含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法；而含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法；而砂基培养法砂基培养法砂基培养法砂基培养法(sand culture method)(sand culture method)则是在洗净的石英砂则是在洗净的石英砂则是在洗净的石英砂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。或玻璃球等基质中加入营养液来培养植物的方法。或玻

7、璃球等基质中加入营养液来培养植物的方法。或玻璃球等基质中加入营养液来培养植物的方法。(2).(2).气培法气培法气培法气培法(aeroponics)(aeroponics)将根系置于营养液气雾中栽培植将根系置于营养液气雾中栽培植将根系置于营养液气雾中栽培植将根系置于营养液气雾中栽培植物的方法称为气培法。物的方法称为气培法。物的方法称为气培法。物的方法称为气培法。图图3-1几几种种营营养养液液培培养法养法A.水培法水培法:使用不透使用不透明的容器明的容器(或以锡箔或以锡箔包裹容器包裹容器),以防止光以防止光照及避免藻类的繁照及避免藻类的繁殖殖,并经常通气并经常通气;B.营养膜营养膜(nutrie

8、nt film)法法:营养液从容营养液从容器器a流进长着植株的流进长着植株的浅槽浅槽b,未被吸收的未被吸收的营养液流进容器营养液流进容器c,并经管并经管d泵回泵回a。营。营养液养液pH和成分均可和成分均可控制。控制。C.气培法：根悬于气培法：根悬于营养液上方，营养营养液上方，营养液被搅起成雾状。液被搅起成雾状。第一节植物体内的必需元素第一节植物体内的必需元素二、植物必需元素的生理功能 1.是细胞结构物质的组成成分。2.是生命活动的调节者。3.起电化学作用。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 吸收方式：吸收方式：吸收方式：吸收方式：

9、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、叶氮是构成蛋白质的主要成分，核酸、叶氮是构成蛋白质的主要成分，核酸、叶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。氮在植物生绿素、某些植物激素、维生素等也含有氮。氮在植物生绿素、某些植物激素、维生素等也含有氮。氮在植物生绿素、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要的地位，故又称为生命元素。命活动中占有首要的地位，故又称为生命元素。命活动中占有

10、首要的地位，故又称为生命元素。命活动中占有首要的地位，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延延延迟迟迟迟。然然然然而而而而对对对对叶叶叶叶菜菜菜菜类类类类作作作作物物物物多多多多施施施施一一一一些些些些氮氮氮氮肥肥肥肥，还还还还是是是是有有有有好好好好处的。处的。处的。处的。植株植株植株植株缺氮缺氮缺氮缺氮时，时，时，时，植物生长矮小植物生长矮小植物生长矮小植物生长矮小,分枝、分蘖少分枝、分蘖少分枝、分蘖少分枝、分蘖少,叶片小叶片小叶片小叶片小

11、而薄；叶片发黄发生早衰而薄；叶片发黄发生早衰而薄；叶片发黄发生早衰而薄；叶片发黄发生早衰,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。小麦缺氮小麦缺氮苹果缺氮苹果缺氮马铃薯缺氮马铃薯缺氮菜豆缺氮菜豆缺氮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、细胞质和细胞核磷脂和核酸的组分，参与生物膜、细胞质和细胞核磷脂和核酸的组分，参与生物膜、细胞质和细胞核磷脂和核酸的组分，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。的构成。所以磷是细胞质和细胞核的组成成分。的构成。所以磷

12、是细胞质和细胞核的组成成分。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)在新陈代谢中占有在新陈代谢中占有在新陈代谢中占有在新陈代谢中占有极其重要的地位，极其重要的地位，极其重要的地位，极其重要的地位，磷在糖类代谢、蛋白质代谢和脂肪代谢中起着重要磷在糖类代谢、蛋白质代谢和脂肪代谢中起着重要磷在糖类代谢、蛋白质代谢和脂肪代谢中起着重要磷在糖类代谢、蛋白质代谢

13、和脂肪代谢中起着重要的作用。的作用。的作用。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,茎、茎、茎、茎、根纤细根纤细根纤细根纤细,植株矮小；叶子呈现不正常的暗绿色或紫红植株矮小；叶子呈现不正常的暗绿色或紫红植株矮小；叶子呈现不正常的暗绿色或紫红植株矮小；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色。症状首先在下部老叶出现色。症状首先在下部老叶出现色。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。并逐渐向上发展。并逐渐向上发展。磷磷磷磷过多过多过多过多，易

14、产生缺，易产生缺，易产生缺，易产生缺ZnZn症。症。症。症。白菜缺磷白菜缺磷油菜缺磷油菜缺磷玉米缺磷玉米缺磷大麦缺磷大麦缺磷3、钾、钾很多酶的活化剂，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。4、钙、钙构成细

15、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(calmodulin，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复合体，起复合体，起“第二信使第二信使”的作用。的作用。缺钙典型症状：缺钙典型症状：顶芽、幼叶呈淡绿色顶芽、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。蕃茄缺钙蕃茄缺钙白菜缺钙白菜缺钙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，

16、叶脉仍绿而叶脉之间变黄。许多酶的活化剂。许多酶的活化剂。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。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，参与光的组分。因此，参与光的组分。因此，参与光的组分。因此，参与光合作用。缺铁时，由幼叶脉间失绿黄化，但叶脉仍为合作用。缺铁时，由幼叶脉间失绿黄化，但叶脉仍为合作用。缺铁时，由幼叶脉间失绿黄化，但叶脉仍为合作用。

17、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。绿色；严重时整个新叶变为黄白色。绿色；严重时整个新叶变为黄白色。绿色；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粉管生长。花粉管生长。花粉管生长。花粉管生长。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，水水水水的的的

18、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，叶叶叶叶绿绿绿绿体体体体结结结结构构构构会会会会破破破破坏坏坏坏、解解解解体体体体。叶叶叶叶片片片片脉脉脉脉间间间间失失失失绿绿绿绿，有有有有坏坏坏坏死死死死斑斑斑斑点。点。点。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。玉米玉米玉米玉米“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”。铜铜 参参与与氧氧化化还还原原过过程程。光光合合

19、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尿素水解。化尿素水解。白菜缺铁白菜缺铁白菜缺锰白菜缺锰蕃茄缺

20、硼蕃茄缺硼小麦缺铜小麦缺铜草草莓莓叶叶片片的的缺缺素素症症状状第二节第二节 植物细胞对溶质的吸收植物细胞对溶质的吸收 植物细胞吸收矿质元素的方式有两类:方式被动吸收主动吸收图图3-2 3-2 植物植物组织对组织对溶溶质质的吸收的吸收第二节第二节 植物细胞对溶质的吸收植物细胞对溶质的吸收一、被动吸收：一、被动吸收：概念概念：被被动动吸吸收收指指由由于于扩扩散散作作用用或或其其他他物物理理过过程程而而进进行行的的吸吸收，是不消耗代谢能量的吸收过程，亦称非代谢吸收。收，是不消耗代谢能量的吸收过程，亦称非代谢吸收。类型：类型：扩散作用扩散作用:分了或离子沿着化学势或电化学势梯度转分了或离子沿着化学势或

21、电化学势梯度转 移的现象。移的现象。协助扩散：协助扩散：小分了物质经膜转运蛋白顺浓度梯度或小分了物质经膜转运蛋白顺浓度梯度或 电化学梯度跨膜的转运。电化学梯度跨膜的转运。第二节第二节 植物细胞对溶质的吸收植物细胞对溶质的吸收一、被动吸收：1.1.扩散作用扩散作用:杜杜南南平平衡衡：细细胞胞内内的的可可扩扩散散负负离离子子和和正正离离子子浓浓度度的的乘乘积积等等于于细细胞胞外外可可扩扩散散正正、负负离离子子浓浓度度乘乘积时的平衡，叫杜南积时的平衡，叫杜南(道南道南)平衡。平衡。NaNa1 1+ClCl1 1-NaNa0 0+ClCl0 0-。第二节第二节 植物细胞对溶质的吸收植物细胞对溶质的吸收

22、 植物细胞吸收矿质元素的方式有两类植物细胞吸收矿质元素的方式有两类:一、被动吸收：2.2.协助扩散：协助扩散：膜转运蛋白可分为两大类：膜转运蛋白可分为两大类：离子通道载体离子通道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。n n载体蛋白（载体蛋白（carrier proteins）：又称通透酶）：又称通透酶或透过酶，也是一类内在蛋白。证明载体存或透过酶，也是一类内在蛋白。证明载体存在的依据有离子吸收的饱和效应和竞争效应。在的依据有离子吸收的饱和效应和竞争效应。载体第二节第二节 植物细胞对溶质的吸收植物细胞对溶质的吸收二

23、、主动吸收：概念：主动吸收主动吸收是指细胞利用呼吸释放的能量作功而逆着电化是指细胞利用呼吸释放的能量作功而逆着电化学势梯度吸收离子的过程。学势梯度吸收离子的过程。ATP酶 共转运 n n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类型第二节第二节 植物细胞对溶质的吸收植物细胞对溶质的吸收二、主动吸收：ATP酶和载体第二节第二节 植物细胞对溶质的吸收植物细胞对溶质的吸收ATP酶和载体1 1、H H+ATPATP酶（又称离子泵学说）酶（又称离子泵学说）图图3-8 ATP3-8 ATP酶逆电化学势梯度运送阳离子到膜外去酶逆电化学势梯度运送阳离子到膜外去的假设步骤的假设步骤A.B.

24、ATPA.B.ATP酶与细胞内的阳离子酶与细胞内的阳离子M M+结合并被磷酸化；结合并被磷酸化；C.C.磷酸化导致酶的构象改变，将离子暴露于外侧并磷酸化导致酶的构象改变，将离子暴露于外侧并释放出去；释放出去；D.D.释放释放PiPi恢复原构象恢复原构象 第二节第二节 植物细胞对溶质的吸收植物细胞对溶质的吸收二、主动吸收：2.共转运 2.共转运 3 3、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。载注意：载体蛋白与载体学说中的载体的区别。载注意：载体蛋白与载体学说中的载体的区别。载注意：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体蛋

25、白是膜内的内在蛋白，载体在膜内是可移动体蛋白是膜内的内在蛋白，载体在膜内是可移动体蛋白是膜内的内在蛋白，载体在膜内是可移动的。的。的。的。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，结合，对离子有专一性的结合部位，结合，对离子有专一性的结合部位，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具有很强的识别能力。在膜外侧能与相应的离子具有很强的识别能力。在膜外侧能与相应的离子具有很强的识别能力。在膜外侧能与相应的离子结合，到达膜内侧又能释放离子。结合，到达膜内侧又能释放离子。结合，到达膜内侧又能释放离子。结合，到达膜内侧又能释放离子。支

26、持载体学说的两个事实：饱和效应和离子之间支持载体学说的两个事实：饱和效应和离子之间支持载体学说的两个事实：饱和效应和离子之间支持载体学说的两个事实：饱和效应和离子之间的竟争现象。的竟争现象。的竟争现象。的竟争现象。磷酸磷酸脂酶脂酶磷酸磷酸激酶激酶活化活化载体载体线粒体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三、胞饮作用三、胞饮作用n n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)。第三节第三节 植物对矿质

27、的吸收及运输植物对矿质的吸收及运输一、吸收部位：叶片根系根毛区为主二、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根系是植物吸收矿物质的主要器官，它吸收矿物质的根系是植物吸收矿物质的主要器官，它吸收矿物质的根系是植物吸收矿物质的主要器官，它吸收矿物质的根系是植物吸收矿物质的主要器官，它吸收矿物质的部位和吸水的部位都是根尖未栓化的部分。部位和吸水的部位都是根尖未栓化的部分。部位和吸水的部位都是根尖未栓化的部分。部位和吸水的部位都是根尖未栓化的部分。根毛区吸根毛区吸根毛区吸根毛区吸收离子最活跃，而根尖分生区积累最多。收离子最活跃，而根尖分生区积累最多。收离子最活跃，而根尖分生区积累最多。收

28、离子最活跃，而根尖分生区积累最多。图图 3-12 大麦根尖大麦根尖不同区域不同区域P的积的积累和运出累和运出 第三节第三节 植物对矿质的吸收及运输植物对矿质的吸收及运输二、根系吸收矿质的特点：1.对矿质和水分的相对吸收；植物对水分和矿质的吸水是既相互关联，又相对独立。前者表现为盐分一定要溶于水中才能被根系吸收，并随水流进入根部的质外体；后者表现在两者的吸收比例和吸收机理不同。第三节第三节 植物对矿质的吸收及运输植物对矿质的吸收及运输二、根系吸收矿质的特点：二、根系吸收矿质的特点：2.2.对离子的吸收具有选择性；对离子的吸收具有选择性；生生理理酸酸性性盐盐：对对于于(NHNH4 4)2 2SOS

29、O4 4一一类类盐盐，根根对对NHNH吸吸收收多多于于和和快快于于SOSO4 42-2-（根根根根系系系系吸吸吸吸收收收收阳阳阳阳离离离离子子子子多多多多于于于于阴阴阴阴离离离离子子子子），故故溶溶液液中中留存许多留存许多SOSO4 42-2-，导致溶液变酸，这种盐类叫生理酸性盐。导致溶液变酸，这种盐类叫生理酸性盐。生生理理碱碱性性盐盐：对对于于NaNONaNO3 3一一类类盐盐，植植物物吸吸收收NONO3 3-较较NaNa+多多而而快快（根根根根系系系系吸吸吸吸收收收收阴阴阴阴离离离离子子子子多多多多于于于于阳阳阳阳离离离离子子子子），这这种种选选择择吸吸收收的的结结果果使溶液变碱，故称这类

30、盐为生理碱性盐。使溶液变碱，故称这类盐为生理碱性盐。生生理理中中性性盐盐：对对于于NHNH4 4NONO3 3-一一类类的的盐盐，植植物物吸吸收收其其阴阴离离子子与与阳阳离离子子的的量量几几乎乎相相等等，不不改改变变周周围围介介质质的的pHpH值值，故故称称这这类盐为类盐为生理中性生理中性盐盐。第三节第三节 植物对矿质的吸收及运输植物对矿质的吸收及运输二、根系吸收矿质的特点：3.单盐毒害及离子颉颃；单单盐盐毒毒害害 将将将将植植植植物物物物培培培培养养养养在在在在单单单单盐盐盐盐溶溶溶溶液液液液中中中中时时时时，即即即即使使使使是是是是植植植植物物物物必必必必需需需需的的的的营营营营养养养养元

31、元元元素素素素，植植植植物物物物仍仍仍仍然然然然要要要要受受受受到到到到毒毒毒毒害害害害以以以以致致致致死死死死亡亡亡亡。这这这这种种种种溶溶液液中中只只有有一一种种金金属属离离子子对对植植物物起起毒害作用的毒害作用的现现象象 离离子子拮拮抗抗 在在发发生生单单盐盐毒毒害害的的溶溶液液中中加加入入少少量量其其他他金金属属离离子子，即即能能减减弱弱或或消消除除这这种种单单盐盐毒毒害害，离离子子间间的的这这种种作作用用称称为为离离子子颉颉颃颃，也也称称离离子子对对抗抗或或离离子子拮拮抗抗。例例例例如如如如在在在在KClKClKClKCl溶溶溶溶液液液液中中中中加加加加入入入入少少少少量量量量CaC

32、aCaCa2+2+2+2+，就就就就不会对植株产生毒害。不会对植株产生毒害。不会对植株产生毒害。不会对植株产生毒害。第三节第三节 植物对矿质的吸收及运输植物对矿质的吸收及运输二、根系吸收矿质的特点：二、根系吸收矿质的特点：4.4.平衡溶液平衡溶液 在在在在含含含含有有有有适适适适当当当当比比比比例例例例的的的的多多多多种种种种盐盐盐盐溶溶溶溶液液液液中中中中，各各各各种种种种离离离离子子子子的的的的毒毒毒毒害害害害作作作作用用用用被被被被消消消消除除除除，植植植植物物物物可可可可以以以以正正正正常常常常生生生生长长长长发发发发育育育育，这这这这种种种种溶溶溶溶液液液液称称称称为为为为平平平平衡

33、衡衡衡溶溶溶溶液。液。液。液。n n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(balanc

34、ed solution)solution)solution)solution)。HoaglandHoaglandHoaglandHoagland培培培培养养养养液液液液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溶液。对陆生植物来说，土壤溶液一般也是平衡溶液。衡溶液。对陆生植物来说，土壤溶液一般也是平衡溶液。衡溶液。对陆生植物来说，土壤溶液一般也是平衡溶液。衡溶液。对陆生植物来说，土壤溶液一般也是平衡溶液。第三节第三节 植物对矿质的吸收及运输植物对矿质的吸收及运输三、根系吸收矿质的过程土壤养分根表养分植物

35、体内养分第一步第二步三、根系吸收矿质的过程1.1.离离子子被被吸吸附附在在根根系系细胞的表面细胞的表面离子交换接触交换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第三节第三节 植物对矿质的吸收及运输植物对矿质的吸收及运输三、根系吸收矿质的过程2.离子进入根部导管质外体途

36、径（自由空间）共质体途径第三节第三节 植物对矿质的吸收及运输植物对矿质的吸收及运输四、影响根系吸收矿质的因素1.温度2.通气状况3.土壤溶液浓度4.土壤pH3 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）温度）温度）温度n n在一定范围内，根部吸收矿质元素的速率随土壤温在一定范围内，根部吸收矿质元素的速率随土壤温在一定范围内，根部吸收矿质元素的速率随土壤温在一定范围内，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，度的增高而加快，因为温度影响了根部的呼吸速率，度的增高而加快，因为

37、温度影响了根部的呼吸速率，度的增高而加快，因为温度影响了根部的呼吸速率，也即影响主动吸收。但温度过高也即影响主动吸收。但温度过高也即影响主动吸收。但温度过高也即影响主动吸收。但温度过高(超过超过超过超过4040)或过低，或过低，或过低，或过低，吸收困难。这可能是高温使酶钝化，影响根部代谢；吸收困难。这可能是高温使酶钝化，影响根部代谢；吸收困难。这可能是高温使酶钝化，影响根部代谢；吸收困难。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大，矿质元素被动外流，所以高温也使细胞透性增大，矿质元素被动外流，所以高温也使细胞透性增大，矿质元素被动外流，所以高温也使细胞透性增大，矿质元素被动外流，

38、所以根部纯吸收矿质元素量减少。温度过低时，根吸收根部纯吸收矿质元素量减少。温度过低时，根吸收根部纯吸收矿质元素量减少。温度过低时，根吸收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，代谢弱，主动吸矿质元素量也减少，因为低温时，代谢弱，主动吸矿质元素量也减少，因为低温时，代谢弱，主动吸矿质元素量也减少，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。收慢；细胞质粘性也增大，离子进入困难。收慢；细胞质粘性也增大，离子进入困难。收慢；细胞质粘性也增大，离子进入困难。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（2）通气状况

39、）通气状况 在生产中要注意根部通气，增加氧的含量，减在生产中要注意根部通气，增加氧的含量，减少少CO2，如中耕，铲地的目的都有在此。，如中耕，铲地的目的都有在此。（3）土壤溶液浓度：土壤溶液浓度很低时，吸水）土壤溶液浓度：土壤溶液浓度很低时，吸水矿质的速度随浓度的增加而增加，但具有饱和矿质的速度随浓度的增加而增加，但具有饱和效应效应;过高导致过高导致“烧苗烧苗”.（4）土壤）土壤PH值值n n一般阳离子的吸收速率随一般阳离子的吸收速率随PH值升高而加速，阴值升高而加速，阴离子的吸收速率随离子的吸收速率随PH增高而下降。增高而下降。n n一般作物生育最适一般作物生育最适pH是是67，但有些作物但

40、有些作物(如如茶、马铃薯、烟草茶、马铃薯、烟草)适于较酸性的环境，有些作适于较酸性的环境，有些作物物(如甘蔗、甜菜如甘蔗、甜菜)适于较碱性的环境适于较碱性的环境。图图3-16 3-16 土土壤壤PHPH值对有值对有机土壤中营机土壤中营养元素利用养元素利用的影响的影响 第三节第三节 植物对矿质的吸收及运输植物对矿质的吸收及运输五、叶片对矿质的吸收 根根外外营营养养 植植物物除除了了根根部部吸吸收收矿矿质质元元素素外外，地地上上部分主要是通过叶片吸收矿质营养的过程。部分主要是通过叶片吸收矿质营养的过程。方式：方式：气孔，角质层气孔，角质层 影响因素：影响因素：内因内因 外因外因 保证溶液附着在叶面

41、上溶液在叶片下停留的时间温度呼吸作用叶面喷肥的优点：叶面喷肥的优点：1、及时补充养料、及时补充养料2、节省肥料、节省肥料3、见效快、见效快第三节第三节 植物对矿质的吸收及运输植物对矿质的吸收及运输六、矿质元素在植物体内的运输1.运输的形式N：主要以酰胺和氨基酸，少量以硝酸盐形式P：主要以磷酸盐形式，也可磷酰胆碱形式S：主要以硫酸根形式，少数以蛋氨酸形式金属离子形式第三节第三节 植物对矿质的吸收及运输植物对矿质的吸收及运输六、矿质元素在植物体内的运输2.运输的途径 短距离通过共质体和质外体。长距离通过木质部。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

42、输的试验向上运输的试验 根内径向；纵向；叶片吸收n n三、矿质元素的利用三、矿质元素的利用n n矿质元素运到生长部位后矿质元素运到生长部位后,大部分与体内的同化物合成复杂大部分与体内的同化物合成复杂的有机物质的有机物质,如由氮合成氨基酸、蛋白质、核酸、磷脂、叶如由氮合成氨基酸、蛋白质、核酸、磷脂、叶绿素等绿素等;由磷合成核苷酸、核酸、磷脂等由磷合成核苷酸、核酸、磷脂等;由硫合成含硫氨由硫合成含硫氨基酸、蛋白质、辅酶基酸、蛋白质、辅酶A A等。它们进一步形成植物的结构物等。它们进一步形成植物的结构物质。未形成有机化合物的矿质元素质。未形成有机化合物的矿质元素,有的作为酶的活化剂有的作为酶的活化剂

43、,如如MgMg、MnMn、ZnZn等等;有的作为渗透物质有的作为渗透物质,调节植物水分的吸收。调节植物水分的吸收。n n已参加到生命活动中去的矿质元素已参加到生命活动中去的矿质元素,经过一个时期后也可分经过一个时期后也可分解并运到其它部位去解并运到其它部位去,被重复利用。必需元素被重复利用的被重复利用。必需元素被重复利用的情况不同情况不同,N,N、P P、K K、MgMg易重复利用易重复利用,它们的缺乏病症它们的缺乏病症,首先首先从下部老叶开始。从下部老叶开始。CuCu、ZnZn有一定程度的重复利用有一定程度的重复利用,S,S、MnMn、MoMo较难重复利用较难重复利用,Ca,Ca、FeFe不

44、能重复利用不能重复利用,它们的病症首先出它们的病症首先出现于幼嫩的茎尖和幼叶。氮、磷可多次参与重复利用现于幼嫩的茎尖和幼叶。氮、磷可多次参与重复利用;有的有的从衰老器官转到幼嫩器官从衰老器官转到幼嫩器官(如从老叶转到上部幼叶幼芽如从老叶转到上部幼叶幼芽););有有的从衰老叶片转入休眠芽或根茎中的从衰老叶片转入休眠芽或根茎中,待来年再利用待来年再利用;有的从有的从叶、茎、根转入种子中等等。叶、茎、根转入种子中等等。n n矿质元素不只在植物体内从一个部位转移到另一个部位，矿质元素不只在植物体内从一个部位转移到另一个部位，同时还可排出体外。同时还可排出体外。第四节第四节 氮的同化氮的同化一、植物的氮

45、源空气 N2土壤无机氮化物有机氮化物（氨基酸、尿素等）氨态氮硝态氮自自自自 然然然然 界界界界 中中中中 N N N N 素素素素 循循循循 环环环环 第四节第四节 氮的同化氮的同化二、硝酸盐的还原硝酸盐硝酸盐还原酶亚硝酸盐氨亚硝酸盐还原酶第四节第四节 氮的同化氮的同化二、硝酸盐的还原第四节第四节 氮的同化氮的同化二、硝酸盐的还原第四节第四节 氮的同化氮的同化三、氨的同化第四节第四节 氮的同化氮的同化三、氨的同化第五节第五节 合理施肥的生理基础合理施肥的生理基础一、作物的需肥特点1.1.不同作物或同一作物的不同品种需肥情况不同不同作物或同一作物的不同品种需肥情况不同 禾谷类作物需要氮肥较多，同

46、时又要供给足够禾谷类作物需要氮肥较多，同时又要供给足够禾谷类作物需要氮肥较多，同时又要供给足够禾谷类作物需要氮肥较多，同时又要供给足够的的的的P P、K K，以使籽粒饱满；豆科能固空气中的，以使籽粒饱满；豆科能固空气中的，以使籽粒饱满；豆科能固空气中的，以使籽粒饱满；豆科能固空气中的NN，需需需需P P、K K多，叶菜类多施多，叶菜类多施多，叶菜类多施多，叶菜类多施NN。2.2.作物不同需肥形态不同作物不同需肥形态不同 烟草和马铃薯用草木灰做钾肥比氯化钾好。烟草和马铃薯用草木灰做钾肥比氯化钾好。水稻宜施氨态氮而不宜施硝态氮水稻宜施氨态氮而不宜施硝态氮3.3.同一作物在不同生育期需肥不同同一作物

47、在不同生育期需肥不同 一般情况下,植物对矿质营养的需要量与它们的生长量有密切关系。萌发期间,因种子内贮藏有丰富的养料,所以一般不吸收矿质元素;幼苗可吸收一部分矿质元素,但需要量少,且随着幼苗的长大,吸收矿质元素的量会逐渐增加;开花结实期,对矿质元素吸收达高峰;以后,随着生长的减弱,吸收量逐渐下降,至成熟期则停止吸收。第五节第五节 合理施肥的生理基础合理施肥的生理基础二、施肥的指标 1.1.土壤营养丰缺指标土壤营养丰缺指标 2.2.作物营养丰缺指标作物营养丰缺指标形态指标生理指标长相叶色体内养分状况叶绿素含量酰胺和淀粉含量酶活性第五节第五节 合理施肥的生理基础合理施肥的生理基础三、发挥肥效的措施 1.肥水配合 2.深耕改土，改良环境 3.改善光照条件，提高光合效率 4.改革施肥方式，促进作物吸收