《微量元素》课件.ppt
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1、第六章第六章 微量营养元素与施肥微量营养元素与施肥第一节第一节植物植物铁铁的营养的营养第二节第二节植物植物硼硼的营养的营养第三节第三节植物植物锰锰的营养的营养第四节第四节植物植物铜铜的营养的营养第五节第五节植物植物锌锌的营养的营养第六节第六节植物植物钼钼的营养的营养第七节第七节植物植物氯氯的营养的营养 第八节第八节 植物微量元素营养的诊断植物微量元素营养的诊断 第九节第九节 微量元素肥料微量元素肥料重点:重点:1 1 各种微量营养元素的主要营养功能。各种微量营养元素的主要营养功能。2 2 各种微量营养元素缺乏和中毒的形态各种微量营养元素缺乏和中毒的形态鉴定。鉴定。3 3 主要微肥的性质和合理施
2、用技术。主要微肥的性质和合理施用技术。难点:难点:各种微量营养元素在不同土壤中转各种微量营养元素在不同土壤中转化及其生物有效性。化及其生物有效性。复习1 1、钙、镁、硫在植物体内的生理功能及其、钙、镁、硫在植物体内的生理功能及其缺素症状。缺素症状。2 2、钙、镁、硫被植物吸收的形态与方式。、钙、镁、硫被植物吸收的形态与方式。3 3、施用石灰肥料对土壤与植物有何影响。、施用石灰肥料对土壤与植物有何影响。4 4、钙、镁、硫肥的主要种类和施用技术。、钙、镁、硫肥的主要种类和施用技术。IronIron第一节第一节一、植物体内铁的含量和分布一、植物体内铁的含量和分布二、铁的吸收二、铁的吸收三、铁的营养功
3、能三、铁的营养功能四、植物缺铁及其对缺铁的反应四、植物缺铁及其对缺铁的反应五、亚铁的毒害五、亚铁的毒害大大多多数数植植物物的的含含铁铁量量在在100-300mg/kg100-300mg/kg(干干重重)之之间间,且且随随植物种类和植株部位而有差异。植物种类和植株部位而有差异。v 蔬菜作物含铁量较高蔬菜作物含铁量较高,v 水稻、玉米的相对较低水稻、玉米的相对较低。v 豆科植物含铁量比禾本科植物高。豆科植物含铁量比禾本科植物高。v 不不同同植植株株部部位位铁铁含含量量也也不不相相同同,如如禾禾本本科科植植物物秸秸秆秆中中铁铁含含量要要高于籽粒。量要要高于籽粒。v分布:分布:80%80%的铁分布在植
4、物绿色部分,特别是叶绿体内。的铁分布在植物绿色部分,特别是叶绿体内。一、植物体内铁的含量和分布一、植物体内铁的含量和分布FeFe2+2+是是植植物物吸吸收收的的主主要要形形态态,螯螯合合态态铁铁也也可可被被吸吸收收,而而FeFe3+3+在在高高条条件件下下溶溶解解度度很很低低,大大多多数数植物都很难利用。植物都很难利用。植植物物吸吸收收铁铁受受多多种种离离子子的的影影响响,MnMn2+2+、CuCu2+2+、MgMg2+2+、K K+、ZnZn2+2+等等,它它们们与与FeFe2+2+有有明明显显的的竞竞争争作作用。用。当当 FeFe2+2+被被根根吸吸收收后后,大大部部分分在在根根细细胞胞中
5、中被被氧氧化化为为FeFe3+3+,并并被被柠柠檬檬酸酸螯螯合合,通通过过木木质质部部被被运运输到地上部。输到地上部。二、植物对铁的吸收二、植物对铁的吸收在在多多种种植植物物体体内内,大大部部分分铁铁存存在在于于叶叶绿绿体体中中。铁不是叶绿体的组分,但合成叶绿素必须有铁存在。铁不是叶绿体的组分,但合成叶绿素必须有铁存在。铁铁在在植植物物体体内内移移动动性性很很小小,植植物物缺缺铁铁常常在在幼幼叶叶上表现出失绿症上表现出失绿症。铁铁与与光光合合作作用用有有密密切切的的关关系系。它它不不仅仅影影响响光光合合作作用用中中的的氧氧化化还还原原系系统统,而而且且参参与与光光合合磷磷酸酸化化作作用用,直接
6、参与直接参与COCO2 2还原过程。还原过程。三、三、铁的营养功能铁的营养功能(一)叶绿素合成所必需(一)叶绿素合成所必需处理处理 叶片含铁量叶片含铁量(g/g.FW)叶绿素含量叶绿素含量(g/g.FW)酶活性(相对酶活性(相对%)过氧化氢酶过氧化氢酶过氧化物酶过氧化物酶+Fe-Fe18.511.13.520.521002010056供铁对番茄叶片中叶绿素含量和酶活性的影响供铁对番茄叶片中叶绿素含量和酶活性的影响供铁对燕麦叶片中叶绿素含量的影响供铁对燕麦叶片中叶绿素含量的影响050100+Fe-Fe叶绿素相对含量叶绿素相对含量(%)(二)参与体内氧化反应和电子传递(二)参与体内氧化反应和电子传
7、递氧还反应与电子传递的实质是三价的氧还反应与电子传递的实质是三价的铁离子和二价的亚离子之间的化合价变化铁离子和二价的亚离子之间的化合价变化和电子得失。和电子得失。铁血红素铁血红素和和铁血红素蛋白铁血红素蛋白;固氮酶中;固氮酶中的的钼铁蛋白钼铁蛋白和和铁氧还蛋白铁氧还蛋白;根瘤中的;根瘤中的豆血豆血红蛋白红蛋白等,这些不同种类的含铁蛋白,作等,这些不同种类的含铁蛋白,作为重要的电子传递或催化剂,参与植物体为重要的电子传递或催化剂,参与植物体内多种代谢活动。内多种代谢活动。Fe3+e-Fe2在在氧氧化化磷磷酸酸化化过过程程中中,电电子子传传递递是是在在多多种种特特殊殊物物质质的的参参与与下下完完成
8、成的的。其其中中铁铁氧氧还还蛋蛋白白和和细细胞胞色色素素类都是含铁的重要化合物。类都是含铁的重要化合物。铁氧还蛋白铁氧还蛋白铁血红蛋白铁血红蛋白亚硝酸还原亚硝酸还原光系统光系统 Ie-e-e-e-ee-O2NADP+铁氧还蛋白传递电子的示意图铁氧还蛋白传递电子的示意图-铁铁是是一一些些与与呼呼吸吸作作用用有有关关酶酶的的成成分分。如如:细细胞胞色色素素酶酶、过过氧氧化化氢氢酶酶、过过氧氧化化物酶等都含有铁。物酶等都含有铁。三、铁的营养功能三、铁的营养功能(三)参与植物呼吸作用(三)参与植物呼吸作用植植物物缺缺铁铁总总是是从从幼幼叶叶开开始始,典典型型症症状状是是叶叶片片的的叶叶脉脉间间出出现现
9、失失绿绿症症,叶叶片片上上叶叶脉脉深深绿绿而而脉脉间间黄黄化化,黄黄绿绿相相间间明明显显;严严重重缺缺铁铁时时,叶叶片片出出现现坏坏死死斑斑点点,并并且且逐逐渐渐枯枯死死。植植物物的的根根系系形形态态会会出出现现明明显显的的变变化化如如:根根的的生生长长受受阻阻,产产生生大大量量根毛等。根毛等。植植物物缺缺铁铁时时根根中中可可能能有有有有机机酸酸积积累累,其其中中主主要是苹果酸和柠檬酸。要是苹果酸和柠檬酸。四、植物缺铁及其对缺铁的反应四、植物缺铁及其对缺铁的反应水稻:水稻:新叶新叶脉间失绿,脉间失绿,叶脉绿色,叶脉绿色,呈条纹状,呈条纹状,老叶保持绿老叶保持绿色。色。大大麦麦缺铁的大麦(水培)
10、缺铁的大麦(水培)下部叶色绿,渐次向下部叶色绿,渐次向上褪淡,新叶全部黄化上褪淡,新叶全部黄化玉玉米米:新新叶叶黄黄化化,脉脉间间失失绿绿,呈呈清清晰晰的的条条纹纹叶叶,老叶仍保持绿色老叶仍保持绿色。玉玉米米新生叶片黄化,中部叶片叶新生叶片黄化,中部叶片叶脉间失绿,呈清晰的条纹伏,脉间失绿,呈清晰的条纹伏,但是下部叶片仍保持绿色。但是下部叶片仍保持绿色。玉玉米米从下而上从下而上,脉间均匀脉间均匀黄化失绿黄化失绿大大豆豆:新新叶叶叶叶脉脉黄黄绿绿色色,脉脉间间黄黄化化,中中部部叶叶片片两两边边叶叶缘缘由由外外向向内内逐渐变黄。逐渐变黄。大豆大豆新叶脉间黄化,老叶仍保持绿色新叶脉间黄化,老叶仍保持
11、绿色菜菜豆豆黄化,黄化,叶脉叶脉仍保仍保持绿持绿色色茄茄子子:新新叶叶基基部部首首先先黄黄化化呈呈金金黄黄色色,向向叶叶柄柄部部发发展展,叶叶前前端端可可见见残残留留浅浅绿绿色色,叶脉紫色叶脉紫色。番茄番茄上叶黄化,上叶黄化,叶脉仍绿叶脉仍绿黄黄瓜瓜茄子茄子叶脉仍绿叶脉仍绿下为正常下为正常叶叶芹菜芹菜芜菁芜菁叶脉叶脉仍仍绿绿草莓缺铁时一般不发生黄化,如照片所示尽管叶缘已枯死,但黄化的程度则较低,新叶的叶色也只是稍淡而已.草莓草莓西瓜在腋芽部发生的缺铁症状在腋芽部发生的缺铁症状,严重时由顶端的严重时由顶端的叶缘部开始枯死叶缘部开始枯死.樱樱草草叶缘及脉间均匀黄化失绿叶缘及脉间均匀黄化失绿绣球绣球
12、因缺铁而造成的顶端幼叶黄化失绿因缺铁而造成的顶端幼叶黄化失绿 玫玫瑰瑰顶端幼叶变成黄白色顶端幼叶变成黄白色葡葡萄萄:枝枝梢梢叶叶片片黄黄白白,叶叶脉脉还还有有绿绿色色,新新叶叶生生长长缓缓慢慢,老老叶叶仍仍保保持持绿绿色色。果果实实色色浅浅粒粒小小,基基部部果果粒粒发发育育不良。不良。梨树梨树顶端幼叶黄化失绿顶端幼叶黄化失绿 梨梨树树脉脉间间均均匀匀失失绿绿缺铁柑桔缺铁柑桔(蜜柑)(蜜柑)植株植株柑桔(脐柑桔(脐橙)缺铁橙)缺铁叶片叶片在在排排水水不不良良的的土土壤壤和和长长期期渍渍水水的的水水稻稻土土上上经经常常会会发发生生亚亚铁铁(FeFe2+2+)中中毒毒现现象象。当当水水稻稻叶叶片片中
13、中亚亚铁铁含含量量300mg/kg300mg/kg时时,可可能能出出现现铁铁的毒害作用。的毒害作用。铁铁中中毒毒的的症症状状表表现现为为老老叶叶上上有有褐褐色色斑斑点点,根部呈灰黑色,易腐烂。根部呈灰黑色,易腐烂。防防治治的的方方法法是是:适适量量施施用用石石灰灰,合合理理灌灌溉或适时排水晒田等。也可选用优良品种。溉或适时排水晒田等。也可选用优良品种。五、亚铁的毒害五、亚铁的毒害豌豆豌豆叶上布叶上布满大小满大小不一的不一的棕褐色棕褐色斑点斑点铁铁缺乏缺乏1顶端或幼叶失绿黄化;顶端或幼叶失绿黄化;2脉间失绿发展至全叶淡黄白色;脉间失绿发展至全叶淡黄白色;3根系发育差,豆科根瘤少。根系发育差,豆科
14、根瘤少。铁铁过量过量叶色暗绿,叶尖及边缘焦枯,脉间叶色暗绿,叶尖及边缘焦枯,脉间有褐斑。有褐斑。小结小结第二节第二节BoronBoron一、硼的特点一、硼的特点二、植物体内硼的含量和分布二、植物体内硼的含量和分布三、硼的吸收和运输三、硼的吸收和运输四、硼的营养功能四、硼的营养功能五、植物缺硼的表现五、植物缺硼的表现1、硼硼不不是是酶酶的的组组成成,不不以以酶酶的的方方式式参参与与营营养生理作用。养生理作用。2 2、硼对植物具有特殊的营养功能。、硼对植物具有特殊的营养功能。3 3、硼硼酸酸盐盐很很象象磷磷酸酸盐盐,能能和和糖糖、醇醇和和有有机机酸酸中中的的OHOH-反反应应形形成成硼硼酸酸酯酯。
15、硼硼酸酸是是很很弱弱的酸。的酸。一、硼的特点一、硼的特点植植 物物 体体 内内 硼硼 的的 含含 量量 变变 幅幅 为为 2mg/kg-2mg/kg-100mg/kg100mg/kg。一一般般双双子子叶叶植植物物的的需需硼硼量量比比单单子子叶植物高。叶植物高。二、植物体内硼的含量和分布二、植物体内硼的含量和分布植物体内硼的分布规律是:植物体内硼的分布规律是:繁殖器官高于营养器官;繁殖器官高于营养器官;叶片高于枝条,枝条高于根系。叶片高于枝条,枝条高于根系。硼比较集中的分布在子房、柱头等器官中。硼比较集中的分布在子房、柱头等器官中。硼常牢固地结合在细胞壁结构中,在植物硼常牢固地结合在细胞壁结构中
16、,在植物体内相对来说体内相对来说几乎是不移动的。几乎是不移动的。二、二、硼在植物体内的含量、分布硼在植物体内的含量、分布不同作物对硼需要量不同:不同作物对硼需要量不同:需硼较多的作物有:需硼较多的作物有:苜蓿、甜菜、箩卜、卷心菜、花椰菜、苜蓿、甜菜、箩卜、卷心菜、花椰菜、油菜、苹果;油菜、苹果;需硼中等的作物有:需硼中等的作物有:棉花、烟草、番茄、甘薯、花生、胡棉花、烟草、番茄、甘薯、花生、胡萝卜、莴苣、桃、梨;萝卜、莴苣、桃、梨;需硼较少的作物有需硼较少的作物有:水稻、大麦、小麦、玉米、大豆、豌:水稻、大麦、小麦、玉米、大豆、豌豆、马铃薯、亚麻、柑桔。豆、马铃薯、亚麻、柑桔。各种植物的含硼量
17、(各种植物的含硼量(mg/kg干重)干重)单子叶植物单子叶植物双子叶植物双子叶植物具有乳液系统具有乳液系统的双子叶植物的双子叶植物大麦大麦 2.3 马铃薯马铃薯 13.9 萝卜萝卜 64.5 蒲公英蒲公英 80.0小麦小麦 3.3 豌豌 豆豆 21.7 莴苣莴苣 70.0 大戟属大戟属 93.0玉米玉米 5.0 烟烟 草草 25.0 甜菜甜菜 75.6 罂罂 粟粟 94.7Response of different B efficient cultivars to B deficiency95899118951059141同一作物不同品种对硼需求量不同同一作物不同品种对硼需求量不同硼营养基因型
18、差异硼营养基因型差异三、硼的吸收与运输三、硼的吸收与运输吸收形态:主要为分子态吸收形态:主要为分子态H H3 3BOBO3 3吸收方式:被动吸收吸收方式:被动吸收运输:运输:绝大多数植物依赖蒸腾作用拉力沿木质部向上运输,绝大多数植物依赖蒸腾作用拉力沿木质部向上运输,硼在韧皮部中难以移动,缺硼症状先出现在幼叶。硼在韧皮部中难以移动,缺硼症状先出现在幼叶。少数以山梨醇、甘露醇、半乳糖醇等多元醇为光合作少数以山梨醇、甘露醇、半乳糖醇等多元醇为光合作用初级运输物的植物中,硼可以与多元醇形成络合物而在用初级运输物的植物中,硼可以与多元醇形成络合物而在韧皮部中自由运输,如:樱桃、苹果、梨韧皮部中自由运输,
19、如:樱桃、苹果、梨 等,缺硼症状等,缺硼症状先出现在老叶。先出现在老叶。硼硼能能促促进进糖糖的的运运输输的的原原因因是是:(1 1)合合成成含含氮氮碱碱基基的的尿尿嘧嘧啶啶需需要要硼硼,而而UDPGUDPG是是蔗蔗糖糖合合成成的的前前体体。(2 2)硼硼直直接接作作用用于于细细胞胞膜膜,从从而而影影响响蔗蔗糖糖韧韧皮皮部部装装载载。(3 3)缺缺硼硼容容易易生生成成胼胼胝胝质质,堵堵塞塞筛筛板板上上的的筛孔,影响糖的运输。筛孔,影响糖的运输。供供硼硼不不足足时时,大大量量碳碳水水化化合合物物在在叶叶片片中中积积累累,使使叶叶片片变变厚厚、变变脆脆,甚甚至至畸畸形形。植植株株顶顶部部生生长长停停
20、滞,生长点死亡。滞,生长点死亡。四、硼的营养功能四、硼的营养功能(一)促进体内碳水化合物的运输和代谢(一)促进体内碳水化合物的运输和代谢硼在葡萄糖代谢中有调控作用硼在葡萄糖代谢中有调控作用1-P-葡萄糖葡萄糖6-P-葡萄糖葡萄糖进入以糖酵解为主的代谢途径进入以糖酵解为主的代谢途径进入以磷酸戊糖为主的代谢途径进入以磷酸戊糖为主的代谢途径+B-B(一)促进体内碳水化合物的运输和代谢(一)促进体内碳水化合物的运输和代谢(二二)参参与与半半纤纤维维素素及及有有关关细细胞胞壁壁物物质质的的合合成硼酸与顺式二元醇可形成稳定的脂类。成硼酸与顺式二元醇可形成稳定的脂类。+单脂单脂双脂双脂硼酸油菜悬洋浮培养细胞
21、壁形成的影响。左图为硼高效品种细胞壁荧光清晰,发育完全,右图为硼低效品种,细胞桔红色,未形成细胞壁。缺缺硼硼最最明明显显的的反反应应之之一一是是主主根根和和侧侧根根的的伸伸长长受受抑抑制制,甚甚至至停停止止生生长长,使使根根系系呈呈短短粗粗从从枝枝状状。南南瓜瓜供供硼硼的的试试验验表表明明,缺缺硼硼对对根根伸伸长的影响很大。长的影响很大。缺缺硼硼时时,细细胞胞分分裂裂素素合合成成受受阻阻,而而IAAIAA却却大大量量积积累累。IAAIAA积积累累原原因因:1 1、缺缺硼硼酚酚类类化化合合物物累累积积IAAIAA氧氧化化酶酶活活性性降降低低;2 2、缺缺硼硼时时IAAIAA的扩散和运输受阻。的扩
22、散和运输受阻。(三)促进细胞伸长和细胞分裂(三)促进细胞伸长和细胞分裂硼硼能能促促进进植植物物花花粉粉的的萌萌发发和和花花粉粉管管的的伸伸长长,减减少少花花粉粉中中糖糖的的外外渗渗。植植物物缺缺硼硼抑抑制制了了细细胞胞壁壁的的形形成成,花花粉粉母母细细胞胞不不能能进进行行四四分分体体分分化化,花花粉粉粒粒发发育育不不正正常常。油油菜菜“花花而而不不实实”、棉棉花花的的“蕾蕾而而不不花花”以以及及小小麦麦的的“穗而不实穗而不实”均为缺硼所致。均为缺硼所致。(四)促进生殖器官的建成和发育(四)促进生殖器官的建成和发育硼硼与与顺顺式式二二元元醇醇可可形形成成稳稳定定的的复复合合体体,从从而而改改变变
23、许许多多代代谢谢过过程程,包包括括木木质质素素的的生生物物合合成成。硼硼还还对对多多酚酚氧氧化化酶酶所所活活化化的的氧氧化化系系统统有有一一定定的的调调节节作作用用。缺缺硼硼时时,多多酚酚氧氧化化酶酶活活性性提提高高,将将酚酚氧氧化化成成黑黑色色醌醌类类化化合合物物,使使作作物物出出现现病病症症。如如甜甜菜菜“腐腐心心病病”和和花花椰椰菜菜的的“褐心病褐心病”等。等。(五)调节酚的代谢和木质化作用(五)调节酚的代谢和木质化作用硼硼供供应应充充足足时时,能能改改善善碳碳水水化化合合物物的的运运输,为根瘤菌提供更多的能源物质。输,为根瘤菌提供更多的能源物质。(六)提高豆科作物根瘤菌的固氮能力(六)
24、提高豆科作物根瘤菌的固氮能力此外,硼还能促进核酸和蛋白质的合成及此外,硼还能促进核酸和蛋白质的合成及生长素的运输。硼影响尿嘧啶的合成,植物缺生长素的运输。硼影响尿嘧啶的合成,植物缺硼的第一个变化是含量减少,随后植物就停止硼的第一个变化是含量减少,随后植物就停止生长。生长。植物缺硼的共同特征为:植物缺硼的共同特征为:1 1、茎尖生长点生长受抑制,严重时枯萎,、茎尖生长点生长受抑制,严重时枯萎,甚至死亡。甚至死亡。2 2、老叶、老叶叶片变厚变脆、畸形叶片变厚变脆、畸形,枝条节间,枝条节间短,出现木栓化现象。短,出现木栓化现象。3 3、根的生长发育明显受阻,根短粗兼有、根的生长发育明显受阻,根短粗兼
25、有褐色。褐色。4 4、生殖器官发育受阻,、生殖器官发育受阻,结实率低,果实结实率低,果实小、畸形,小、畸形,缺硼导致种子和果实减产。缺硼导致种子和果实减产。五、植物缺硼的表现五、植物缺硼的表现对对硼硼比比较较敏敏感感的的作作物物会会出出现现许许多多典典型型症症状状,如如甜甜菜菜“腐腐心心病病”、油油菜菜“花花而而不不实实”、棉棉花花的的“蕾蕾而而不不花花”、花花椰椰菜菜的的“褐褐心心病病”、小小麦麦的的“穗穗而而不不实实”、芹芹菜菜的的“茎茎折折病病”、苹果的苹果的“缩果病缩果病”等。等。硼硼在在植植物物体体内内的的运运输输明明显显受受蒸蒸腾腾作作用用的的影影响响,硼硼中中毒毒的的症症状状多多
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