植物磷素营养与磷肥.pptx
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1、磷是植物生长发育不可缺少的营养元素之一。它对作物磷是植物生长发育不可缺少的营养元素之一。它对作物高产及保持品种的优良特性有明显的作用。因此,研究如高产及保持品种的优良特性有明显的作用。因此,研究如何提高磷何提高磷 的利用率也是近年来学术领域的热点。的利用率也是近年来学术领域的热点。磷磷第1页/共115页第2页/共115页 主要内容主要内容 要求要求植物的磷素营养植物的磷素营养 了解了解 (掌握磷素的失调症状及其原因掌握磷素的失调症状及其原因)土壤中的磷素及其转化土壤中的磷素及其转化 了解了解 磷肥的种类、性质及其施用磷肥的种类、性质及其施用 掌握掌握磷肥的合理施用磷肥的合理施用 掌握掌握第3页
2、/共115页第一节第一节 植物的磷素营养植物的磷素营养一、植物体内磷的质量分数、分布和形态一、植物体内磷的质量分数、分布和形态1.含量含量(P2O5):植株干物重的植株干物重的0.21.1%植物种类:植物种类:油料作物油料作物豆科作物豆科作物禾本科作物禾本科作物生育期:生育期:生育前期生育前期生育后期生育后期器官:器官:幼嫩器官幼嫩器官衰老器官、繁殖器官衰老器官、繁殖器官营养器官营养器官 种子种子叶片叶片根系根系茎秆茎秆生长环境:生长环境:高磷土壤高磷土壤低磷土壤低磷土壤第4页/共115页2.分布:分布:集中在幼芽和根尖集中在幼芽和根尖再利用能力强达再利用能力强达80以上以上 有机磷:有机磷:
3、占占85,以核酸、磷脂、,以核酸、磷脂、3.形态形态 植素为主植素为主 无机磷:无机磷:占占15,以钙、镁、钾的,以钙、镁、钾的 磷酸盐形式存在磷酸盐形式存在第5页/共115页 磷磷在在细细胞胞及及植植物物组组织织内内有有明明显显的的区区域域化化现现象象,植植物物细细胞胞及及组组织织内内复复杂杂的的膜膜系系统统,将将细胞和组织分隔成不同的区域。细胞和组织分隔成不同的区域。分布一一般般来来讲讲,无无机机磷磷的的大大部部分分是是在在液液泡泡中中,只只有有一一小小部部分分存存在在于于细细胞胞质质和和细细胞胞器器内内。液液泡泡是是细细胞胞磷磷的的贮贮存存库库,而而细细胞胞质质则则是是细胞的代谢库。细胞
4、的代谢库。第6页/共115页Raven(1974)研究了巨藻吸磷数量与细胞质及液泡中无机磷变化的关系。他发现,磷酯只存在细胞质中,约10的无机磷位于细胞质,而90存在于液泡中,而且液泡中磷的数量随巨藻对磷吸收时间的延长而不断地增加。Loughman(1984)的试验进一步证实了Rawen 的试验结果。第7页/共115页植物体内含量与分布的变化与供磷水平有密切关系,因此可通过测定植物某一部位中的的含量来判断其磷营养的状况。磷是运转和分配能力很强的元素,在植物体内表现有明显的顶端优势。第8页/共115页植物体的含磷量一般为干物重的 0.2-1.1.有机态磷,约占全磷量的85,而无机磷仅占15左右。
5、幼叶中含有机态磷较高,老叶中则含无机态磷较多。虽然植物体内无机磷所占比例不高,但从无机磷含量的变化能反应出植株磷营养的状况。植物缺磷时,常表现出组织(尤其是营养器管)中的无机磷含量明显下降,而有机磷含量变化较小。第9页/共115页二、磷的生理作用二、磷的生理作用(一)磷是植物体内重要化合物的组分(一)磷是植物体内重要化合物的组分(二)磷能加强光合作用和碳水化合物的二)磷能加强光合作用和碳水化合物的 合成与合成与运载运载(三)促进氮素代谢(三)促进氮素代谢(四(四)促进脂肪代谢)促进脂肪代谢(五)提高作物对外界环境的适应性(五)提高作物对外界环境的适应性 如抗旱、如抗旱、抗寒、抗病等抗寒、抗病等
6、第10页/共115页多种重要化合物的组分1.核酸和核蛋白核酸是核蛋白的重要组分,核蛋白是细胞核和原生质的主要成分,它们都含有磷。核酸和核蛋白是保持细胞结构稳定,进行正常分裂、能量代谢和遗传所必需的物质。第11页/共115页第12页/共115页多种重要化合物的组分 2.磷脂 生物膜是由磷脂和糖脂、胆固醇、蛋白质以及糖类构成的。生物膜具有多种选择性功能。它对植物与外界介质进行物质交流、能量交流和信息交流有控制和调节的作用。此外,大部分磷酸酯都是生物合成或降解作用的媒介物,它与细胞的能量代谢直接有关。第13页/共115页第14页/共115页 3.3.植素植素 植植素素是是磷磷脂脂类类化化合合物物中中
7、的的一一种种,它它是是植植酸酸的的钙钙、镁镁盐盐或或钾钾、镁镁盐盐,而而植植酸酸是是六六磷磷酸酸肌肌醇醇,它它是是由由环环己己六醇通过羟基酯化而生成的。六醇通过羟基酯化而生成的。OHOHOHOHOHOHOHO P OO(-6 H )2O PO34+6HOHO P OOHO P OOOHO P OOOHO P OOOHO P OOO环己六醇植酸第15页/共115页4.腺苷三磷酸腺苷三磷酸(ATP)植植物物体体内内糖糖酵酵解解、呼呼吸吸作作用用和和光光合合作作用用中中释释放放出出的的能能量量常常用用于于合合成成高高能能焦焦磷磷酸酸键键,ATP就就是是含含有有高高能能焦焦磷磷酸酸键键的的高高能能磷磷
8、酸酸化化合合物物。ATP能能为为生生物物合合成成、吸吸收收养养分分、运运动动等等提提供供能能量量,它它是是淀淀粉粉合合成成时时所所必必需需的的。ATP和和ADP之之间间的的转转化化伴伴随随有有能能量量的的释释放放和和贮存,因此贮存,因此ATP 可视为是能量的中转站。可视为是能量的中转站。第16页/共115页第17页/共115页第18页/共115页积极参与体内的代谢1、碳水化合物代谢在光合作用中,光合磷酸化作用必需有磷参加;光合产物的运输也离不开磷;大分子碳水化合物合成需要磷,否则合成受阻,形成花青素。磷的营养功能磷的营养功能第19页/共115页磷加强光合作用和碳水化合物的磷加强光合作用和碳水化
9、合物的合成与运转合成与运转u磷参与光合磷酸化,将太阳能转化为化学能,产生ATPuCO2的固定和同化产物形成要磷参加u蔗糖在筛管中以磷酸脂形态运输 第20页/共115页磷不足影响蔗糖运输,植株内糖相对积累,并形成较多的花青素,磷不足影响蔗糖运输,植株内糖相对积累,并形成较多的花青素,使植株呈紫红色。(缺磷症状使植株呈紫红色。(缺磷症状)第21页/共115页Pi对光合作用中蔗糖及淀粉形成的调节对光合作用中蔗糖及淀粉形成的调节第22页/共115页蔗糖合成不同途经的示意图蔗糖合成不同途经的示意图葡萄糖葡萄糖 6-6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖 6-6-磷酸磷酸果糖果糖 蔗糖蔗糖磷酸磷酸蔗糖蔗糖果糖果糖磷酸蔗
10、糖磷酸蔗糖合成酶合成酶Pi蔗糖合成酶蔗糖合成酶第23页/共115页2.2.氮素代谢氮素代谢:1).利于体内硝酸的还原和利用利于体内硝酸的还原和利用 2).促进蛋白质合成促进蛋白质合成.3).增强豆科作物的固氮量增强豆科作物的固氮量磷是氮素代谢过程中一些重要酶的组分。硝酸还原酶含有磷,磷是氮素代谢过程中一些重要酶的组分。硝酸还原酶含有磷,磷能促进植物更多的利用硝态氮。磷能促进植物更多的利用硝态氮。氮素代谢过程中,无论是能源还是氨的受体都与磷有关。能氮素代谢过程中,无论是能源还是氨的受体都与磷有关。能量来自量来自 ATPATP,氨的受体来自与磷有关的呼吸作用。因此,缺,氨的受体来自与磷有关的呼吸作
11、用。因此,缺磷将使氮素代谢明显受阻。磷将使氮素代谢明显受阻。磷也是生物固氮所必需。磷也是生物固氮所必需。第24页/共115页3.3.脂肪代谢脂肪代谢:脂肪合成过程中需要多种含磷化合物。脂肪合成过程中需要多种含磷化合物。糖糖是是合合成成脂脂肪肪的的原原料料,而而糖糖的的合合成成、糖糖转转化化为为甘甘油油和脂肪酸的过程中都需要磷。和脂肪酸的过程中都需要磷。与脂肪代谢密切有关的辅酶与脂肪代谢密切有关的辅酶A A是含磷的酶。是含磷的酶。实实践践证证明明,油油料料作作物物需需要要更更多多的的磷磷。施施用用磷磷肥肥既既可增加产量,又能提高产油率可增加产量,又能提高产油率。第25页/共115页 脂肪合成途径
12、示意图 糖 1,6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸甘油甘油 3-磷酸甘油酸脂肪 丙酮酸 乙酰辅酶A 脂肪酸第26页/共115页1.抗旱和抗寒抗旱:磷能提高原生质胶体的水合度和细胞结构的充水度,使其维持胶体状态,并能增加原生质的粘度和弹性,因而增强了原生质抵抗脱水的能力。抗寒:磷能提高体内可溶性糖和磷脂的含量。可溶性糖能使细胞原生质的冰点降低,磷脂则能增强细胞对温度变化的适应性,从而增强作物的抗寒能力。越冬作物增施磷肥,可减轻冻害,安全越冬。提高作物抗逆性和适应能力提高作物抗逆性和适应能力第27页/共115页施施用用磷磷肥肥能能提提高高植植物物体体内内无无机机磷磷酸酸盐盐的的含含量量
13、,有有时时其其数数量量可可达达到到含含磷磷总总量量的的一一半半。这这些些磷磷酸酸盐盐主主要要是是以以磷磷酸酸二二氢氢根根和和磷磷酸酸氢氢根根的的形形式式存存在在。它它们们常常形形成成缓缓冲冲系系统统,使使细细胞胞内内原原生生质质具具有有抗抗酸酸碱碱变变化化能能力力的的缓缓冲冲性性。当当外外界界环环境境发发生生酸酸碱碱变变化化时时,原原生生质质由由于于有有缓缓冲冲作作用用仍仍能能保保持持在在比比较较平平稳稳的的范范围围内内.这这有有利利于于作作物物正正常常生生长长发发育育。这这一一缓缓冲冲体体系系在在pH6-8pH6-8时时缓缓冲冲能能力力最最大大,因因此此在在盐盐碱碱地地上上施施用磷肥可以提高
14、作物抗盐碱的能力。用磷肥可以提高作物抗盐碱的能力。缓冲性缓冲性:第28页/共115页 三、植物对磷的吸收和利用(一)吸收形态:1.正磷酸盐(主要):H2PO4HPO42P0432.偏磷酸盐(HPO3)、焦磷酸盐(H3P4O7)3.少量的有机磷化合物第29页/共115页(二)吸收机理:(二)吸收机理:主动吸收,主动吸收,H与与H2PO42共运共运 吸收部位为:根毛区吸收部位为:根毛区第30页/共115页三三)影响作物吸收磷的因素影响作物吸收磷的因素根系因素:根系形态、根毛,根系分泌物的数量、种类根系因素:根系形态、根毛,根系分泌物的数量、种类土壤因素:供磷状况、土壤因素:供磷状况、pHpH(6.
15、5-7.5)6.5-7.5)、通气(、通气(淹水条件下磷的有效性高)、温度、质地)、温度、质地 第31页/共115页 1 1、作物特性作物特性 不同植物种类,甚至不同的栽培不同植物种类,甚至不同的栽培品种,对磷的吸收都有明显的影响。品种,对磷的吸收都有明显的影响。2 2、土壤供磷状况土壤供磷状况 植物能利用的磷主要是土壤植物能利用的磷主要是土壤中的无机磷。虽然植物可吸收少量有机态磷,但中的无机磷。虽然植物可吸收少量有机态磷,但通常有机磷必须转化为无机磷后才能被大量吸收。通常有机磷必须转化为无机磷后才能被大量吸收。因此,土壤中磷的形态直接影响着土壤供磷状况因此,土壤中磷的形态直接影响着土壤供磷状
16、况及植物对磷的吸收。及植物对磷的吸收。(三)影响吸收磷的主要因素(三)影响吸收磷的主要因素植物吸收磷受很多因素的植物吸收磷受很多因素的影响,其中有植物生物学特性影响,其中有植物生物学特性和土壤因素两个方面。和土壤因素两个方面。第32页/共115页第33页/共115页第34页/共115页3、菌根菌根能增加植物吸磷的能力。通过菌根的菌丝以扩大根系吸收面积,并能缩短了根吸收养分的距离,从而提高土壤磷的空间有效性;菌根的分泌物也能促进难溶性磷的溶解度。4、环境因素温度升高有利于磷的吸收。增加水分也有利于土壤溶液中磷的扩散,因此能提高磷的有效性。5、养分的相互关系磷与氮在植物的吸收和利用方面相互影响。施
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