第三矿质营养精要.ppt

第三章 植物的矿质和氮素营养 植物对矿质和氮素的吸收、转运和同化以及矿质和氮素在生命活动中的作用称为植物的矿质和氮素营养。 了解矿质和氮素的生理作用、植物对矿质和氮素的吸收转运以及氮素的同化规律,可以用来指导合理施肥，增加作物产量和改善品质。 主要内容 植物体内的必需元素 植物细胞对溶质的吸收 植物对矿质元素的吸收及运输 氮的同化 合理施肥的生理基础 1 植物体内的必需元素 1.1 植物体内的元素 植物体中化学元素含量 1.2 植物必需的矿质元素及确定方法 1.2.1 确定植物必需元素的标准 必需元素(essential element)是指植物生长发育必不可少的元素。 确定植物必需元素的三条标准是: 第一,由于缺乏该元素,植物生长发育受阻,不能完成其生活史； 第二,除去该元素,表现为专一的病症,这种缺素病症可用加入该元素的方法预防或恢复正常； 第三,该元素物营养生理上能表现直接的效果,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效果。 1.2.2 植物必需元素的确定方法 水培法(water culture method) 砂基培养法(sand culture method) 气培法(areoponics) 1.2.3 植物必需的元素 目前已经确定植物的必需营养元素至少有17种: C H O N P K Ca S Mg Cl Fe B Mn Zn Cu Ni Mo 前9种含量高,占植物体干重的0.01-10%,称为大量 元素(macroelement)。 后7种含量低,占植物体干重的10-5--10-20%,称为微 量元素(microelement)。 有益元素(beneficial element)某种元素并非是植物必需的,但能促进某些植物的生长发育 有害元素 有些元素少量或过量存在时对植物有毒，将这些元素称为有害元素。如重金属汞、铅、钨、铝等。 1.2.4 必需元素的生理功能及缺乏病症 必需元素的生理功能概括起来有： 作为细胞结构物质的组成成分 生命活动的调节者 起电化学作用 作为能量转换过程中的电子载体 氮 吸收方式：NH4+或NO3- ；尿素、氨基酸。 生理作用：氮是构成蛋白质、核酸、磷脂的主要成分，叶绿素、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。 植株缺氮时：植物生长矮小，分枝、分蘖少，叶片小而薄；叶片发黄发生早衰。物体内氮的移动性大,，可重复利用，缺氮症状由下部叶片开始逐渐向上发展。 氮肥过多时：营养体徒长，抗性下降，易倒伏，成熟期延迟。然而对叶菜类作物多施一些氮肥，还是有好处的。 磷 磷主要以Ｈ2ＰＯ4-或HＰＯ4-2的形式被植物吸收。 磷是核酸、核蛋白和磷脂的主要成分，是许多辅酶如NAD+、NADP+ ，ATP 的成分。磷在糖类、蛋白质和脂肪代谢中起着重要的作用。施磷对分蘖、分枝、根系生长，对种子、块根、块茎的生长都有利。 缺磷会使分蘖分枝减少，幼芽、幼叶生长停滞，茎、根纤细,植株矮小，花果脱落，成熟延迟；缺磷的病症是叶子呈现不正常的暗绿色或紫红色。 磷在体内易移动，能重复利用，缺磷的症状首先在下部老叶出现。 磷肥过多时，叶上又会出现小焦斑，易引起起缺锌病。 钾 以K+形态被根系吸收，植物体内钾呈离子状态 ，主要集中在生命活动最旺盛的部位。 钾在细胞内可作为60多种酶的活化剂 ，使构成胞渗透势的重要成分 。钾在碳水化合物代谢、呼吸作用及蛋白质代谢、调节细胞水势中起重要作用。 缺钾时，植株茎杆柔弱，易倒伏，抗旱、抗寒性降低，叶片失水，蛋白质、叶绿素破坏，叶色变黄而逐渐坏死。钾也是易移动可被重复利用的元素，缺素病症先出现在下部老叶。 草莓叶片的缺素症状 2 植物细胞对溶质的吸收 电化学势梯度与离子转移 离子扩散方向要取决于化学势梯度与电势梯度相对数值的大小。 分子的扩散方向取决于化学势梯度，因电势差为0。 膜电势（ΔE） 楞斯特(Nernst)方程式，表明膜电势差与膜内外离子活度比的对数成正比. The Nernst Equation Can Be Used to Distinguish between Active and Passive Transport 植物细胞吸收矿质元素的方式 植物细胞吸收矿质元素的方式主要有二种类型： 被动吸收(passive absorption)：不需要代谢来提供能量的顺电化学势梯度吸收矿质的过程。 主动吸收(active absorption)：利用呼吸释放的能量才能逆电化学势梯度吸收矿质过程。 被动吸收 被动吸收主要包括单纯扩散和易化扩散。 单纯扩散：溶液中的溶