chapter影響植物吸收養(yǎng)分的條件推薦學(xué)習(xí)PPT課件

1、特別補(bǔ)充：影響植物吸收養(yǎng)分的條件特別補(bǔ)充：影響植物吸收養(yǎng)分的條件植物對(duì)養(yǎng)分的吸收：植物對(duì)養(yǎng)分的吸收： 一方面受植物本身遺傳特性所控制一方面受植物本身遺傳特性所控制 一方面還會(huì)受到外界環(huán)境的影響一方面還會(huì)受到外界環(huán)境的影響第1頁/共43頁土壤中有效養(yǎng)分只有土壤中有效養(yǎng)分只有達(dá)到根系表面才能為植物達(dá)到根系表面才能為植物吸收，成為實(shí)際有效養(yǎng)分。吸收，成為實(shí)際有效養(yǎng)分。對(duì)于整個(gè)土體來說，植物對(duì)于整個(gè)土體來說，植物根系僅占據(jù)極少部分空間；根系僅占據(jù)極少部分空間；擴(kuò)大根系與土壤的接擴(kuò)大根系與土壤的接觸對(duì)促進(jìn)根系對(duì)土壤養(yǎng)分觸對(duì)促進(jìn)根系對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收有重要的意義。的吸收有重要的意義。 一一. . 植物吸收養(yǎng)

2、分的基因型差異植物吸收養(yǎng)分的基因型差異 第2頁/共43頁 第3頁/共43頁第4頁/共43頁g/cm3g/cm3第5頁/共43頁根區(qū)溫度對(duì)馬鈴薯幼苗根形態(tài)和地上部生長的影響根區(qū)溫度對(duì)馬鈴薯幼苗根形態(tài)和地上部生長的影響10oC15oC20oC25oC30oC 35oC第6頁/共43頁大麥局部根段供磷對(duì)側(cè)根總長度的影響大麥局部根段供磷對(duì)側(cè)根總長度的影響根區(qū)處理根區(qū)處理 側(cè)根長度（側(cè)根長度（cm）三段均勻供給磷三段均勻供給磷側(cè)根長度（側(cè)根長度（cm）只供中段磷只供中段磷A（基部）基部）B（中部）中部）C（頂端）頂端）40.027.217.514.3322.011.0第7頁/共43頁（二）植物的生理生化

3、特性對(duì)養(yǎng)分吸收的影響（二）植物的生理生化特性對(duì)養(yǎng)分吸收的影響1 1根系的陽離子交換量根系的陽離子交換量 2 2根系的氧化力根系的氧化力3 3根系的還原力根系的還原力4 4根系的代謝作用根系的代謝作用第8頁/共43頁（三）植物的生育特點(diǎn)對(duì)養(yǎng)分吸收的影響（三）植物的生育特點(diǎn)對(duì)養(yǎng)分吸收的影響1. 植物營養(yǎng)的共性和特殊性植物營養(yǎng)的共性和特殊性 （1）共性：）共性：所有高等植物都需要所有高等植物都需要17種必需營養(yǎng)元素種必需營養(yǎng)元素 （2）特殊性）特殊性a a：不同的植物對(duì)各種營養(yǎng)元素的需求量不同不同的植物對(duì)各種營養(yǎng)元素的需求量不同b b：不同的作物對(duì)不同形態(tài)的養(yǎng)分吸收能力不同不同的作物對(duì)不同形態(tài)的養(yǎng)分

4、吸收能力不同c c：同一種作物的不同品種對(duì)養(yǎng)分的需要量不同同一種作物的不同品種對(duì)養(yǎng)分的需要量不同d d：同一種作物在不同的生育期對(duì)養(yǎng)分的需求量不同同一種作物在不同的生育期對(duì)養(yǎng)分的需求量不同 第9頁/共43頁2作物各生育期的營養(yǎng)特點(diǎn)作物各生育期的營養(yǎng)特點(diǎn)在植物整個(gè)生育期中，根據(jù)反應(yīng)強(qiáng)弱和在植物整個(gè)生育期中，根據(jù)反應(yīng)強(qiáng)弱和敏感性可以把植物對(duì)養(yǎng)分的反應(yīng)分為敏感性可以把植物對(duì)養(yǎng)分的反應(yīng)分為營養(yǎng)臨營養(yǎng)臨界期界期和和最大效率期最大效率期。第10頁/共43頁概念作物營養(yǎng)臨界期是指某種養(yǎng)分缺少或過多，各種營養(yǎng)比例失調(diào)時(shí)對(duì)作物生長發(fā)育影響最大的時(shí)期。特點(diǎn)：（1 1）多數(shù)發(fā)生在植物生長的轉(zhuǎn)折期； （2 2）植物對(duì)

5、養(yǎng)分的需要量不一定多，但很迫切； （3 3）這個(gè)時(shí)期缺乏某種養(yǎng)分所造成的損失難以彌補(bǔ)。 舉例：作物磷營養(yǎng)的臨界期多出現(xiàn)在幼苗期，氮營養(yǎng)臨界期也在生育前期：水稻在三葉期和幼穗分化期；棉花- -現(xiàn)蕾初期；玉米三葉至五葉期和幼穗分化期；鉀營養(yǎng)的臨界期分蘗初期和幼穗形成期。 作物營養(yǎng)臨界期第11頁/共43頁概念：作物營養(yǎng)最大效率期是指某種養(yǎng)分能發(fā)揮其最大增產(chǎn)效率的時(shí)期。特點(diǎn)：（1 1）多數(shù)出現(xiàn)在作物旺盛生長的時(shí)期； （2 2）作物對(duì)養(yǎng)分的吸收速率快，且數(shù)量多； （3 3）肥料和土壤中的養(yǎng)分能發(fā)揮最大增產(chǎn)效果。舉例：玉米大喇叭口- -抽雄期，氮；棉花花鈴期，氮/ /磷作物營養(yǎng)最大效率期第12頁/共43頁

6、二二. . 環(huán)境因素對(duì)養(yǎng)分吸收的影響環(huán)境因素對(duì)養(yǎng)分吸收的影響 光照光照溫度溫度水分水分通氣通氣pH養(yǎng)分的濃度養(yǎng)分的濃度離子間的相互作用離子間的相互作用第13頁/共43頁在低濃度范圍內(nèi)：離子的吸收率隨介質(zhì)養(yǎng)分在低濃度范圍內(nèi)：離子的吸收率隨介質(zhì)養(yǎng)分濃度的提高而上升，但上升速度較慢。濃度的提高而上升，但上升速度較慢。在高濃度范圍內(nèi)：離子吸收的選擇性較低，在高濃度范圍內(nèi)：離子吸收的選擇性較低，而陪伴離子及蒸騰速率對(duì)離子的吸收速率影響較而陪伴離子及蒸騰速率對(duì)離子的吸收速率影響較大。大。第14頁/共43頁KCl和和NaCl濃度對(duì)離體大麥根吸收濃度對(duì)離體大麥根吸收K+和和Na+速率的影響速率的影響濃度（濃度

7、（mmol/Lmmol/L）吸收速率（吸收速率（mol/gmol/g鮮重鮮重h h）0246823451K+Na+第15頁/共43頁植物對(duì)養(yǎng)分有反饋調(diào)節(jié)能力。中斷某養(yǎng)分的供植物對(duì)養(yǎng)分有反饋調(diào)節(jié)能力。中斷某養(yǎng)分的供應(yīng)，往往會(huì)促進(jìn)植物對(duì)這一養(yǎng)分的吸收。應(yīng)，往往會(huì)促進(jìn)植物對(duì)這一養(yǎng)分的吸收。如：在缺磷一段時(shí)期后再供磷會(huì)導(dǎo)致地上部含如：在缺磷一段時(shí)期后再供磷會(huì)導(dǎo)致地上部含磷量大大增加，甚至引起磷中毒。磷量大大增加，甚至引起磷中毒。1. 1. 中斷養(yǎng)分供應(yīng)的影響中斷養(yǎng)分供應(yīng)的影響第16頁/共43頁含磷量含磷量（umol/g干物重）干物重）*植物植物8天天-P7天天-P+1天天+Pb7天天- Pb +3天天

8、+Pc地上部地上部49(20) 151( 61 ) 412(176)幼葉幼葉26( 5 ) 684(141)1647(483)根系根系43(24) 86( 48 ) 169( 94 )不同供磷狀況對(duì)大麥各部位含磷量的影響不同供磷狀況對(duì)大麥各部位含磷量的影響*括號(hào)中的數(shù)字為相對(duì)值：對(duì)照為100，即整個(gè)實(shí)驗(yàn)期持續(xù)供給150mol/LP。a：不加磷生長8天。b：不加磷生長7天而后補(bǔ)加磷生長1天。c：不加磷生長7天天而后補(bǔ)加磷生長3天。第17頁/共43頁某一礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收速率與其外界濃度間某一礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收速率與其外界濃度間的關(guān)系還取決于的關(guān)系還取決于養(yǎng)分的持續(xù)供應(yīng)狀況養(yǎng)分的持續(xù)供應(yīng)狀況。如：用離體根

9、或或完整的幼齡植物進(jìn)行短如：用離體根或或完整的幼齡植物進(jìn)行短期研究時(shí)，通常是在很稀的營養(yǎng)液或溶液中期研究時(shí)，通常是在很稀的營養(yǎng)液或溶液中進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)，因此植株或根內(nèi)的養(yǎng)分濃度相進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)，因此植株或根內(nèi)的養(yǎng)分濃度相當(dāng)?shù)?。?dāng)供應(yīng)養(yǎng)分以后，養(yǎng)分吸收速率會(huì)非當(dāng)?shù)?。?dāng)供應(yīng)養(yǎng)分以后，養(yǎng)分吸收速率會(huì)非常高，甚至在高濃度范圍內(nèi)，吸收速率仍持常高，甚至在高濃度范圍內(nèi)，吸收速率仍持續(xù)增高。續(xù)增高。2. 長期供應(yīng)的影響長期供應(yīng)的影響第18頁/共43頁外界磷濃度對(duì)生長外界磷濃度對(duì)生長4周的周的8種植物以及生長種植物以及生長24小時(shí)的大麥吸磷速率的影響小時(shí)的大麥吸磷速率的影響生長生長24小時(shí)小時(shí)生長生長8周周0.001

10、0.0010.010.010.10.11 110100.010.010.10.11 1101010010010001000磷濃度（磷濃度（mol/L）磷吸收率（磷吸收率（mol/g根鮮重根鮮重h）第19頁/共43頁第20頁/共43頁 養(yǎng)分在各種生化反應(yīng)中的重要作用在于養(yǎng)分在各種生化反應(yīng)中的重要作用在于保證細(xì)胞質(zhì)組成和狀態(tài)的穩(wěn)定及植物旺盛的保證細(xì)胞質(zhì)組成和狀態(tài)的穩(wěn)定及植物旺盛的代謝作用。一般認(rèn)為，當(dāng)養(yǎng)分供應(yīng)不足時(shí)，代謝作用。一般認(rèn)為，當(dāng)養(yǎng)分供應(yīng)不足時(shí)，可通過可通過調(diào)節(jié)跨原生質(zhì)膜的吸收速率或?qū)?chǔ)藏調(diào)節(jié)跨原生質(zhì)膜的吸收速率或?qū)?chǔ)藏在液泡中的養(yǎng)分再分配來在液泡中的養(yǎng)分再分配來調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)。4. 細(xì)胞質(zhì)和

11、液泡中養(yǎng)分的分配細(xì)胞質(zhì)和液泡中養(yǎng)分的分配第21頁/共43頁離子離子離子離子液泡液泡細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)根皮層根皮層中柱中柱根部離子吸收的反饋調(diào)控模型根部離子吸收的反饋調(diào)控模型第22頁/共43頁介質(zhì)介質(zhì)K+細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)K+液泡液泡K+0.0113321 0.114061介質(zhì)中介質(zhì)中K+的濃度的變化對(duì)大麥根細(xì)胞質(zhì)和的濃度的變化對(duì)大麥根細(xì)胞質(zhì)和液泡中液泡中K+濃度濃度(mmol/L)的影響的影響第23頁/共43頁 （二）溫度（二）溫度1. 1. 溫度影響作物的生理活動(dòng)。溫度影響作物的生理活動(dòng)。 2 2溫度影響?zhàn)B分的有效性和微生物的活動(dòng)溫度影響?zhàn)B分的有效性和微生物的活動(dòng)3 3不同的作物適宜的溫度范圍不同不同的

12、作物適宜的溫度范圍不同4 4溫度對(duì)不同營養(yǎng)元素的影響不同溫度對(duì)不同營養(yǎng)元素的影響不同第24頁/共43頁生產(chǎn)實(shí)踐：生產(chǎn)實(shí)踐： 冬季應(yīng)重視施用臘肥、灰肥或磷鉀肥，達(dá)到冬季應(yīng)重視施用臘肥、灰肥或磷鉀肥，達(dá)到保暖防凍，協(xié)調(diào)作物地上、地下部分的生長。在保暖防凍，協(xié)調(diào)作物地上、地下部分的生長。在早春時(shí)節(jié)，氣溫、土溫較低，土壤有機(jī)質(zhì)礦化緩早春時(shí)節(jié)，氣溫、土溫較低，土壤有機(jī)質(zhì)礦化緩慢，有必要配合施用速效肥料，促進(jìn)植物的早期慢，有必要配合施用速效肥料，促進(jìn)植物的早期生長。生長。 第25頁/共43頁光照可通過影響植物葉片的光合強(qiáng)度而影光照可通過影響植物葉片的光合強(qiáng)度而影響到生物化學(xué)能的供應(yīng)；對(duì)氣孔的開閉和蒸騰響到

13、生物化學(xué)能的供應(yīng)；對(duì)氣孔的開閉和蒸騰強(qiáng)度等產(chǎn)生間接影響，最終影響到根系對(duì)礦質(zhì)強(qiáng)度等產(chǎn)生間接影響，最終影響到根系對(duì)礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收。養(yǎng)分的吸收。 光照光照第26頁/共43頁養(yǎng)分含量養(yǎng)分含量（相對(duì)（相對(duì)%）照度照度指數(shù)指數(shù) NH4+H2PO4-K+Ca2+Mg2+Mn2+SiO2100100100100 100 100100100 58 58 7678 107 103 85 5 56 40 3341 64 68 46 65 5 17 1513 49 40 22 35光照對(duì)水稻吸收養(yǎng)分的影響光照對(duì)水稻吸收養(yǎng)分的影響光照不足時(shí)，各種養(yǎng)分的吸收減少，特別是光照不足時(shí)，各種養(yǎng)分的吸收減少，特別是銨態(tài)氮、磷、

14、銨態(tài)氮、磷、鉀與錳鉀與錳。第27頁/共43頁遮蔭對(duì)水稻根呼吸作用和遮蔭對(duì)水稻根呼吸作用和32P吸收率的影響吸收率的影響（遮蔭時(shí)間為（遮蔭時(shí)間為6天）天）處理處理每株干物質(zhì)量每株干物質(zhì)量(g)根呼吸作用根呼吸作用O2L/gL/g干物質(zhì)干物質(zhì)32P相對(duì)吸收速率相對(duì)吸收速率（cpm/g干物質(zhì)）干物質(zhì)）對(duì)照對(duì)照2.460.174100遮蔭遮蔭1.700.06232第28頁/共43頁水分狀況是決定土壤中養(yǎng)分離子以擴(kuò)散還水分狀況是決定土壤中養(yǎng)分離子以擴(kuò)散還是以質(zhì)流方式遷移的重要因素，也是化肥溶解是以質(zhì)流方式遷移的重要因素，也是化肥溶解和有機(jī)肥料礦化的決定條件。和有機(jī)肥料礦化的決定條件。水分含量過高另方面稀

15、釋了土壤溶液中養(yǎng)水分含量過高另方面稀釋了土壤溶液中養(yǎng)分濃度，易產(chǎn)生養(yǎng)分的淋洗損失。分濃度，易產(chǎn)生養(yǎng)分的淋洗損失。水分狀況對(duì)植物生長，特別是對(duì)根系的生水分狀況對(duì)植物生長，特別是對(duì)根系的生長有很大影響，從而間接影響到養(yǎng)分的吸收。長有很大影響，從而間接影響到養(yǎng)分的吸收。（四）水分（四）水分第29頁/共43頁不施肥不施肥少量施肥少量施肥大量施肥大量施肥土壤含水量土壤含水量產(chǎn)產(chǎn) 量量 土壤水分狀況決土壤水分狀況決定著作物從土壤中定著作物從土壤中吸收養(yǎng)分的能力，吸收養(yǎng)分的能力，施肥效果一般隨土施肥效果一般隨土壤含水量的提高而壤含水量的提高而增加。增加。水分與施肥的效果水分與施肥的效果第30頁/共43頁土壤

16、通氣狀況主要從三個(gè)方面影響植物對(duì)養(yǎng)分土壤通氣狀況主要從三個(gè)方面影響植物對(duì)養(yǎng)分的吸收：的吸收：一是根系的呼吸作用；一是根系的呼吸作用；二是土壤養(yǎng)分的形態(tài)和有效性；二是土壤養(yǎng)分的形態(tài)和有效性；三是有毒物質(zhì)的產(chǎn)生。三是有毒物質(zhì)的產(chǎn)生。良好的通氣環(huán)境，能使根部供氧狀況良好，并良好的通氣環(huán)境，能使根部供氧狀況良好，并能使呼吸產(chǎn)生的能使呼吸產(chǎn)生的CO2從根際散失。這一過程對(duì)根系從根際散失。這一過程對(duì)根系正常發(fā)育、根的有氧代謝以及離子的吸收都有十正常發(fā)育、根的有氧代謝以及離子的吸收都有十分重要的意義。分重要的意義。（五）（五） 通氣狀況通氣狀況第31頁/共43頁pH pH 改變了介質(zhì)中改變了介質(zhì)中H H+

17、+和和OHOH- -的比例。其對(duì)離子吸收的影響主要是通過根表的比例。其對(duì)離子吸收的影響主要是通過根表面，特別是細(xì)胞壁上的電荷變化及其與面，特別是細(xì)胞壁上的電荷變化及其與K K+ +，CuCu2+2+，MgMg2+2+等陽離子的競(jìng)爭(zhēng)作用表現(xiàn)等陽離子的競(jìng)爭(zhēng)作用表現(xiàn)出來的。出來的。土壤反應(yīng)（土壤反應(yīng)（pHpH）1. 1. pHpH能影響根細(xì)胞表面的帶電性。能影響根細(xì)胞表面的帶電性。2 2pHpH能影響原生質(zhì)膜的通透性。能影響原生質(zhì)膜的通透性。3 3pHpH能影響到養(yǎng)分的有效性。能影響到養(yǎng)分的有效性。4 4pHpH影響微生物的活動(dòng)，間接影響到植物影響微生物的活動(dòng)，間接影響到植物對(duì)養(yǎng)分的吸收對(duì)養(yǎng)分的吸收

18、。第32頁/共43頁離子吸收量離子吸收量（mg/kg 鮮重鮮重/6h）培養(yǎng)液的培養(yǎng)液的pH 變化變化NH4+-NNO3-N總吸收量總吸收量4.03448 825.04259 1016.04641 877.66630 96不同不同pH條件對(duì)番茄吸收條件對(duì)番茄吸收NH4+-N及及NO3-N的影響的影響第33頁/共43頁外部溶液的外部溶液的pH及及Ca2+的供應(yīng)對(duì)大麥根的供應(yīng)對(duì)大麥根K+凈吸收率的影響凈吸收率的影響pH234560+10+20K+K+凈吸收率凈吸收率（molg/molg/鮮重鮮重 3 3h h）78910-10+Ca2+-Ca2+第34頁/共43頁溶液pH相對(duì)吸硼量 (%)67891

19、002040801001160硼的相對(duì)吸收率與外部溶液硼的相對(duì)吸收率與外部溶液pH值的關(guān)系值的關(guān)系以pH6時(shí)各種供應(yīng)濃度的吸收量為100，其中實(shí)線：未解離H3BO3的百分?jǐn)?shù)； ：10 mg/kgB； ：2.5 mg/kgB； ：5.0 mg/kgB； ：7.5 mg/kgB； ：10.0 mg/kgB第35頁/共43頁土壤的酸堿性與養(yǎng)分有效性的關(guān)系第36頁/共43頁離子間的相互作用離子間的相互作用第37頁/共43頁機(jī)制：機(jī)制：a a：具有拮抗作用的離子可能競(jìng)爭(zhēng)載體上的結(jié)合部位，具有拮抗作用的離子可能競(jìng)爭(zhēng)載體上的結(jié)合部位，比如比如K K+ +NHNH4 4+ +RbRb+ +CsCs+ +，它們

20、的水合半徑相近在載它們的水合半徑相近在載體上可能具有相同的結(jié)合部位，從而產(chǎn)生拮抗作用。體上可能具有相同的結(jié)合部位，從而產(chǎn)生拮抗作用。b b：具有拮抗作用的離子可能影響到原生質(zhì)膜的通透具有拮抗作用的離子可能影響到原生質(zhì)膜的通透性（主要是指性（主要是指CaCa2+2+對(duì)一些離子產(chǎn)生的拮抗作用。對(duì)一些離子產(chǎn)生的拮抗作用。c c：其它一些影響。比如水稻上的其它一些影響。比如水稻上的K K+ +對(duì)對(duì) FeFe2+2+的拮抗作的拮抗作用，因?yàn)橛?，因?yàn)镵 K+ +可增加水稻根系的氧化力，從而減少可增加水稻根系的氧化力，從而減少FeFe2+2+的有效性。的有效性。第38頁/共43頁K+Na+Ca2+Mg2+陽離子總量陽離子總量處理處理(cmol/kg 干物質(zhì)干物質(zhì))Mg25733161152Mg35722368150提高鎂