第二章 植物的礦質(zhì)營養(yǎng)

1、殘燼灰分揮發(fā)有機(jī)物質(zhì)干物質(zhì)水分%10%5%95%90600%90%5%95%10105CC圖圖3-1幾種營養(yǎng)液培幾種營養(yǎng)液培養(yǎng)法養(yǎng)法A.水培法水培法:使用不透使用不透明的容器明的容器(或以錫箔或以錫箔包裹容器包裹容器),以防止以防止光照及避免藻類的光照及避免藻類的繁殖繁殖,并經(jīng)常通氣并經(jīng)常通氣;B. 營養(yǎng)膜營養(yǎng)膜(nutrient film)法法:營養(yǎng)液從容營養(yǎng)液從容器器a流進(jìn)長著植株的流進(jìn)長著植株的淺槽淺槽b,未被吸收的未被吸收的營養(yǎng)液流進(jìn)容器營養(yǎng)液流進(jìn)容器c,并經(jīng)管并經(jīng)管d泵回泵回a。營。營養(yǎng)液養(yǎng)液pH和成分均可和成分均可控制?？刂啤.氣培法：根懸于氣培法：根懸于營養(yǎng)液上方，營養(yǎng)營養(yǎng)液上

2、方，營養(yǎng)液被攪起成霧狀。液被攪起成霧狀。小麥缺氮小麥缺氮蘋果缺氮蘋果缺氮馬鈴薯缺氮馬鈴薯缺氮菜豆缺氮菜豆缺氮白菜白菜缺磷缺磷油菜缺磷油菜缺磷玉米缺磷玉米缺磷大麥缺磷大麥缺磷蕃茄缺鈣蕃茄缺鈣白菜缺鈣白菜缺鈣白菜缺鐵白菜缺鐵白菜缺錳白菜缺錳蕃茄缺硼蕃茄缺硼小麥缺銅小麥缺銅草草莓莓葉葉片片的的缺缺素素癥癥狀狀 1 1、通道具有離子選擇性，轉(zhuǎn)運(yùn)速率高。、通道具有離子選擇性，轉(zhuǎn)運(yùn)速率高。2 2、離子通道是可控的。、離子通道是可控的。離子通道的假想模型離子通道的假想模型 經(jīng)通道或載體轉(zhuǎn)運(yùn)的動(dòng)力學(xué)分析經(jīng)通道或載體轉(zhuǎn)運(yùn)的動(dòng)力學(xué)分析 （1 1）H H+ +ATPATP酶（又稱離子泵學(xué)說）酶（又稱離子泵學(xué)說）磷酸

3、磷酸脂酶脂酶磷酸磷酸激酶激酶活化活化載體載體線粒體ATP離子載體離子載體離子復(fù)合物復(fù)合物載體細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)載體學(xué)說示意圖載體學(xué)說示意圖圖圖 3-12 大麥根尖大麥根尖不同區(qū)域不同區(qū)域P的積的積累和運(yùn)出累和運(yùn)出 （2）根系吸鹽與吸水的相對(duì)性： 1）水分的吸收利于離子運(yùn)送到根部的自由空間，根系對(duì)鹽分的吸收利于降低水勢 2）區(qū)別 水 礦質(zhì)養(yǎng)分 吸收部位 根毛 根毛 主要吸收 蒸騰拉力 主動(dòng)與被動(dòng)（3）根系吸鹽的選擇性 1）同一溶液中，不同植物對(duì)離子的吸收不同。 2）植物對(duì)同一鹽類的正負(fù)離子吸收不同 3）單鹽對(duì)抗和離子對(duì)抗2）植物對(duì)同一鹽類的正負(fù)離子吸收不同3）單鹽毒害和離子對(duì)抗 將植物培養(yǎng)在單鹽溶液中

4、時(shí)，即使是植物必需的營養(yǎng)元素，植物仍然要受到毒害以致死亡。這種溶液中只有一種金屬離子對(duì)植物起有害作用的現(xiàn)象稱為單鹽毒害(toxicity of single salt)。 在發(fā)生單鹽毒害的溶液中，如加入少量其他金屬離子，即能減弱或消除這種單鹽毒害，離子之間這種作用稱為離子拮抗作用(ion antagonism)。例如在KCl溶液中加入少量Ca2+，就不會(huì)對(duì)植株產(chǎn)生毒害。n平衡溶液：我們可以將必需的礦質(zhì)元素按一定濃度與比例配制成混合溶液，使植物生長良好。這種對(duì)植物生長有良好作用而無毒害的溶液，稱為平衡溶液(balanced solution)。前面介紹的Hoagland培養(yǎng)液就是平衡溶液。對(duì)海藻

5、來說，海水就是平衡溶液。對(duì)陸生植物來說，土壤溶液一般也是平衡溶液。 2、根系吸收礦質(zhì)元素的過程(1)離子被吸附在根系細(xì)胞的表面1)根與土壤溶液的離子交換（擴(kuò)散）2)接觸交換（截獲）(2)離子進(jìn)入根部導(dǎo)管n質(zhì)外體途徑 表觀自由空間（apparent free space,AFS) 相對(duì)自由空間（relative free space,RFS) n共質(zhì)體途徑 細(xì)胞與細(xì)胞之間的礦質(zhì)元素通過胞連絲及內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜系統(tǒng)的運(yùn)輸，主動(dòng)吸收為主，緩慢由于土壤由于土壤顆粒的表顆粒的表面帶有負(fù)面帶有負(fù)電荷，陽電荷，陽離子被土離子被土壤顆粒吸壤顆粒吸附于表面附于表面。外部陽。外部陽離子如鉀離子如鉀離子可取離子可取代土壤顆

6、代土壤顆粒表面吸粒表面吸附的另一附的另一個(gè)陽離子個(gè)陽離子如鈣離子如鈣離子，使得鈣，使得鈣離子被根離子被根系吸收利系吸收利用。用。 圖圖 3-13 3-13 土壤顆粒表面陽離子交換法則土壤顆粒表面陽離子交換法則圖圖 3-15 3-15 溫度對(duì)小麥幼苗吸收鉀的影響溫度對(duì)小麥幼苗吸收鉀的影響 圖圖3-16 3-16 土土壤壤PHPH值對(duì)有值對(duì)有機(jī)土壤中營機(jī)土壤中營養(yǎng)元素利用養(yǎng)元素利用的影響的影響 1. 1.礦質(zhì)元素運(yùn)輸形式礦質(zhì)元素運(yùn)輸形式 金屬、非金屬金屬、非金屬 2.2.礦質(zhì)元素運(yùn)輸途徑礦質(zhì)元素運(yùn)輸途徑 1.礦質(zhì)元素運(yùn)輸形式礦質(zhì)元素運(yùn)輸形式:(金屬、非金屬金屬、非金屬) N:氨基酸，酰胺，氨基酸，

7、酰胺，NO3-N P：正磷酸鹽，有機(jī)磷化合物：正磷酸鹽，有機(jī)磷化合物 S：SO42-,蛋氨酸，谷胱甘肽蛋氨酸，谷胱甘肽 金屬離子：離子態(tài)金屬離子：離子態(tài)2.運(yùn)輸?shù)耐緩胶退俣?可以沿木質(zhì)部運(yùn)輸，也可橫向從木質(zhì)部到韌皮部，葉面營養(yǎng)則是相反根內(nèi)徑向；縱向；葉片吸收1、硝酸鹽還原為亞硝酸鹽、硝酸鹽還原為亞硝酸鹽 這一過程是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的，催化這一反應(yīng)的硝酸還原這一過程是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的，催化這一反應(yīng)的硝酸還原酶為鉬黃素蛋白，含有酶為鉬黃素蛋白，含有FAD、Cytb和和Mo，還原力為，還原力為NADH+H+， 一. 硝酸鹽還原 圖圖3-20在葉在葉中的硝酸還中的硝酸還原原DT.雙羧酸雙羧酸運(yùn) 轉(zhuǎn) 器

8、；運(yùn) 轉(zhuǎn) 器 ； FNR.FdNADP還原還原酶；酶； MDH:蘋果酸脫氫蘋果酸脫氫酶；酶；FRS.Fd還原系統(tǒng)還原系統(tǒng) 圖圖3-213-21在根中的硝酸還原在根中的硝酸還原NT.硝酸運(yùn)轉(zhuǎn)器 谷氨酰胺合酶；谷氨酸合酶；天冬酰胺合酶；轉(zhuǎn)氨酶；谷氨酰胺合酶；谷氨酸合酶；天冬酰胺合酶；轉(zhuǎn)氨酶；PEP羧化酶羧化酶 丁家丁家原家原家土壤測試指標(biāo)土壤測試指標(biāo)豐缺等級(jí)豐缺等級(jí)建議施肥用量（建議施肥用量（kg/kg/畝）畝）土壤測試指土壤測試指標(biāo)標(biāo)豐缺等豐缺等級(jí)級(jí)建議施肥用量（建議施肥用量（kg/kg/畝）畝）pH pH 7.77.78.0 8.0 堿解氮堿解氮N N 173173豐富豐富202040.6 4

9、0.6 低低2020OlsenPOlsenPP P 4.94.9極低極低101010.5 10.5 低低8 8醋酸銨醋酸銨K KK K468.6468.6極豐富極豐富0 0114.4 114.4 中偏高中偏高3 3ASIASIZnZn5.65.6豐富豐富0 02.0 2.0 中偏低中偏低0.30.3CuCu3.63.6中等中等0.10.12.4 2.4 中偏低中偏低0.30.3FeFe3.23.2低低4.74.72.0 2.0 極低極低4.74.7MnMn18.118.1豐富豐富0 06.4 6.4 中等中等1.31.3總體評(píng)價(jià)：土壤存在極度不合理施肥，現(xiàn)狀是氮總體評(píng)價(jià)：土壤存在極度不合理施肥，現(xiàn)狀是氮素多，磷素極缺，建議重視磷肥的