植物的礦質(zhì)元素課件

1、1 植物必需的礦質(zhì)元素 植物體內(nèi)的元素 植物材料二 植物的礦質(zhì)元素 2、植物必需的礦質(zhì)元素（1）.植物必需的礦質(zhì)元素 必需元素(essential element)是指植物生長(zhǎng)發(fā)育必不可少的元素。 植物必需元素的三條標(biāo)準(zhǔn)是: 第一,由于缺乏該元素,植物生長(zhǎng)發(fā)育受阻,不能完成其生活史; 第二,除去該元素,表現(xiàn)為專一的病癥,這種缺素病癥可用加入該元素的方法預(yù)防或恢復(fù)正常; 第三,該元素物營(yíng)養(yǎng)生理上能表現(xiàn)直接的效果,而不是由于土壤的物理、化學(xué)、微生物條件的改善而產(chǎn)生的間接效果。（2）.確定植物必需礦質(zhì)元素的方法 1.溶液培養(yǎng)法(solution culture method)亦稱水培法(water

2、culture method),是在含有全部或部分營(yíng)養(yǎng)元素的溶液中培養(yǎng)植物的方法； 砂基培養(yǎng)法(sand culture method)則是在洗凈的石英砂或玻璃球等基質(zhì)中加入營(yíng)養(yǎng)液來(lái)培養(yǎng)植物的方法。2.氣培法(aeroponics):將根系置于營(yíng)養(yǎng)液氣霧中栽培植物的方法。 圖3-1幾種營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)法A.水培法:使用不透明的容器(或以錫箔包裹容器),以防止光照及避免藻類的繁殖,并經(jīng)常通氣;B. 營(yíng)養(yǎng)膜(nutrient film)法:營(yíng)養(yǎng)液從容器流進(jìn)長(zhǎng)著植株的淺槽,未被吸收的營(yíng)養(yǎng)液流進(jìn)容器,并經(jīng)管泵回。營(yíng)養(yǎng)液pH和成分均可控制。C.氣培法：根懸于營(yíng)養(yǎng)液上方，營(yíng)養(yǎng)液被攪起成霧狀。 氮肥過(guò)多時(shí)，營(yíng)養(yǎng)體

3、徒長(zhǎng)，抗性下降，易倒伏，成熟期延遲。然而對(duì)葉菜類作物多施一些氮肥，還是有好處的。 植株缺氮時(shí)，植物生長(zhǎng)矮小,分枝、分蘗少,葉片小而薄；葉片發(fā)黃或發(fā)紅，早衰,且由下部葉片開(kāi)始逐漸向上。 小麥缺氮蘋(píng)果缺氮馬鈴薯缺氮亞麻 缺磷時(shí)，分蘗分枝減少,幼芽、幼葉生長(zhǎng)停滯,莖、根纖細(xì),植株矮?。蝗~子呈現(xiàn)不正常的暗綠色或紫紅色。癥狀首先在下部老葉出現(xiàn),并逐漸向上發(fā)展。(3)磷生理作用：磷脂和核酸的組分，參與生物膜、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核的構(gòu)成。 所以磷是細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核的組成成分。磷是核苷酸的組成成分。核苷酸的衍生物(如ATP、NAD+、 NADP+和CoA等)在新陳代謝中占有極其重要的地位，磷在糖類代謝、蛋白質(zhì)代謝和脂

4、肪代謝中起著重要的作用。吸收形式：正磷酸鹽HPO42-或H2PO4-白菜缺磷磷過(guò)多，易產(chǎn)生缺Zn癥。油菜缺磷(4)硼促進(jìn)糖分在植物體內(nèi)的運(yùn)輸。促進(jìn)花粉萌發(fā)和花粉管生長(zhǎng)。蕃茄缺硼 缺硼時(shí), 甘藍(lán)型油菜“花而不實(shí)”,甜菜“心腐病”；頂芽壞死；引起腐爛病。菜豆豌豆構(gòu)成細(xì)胞壁。鈣與可溶性的蛋白質(zhì)形成鈣調(diào)素(CaM)。(6) 鈣 缺鈣典型癥狀：頂芽、幼葉呈淡綠色,葉尖出現(xiàn)鉤狀,隨后壞死。缺素癥狀首先表現(xiàn)在上部幼莖幼葉和果實(shí)等器官上。蕃茄缺鈣白菜缺鈣(7) 鎂葉綠素的組成成分之一。許多酶的活化劑。 缺乏鎂，葉綠素即不能合成，葉脈仍綠而葉脈之間變黃。(10)鋅色氨酸合成酶的組分，催化吲哚與絲氨酸成色氨酸。鋅

5、是葉綠素生物合成的必需元素。 鋅不足時(shí)，植株莖部節(jié)間短，蓮叢狀，葉小且變形，葉缺綠。玉米“花白葉病”，果樹(shù)“小葉病”。(11) 銅參與氧化還原過(guò)程。光合電子傳遞鏈中的電子傳遞體質(zhì)體藍(lán)素的組分。小麥缺銅 禾谷類“白瘟病”，果樹(shù)“頂枯病”草莓葉片的缺素癥狀 4 植物體對(duì)礦質(zhì)元素的吸收 b 元素吸收過(guò)程(1)離子被吸附在根系細(xì)胞的表面 根與土壤溶液的離子交換(2)離子進(jìn)入根部導(dǎo)管途徑 質(zhì)外體途徑 共質(zhì)體途徑 a 根部吸收的部位-根毛區(qū)5 離子進(jìn)入植物體內(nèi)需3個(gè)步驟（1）離子進(jìn)入自由空間：細(xì)胞間隙和細(xì)胞壁的纖維絲之間 水自由空間：被水取代離子所占空間 杜南自由空間：被離子交換取代的空間 進(jìn)入杜南自由空

6、間方式有2種，但不耗能 交換吸附：呼吸產(chǎn)生的H2CO3，+- 接觸吸附：由于土壤顆粒的表面帶有負(fù)電荷，陽(yáng)離子被土壤顆粒吸附于表面。外部陽(yáng)離子如鉀離子可取代土壤顆粒表面吸附的另一個(gè)陽(yáng)離子如鈣離子，使得鈣離子被根系吸收利用。 接觸交換（3）離子釋放到導(dǎo)管主動(dòng)運(yùn)輸A 通道運(yùn)輸 通道蛋白（channel proteins）又稱離子通道，是細(xì)胞膜中的一類內(nèi)在蛋白構(gòu)成的孔道，可為化學(xué)方式或電學(xué)方式激活，控制離子通過(guò)細(xì)胞膜順電化學(xué)勢(shì)流動(dòng)。 載體運(yùn)輸（carrier transport）B、載體運(yùn)輸圖2-3 單向運(yùn)輸載體模型 1). 單向運(yùn)輸圖2-4 植物細(xì)胞質(zhì)膜上的同向運(yùn)輸（A）和反向運(yùn)輸（B）模式 （1）

7、質(zhì)子泵或H+ATP酶（又稱離子泵學(xué)說(shuō)） C 泵運(yùn)輸陰離子與H+同向運(yùn)輸進(jìn)入H+泵將H+泵出K+(或其它陽(yáng)離子)經(jīng)通道蛋白進(jìn)入（2) 鈣泵 D 胞飲作用 物質(zhì)吸附在質(zhì)膜上，然后通過(guò)膜的內(nèi)折而轉(zhuǎn)移到細(xì)胞內(nèi)的攫取物質(zhì)及液體的過(guò)程，稱為胞飲作用(pinocytosis)。 6 植物吸收礦物質(zhì)的特點(diǎn)： A 水鹽相互聯(lián)系 B 離子選擇吸收 生理酸性鹽、中性、堿性 C單鹽毒害和離子拮抗7 礦物質(zhì)運(yùn)輸?shù)男问?、途徑和速率?）礦質(zhì)元素運(yùn)輸?shù)男问絅主要以有機(jī)氮的形式運(yùn)輸（氨基酸、酰胺，少量NO3-）P正磷酸和少量磷酰膽堿、甘油磷酰膽堿。S硫酸根離子，少量蛋氨酸及谷胱甘肽。金屬離子離子。放射性42K向上運(yùn)輸?shù)脑囼?yàn)

8、（2）礦質(zhì)元素運(yùn)輸?shù)耐緩搅鴺?shù)葉片吸收的32P下運(yùn)的情況樹(shù)皮剝離帶 木質(zhì)部32P 葉片的下行運(yùn)輸是以韌皮部為主。也可以從韌皮部橫向運(yùn)輸?shù)侥举|(zhì)部。8、影響根部吸收礦質(zhì)元素的條件（一）溫度（二）通氣狀況(air in soil)（三） 溶液濃度(Solution concentration)（四） 氫離子濃度(pH) 9、植物地上部分對(duì)礦質(zhì)元素的吸收根外施肥的特點(diǎn)：1. 當(dāng)幼苗根系不發(fā)達(dá)，而代謝旺盛、生長(zhǎng)快、需肥量大時(shí)；2. 作物生育后期根部吸肥能力衰退；3. 營(yíng)養(yǎng)臨界期需肥量大，應(yīng)用根外追肥可以補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)；4. 某些肥料（如磷肥）易被土壤固定，而根外噴施無(wú)此弊端，且 用量少，節(jié)省肥料；5.補(bǔ)充植物所

9、缺乏的微量元素，用量少，效果快；6.加入表面活性劑。10 礦物質(zhì)在植物體內(nèi)的分布 礦質(zhì)元素在地上部各處的分配與再分配，因離子在植物體內(nèi)是否參與循環(huán)而異。參與循環(huán)的元素： 有的元素進(jìn)入地上部后仍呈離子狀態(tài)（如鉀） ；有的元素形成不穩(wěn)定的化合物，不斷分解，釋放出的離子又轉(zhuǎn)移到其它需要的器官中去（如氮、磷、鎂） 。參與循環(huán)的元素都能再利用。缺素癥狀發(fā)生在老葉上。不參與循環(huán)的元素不能再利用。缺素病癥都先出現(xiàn)于嫩葉。 有的元素（如硫、鈣、鐵、錳、硼）在細(xì)胞中呈難溶解的穩(wěn)定化合物，特別是鈣、鐵、錳、硼，所以它們是不能參與循環(huán)的元素。不參與循環(huán)的元素：1、硝酸鹽還原為亞硝酸鹽 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FAD、Cytb和Mo，還原力為NADH+H+， 11 硝酸鹽的代謝還原 硝酸還原酶是一種誘導(dǎo)酶（適應(yīng)酶）：植物本來(lái)不含某種酶，但在特定的外來(lái)物質(zhì)（如底物）的影響下，可以生成這種酶。2、亞硝酸鹽還原為氨 NO3-還原為NO2-后，NO2-被迅速運(yùn)進(jìn)質(zhì)體即根中的前質(zhì)體或葉中的葉綠體，并進(jìn)一步被亞硝酸還原酶（NiR）還原為NH3或NH4+。12、作物的需肥規(guī)律1、不同作物需肥不同 禾谷類作物需要