植物的礦質(zhì)營養(yǎng)2

第二章

植物的礦質(zhì)營養(yǎng)

有收無收在于水

收多收少在于肥?

?第二章

植物的礦質(zhì)營養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)★了解植物必需的礦質(zhì)元素及其主要生理生化作用；★掌握植物細(xì)胞和根系對礦質(zhì)元素吸收特點及影響因素；★了解植物氮代謝的過程及硝酸鹽還原過程的特點；★了解礦物質(zhì)在植物體內(nèi)運(yùn)輸特點；★弄清作物合理施肥的生理基礎(chǔ)。

第一節(jié)

植物必需的礦質(zhì)元素1植物體內(nèi)的元素與類別1.1礦質(zhì)元素與非礦質(zhì)元素1）礦質(zhì)元素：將植物烘干并充分燃燒后，余下一些不能揮發(fā)的殘燼稱為灰分，而以氧化物形式存在于灰分中的元素稱為灰分元素或礦質(zhì)元素。2）非礦質(zhì)元素：燃燒時以氣態(tài)形式散失到空氣中的元素，如C、H、O、N、S等）。

1.2必需元素與必需的礦物質(zhì)元素1）必需元素的判別準(zhǔn)則A）缺乏該元素植物生長發(fā)育發(fā)生障礙不能完成生活史；B）除去該元素則表現(xiàn)專一的缺乏癥，而且這種缺乏癥是可以預(yù)防和恢復(fù)的；C）該元素在植物營養(yǎng)生理上應(yīng)表現(xiàn)直接的效果而不是間接的。

借助溶液培養(yǎng)法和砂基培養(yǎng)法，已證明K、Ca、Mg、S、P、N、Si、Cl、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Ni、Na及C、H、O共19種元素為多數(shù)植物必需。1.3大量元素與微量元素A）大量元素：在植物體內(nèi)含量較多，占植物體干重達(dá)萬分之一以上的元素。包括C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Si等10種元素。

B）微量元素：植物體內(nèi)含量甚微，稍多即會發(fā)生毒害的元素包括：Cl、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Ni、Na等9種元素。

2必需礦質(zhì)元素的主要生理生化作用

A）是細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組成成分。如：磷存在于磷脂、核酸和核蛋白中，后三者都是細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核的組成成分；另外，鈣是細(xì)胞壁的重要元素。

B）是植物生命活動的調(diào)節(jié)者，參與酶的活動。如：鉀是40多種酶的輔助因子，還可促進(jìn)糖類的合成和運(yùn)輸；另外，鎂是光合作用過程關(guān)鍵酶的激活劑。C）起電化學(xué)作用，即離子濃度的平衡、膠體的穩(wěn)定和電荷中和等。如：鐵在呼吸、光合和氮代謝等方面的氧化還原過程中起著重要作用。3作物缺素癥狀

1）N、P、K的缺素癥2）N元素的主要生理作用？

請看圖片：思考：N元素為何被稱稱為生命元素？A）N是建造植物體體的結(jié)構(gòu)物質(zhì)質(zhì)和調(diào)節(jié)物質(zhì)質(zhì)。如：核酸（DNA、RNA）、蛋白質(zhì)（包括括酶）、磷脂脂、葉綠素、、光敏色素、、維生素B、IAA、、CTK、生物堿等都含含有N，這些物質(zhì)有些是生生物膜、細(xì)胞胞質(zhì)、細(xì)胞核核的結(jié)構(gòu)物質(zhì)質(zhì)，有些是調(diào)調(diào)節(jié)生命活動動的生理活性性物質(zhì)。B）N為植物體進(jìn)行行能量代謝、、物質(zhì)代謝及及各種生理活活動所必需。。例如，N是參與物質(zhì)和和能量代謝的的ADP、ATP、CoA、CoQ、、FAD、FMN、NAD+、NADP+等物質(zhì)的組分分。第二節(jié)植植物細(xì)胞對礦礦質(zhì)元素的吸吸收1生物膜的結(jié)構(gòu)構(gòu)與特性植物細(xì)胞吸收收溶質(zhì)的方式式1）通道運(yùn)輸2）載體運(yùn)輸3）離子泵運(yùn)輸（（質(zhì)子泵和鈣鈣泵）4）胞飲作用：物質(zhì)吸附在質(zhì)質(zhì)膜上，然后后通過膜的內(nèi)內(nèi)折而轉(zhuǎn)移到到細(xì)胞內(nèi)的獲獲取物質(zhì)的過過程。第三節(jié)植植物對礦質(zhì)質(zhì)元素的吸收收1植物吸吸收礦質(zhì)元素素的特點1）對水分和和鹽分的相對對吸收；相互聯(lián)系：離子必須溶溶于水才能被被吸收；離子子的吸收又有有利于水分的的吸收相互獨(dú)立：根部吸水以以被動吸水為為主，而對離離子的吸收則則以主動吸收收為主。2）選擇性吸吸收；3）單鹽毒害害和離子對抗抗。離子胞外濃度μmol/L胞內(nèi)濃度μmol/L積累率（膜內(nèi)濃度/膜外濃度）K+0.141601142Na+0.510.61.18NO3-0.1338292SO42-0.611423玉米根對離子子的選擇性吸吸收2根部對對溶液中礦質(zhì)質(zhì)元素的吸收收過程1）離子吸附附在根部細(xì)胞胞表面；2）離子進(jìn)入入根部內(nèi)部。。根毛區(qū)吸收的離子經(jīng)共質(zhì)體和質(zhì)外體到達(dá)輸導(dǎo)組織3影響根根部吸收礦物物質(zhì)的因素1）溫度：過低、過高都都不利。如溫度過低低，代謝弱，，能量不足，，主動吸收慢慢；胞質(zhì)粘性性增大，離子子進(jìn)入困難。。其中以對鉀鉀和硅的吸收收影響最大。。2）通氣狀況：影響呼吸作用用。3）溶液濃度：過低、過高都都不利。4）pH值：一般作物生育育最適的pH值是6-7。。在土壤溶液液堿性的反應(yīng)應(yīng)加強(qiáng)時，F(xiàn)e、Ca、、Mg、Zn呈不溶解狀態(tài)態(tài)，能被植物物利用的量極極少。在酸性性環(huán)境中P、K、Ca、Mg等溶解，但植植物來不及吸吸收易被雨水水淋失，易缺缺乏。而Fe、Al、、Mn的溶解度加大大，植物受害害。4根外營養(yǎng)4.1植物物根外營養(yǎng)的的吸收特點A）根外營養(yǎng)的主主要器官為葉葉片，故又稱為葉片營養(yǎng)；B）營養(yǎng)物質(zhì)可經(jīng)經(jīng)氣孔或角質(zhì)質(zhì)層進(jìn)入葉內(nèi)內(nèi)，并經(jīng)胞壁壁中的外連絲抵達(dá)質(zhì)膜，再再進(jìn)入細(xì)胞，，最后到達(dá)葉葉脈韌皮部。。外連絲：是葉片表皮細(xì)細(xì)胞通道，它它從角質(zhì)層的的內(nèi)側(cè)延伸到到表皮細(xì)胞的的質(zhì)膜。4.2根根外施肥的優(yōu)優(yōu)點A）在生育后期根根部吸肥能力力衰退時或營營養(yǎng)臨界期時時，可根外施施肥補(bǔ)充營養(yǎng)養(yǎng)；B）某些肥料（如如磷肥）易被被土壤固定而而根外施肥無無此現(xiàn)象，且且用量少；C）補(bǔ)充植物缺乏乏的微量元素素，用量省、、見效快。4植物氮氮代謝1植物的的硝酸鹽還原原1.1植植物硝酸鹽還還原的主要過過程A)硝酸還原HNO3HNO2B)亞硝酸還原HNO2NH31.2植植物硝酸鹽鹽還原的主主要特點1）發(fā)生反應(yīng)的的細(xì)胞器（（硝酸還原在在細(xì)胞質(zhì)；；亞硝酸還還原在葉綠綠體）；2）參與反應(yīng)的的酶種類及及其性質(zhì)；；誘導(dǎo)酶：又稱適應(yīng)酶，指植物體內(nèi)內(nèi)本來不含含有，但在在特定外來來物質(zhì)的誘誘導(dǎo)下可以以生成的酶酶。如硝酸酸還原酶可可為NO3-所誘導(dǎo)。3）與光合作用用的關(guān)系。2植物物的氨同化化2.1植植物氨同化化的主要方方式（P46-47）1）谷氨酰酰胺合成酶酶途徑2）谷氨酸酸合酶途徑徑3）谷氨酸酸脫氫酶途途徑4）氨基交交換作用2.2植物氨同化化的生理意意義1）解除氨毒；；2）形成新的物物質(zhì)（如氨基酸等）；3）酰胺化得到到的谷氨酰酰胺和天冬冬酰胺在植植物體內(nèi)氨氨不足時可可釋放出氨氨。第五節(jié)礦礦物質(zhì)在在植物體內(nèi)內(nèi)的運(yùn)輸1礦物質(zhì)質(zhì)運(yùn)輸?shù)男涡问?、途徑徑和速?.1礦礦物質(zhì)運(yùn)輸輸?shù)男问浇饘匐x子：：以離子狀態(tài)態(tài)運(yùn)輸（P：主要以正磷磷酸根離子子向上運(yùn)輸輸）（N：主要以氨基基酸和酰胺胺形式向上上運(yùn)輸，少少量以硝酸酸根離子運(yùn)運(yùn)輸）（S：主要以硫酸酸根離子向向上運(yùn)輸）1.2運(yùn)輸途徑和和速度

運(yùn)輸途徑:

根部吸收的離子可沿木質(zhì)部上運(yùn)，也可橫向運(yùn)至韌皮部。葉片吸收的離子向下和向上是通過韌皮部進(jìn)行的，也可橫向運(yùn)至木質(zhì)部。

運(yùn)輸速度：30~100cm/h2礦物物質(zhì)在植物物體內(nèi)的分分布2.1可再利用元元素以離子或不不穩(wěn)定化合合物形式存存在，可轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移至其他他部位循環(huán)環(huán)利用，如如N、P、Mg、K、Zn等，其中以以N、P最為典型。。當(dāng)植物缺缺乏這類元元素時，它它們就從衰衰老組織轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移到新生生的幼嫩部部位，從代代謝水平低低的部位轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移到代謝謝旺盛部位位，所以衰衰老的葉片片出現(xiàn)相應(yīng)應(yīng)的缺素癥癥。2.2不可再利用用元素以難溶解的的穩(wěn)定化合合物形式存存在，難以以循環(huán)利用用，如Ca、B、、Cu、Mn、S、、Fe，其中以Ca最為典型。。這些元素素在老葉中中的含量高高于幼葉中中的含量，，缺乏這些些元素，幼幼葉或新生生組織會表表現(xiàn)出相應(yīng)應(yīng)的缺素癥癥。第六節(jié)作物合理施施肥的生理理基礎(chǔ)1作物的需肥肥規(guī)律不同作物或或同一作物物不同時期期需肥量不不同營養(yǎng)最大效效率期：施肥效果最最好的時期期。水稻、小麥麥：幼穗形形成時期大豆、油菜菜：開花期期(criticalconcentration)2追肥的指標(biāo)標(biāo)1）形態(tài)指標(biāo)標(biāo)（相貌、葉色）2）生理指標(biāo)A）元素含量量B）酰胺含量量水稻葉片的的Asn含量和含