有益元素營(yíng)養(yǎng)功能

關(guān)于有益元素營(yíng)養(yǎng)功能第1頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四必需元素為各種作物所必需，對(duì)于植物生長(zhǎng)具有必需性、不可替代性和作用直接性。而有益礦質(zhì)元素能夠促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育，但不為植物普遍所必需。有益元素與植物生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系可分為兩種類(lèi)型： 1、為某些植物類(lèi)群中的特定生物反應(yīng)所必需。如鈷豆科作物根瘤固氮所必需；

2、某些植物生長(zhǎng)在該元素過(guò)剩的環(huán)境中，經(jīng)長(zhǎng)期進(jìn)化逐漸變成需要該元素。如水稻對(duì)硅，甜菜對(duì)鈉；植物對(duì)有益元素的需求量要求十分嚴(yán)格，缺少時(shí)影響生長(zhǎng)，過(guò)多時(shí)則有毒害作用。以適宜的含量作為區(qū)分有益元素的界限是至關(guān)重要的。第2頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)硅第3頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一般栽培植物可按SiO2含量分為三類(lèi)：1、含硅量很高的植物，如水稻為5%~20%。2、含硅量中等的旱地禾本科植物，如燕麥、大麥等為2~4%。3、含硅量很低的豆科植物和雙子葉植物，含量在1%以下。一、植物體內(nèi)硅的含量、分布和形態(tài)（一）、含量第4頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四硅在植物體內(nèi)的分布是不均勻的。根據(jù)其在植物體內(nèi)的分布特點(diǎn)可分為三類(lèi)：第一類(lèi)、總含量高，主要分布于地上部，根中累積少。如燕麥和水稻。第二類(lèi)、植株各部分的含硅量都低，根中和地上部的分布大致相等。如番茄、大蔥、蘿卜和白菜等。第三類(lèi)、根中的含量明顯高于地上部。如絳車(chē)軸草。在組織水平，硅多累積于木栓細(xì)胞外的表皮細(xì)胞壁中，它不僅進(jìn)入細(xì)胞壁，也進(jìn)入中膠層。一、植物體內(nèi)硅的含量、分布和形態(tài)（二）分布第5頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四植物體內(nèi)硅的主要形態(tài)是硅膠和多聚硅酸，其次是膠狀硅酸和游離單硅酸[Si（OH）4]。木質(zhì)部汁液中的硅主要是單硅酸。一、植物體內(nèi)硅的含量、分布和形態(tài)（三）形態(tài)第6頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四植物種類(lèi)部位含量植物種類(lèi)部位含量小麥黑麥水稻大麥燕麥玉米根莖稈籽粒根莖稈籽粒谷殼葉莖稈根3.110.60~2.240.11~0.161.231.06~1.760.04~0.468.406.023.70~5.602.74芒莖稈籽粒莖稈根葉籽粒莖稈穗莖根果穗籽粒4.701.540.425.962.43~3.742.050.995.960.830.780.320.04幾種植物不同部位的含硅量（SiO2%干重）第7頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、植物對(duì)硅的吸收和運(yùn)輸高等植物主要吸收分子態(tài)的硅，不同植物種類(lèi)吸硅能力有顯著差異，而植物基因型差異對(duì)硅吸收的影響很大。通常土壤溶液中的硅酸濃度與植物的吸硅量呈正比。植物體內(nèi)硅的運(yùn)輸僅限于木質(zhì)部，它在地上部莖葉中的分布取決于各器官的蒸騰率。第8頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（一）參與細(xì)胞壁的組成

硅與植物體內(nèi)果膠酸、多糖醛酸、糖脂等物質(zhì)有較高的親合力，形成穩(wěn)定性強(qiáng)，而溶解度低的單、雙、多硅酸復(fù)合物沉積在木質(zhì)化細(xì)胞壁中。硅能增強(qiáng)組織的機(jī)械強(qiáng)度和穩(wěn)固性，可抵抗病蟲(chóng)的入侵。例如：水稻對(duì)稻瘟病、褐斑病的抵御能力也隨著體內(nèi)含硅量的增加而提高。（二）影響植物光合作用與蒸騰作用

植物葉片硅化細(xì)胞對(duì)于散射光的透過(guò)量為綠色細(xì)胞的10倍，能增加陽(yáng)光的吸收，促進(jìn)光合作用。田間條件下，施硅改變植物的受光形態(tài)，抑制蒸騰，增加群體光合作用。三、硅的營(yíng)養(yǎng)功能第9頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四水稻葉片的含硅量及其對(duì)稻瘟病感染性的影響04080120施硅量（mg/L)含硅量（干物重mg/g）020408121620病斑數(shù)（個(gè)/cm2)第10頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第11頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第12頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第13頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四不同硅、氮肥的用量對(duì)水稻花期葉片展開(kāi)度*的影響硅肥**（SiO2，mg/L）氮肥（mg/L）040200516o11o2040o19o20023o53o77o69o22o*展開(kāi)度指也行尖與莖稈之間的夾角

**硅肥采用硅酸納第14頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1、Si-N作用在供高氮時(shí)，植株的機(jī)械支撐減弱，組織柔軟，易倒伏和遭病蟲(chóng)害等。施硅肥可增強(qiáng)植株的剛性，減少倒伏。植株中Si/N與作物的抗病性有關(guān)，隨硅含量增加，植物抗病和抗蟲(chóng)性增強(qiáng)。2、Si-P作用植物對(duì)硅與磷的吸收表現(xiàn)出一定的競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)。缺硅時(shí)吸磷增加，增加硅減少磷的吸收。在長(zhǎng)距離運(yùn)輸中，硅與磷之間又有一定的相助作用。3、Si-Fe,Mn作用硅能緩解鐵、錳離子過(guò)多引起的毒害作用。供硅充足時(shí)，葉片中錳的分布均勻，有利于作物的生長(zhǎng)。硅能增強(qiáng)水稻莖、根通氣組織的鋼性與體積，有利于氧的輸入，從而增加水稻對(duì)過(guò)量鐵、錳的忍耐性。（三）與其它養(yǎng)分的相互作用第15頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四施氮條件下供錳對(duì)大豆干重的影響010200.15.00.5供錳（umol/L)干重（g/株）+Si-Si10.0第16頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四水稻是典型的積硅植物。缺硅后其營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與籽粒產(chǎn)量都明顯下降。試驗(yàn)表明，生殖階段供硅可以增加籽粒產(chǎn)量。甘蔗缺硅表現(xiàn)出葉雀斑?。↙eaffrechling)典型癥狀。四、植物對(duì)硅的需求和缺硅的反應(yīng)第17頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四不同生育階段供硅對(duì)水稻生長(zhǎng)與產(chǎn)量的影響營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段-Si+Si*-Si+Si生殖生長(zhǎng)階段**-Si-Si+Si+SiSiO2%（地上部干重）0.052.26.90.4干重（g/盆）根4.04.34.24.7莖23.526.531.033.6籽粒5.36.610.310.3*+Si：100mg/LSiO2；**抽穗開(kāi)始第18頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)鈉第19頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四通常植物體內(nèi)鈉的平均含量大約是干物重的0.1%左右。根據(jù)植物對(duì)鈉的反應(yīng)，將植物分為兩類(lèi)：喜鈉植物和厭鈉植物。典型的喜鈉植物有甜菜、鹽蓬三色莧、濱藜和藍(lán)藻等。生長(zhǎng)在濱海沙土上的海蓬子氯化鈉的含量可達(dá)30%。然而，許多栽培作物在鈉多時(shí)會(huì)出現(xiàn)毒害現(xiàn)象。一、植物體內(nèi)鈉的含量和分布第20頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、鈉的營(yíng)養(yǎng)功能對(duì)于一部分具有C4光合途徑和景天酸代謝途徑的植物種類(lèi)來(lái)說(shuō)，鈉是必需的微量元素。對(duì)于許多鹽土植物鈉是調(diào)節(jié)滲透壓以適應(yīng)高鹽的需求。鈉和鉀同樣能增加液泡中的溶質(zhì)勢(shì)，產(chǎn)生膨壓而促進(jìn)細(xì)胞的伸長(zhǎng)。鈉對(duì)氣孔開(kāi)閉具有調(diào)控作用，從而改善植物水分平衡，提高抗旱能力。（一）刺激生長(zhǎng)（二）調(diào)節(jié)滲透壓（三）影響植物水分平衡與細(xì)胞伸展第21頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四Na+、K+對(duì)甜菜葉片性狀的影響K葉片含量(mmol/g干重）處理(mmol）干重(g葉/株）+Na+葉面積(cm2/葉）葉厚度(μm)肉質(zhì)性(gH2O/dm2）5K+7.92.670.032332743.070.25K++4.75Na+9.70.432.453023193.71K+第22頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四某些植物在供鉀不足時(shí)，鈉可有限度地代替鉀的功能，鈉取代鉀的程度因植物種類(lèi)而異。根據(jù)植物對(duì)鈉的反應(yīng)不同以及鈉、鉀之間的互換關(guān)系，可將植物分為四類(lèi)：1、鈉可替代體內(nèi)大部分鉀，鈉對(duì)其生長(zhǎng)有明顯刺激作用的植物。如糖用甜菜、食用甜菜等。2、鈉可替代體內(nèi)小部分鉀，鈉對(duì)其生長(zhǎng)有一定刺激作用。如甘藍(lán)、四季蘿卜、棉花、豌豆等。3、鈉可替代體內(nèi)少量鉀，鈉對(duì)其生長(zhǎng)無(wú)刺激作用。如水稻、大麥、燕麥、番茄、黑麥草等4、鈉完全不能替代體內(nèi)鉀。如玉米、黑麥、大豆、菜豆等。（四）代替鉀行使?fàn)I養(yǎng)功能的作用二、鈉的營(yíng)養(yǎng)功能第23頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四由Na+

的刺激作用增加的生長(zhǎng)量供K+適宜時(shí)的生長(zhǎng)量ABCD喜鹽厭鹽能被Na+代替K+

在植株中的比例不能被Na+代替不同類(lèi)型植物植株中代替的程度及由刺激生長(zhǎng)所增加的生長(zhǎng)量示意圖第24頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、植物對(duì)鈉的適應(yīng)機(jī)理當(dāng)環(huán)境中鈉較多時(shí)，耐鈉能力強(qiáng)的植物將所吸收的大量Na+運(yùn)到地上部或葉細(xì)胞的液泡中累積起來(lái)，以便調(diào)節(jié)滲透壓，或是在細(xì)胞質(zhì)及細(xì)胞器中完成特殊的功能。耐鈉植物盡管吸收大量鈉，但并不防礙對(duì)其它必需養(yǎng)分的選擇吸收。第25頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四鈷第三節(jié)第26頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

植物含鈷量因土壤類(lèi)型、環(huán)境條件和植物種類(lèi)與品系不同而有變化。通常，植物體含鈷量的范圍為0.02-5mg/kg。豆科植物需要并積累較多的鈷。為了防止反芻動(dòng)物缺鈷癥，反芻動(dòng)物長(zhǎng)期食用的飼料植物中的含鈷量不得低于0.08-0.1mg/kg。一、植物體內(nèi)鈷的含量第27頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（一）參與豆科植物根瘤菌固氮鈷是鈷胺素輔酶的金屬組分。在根瘤菌中有三種專(zhuān)性的酶依賴(lài)于鈷胺素，它們是甲硫氨酸合成酶、核糖核苷酸還原酶和甲基丙二酰輔酶變位酶。（二）刺激生長(zhǎng)鈷具有促進(jìn)莖、芽和胚芽鞘伸長(zhǎng)的作用，因?yàn)榈蜐舛鹊拟捯种埔蚁┑纳锖铣?。（三）穩(wěn)定葉綠素鈷具有穩(wěn)定葉綠體膜上脂蛋白復(fù)合體的功能。二、鈷的營(yíng)養(yǎng)功能第28頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四在田間條件下鈷能增加豆科植物的生長(zhǎng)量與含氮量。豆科植物缺鈷后，根瘤菌的侵染率很低，固氮作用緩慢。豆科植物不同種類(lèi)間對(duì)缺鈷的敏感性差異頗大，羽扇豆比三葉草敏感的多。過(guò)量鈷對(duì)植物也會(huì)產(chǎn)生毒害作用。三、植物對(duì)鈷的需求第29頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四施鈷對(duì)寬葉羽扇豆根瘤的生長(zhǎng)和組分的影響根瘤鮮重含鈷量類(lèi)菌體數(shù)鈷胺素豆血紅蛋白處理(g/株)(mg/g根瘤干重)(×10/g根瘤鮮重)(mg/g根瘤鮮重)(mg/g根瘤鮮重)-9-Co2+0.145155.90.71+Co2+0.61052728.31.91第30頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)硒第31頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、植物體內(nèi)硒的含量與分布1、高累積型植物多年生深根植物，主要包括黃芪、劍莎草、金雞菊等。植物體內(nèi)含硒量可達(dá)數(shù)千μg/g。2、亞積累型植物主要是紫菀屬、濱藜屬、扁萼花屬和粘膠葡屬中的一些植物種。植物體含硒量達(dá)數(shù)百μg/g水平3、非積累型植物大多數(shù)食用植物，一部分雜草和禾本科植物。其含硒量低于3μg/g，平均在0.01~1.00μg/g之間。植物體內(nèi)的含硒量因植物種類(lèi)不同而有差異。按植物含硒量分為以下三類(lèi)：第32頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四牧草的含硒量與動(dòng)物飼養(yǎng)及畜群健康關(guān)系密切，因而世界各國(guó)對(duì)牧草的含硒量十分重視。植物體內(nèi)含硒量常因器官、部位、生育時(shí)期的不同而變化。通常植物籽粒的含硒量最高，次之是葉、莖、根。一、植物體內(nèi)硒的含量與分布第33頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四常見(jiàn)蔬菜和水果中的含硒量作物部位平均含量（μg/g干重）甜玉米籽粒0.011卷心菜葉0.150萵苣葉0.057胡蘿卜根0.064馬鈴薯塊莖0.011番茄果實(shí)0.036蘋(píng)果果實(shí)0.003橘子果實(shí)0.008第34頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四培養(yǎng)液中硒水平對(duì)油菜體內(nèi)GSH-Px活性與其生長(zhǎng)的影響硒水平（μgSe/ml）莖葉（g/Pot）含硒量（μgSe/g干重）GSH-Px（μmolGSH/g鮮重·min）葉綠素（mg/g鮮重）04.550.004000.2100.015.050.834561.540.2320.055.862.130566.200.3590.107.489.45071.780.3040.507.3432.39106.20.2501.005.7377.57133.80.2315.001.83314.2242.30.14310.001.04601.2132.40.145第35頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四植物根吸收的硒主要是硒酸鹽（SeO42-）和亞硒酸鹽（SeO32-），同時(shí)植物也能吸收少量低分子的有機(jī)態(tài)硒。植物吸收的Se42-和SeO32-主要累積在根部，很少向地上部運(yùn)輸。土壤中其它陰離子影響植物對(duì)硒的吸收，SO42-對(duì)硒的吸收有競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用，但在SO42-濃度很低時(shí)，又促進(jìn)硒的吸收。硒在植物體內(nèi)的同化需先經(jīng)還原作用，而后同化為硒半胱氨酸和硒蛋氨酸。但累積型與非累積型的同化途徑是有差異的。在非累積型植物中，硒結(jié)合進(jìn)入蛋白質(zhì)，是非累積型植物易受硒毒害的原因所在。二、植物對(duì)硒的吸收第36頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四SeO42-還原作用硒半胱氨酸硒甲基半胱氨酸蛋白質(zhì)非累積型植物累積型植物不同類(lèi)型植物同化硒的途徑第37頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（一）刺激植物生長(zhǎng)低濃度的硒（0.001~0.05μg/g）可不同程度地促進(jìn)百合科、十字花科、豆科、禾本科植物種子的萌發(fā)和幼苗的生長(zhǎng)。（二）增強(qiáng)植物體的抗氧化作用硒可強(qiáng)化生物體內(nèi)清除有害活性氧的酶促系統(tǒng)GSH-Px。在非酶促系統(tǒng)中，不同形態(tài)的硒都有抑制脂質(zhì)氧化反應(yīng)的作用。三、硒的營(yíng)養(yǎng)功能第38頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四植物對(duì)硒的需求量一般很低，硒對(duì)植物的有意作用只有在很低的濃度下才會(huì)表現(xiàn)出來(lái)。硒累積型植物獲得高產(chǎn)需要適量的硒。通過(guò)某些累積型植物富集硒，保持人體有適量的硒，從而增強(qiáng)免疫功能和抗癌作用。四、植物對(duì)硒的需求第39頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第六節(jié)鋁第40頁(yè)，共46頁(yè)，2023年，2月20日，星期四植物體內(nèi)的含鋁量通常在20-200mg/kg之間，不同植物體內(nèi)含量有明顯差異。含鋁量超過(guò)0.1%的植物為鋁累積型植物，低于200mg/kg含量的植物為非累積型植物。植物體的含鋁量還因土壤條件的不同而異，酸性土壤上生長(zhǎng)的植物一般含鋁量較高。植物體內(nèi)鋁的分布因植物種類(lèi)不同而異。水稻和黃瓜根系吸