植物營養(yǎng)的基礎(chǔ)理論

植物營養(yǎng)的基礎(chǔ)理論1第一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六

第1節(jié)

植物的營養(yǎng)成分2第二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六3第三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六對于植物生長具有必需性、不可替代性和作用直接性的化學(xué)元素稱為植物必需營養(yǎng)元素；其它元素則是非必需營養(yǎng)元素。非必需營養(yǎng)元素中一些特定的元素，對特定植物的生長發(fā)育有益，或為某些種類植物所必需，這些元素為有益元素。例：豆科作物-鈷；藜科作物-鈉；硅藻和水稻-硅一、植物的組成和必需營養(yǎng)元素的概念4第四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六確定必需營養(yǎng)元素的三條標(biāo)準(zhǔn)必要性：缺少這種元素植物就不能完成其生命周 期不可替代性：缺少這種元素后，植物會出現(xiàn)特有 的癥狀，而其它元素均不能代替其作用，只 有補(bǔ)充這種元素后癥狀才會減輕或消失。直接性：這種元素是直接參與植物的新陳代謝， 對植物起直接的營養(yǎng)作用，而不是改善環(huán)境 的間接作用。5第五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六

目前國內(nèi)外公認(rèn)的高等植物所必需的營養(yǎng)元素有16種。它們是碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、硼、錳、銅、鋅、鉬、氯。MnBFeSNCOHCaKPCuClZnMgMo二、必需營養(yǎng)元素的種類和確定的年份6第六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六分組原則：根據(jù)植物體內(nèi)含量的多少分為大量營養(yǎng)元素和微量營養(yǎng)元素。一般以占干物質(zhì)重量的0.1%為界線。大量營養(yǎng)元素含量占干物重的0.1%以上，包括C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S等9種;微量營養(yǎng)元素含量一般在0.1%以下，包括Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl等7種來源：碳和氧來自空氣中的二氧化碳?xì)浜脱鮼碜运渌谋匦锠I養(yǎng)元素幾乎全部是來自土壤。由此可見，土壤不僅是植物生長的介質(zhì)，而且也是植物所需礦質(zhì)養(yǎng)分的主要供給者。三、必需營養(yǎng)元素的分組和來源7第七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六正常生長植株的干物質(zhì)中營養(yǎng)元素的平均含量元素符號mol/克（干重）mg/kg%Mo0.0010.1-Cu0.10.6-Zn0.3020-Mn1.050-Fe2.0100-B2.020-Cl3.0100-S3.0-0.1P60-0.2Mg80-0.2Ca125-0.5K250-1.0N1000-1.5O30000-45C40000-45H60000-6鉬銅鋅錳鐵硼氯硫磷鎂鈣鉀氮氧碳?xì)?第八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六K.Mengel和E.A.Kirkby把植物必需營養(yǎng)元素分為四組：第一組：植物有機(jī)體的主要組分，包括C、H、O、N和S；第二組：P、B(Si)都以無機(jī)陰離子或酸分子的形態(tài)被植物吸收，并可與植物體中的羥基化合物進(jìn)行酯化作用；第三組：K、(Na)、Ca、Mg、Mn、Cl，這些離子有的能構(gòu)成細(xì)胞滲透壓，有的活化酶，或成為酶和底物之間的橋接元素；第四組：Fe、Cu、Zn、Mo，這些元素的大多數(shù)可通過原子價的變化傳遞電子。四、必需營養(yǎng)元素的一般營養(yǎng)功能9第九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六十六種營養(yǎng)元素同等重要，具有不可替代性；N、P、K素有“肥料三要素”之稱；有益元素對某些植物種類所必需，或是對某些植物的生長發(fā)育有益。

需要注意的問題——

10第十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六第二節(jié)作物對養(yǎng)分的吸收1、作物吸收養(yǎng)分的器官根系是植物吸收養(yǎng)分和水分的主要器官，也是養(yǎng)分和水分在植物體內(nèi)運(yùn)輸?shù)闹匾课?，它在土壤中能固定植物，保證植物正常受光和生長，并能作為養(yǎng)分的儲藏庫。本章討論根系吸收養(yǎng)分的極力及其影響因素。根際的概念11第十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六2.1養(yǎng)分離子向根部的遷移遷移的途徑截獲質(zhì)流擴(kuò)散12第十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六2.2根部對養(yǎng)分離子的吸收吸收方式被動吸收主動吸收13第十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六CC礦質(zhì)養(yǎng)分跨膜進(jìn)入根細(xì)胞的機(jī)理1、離子的被動吸收被動吸收是離子順電化學(xué)勢梯度進(jìn)行的擴(kuò)散運(yùn)動，這一過程不需要能量，也沒有選擇性。14第十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六2、離子的主動吸收

植物細(xì)胞逆濃度梯度（化學(xué)勢或電化學(xué)勢）、需能量的離子選擇性吸收過程。關(guān)于主動吸收有兩種假說：（1）載體學(xué)說當(dāng)離子跨膜運(yùn)輸時，離子首先要結(jié)合在膜蛋白（即載體）上，著一結(jié)合過程與底物和酶結(jié)合的原理相同。15第十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六二、葉部營養(yǎng)O葉部營養(yǎng)的基本特點1、直接供給作物養(yǎng)分2、對養(yǎng)分的吸收轉(zhuǎn)化快3、影響體內(nèi)代謝4、經(jīng)濟(jì)有效施用微肥的方式

16第十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六第三節(jié)影響作物吸收養(yǎng)分的外界條件影響?zhàn)B分吸收的因素主要包括介質(zhì)中的養(yǎng)分濃度、溫度、光照強(qiáng)度、土壤水分、通氣狀況、土壤值、養(yǎng)分離子的理化性質(zhì)、根的代謝活性、苗齡、生育時期植物體內(nèi)養(yǎng)分狀況等。17第十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六光照可通過影響植物葉片的光合強(qiáng)度而對某些酶的活性、氣孔的開閉和蒸騰強(qiáng)度等產(chǎn)生間接影響，最終影響到根系對礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收。一、光照18第十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六二、溫度一般6~38oC的范圍內(nèi)，根系對養(yǎng)分的吸收隨溫度升高而增加。溫度過高（超過40oC）時，高溫使體內(nèi)酶鈍化，從而減少了可結(jié)合養(yǎng)分離子載體的數(shù)量，同時高溫使細(xì)胞膜透性增大，增加了礦質(zhì)養(yǎng)分的被動溢泌。低溫往往是植物的代謝活性降低，從而減少養(yǎng)分的吸收量。19第十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六三、水分

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，也是化肥溶解和有機(jī)肥料礦化的決定條件。水分狀況對植物生長，特別是對根系的生長有很大影響，從而間接影響到養(yǎng)分的吸收。20第二十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六四、養(yǎng)分濃度21第二十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六五、通氣狀況土壤通氣狀況主要從三個方面影響植物對養(yǎng)分的吸收：一是根系的呼吸作用；二是有毒物質(zhì)的產(chǎn)生；三是土壤養(yǎng)分的形態(tài)和有效性。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CO2從根際散失。這一過程對根系正常發(fā)育、根的有氧代謝以及離子的吸收都有十分重要的意義。22第二十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六pH改變了介質(zhì)中H+和OH-的比例。其對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K+，Cu2+，Mg2+等陽離子的競爭作用表現(xiàn)出來的。六、土壤反應(yīng)（pH）23第二十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六七、養(yǎng)分之間的相互關(guān)系相助作用離子間的協(xié)助作用是指在溶液中某一離子的存在有利于根系對另一些離子的吸收。這種作用主要表現(xiàn)在陽離子和陰離子之間，以及陰離子與陰離子之間。Ca2·+對多種離子的吸收有協(xié)助作用，一般認(rèn)為是由于它具有穩(wěn)定質(zhì)膜結(jié)構(gòu)的特殊功能，有助于質(zhì)膜的選擇性吸收。的這種協(xié)助作用也稱“維茨效應(yīng)”。24第二十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六拮抗作用離子間的拮抗作用是指在溶液中某一離子的存在能抑制另一離子吸收的現(xiàn)象，主要表現(xiàn)在對離子的選擇性吸收上。一般認(rèn)為，化學(xué)性質(zhì)近似的離子在質(zhì)膜上占有同一結(jié)合位點。陽離子中，K+，Rb+和Cs+之間，Ca2·+，Sr2+和Ba2+之間；在陰離子中Cl-，Br-和I-之間，SO42-與SeO42-之間，H2PO4-與SO42-之間，H2PO4-與Cl-之間，NO3-與Cl-之間，都有拮抗作用。此外還有競爭電荷的非競爭性拮抗作用。25第二十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六第四節(jié)作物的階段營養(yǎng)一般在植物生長初期，養(yǎng)分吸收的數(shù)量少，吸收強(qiáng)度低。隨時間的推移，植物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收逐漸增加，往往在性器官分化期達(dá)到吸收高峰。到了成熟階段，對營養(yǎng)元素的吸收又逐漸減少。26第二十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六在植物整個生育期中，根據(jù)反應(yīng)強(qiáng)弱和敏感性可以把植物對養(yǎng)分的反應(yīng)分為營養(yǎng)臨界期和最大效率期。營養(yǎng)臨界期是指植物生長發(fā)育的某一時期，對某種養(yǎng)分要求的絕對數(shù)量不多但很迫切，并且當(dāng)養(yǎng)分供應(yīng)不足或元素間數(shù)量不平衡時將對植物生長發(fā)育造成難以彌補(bǔ)的損失，這個時期就叫植物營養(yǎng)的臨界期。不同作物對不同營養(yǎng)元素的臨界期不同。大多數(shù)作物磷的營養(yǎng)臨界期在幼苗期。氮的營養(yǎng)臨界期，小麥、玉米為分蘗期和幼穗分化期。水稻鉀營養(yǎng)臨界期分蘗期和幼穗形成期。27第二十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六植物營養(yǎng)的最大效率期在植物生長階段中所吸收的某種養(yǎng)分能發(fā)揮起最大效能的時期，叫植物營養(yǎng)的最大效率期。這一時期，作物生長迅速，吸收養(yǎng)分能力特別強(qiáng)，如能及時滿足作物對養(yǎng)分的需要，增產(chǎn)效果將非常顯著。玉米氮素最大效率期在喇叭口期至抽雄期；棉花的氮、磷最大效率期均在花鈴期；對于甘薯來說，塊根膨大期是磷、鉀肥料的最大效率期。28第二十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期六第5節(jié)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中