第四節(jié)礦質(zhì)代謝

第五章礦質(zhì)代謝第一節(jié)植物必需的礦質(zhì)元素一、植物體內(nèi)的元素二、植物必需的礦質(zhì)元素三、植物必需的礦質(zhì)元素的生理作用四、作物缺乏礦質(zhì)元素的診斷第二節(jié)植物細(xì)胞對礦質(zhì)元素的吸一、生物膜二、細(xì)胞吸收溶質(zhì)的方式和機(jī)理第三節(jié)植物對礦質(zhì)元素的吸收一、植物吸收礦質(zhì)元素的特點二、根部對溶液中礦質(zhì)元素的吸收過程三、根部對非溶解形狀的礦質(zhì)元素的吸收四、影響根部吸收礦物質(zhì)的條件五、植物地上部對礦質(zhì)元素的吸收第四節(jié)無機(jī)養(yǎng)料的同化一、硝酸鹽的代謝復(fù)原二、氨的同化三、生物固氮四、硫酸鹽的同化五、磷酸監(jiān)的同化第五節(jié)礦物在植幼體內(nèi)的運輸一、礦物質(zhì)運輸?shù)姆绞?、途徑和速度二、礦物質(zhì)在植物體內(nèi)的分布第六節(jié)合理施肥的生理根底一、作物的需肥規(guī)律二、合理追肥的目的三、發(fā)揚肥效的措施第一節(jié)植物的必需元素及生理作用

Section1physiologicalfunctionsofmineralelements一、植物體內(nèi)的元素

Elementsinplants小部分氮大部分硫全部的磷全部的金屬元素植物體水分10~95%干物質(zhì)5~90%C、H、O、N以氣體方式散失如CO2，CO，N2，水蒸汽，NH3，氮的氧化物等，小部分的硫以H2S和SO2的方式散失揮發(fā)部分灰分元素有機(jī)物90%無機(jī)物10%熄滅除N以外，灰分元素都是地球巖石的組分，是由巖石風(fēng)化產(chǎn)生的，因此稱為礦質(zhì)元素。植物的灰分含量變化很大，因植物類型，器官，年齡和生長環(huán)境而變化。目前人類曾經(jīng)發(fā)現(xiàn)100多種元素，其中植物體內(nèi)含有70多種。這些元素都是植物必需的嗎？二、植物必需元素的規(guī)范及方法Standardsforessentialmineralelements1、缺乏該元素，植物生育發(fā)生妨礙2、除去該元素，表現(xiàn)出可預(yù)防和恢復(fù)的專注缺乏癥；3、該元素在植物營養(yǎng)上表現(xiàn)直接的效果?！惨弧持参锉匦柙氐囊?guī)范確定植物必需元素常用的方法是水培法和砂培法水培法，也稱為溶液培育法，指在含有植物全部或部分營養(yǎng)元素的溶液中培育植物。平衡的含有全部營養(yǎng)元素可以滿足植物正常生長發(fā)育的需求的溶液叫做完全培育液或平衡溶液。土壤溶液根本上屬于平衡溶液。短少某種元素，含有部分營養(yǎng)元素的培育液，稱為缺素培育液?！捕持参锉匦柙卮_實定方法砂培法，也稱為砂基培育法，就是在水培法溶液中參與石英砂、蛭石，或玻璃球等來支撐植物，支撐物本身不向植物提供營養(yǎng)。在確定植物必需元素時，將植物培育在缺素溶液中，與培育在完全培育液中的植物進(jìn)展比較。缺素培育根據(jù)植物必需元素的規(guī)范，目前確定19種元素對植物生活是必需的。C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg、Si、Fe、Mn、Cu、Na、Zn、B、Mo、Cl、Ni。除C、H、O、N外，其它１５種都是礦質(zhì)元素?！踩持参锉匦柙氐姆N類根據(jù)必需元素在植物體內(nèi)的存在數(shù)量，又分為兩類，大量元素和微量元素。在植物體內(nèi)含量超越干重千分之一的元素稱為大量元素，大量元素有10種，C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg、Si。在植物體內(nèi)含量低于干重的萬分之一的元素稱為微量元素，微量元素有9種，F(xiàn)e、Mn、Cu、Na、Zn、B、Mo、Cl、Ni。微量元素在植物體內(nèi)的含量很低，但稍有缺乏就會影響植物的發(fā)育，然而微量元素過多，也會對植物產(chǎn)生毒害。三、植物必需的礦質(zhì)元素的生理作用〔一〕生理作用l、構(gòu)造作用2、催化作用3、電化學(xué)作用〔二〕各元素的生理作用大量元素：〔Macroelement〕(10種):N、P、K、S、Ca、Mg、Si微量元素(Microelement)〔9種〕:Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni、NaFigure2.Nitrogendeficiencysymptoms缺氮病癥NitrogenDeficiencies:Yellowcolorationina‘V’shapedpattern

缺氮的病癥PhosphorousDeficiencies:Purplecolorationoflowerleaves

葉片缺磷病癥Yellowandbrowncolorationofleafmargins

PotassiumDeficiencies:缺鉀：葉緣變黃和棕色

TypicalKdeficiencysymptomsforrice(California)水稻典型的缺鉀病癥Potassiumdeficiencysymptomsincorn玉米缺鉀的病癥FoliarsymptomsofmagnesiumdeficiencyonVine葡萄缺鎂葉片病癥FoliarsymptomsforMgdeficiencyonyoungappletree蘋果幼樹缺鎂的葉片病癥GingerplantinTaiwanshowingtypicalsymptomsofirondeficiencyintheyoungleaves,whicharelightyellowtopalegreenincolor生姜的缺鐵病癥Yellowcolorationinbroadbands

ZincDeficiencies:玉米的缺鋅病癥Cudeficiencysymptoms

缺銅的病癥：缺鉬病癥Foliarsymptomsofchloridedeficiencyforwheat小麥缺氯的葉片病癥四、作物缺乏礦質(zhì)元素的診斷1、化學(xué)分析診斷法2、病癥診斷法3、參與診斷法第二節(jié)植物細(xì)胞對礦質(zhì)元素的吸收一、生物膜l、膜的特性和化學(xué)成分特性：選擇透過性成分：蛋白質(zhì)〔內(nèi)在蛋白、外在蛋白〕、脂質(zhì)〔磷脂、糖脂、硫脂、固醇類〕、糖類等〔小量的多糖，微量的核酸，微量的金屬離子和水分〕2、膜的構(gòu)造流動鑲嵌模型二、細(xì)胞吸收溶質(zhì)的方式和機(jī)理〔一〕、單離子通道運輸〔二〕、載體運輸〔單離子載體運輸，同、反向載體運輸〕〔三〕、離子泵運輸〔四〕、胞飲作用

運輸?shù)鞍椎谌?jié)植物對礦質(zhì)元素的吸收一、植物吸收礦質(zhì)元素的特點〔一〕、對鹽分和水分的相對吸收鹽分和水分兩者被植物吸收是相對的，既有關(guān)，又無關(guān)。植物的吸水量和吸鹽量之間不存在依賴關(guān)系?！捕?、離子的選擇吸收1、對同一溶液中不同離子吸收的差別2、對同一鹽的陰陽離子吸收的差別〔不同性質(zhì)的生理性鹽的列表對比〕〔三〕單鹽毒害和離子對抗1、單鹽毒害〔toxicityofsinglesalt)2、離子對杭〔ionantagonism〕3、平衡溶液〔balaneedsolution)1、單鹽毒害〔toxicityofsinglesalt)溶液中只需一種離子對植物起有害作用．2、離子對杭〔ionantagonism〕在發(fā)生單鹽毒害的溶液中，假設(shè)再參與其他金屬離子，即能減弱這種單鹽毒害，離子間的這種作用稱離子對抗．3、平衡溶液〔balaneedsolution)含有多種礦質(zhì)元素，對植物的生長有良好的作用而無毒害的溶液〔三〕單鹽毒害和離子對抗二、根部對濃液中的礦質(zhì)元素的吸收過程〔一〕離子吸附在根部細(xì)胞外表〔二〕離子進(jìn)入根部內(nèi)部詳細(xì)過程：*離子吸附在根部細(xì)胞的外表〔交換吸附〕*離子進(jìn)入根皮層〔質(zhì)外體或共質(zhì)體途徑〕*離子進(jìn)入胞間連絲進(jìn)入中柱*離子進(jìn)入導(dǎo)管或管胞三、根部對被土粒吸附著的礦質(zhì)元素的吸收C02+H20一H2C03——H++HC03–四、影響根部吸收礦物質(zhì)的條件1、溫度2、通氣情況3、溶液濃度4、氫離子濃度五、植物地上部分對礦質(zhì)元素的吸收1、葉片營養(yǎng)〔foliarnutrition)2、根外追肥的優(yōu)點第四節(jié)無機(jī)養(yǎng)料的同化一、硝酸鹽的代謝復(fù)原二、氨的同化1、復(fù)原氨基化

2、氨基交換作用3、氨甲酰磷酸的生成4、酰氨的生成四、硫酸鹽的同化1、硫酸根離子的活化2、硫酸根離子的進(jìn)一步活化：3、活化硫酸鹽進(jìn)一步被復(fù)原：五、磷酸鹽的同化磷酸鹽大多數(shù)細(xì)胞中都是經(jīng)過氧化磷酸化同化為ATP第五節(jié)礦物在植物體內(nèi)的運輸一、礦物質(zhì)運輸?shù)姆绞?、途徑和速度l、方式：N：氨基酸、酰胺和硝酸P：正磷酸S：硫酸根離子金屬：金屬離子2、途徑：上行運輸以木質(zhì)部為主下行運輸以韌皮部為主3、速度：30一100cm/h二、礦物質(zhì)在植物體內(nèi)的分布1、分布：可多次利用：大多分布于生長點和嫩葉呈離子形狀K構(gòu)成不穩(wěn)定、易分解的化合物N、P、Mg(2)只能利用一次:器官越老含量越大構(gòu)成難溶解的穩(wěn)定化合物S、Ca、Fe、Mn、B2