《项目八作物营养原理.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《项目八作物营养原理.（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、项目八 作物营养原理,本章主要内容 作物营养成分 作物对养分的吸收（包括根外营养） 植物的营养特性,任务一 作物营养成分 一、植物的组成 7595水分 525干物质 影响植物物质组成的因素： 1. 遗传因素 如：禾本科植物含Si多、块茎植物含K多、豆科植物含N较多等。超积累植物（ 国外500余种，Ni有318种，锰有11种，我国仅有3种，Zn东南景天，Cd龙葵，砷蜈蚣草。 2. 环境条件（生长环境）如：盐渍土上生长的植物含Na和Cl较多、沿海的植物含I较多、酸性红壤上的植物含Al和Fe较多等,新鲜植株 烘干,95以气体挥发（C、H、 O、 N ) 5灰分元素(P K Ca Mg S Fe Mn
2、 Zn Cu Mo B Cl Si Al Na Co Se等，几乎含有地壳中所有元素 ),煅烧,（一）判定标准 1. 该元素对所有高等植物的生长发育是不可缺少的。如果缺少该元素，植物就不能完成其生活史。 必要性 2. 这种元素的功能不能由其它元素所代替。缺乏这种元素时，植物会表现出特有的症状，只有补充这种元素后症状才能减轻或消失。 专一性 3. 这种元素必须直接参与植物的代谢作用，对植物起直接的营养作用，而不是改善环境的间接作用 。 直接性,二、作物生长必需的营养元素,（二）植物必需营养元素的种类：16 种 目前 国内外公认的高等植物所必需的营养元素有16种。它们是碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、
3、镁、硫、铁、硼、锰、铜、锌、钼、氯。,Mn,B,Fe,S,N,C,O,H,Ca,K,P,Cu,Cl,Zn,Mg,Mo,正常生长植株的干物质中营养元素的平均含量,元素 符号 mol/克（干重 ） mg/kg %,Mo 0.001 0.1 -,Cu 0.1 0.6 -,Zn 0.30 20 -,Mn 1.0 50 -,Fe 2.0 100 -,B 2.0 20 -,Cl 3.0 100 -,S 3.0 - 0.1,P 60 - 0.2,Mg 80 - 0.2,Ca 125 - 0.5,K 250 - 1.0,N 1000 - 1.5,O 30000 - 45,C 40000 - 45,H 6000
4、0 - 6,钼 铜 锌 锰 铁 硼 氯 硫 磷 镁 钙 钾 氮 氧 碳 氢,微量元素 大量元素,（三）必需营养元素的分组和来源 非矿质元素 C、H、O （天然营养元素）来自空气和水 大量元素 N、P、K 肥料三要素或植物营养三要素， 来自土壤（部分N来自生物固氮） 中量元素 Ca、Mg、S (0.1%以上)， 来自土壤 微量元素 Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Cl、(0.1%以下)，来自土壤,（四）植物必需营养元素的一般功能 第一类：C、H、O、N、S 1. 组成有机体的结构物质和生活物质 2. 组成酶促反应的原子基团 第二类：P、B 1. 形成连接大分子的酯键 2. 储存及转换能量 第三
5、类：K、Mg、Ca、Mn、Cl 1.维护细胞内的有序性，如渗透调节、电性平衡等 2. 活化酶类 3. 稳定细胞壁和生物膜构型,第四类：Fe、Cu、Zn、Mo 1. 组成酶辅基 2. 组成电子转移系统,植物必需营养元素的各种功能可通过植物的生长表现出来。当植物缺乏或过量吸收某一元素时，会出现特定的外部症状，这些症状统称为“植物营养失调症”，包括“营养元素缺乏症”和“元素毒害症”。,三、作物有益营养元素 非必需营养元素中一些特定的元素，对特定植物的生长发育有益，或为某些种类植物所必需，这些元素称为有益元素。 例：豆科作物 钴（Co）； 藜科作物(糖用甜菜) 钠（Na）； 水稻和硅藻 硅（Si）；
6、黄芪属（紫云英） 硒（Se） 海生植物（海带） 碘（I） 稀土元素（阿系、镧系17个元素） 草莓钛（Ti） 茶树、绣球铝（Al） 钒、(V）、镍（Ni）,四、必需营养元素间的关系 1.同等重要律植物必需营养元素在植物体内不论数量多少都是同等重要的。 生产上要求： 平衡供给养分 2.不可代替律植物任何一种营养元素的特殊生理功能，都不能被其它元素所代替。 3.“相互相似”作用 如：B能消除亚麻缺铁症 Na可部分满足糖用甜菜对K的要求 Zn、Mn、Mg都可活化羧化酶、鉫代替K、锶代替钙等 是暂时的，部分的，次要的，说明多样性、适应性,任务二 作物对养分的吸收 作物的养分吸收是指养分进入植物体内的过程
7、，是植物与环境之间物质交换的主要途径，包括： 根部吸收 矿质养分（离子和无机分子）为主 有机态养分（分子态）少部分 根外吸收 气态养分和喷施液体肥料,a. 须根系（根广） b.直根系（根深） 直根系和须根系示意图,一、土壤中的养分到达根表面的途径 （一）根吸收养分部位 1.根系生长与养分吸收 1） 根的类型,2）根的数量 反映根系的营养特性 用单位体积或面积土壤中根的总长表示（LV，cm/cm3 或 LA ， cm/cm2 ） 一般：须根系的Lv 直根系的Lv Lv越大，总表面积越大，根与养分接触的概率高 根据作物对养分利用的能力，可将作物分为高效型（番茄）、中效型（小麦）和低效型（洋葱） 3
8、）根的分布 分布太浅或过密：养分利用不充分 空间分布合理：可提高养分吸收效率,2.植物分泌物与养分吸收 根际的概念：由于植物根系的影响而使其理化、生物性质与原土体有显著不同的那部分根区土壤，距离根1几mm范围。远离根的土壤称为非根际土壤。 1）根系分泌物 a.种类 无机物：CO2、矿质盐类 有机物：糖类、核酸、蛋白质及酶、 氨基酸、有机酸 b.作用：活化土壤养分，增加养分的有效性； 提供微生物营养源。,2）根际微生物 a.非侵染微生物对植物吸收养分的影响 矿化有机物，释放CO2和无机养分 产生和分泌有机酸，促进养分的有效性 固定和转化大气中的养分 产生和释放生理活性物质 b.菌根：土壤真菌侵染
9、植物根系后形成的联合共生体 类型：外生菌根、内生菌根 作用：促进植物对养分的吸收，如VA菌根（丛枝菌根）,3）根际pH值 （1）影响因素：根系分泌的有机酸 养分吸收 阳离子阴离子 pH? 阴离子阳离子 pH? 呼吸作用 （2）作用：影响养分的有效性,（二）养分进入根表面 根系对养分吸收的过程包括： 离子接触交换 离子扩散 质流 养分：土壤 根表 根内,迁移 吸收 质流 扩散 被动 主动,1.离子接触交换 （1）接触交换（截获） 定义：是指植物根系在生长过程中直接接触土壤养分而使养分转移至根表的过程，实质是根与土粒上离子的直接交换。 数量：约占1，远小于植物的需要,根与土壤溶液中离子的交换,根与
10、粘粒上离子的非接触交换,2.离子扩散 定义：由于根际养分亏缺区养分浓度梯度（浓度差），使养分离子从浓度高的土体向浓度低的根表移动的过程 影响因素： 沿X轴上养分浓度陡度 养分离子的扩散系数 迁移的离子：磷、钾、氮,3.质流 定义：当土壤水分含量在土体中能够形成连续运动的情况下，由于蒸腾拉力而引起的溶质（养分）随水流向根表移动的过程。 影响因素：与蒸腾作用强度（蒸腾率）呈正相关 与土壤溶液养分浓度呈正相关 迁移的主要离子：氮(硝态氮)、钙、镁、硫 水分多、距离远时，易溶性和移动性强的养分靠质流供应多；干旱短距离时，养分靠扩散供应为主。旱作农业土壤多呈干旱或半干旱状况，多数时间以扩散供应为主，扩散
11、距离慢而短（3-4cm）所以，要注意施肥位置。,二、土壤中的养分到达根内部的途径 1.被动吸收 定义：利用浓度梯度，但不消耗任何能量，使养分子进入根系细胞内的过程称为养分的被动吸收。 杜南平衡：杜南平衡是一种特殊的积累离子的现象。杜南平衡的结果是膜两侧某离子的浓度不相等，但也达到了平衡。,2.主动吸收 定义：养分离子逆着浓度梯度（或电化学势梯度）、有选择性地通过原生质膜进入根细胞内，这个过程是需要消耗能量的代谢过程，也称代谢吸收。 基础概念： 1）自由空间是指植物某些组织或器官（根部）能允许外部溶液通过自由扩散而进入的那些区域。包括细胞间隙、细胞壁到原生质膜之间的空隙。 又可分为水分自由空间和
12、杜南自由空间 2）水分自由空间是指被水分占据并能和外部介质溶液达到物理化学平衡的那部分质外体区域。 3）杜南自由空间是指质外体中因受电荷影响，养分离子不能自由移动的那部分区域。,养分进入共质体 养分通过原生质膜才能进入共质体 原生质膜的特点：具有选择透性的生物半透膜 原生质膜的结构：“流动镶嵌模型” 原生质膜是一个具有精密结构的屏障，对不同的物质具有不同的透性。一些亲脂性非极性分子或不带电的极性小分子能溶于双层磷脂层中，因而能以扩散的形式透过质膜。而极性大分子或带电离子则要借助膜上的某些物质才能透过。这种借助膜上物质进行穿透的过程叫运输，对植物而言，习惯上也叫吸收。,生物膜的流动镶嵌模型：,蛋
13、白质,磷脂双分子,机理: 1）载体解说 载体：指生物膜上能携带离子通过质膜的蛋白体。也称运输酶。 载体转运离子的过程 2）离子泵解说 离子泵假说：位于植物细胞原生质膜上的ATP酶，它能逆电化学势将某种离子“泵入”细胞内，同时将另一种离子“泵出”细胞外。,线粒体,磷酸激酶,磷酸酯酶,活化载体-离子复合体,载体,活化载体,离子,外,内,质 膜,ATP,ADP,离子,Pi,ATP活化载体假说示意图,载体+离子外+ATP 载体+离子内+ADP+Pi,转运,1）载 体 解 说,2）离子泵解说,离 子 运 输 过 程,三、养分在作物体内的运输和分配 （一）短距离运输 养分的横向运输：养分从表皮细胞进入皮层到达中柱的迁移过程称为养分的横向运输。又称短距离运输。 1） 质外体指细胞原生质膜以外的空间，包括细胞壁、细胞间隙和木质部导管。 2）共质体指原生质膜以内的物质和空间，包括原生质体、内膜系统及胞间连丝等。 3）胞间连丝相邻细胞之间的原生质丝，是细胞之间物质运输的主要通道。,（二）长距离运输 养分的纵向运输：养分经木质部输导组织向地上部的运输，称为养分的纵向运输，又称为长距离运输。 长距离运输动力：蒸腾拉力（阶段性）、根压（连续性） （三）养分的再利用 a.可再利用元素：氮、磷、钾 b.不可再利用元素：铁、锰、铜,四、植物根部对有机态养分的吸收 （一）植物可直接吸收利用有机态物质
