植物营养及施肥植物对养分吸收

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1、第第 二二 章章 主要内容主要内容 第一节 植物的营养成分 第二节 养分进入根细胞的机理 第三节 影响根系吸收养分的因素 第四节 叶片和地上部分其它器官对养分的吸收 一、植物的组成成分 二、必需营养元素的概念 三、必需营养元素的分组及功能 第一节 植物的营养成分 一、植物的组成成分 二、必需营养元素的概念 三、必需营养元素的分组及功能 植物由水和干物质组成，一般新植物由水和干物质组成，一般新 鲜植物含有鲜植物含有75759595的水和的水和5 52525 的干物质。的干物质。 灰分：植株燃烧后残留下来的部分。 70余种元素 第一节 植物的营养成分 一、植物的组成成分 二、必需营养元素的概念 三

2、、必需营养元素的分组及功能 必 要 性:缺少这种元素植物就不能完成其生命周期缺少这种元素植物就不能完成其生命周期 不可替代性:缺少这种元素后，植物会出现特有的症状， 而其它元素均不能代替其作用，只有补充这种元素后症 状才会减轻或消失。 直 接 性:这种元素是直接参与植物的新陈代谢，对植 物起直接的营养作用，而不是改善环境的间接作用。 (Arnon 养分离子的理化性质; 根的代谢活性、苗龄、生育时期植物体内状况。 砧穗品种叶片失绿程度含铁多寡活性铁叶绿素含量 温州蜜橘构头橙不失绿多多多 碰柑构头橙不失绿多多多 温州蜜橘积壳失绿少少少 碰柑积壳失绿少少少 不同砧木柑橘叶片含铁量的多寡 遗传基因的影

3、响遗传基因的影响 处理根系还原力生长状况 温州蜜橘构头橙强生长正常 碰柑构头橙强生长正常 温州蜜橘积壳弱叶片失绿 碰柑积壳弱叶片失绿 柑橘根系还原力 豫麦豫麦1818 小偃小偃5454 研究表明，在低浓度范围内，离子的吸收率随研究表明，在低浓度范围内，离子的吸收率随 介质养分浓度的提高而上升，但上升速度较慢，在介质养分浓度的提高而上升，但上升速度较慢，在 高浓度范围内，离子吸收的选择性较低，而陪伴离高浓度范围内，离子吸收的选择性较低，而陪伴离 子及蒸腾速率对离子的吸收速率影响较大。子及蒸腾速率对离子的吸收速率影响较大。 各种矿质养分都有其浓度与吸收速率的特定关各种矿质养分都有其浓度与吸收速率的

4、特定关 系。系。 环境因素的影响环境因素的影响 一、介质中养分浓度 KCl和NaCl浓度对离体大麦根吸收K+和Na+速率的影响 浓度（mmol/L） 吸收率（mol/g鲜重h） 0 2 4 6 8 23451 K+ Na+ 植物对养分有反馈调节能力。中断某一养分 的供应，往往会促进植物对这一养分的吸收。 在缺磷一段时期后再供磷会导致地上部含磷 量大大增加，甚至引起磷中毒。 （一）中断养分供应的影响（一）中断养分供应的影响 含磷量（umol/g干物重）*植物 8天-Pa7天-P+1天+Pb7天- Pb +3天+Pc 地上部 49(20) 151( 61 ) 412(176) 幼叶 26( 5 )

5、 684(141)1647(483) 根系 43(24) 86( 48 ) 169( 94 ) 不同供磷状况对大麦各部位含磷量的影响不同供磷状况对大麦各部位含磷量的影响 *括号中的数字为相对值：对照为100，即整个实验期持续供给 150mol/LP。a：不加磷生长8天。b：不加磷生长7天而后补加磷生长 1天。c：不加磷生长7天而后补加磷生长3天。 某一矿质养分的吸收速率与其外界浓度间的关 系还取决于养分的持续供应状况。用离体根或完整 的幼龄植物进行短期研究时，通常是在很稀的营养 液或溶液中进行预培养，因此植株或根内的养分浓 度相当低。当供应养分以后，养分吸收速率会非常 高，甚至在高浓度范围内，

6、吸收速率仍持续增高。 （二）长期供应的影响（二）长期供应的影响 外界磷浓度对生长外界磷浓度对生长4 4周的周的8 8种植物以及生长种植物以及生长 2424小时的大麦吸磷速率的影响小时的大麦吸磷速率的影响 生长24小时生长4周 0.001 0.01 0.1 1 10 0.010.11101001000 磷浓度（mol/L） 磷吸收率（mol/g根鲜重h） 植物根系对养分吸收的反馈调节机理可使 植物在体内某一养分离子的含量较高时，降低 其吸收速率；反之，养分缺乏时，能明显提高 吸收速率。净吸收速率的降低包括流入量的降 低和溢泌量的增加。 （三）养分吸收速率的调控机理（三）养分吸收速率的调控机理 养

7、分在各种生化反应中的重要作用在于保 证细胞质组成和状态的稳定及植物旺盛的代谢 作用。一般认为，当养分供应不足时，可通过 调节跨原生质膜的吸收速率或对储藏在液泡中 的养分再分配来调节。 （四）细胞质和液泡中养分的分配（四）细胞质和液泡中养分的分配 离子 离子 液泡 细胞质 根皮层 中柱 根部离子吸收的反馈调控模型 介质 K+细胞质K+ 液泡 K+ 0.0113321 0.114061 介质中介质中K K + + 的浓度的变化对大麦根细胞质和的浓度的变化对大麦根细胞质和 液泡中液泡中K K + + 浓度浓度(mmol/L)(mmol/L)的影响的影响 一般一般638C638C的范围内，根系对养分的

8、吸收的范围内，根系对养分的吸收 随温度升高而增加。温度过高（超过随温度升高而增加。温度过高（超过40C 40C ）时时 ，高温使体内酶钝化，从而减少了可结合养分离，高温使体内酶钝化，从而减少了可结合养分离 子载体的数量，同时高温使细胞膜透性增大，增子载体的数量，同时高温使细胞膜透性增大，增 加了矿质养分的被动溢泌。低温往往是植物的代加了矿质养分的被动溢泌。低温往往是植物的代 谢活性降低，从而减少养分的吸收量。谢活性降低，从而减少养分的吸收量。 二、温度 10oC15oC20oC25oC30oC35oC 根区温度对马铃薯幼苗根形态和地上部生长的影响 温度对大麦吸收温度对大麦吸收K K + + 的

9、影响的影响 细胞液中钾的浓度(mg/L) 对水稻吸收矿质养分影响较显著的有对水稻吸收矿质养分影响较显著的有Si 、P、K，而而CaCa、MgMg则影响较少则影响较少。 。 吸收率(%) 低温影响低温影响NONO 3 3 - - 的吸收远远大于的吸收远远大于NHNH 4 4 + + v温度降低对水稻、小麦等作物吸收养分有明 显影响，其中以P、K最为突出。因此，在寒冷 地区（华北、东北）的冬季及山坡的北面，作 物增施磷、钾肥和腐熟的有机肥，或者追施土 杂肥和草木灰等，都有良好的效果。 v栽培早稻常用尼龙育秧保温，晚稻生育后期 如遇低温，常灌深水保温。在夏季高温时，常 采用日灌夜排来降低土温。 运运

10、 用用 适宜根际土温：水稻适宜根际土温：水稻30-3230-32CC，棉花，棉花28-30C28-30C， 马铃薯马铃薯20C20C，玉米，玉米25-30C25-30C，烟草，烟草22C22C，番茄，番茄 25C25C。 光照可通过影响植物 叶片的光合强度而对某些 酶的活性、气孔的开闭和 蒸腾强度等产生间接影响 ，最终影响到根系对矿质 养分的吸收。 三、光照 养分含量（相对%） 照度 指数 NH4+H2PO 4 - K + Ca 2+ Mg 2+ Mn 2+ SiO2 100100100100 100 100100100 58 58 7678 107 103 85 5 56 40 3341 6

11、4 68 46 65 5 17 1513 49 40 22 35 光照对水稻吸收养分的影响光照对水稻吸收养分的影响 吸收磷的量(mg*10/d ) 光照对玉米吸收磷的影响光照对玉米吸收磷的影响 水分状况是决定土壤中养分离子 以扩散还是以质流方式迁移的重要 因素，也是化肥溶解和有机肥料矿 化的决定条件。水分状况对植物生 长，特别是对根系的生长有很大影 响，从而间接影响到养分的吸收。 四、水分四、水分 土壤通气状况主要从三个方面影响植物对土壤通气状况主要从三个方面影响植物对 养分的吸收：养分的吸收： 一是根系的呼吸作用；一是根系的呼吸作用； 二是有毒物质的产生；二是有毒物质的产生； 三是土壤养分的

12、形态和有效性。良好的通三是土壤养分的形态和有效性。良好的通 气环境，能使根部供氧状况良好，并能使呼吸气环境，能使根部供氧状况良好，并能使呼吸 产生的产生的COCO 2 2 从根际散失。这一过程对根系正常发从根际散失。这一过程对根系正常发 育、根的有氧代谢以及离子的吸收都有十分重育、根的有氧代谢以及离子的吸收都有十分重 要的意义。要的意义。 五、通气状况五、通气状况 大麦离体根培养在不同氧张力下吸收磷的情况大麦离体根培养在不同氧张力下吸收磷的情况 调节措施：调节措施： u旱地施肥结合中耕松土，同时注意 施用有机肥； u水田前期浅水勤灌、中期排水晒田 、后期干湿交替等。 运运 用用 pH pH 改

13、变了介质中改变了介质中H H + + 和和OHOH - - 的比例。其对的比例。其对 离子吸收的影响主要是通过根表面，特别离子吸收的影响主要是通过根表面，特别 是细胞壁上的电荷变化及其与是细胞壁上的电荷变化及其与K K + + ，CuCu2+ 2+， ， MgMg2+ 2+等阳离子的竞争作用表现出来的。 等阳离子的竞争作用表现出来的。 六、土壤反应六、土壤反应（pHpH） 1. 介质反应与植物吸收阴、阳离子的关系 偏酸性：吸收阴离子阳离子 偏碱性：吸收阳离子阴离子 原因：酸性反应时，根细胞的蛋白质分子带正电荷 为主，故能多吸收外界溶液中的阴离子 碱性反应时，根细胞的蛋白质分子带负电荷 为主，故

14、能多吸收外界溶液中的阳离子 离子吸收量（mg/kg鲜重/6h） 培养液的 pH 变化NH4+-NNO3-N 总吸收量 4.03448 82 5.04259 101 6.04641 87 7.66630 96 不同pH条件对番茄吸收NH4+-N及NO3-N的影响 2. 土壤反应与植物有效养分含量的关系 外部溶液的pH及Ca2+的供应对大麦根K+净吸收率的影响 pH 23456 0 +10 +20 K+净吸收率 （molg/鲜重 3h） 78910 -10 +Ca2+ -Ca2+ 营养元素土中有效含量 较多时的pH范围 氮 5.58.0 钾、钙、镁 6.0 磷 5.57.0 硫 5.5 铁、锰、锌

15、 铜、钴 6.0 硼 5.07.0 总的来说，pH5.56.5时， 各种养分的有效性均较高 土壤反应和植物有效养 分含量的关系 七、离子理化性状 吸收同价离子的速率与离子半径之间的关系通常 呈负相关。 细胞膜组分中的磷脂、硫酸脂和蛋白质等都是带 有电荷的基团，离子都能与这些基团相互作用。其相 互作用的强若顺序为：不带电荷的分子一价的阴、 阳离子 K2HPO4；对氮的吸收为尿素硝酸盐铵盐。 （二）矿质养分的浓度 在一定浓度范围内，矿质养分进入叶片的速 率和数量随浓度的提高而增加，但浓度过高会灼 伤叶片。一般用0.1%-2%。 五、影响根外营养的因素 角质层厚的叶片很难吸附溶液；一般要求 湿润0.51小时。可加入“润湿剂”：0.1 0.2洗涤剂或中性皂。避免高温蒸发和气孔关 闭时期。喷施时间：清晨、傍晚或阴天. （三）叶片对养分的吸附能力 （四） 溶液反应 酸性：有利于阴离子吸收 中性微碱性：有利于阳离子吸收 （五）植物的叶片类型及温度（五）植物的叶片类型及温度 双子叶植物叶面积大，叶片角质层较薄,溶液 中的养分易被吸收。单子叶植物则相反。对单子 叶植物应适当加大浓度或增加喷施次数。叶的年 龄：幼叶比老叶吸收能力强。 叶的正反面：叶背面比叶表面吸收效果好。叶的正反面：叶背面比叶