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1、第一章植物营养与施肥原则 第一节 植物的营养成分主要内容基本要求植物体的组成成分了解植物的必需营养元素掌握植物的有益元素了解1（一）、植物体的组成成分新鲜植株烘干 75C 7595水分525干物质95以气体挥发煅烧 5灰分(成分复杂) 525C 一 植物体的组成成分2一 植物体的组成成分3（二）、影响植物体内矿质元素种类和 含量的因素 1. 遗传因素如：禾本科植物需Si、淀粉 植物块茎含K多、豆科植物含N较多等。 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。一 植物体的组成成分4(一)、植物必需营养元素的标准及种类
2、1 标准 (Arnon 影响植物光合作用与蒸腾腾作用; 提高植物的抗逆性; 与其它养分相互作用禾本科植物 (如水稻、小麦、大麦)钠钠 (Na)刺激植物生长长; 调节细调节细 胞渗透压压; 影响植物水分平衡与细细胞伸展; 代替钾钾行使营营养功能, 如部分酶激活等C4或CAM类类植物 (如甜菜等)钴钴 (Co)参与豆科植物根瘤固氮; 调节调节 酶或激素活性, 刺激植物生长长; 稳稳定叶绿绿素豆科固氮植物(必需)硒(Se)刺激植物生长长; 增强植物体的抗氧化作用百合科、十字花科、豆 科、禾本科(低浓浓度)铝铝(Al)刺激植物生长长; 影响植物颜颜色; 某些酶的激活剂剂喜酸性植物(如茶树树)三 植物的
3、有益元素14硅主要通过在叶表皮层沉积而 影响叶片的直立度（Marschner H， 高等植物的矿质营养，2001）。施 硅能改善水稻株型，使叶与茎夹角 减小，叶片挺立（冯元琦，2000;管 恩太等,2000）,使稻田通风透光，提 高光合效率。 三 植物的有益元素15本节小结：植物体的组成成分植物的必需营养元素(掌握)植物的有益元素16本节复习题： 1. 影响植物体中矿质元素含量的因素主要是 遗传因素和 环境条件 。 2. 植物必需营养元素的判断标准可概括为必要 性、 专一 性和 直接 性。 3. 植物必需营养元素有 17 种，其中 NPK 称为植物营养三要素或肥料三要素。 4. 植物必需营养元
4、素间的相互关系表现为同等重要 和 不可代替 。5. 植物的有益元素中， Si 对于水稻、 Na 对 于甜菜、 Co 对于豆科作物、 AI 对于茶树均是有益的。 17第二节 植物对养分的吸收 主要内容基本要求养分离子向根部迁移 了解植物根系对养分的吸收 掌握根对有机态养分的吸收 了解植物叶部对养分的吸收 掌握18吸收的含义：植物的养分吸收是指养分进入植物体内的过程泛义的吸收指养分从外部介质进入植物体中的任何部分确切的吸收指养分通过细胞原生质膜进入细胞内的过程根系对养分吸收的过程包括：1. 养分向根表面的迁移2. 养分进入质外体3. 养分进入共质体19123土壤根地上部(1.截获 2.质流 3.扩
5、散)一、土壤养分向根表面迁移植物根获取土壤养分的模式图20（一）截获（Interception）1. 定义：是指植物根系在生长过程中直接接触养分而使养分转移至根表的过程。2. 实质：接触交换3. 数量：约占1，远小于植物的需要（二）质流（Mass flow） 1. 定义：是指由于水分吸收形成的水流而引起养分离子向根表迁移的过程。 2. 影响因素：与蒸腾作用呈正相关与离子在土壤溶液中的溶解度呈正相关一、土壤养分向根表面迁移21（三）扩散（Diffusion）1. 定义：是指由于植物根系对养分离子的吸收，导致根表离子浓度下降，从而形成土体根表之间的浓度梯度，使养分离子从浓度高的土体向浓度低的根表迁
6、移的过程。2. 影响因素：土壤水分含量养分离子的扩散系数：NO3-K+H2PO4-土壤质地土壤温度一、土壤养分向根表面迁移22问题：植物的大量矿质元素各通过什么途径迁 移到根系表面？1. 截获：钙、镁 (少部分)2. 质流：氮 (硝态氮)、钙、镁、硫3. 扩散：氮、磷、钾23（一）质外体和共质体的概念对于植物的吸收和运输而言，植物体可以分 为二部分：1. 质外体（Apoplast）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（Symplast）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。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
7、要通道。二、植物根系对离子态养分的吸收24Apoplast: cell walls filled with air & waterCell walls二、植物根系对离子态养分的吸收25（二）养分进入质外体由于质外体与外界相通，养分离子能以 质流、扩散或静电吸引的方式自由进入质外体也被称作自由空间(也称表观自 由空间AFS或外层空间)自由空间是指根部某些组织或细胞能允 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 空隙二、植物根系对离子态养分的吸收26（三）养分进入共质体 养分需要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
8、构：“流动镶嵌模型”生物膜的流动镶嵌模型二、植物根系对离子态养分的吸收27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(transport)。对植 物而言，习惯上也叫吸收(absorption)。二、植物根系对离子态养分的吸收281. 被动吸收（passive absorption） 定义：膜外养分顺浓度梯度 (分子) 或电化学 势梯度 (离子)、 不需消耗代谢能量 而自发地 (即没有
9、选择性地) 进 入原 生质膜的过程。二、植物根系对离子态养分的吸收离子(分子)的运输动力来自膜间的电化学势( 浓度)梯度，当膜两边的电化学势(浓度)梯度相等 时，离子(分子)达到动态平衡，净吸收停止。29Driving forces for membrane transport: concentration differencesMolecules will diffuse until the concentration is the same everywhereRob Reid, 2004运输动力：302. 主动吸收（active absorption）定义：膜外养分逆浓度梯度 (分子)
10、或电化学势梯度 (离子)、需要 消耗代谢能量、有选择性地进入 原生质膜内的过程。二、植物根系对离子态养分的吸收31ATPATPATPDriving forces for membrane transport: metabolic energyRob Reid, 2004运输动力：32机理(1) 载体解说载体（carrier）指生物膜上存在的能携带离 子通过膜的大分子。这些大分子形成载体时需要能 量（ATP）。载体对一定的离子有专一的结合部位，能有选 择性地携带某种离子通过膜。二、植物根系对离子态养分的吸收33(2) 离子泵假说 (Hodges，1973)离子泵（ions bump）：是位于植物
11、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。 二、植物根系对离子态养分的吸收343. 主动吸收与被动吸收的判别区别： 是否逆电化学梯度 是否消耗代谢能量 是否有选择性二、植物根系对离子态养分的吸收35（一）植物可吸收的有机态养分的 种类含氮：氨基酸、酰胺等 含磷：磷酸己糖、磷酸甘油酸、卵磷 脂、植酸钠等 其它：RNA、DNA、核苷酸等三、植物根系对有机态养分的吸收36（二）、叶部营养的特点1. 叶部营养具有较高的吸收转化速率，能及时 满足植物对养分的需要用于及时防治某 些缺素症或补救因不良气候条件或根部受损 而造成的营养不良2. 叶部营养
12、直接促进植物体内的代谢作用，如 直接影响一些酶的活性用于调节某些生 理过程，如一些植物开花时喷施硼肥，可以 防止“花而不实”四、叶部对养分的吸收 373. 叶部喷施可以防止养分在土壤中固定问题：叶部营养可否代替根部营养？对于微量元素，是常用的一种施用手段 对于大量元素，只能作为根际营养的补充叶面施肥的局限性：叶面施肥的局限性在于 肥效短暂，每次施用养分总量有限，又易从疏水表 面流失或被雨水淋洗；有些养分元素（如钙）从叶 片的吸收部位向植物其它部位转移相当困难，喷施 的效果不一定好。 因此，植物的根外营养不能完全代替根部营 养，仅是一种辅助的施肥方式，适于解决一些特殊 的植物营养问题。四、叶部对
13、养分的吸收 38（五）、叶面肥概述1. 叶面肥的含义狭义凡是喷在叶片上能为植物提供营养元素的物质广义凡是喷在叶片上能对植物起营养作用或生理调节 作用的物质2. 叶面肥的作用与效果在中、低等肥力的土壤上喷施：大田作物平均增产 5 10；果树增产515；蔬菜增产20303. 叶面肥的优点针对性强、肥效好、避免土壤固定和淋溶、省肥方便四、叶部对养分的吸收 394. 叶面肥的分类纯营养型：主要包括氮、磷、钾和微量元素 生长调节剂型：不属肥料，但可调节植物 新陈代谢，促进生长发育，增加产量 营养与生长调节剂综合型 5. 叶面肥的种类市场上产品繁多，多数是由纯营养型和生长调节剂型配比制成。 6. 影响叶面
14、肥使用效果的因素环境因素、叶面肥质量和使用技术的影响具体使用时，除了参阅说明书，新选用的品种最好通过试验，以确定其效果和最佳使用技术。 40复习题： 1.植物根系吸收养分的全过程可人为地分为养分 向根表的迁 移 、 进入质外体 和 进入共质体 等三个阶段2. 土壤中的养分一般通过 截获 、 扩散 和 质流 等三种途 径迁移至植物根系表面。 3. 被动吸收和主动吸收的区别在于：浓度梯度或电化学势梯度 代谢能量 选择性被动吸收 顺 不需要 无主动吸收 逆 需要 有4. 我们学过的主动吸收的机理有 载体学说 和 离子泵学说 。5. 植物吸收有机态养分的意义在于 提高养分的利用率 和 减少能量消耗 。 6. 叶部施肥的特点是 养分利用率高 、 肥效迅速 和 防止养分 土壤固定 。7. 在植物营养中 土壤施肥 是主要方式，叶面施肥 是辅助 手段 414243主要内容 基本要求养分的短距离运输了解养分的长距离运输了解养分的再利用了解 第三节 植物体内物质的运输44吸收了的养分的去向：1. 在原细胞被同化，参与代谢或物质形成， 或积累在液泡中成为贮存物质 2. 转移到根部相邻的细胞3. 通过输导组织转移到地上部各器官4. 随分泌物一道排回介质中短距离运输长距离运输45含义：也称横向运输，是指介质中的养分沿根表皮、皮层、
