第二章植物的矿质与氮素营养第一节植物体内的必需元素第二节

第二章植物的矿质与氮素营养目的要求：通过本章学习主要了解植物生命活动中必需矿质的重要生理作用及缺素诊断，植物对矿质元素吸收利用特点及吸收机制，为合理施肥提供理论基础。本章重点：1.N、P、K、Ca、Fe、B、Zn的重要生理作用及缺素症。2.根系吸收矿质的特点。3.细胞吸收矿质的机制。第一节植物体内的必需元素一、植物体内的元素植物材料水分干物质有机物灰分105°C600°C（10%—95%）（5%—90%）（90%—95%）（5%—10%）挥发残留第一节植物体内的必需元素二、植物体内的必需元素必需元素是指在植物完成生活史中，起着不可替代的直接生理作用的、不可缺少的元素。1.判断必需元素的标准。①缺乏该元素，植物生长发育受阻，不能完成其生活史。②缺乏该元素，植物表现出专一的病症，加入该元素可使这种缺素病症消失。③该元素在植物营养生理上有直接的效果，而不是由于对土壤的物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接效果。第一节植物体内的必需元素二、植物体内的必需元素2.植物生长必需的元素有16种，根据植物需要的多寡将其分为大量元素和微量元素。（1）大量元素C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S。它们约占植物体干重的0.01%～10%。（2）微量元素Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Cl。约占植物体干重的10-5%～10-3%。第一节植物体内的必需元素二、植物体内的必需元素3.有益元素：某种元素并非植物必需的，但常在植物体内存在，对植物生长发育生理功能表现有利作用，并能部分代替某一必需元素的作用，减缓缺素症的元素。如Ni(也有的将其视为必需元素)，Na，Si，Co，Se，Al，稀土元素等。第一节植物体内的必需元素三、植物必需元素的生理功能1.是细胞结构物质的组成成分。2.是生命活动的调节者。3.起电化学作用。第一节植物体内的必需元素四、必需元素的缺素症状。第二节植物细胞对溶质的吸收植物细胞吸收矿质元素的方式有两类:方式被动吸收主动吸收第二节植物细胞对溶质的吸收一、被动吸收：概念：被动吸收指由于扩散作用或其他物理过程而进行的吸收，是不消耗代谢能量的吸收过程，亦称非代谢吸收。类型：扩散作用：分了或离子沿着化学势或电化学势梯度转移的现象。协助扩散：小分了物质经膜转运蛋白顺浓度梯度或电化学梯度跨膜的转运。第二节植物细胞对溶质的吸收一、被动吸收：1.扩散作用:杜南平衡：细胞内的可扩散负离子和正离子浓度的乘积等于细胞外可扩散正、负离子浓度乘积时的平衡，叫杜南(道南)平衡。［Na1+］×［Cl1-］＝［Na0+］×［Cl0-］。第二节植物细胞对溶质的吸收植物细胞吸收矿质元素的方式有两类:一、被动吸收：2.协助扩散：膜转运蛋白可分为两大类：离子通道载体离子通道载体第二节植物细胞对溶质的吸收二、主动吸收：概念：主动吸收是指细胞利用呼吸释放的能量作功而逆着电化学势梯度吸收离子的过程。ATP酶共转运类型第二节植物细胞对溶质的吸收二、主动吸收：1.ATP酶和载体第二节植物细胞对溶质的吸收1.ATP酶和载体第二节植物细胞对溶质的吸收二、主动吸收：2.共转运2.共转运第三节植物对矿质的吸收及运输一、吸收部位：叶片根系根毛区为主第三节植物对矿质的吸收及运输二、根系吸收矿质的特点：1.对矿质和水分的相对吸收；第三节植物对矿质的吸收及运输二、根系吸收矿质的特点：2.对离子的吸收具有选择性；生理酸性盐：对于(NH4)2SO4一类盐，根对NH４＋吸收多于和快于SO42-，故溶液中留存许多SO42-，导致溶液变酸，这种盐类叫生理酸性盐。生理碱性盐：对于NaNO3一类盐，植物吸收NO3-较Na+多而快，这种选择吸收的结果使溶液变碱，故称这类盐为生理碱性盐。生理中性盐：对于NH4NO3-一类的盐，植物吸收其阴离子与阳离子的量几乎相等，不改变周围介质的pH值，故称这类盐为生理中性盐。第三节植物对矿质的吸收及运输二、根系吸收矿质的特点：3.单盐毒害及离子颉颃；单盐毒害溶液中只有一种金属离子对植物起毒害作用的现象离子拮抗在发生单盐毒害的溶液中加入少量其他金属离子，即能减弱或消除这种单盐毒害，离子间的这种作用称为离子颉颃，也称离子对抗或离子拮抗。第三节植物对矿质的吸收及运输二、根系吸收矿质的特点：4.平衡溶液在含有适当比例的多种盐溶液中，各种离子的毒害作用被消除，植物可以正常生长发育，这种溶液称为平衡溶液第三节植物对矿质的吸收及运输三、根系吸收矿质的过程土壤养分根表养分植物体内养分第一步第二步三、根系吸收矿质的过程1.离子被吸附在根系细胞的表面离子交换接触交换第三节植物对矿质的吸收及运输三、根系吸收矿质的过程2.离子进入根部导管质外体途径（自由空间）共质体途径第三节植物对矿质的吸收及运输四、影响根系吸收矿质的因素1.温度2.通气状况3.土壤溶液浓度4.土壤pH第三节植物对矿质的吸收及运输五、叶片对矿质的吸收根外营养植物除了根部吸收矿质元素外，地上部分主要是通过叶片吸收矿质营养的过程。方式：气孔，角质层影响因素：内因外因保证溶液附着在叶面上溶液在叶片下停留的时间温度呼吸作用第三节植物对矿质的吸收及运输六、矿质元素在植物体内的运输1.运输的形式N：主要以酰胺和氨基酸，少量以硝酸盐形式P：主要以磷酸盐形式，也可磷酰胆碱形式S：主要以硫酸根形式，少数以蛋氨酸形式金属离子形式第三节植物对矿质的吸收及运输六、矿质元素在植物体内的运输2.运输的途径短距离通过共质体和质外体。长距离通过木质部。第四节氮的同化一、植物的氮源空气N2土壤无机氮化物有机氮化物（氨基酸、尿素等）氨态氮硝态氮第四节氮的同化二、硝酸盐的还原硝酸盐硝酸盐还原酶亚硝酸盐氨亚硝酸盐还原酶第四节氮的同化二、硝酸盐的还原第四节氮的同化二、硝酸盐的还原第四节氮的同化三、氨的同化第四节氮的同化三、氨的同化第五节合理施肥的生理基础一、作物需肥特点1.不同作物或同一作物的不同品种需肥情况不同。如禾谷类作物小麦需氮肥较多，同时要供给足够的磷、钾肥。2.作物不同，需肥形态不同。如水稻宜施铵态氮，而不宜施硝态氮。3.同一作物在不同生育期需肥不同。一般开花结实期，对矿质元素吸收达高峰。第五节合理施肥的生理基础二、施肥的指标1.土壤营养丰缺指标2.作物营养丰缺指标形态指标生理指标长相叶色体内养分状况叶绿素含量酰胺和淀粉含量酶活性第五节合理施肥的生理基础三、发挥肥效的措施1.肥水配合，充分发挥肥效；2.深耕改土，改良土壤环境；3.改善光照条件，提高光合效率；4.改革施肥方式，促进作物吸收。