植物营养学整理

植物营养学整理农产品品质。目的：提高作物产量，改善产品品质,减轻环境污染。N：果实大小、色泽，蛋白质和氨基酸含量。P：促进果实和种子的成熟和含磷物质含量。K：品质元素,提高蔗糖、淀粉、脂肪、维生素和矿物质含量、改善果蔬色泽、风味，贮藏和加工性能。③植物营养与生态环境安全：增加土壤养分、补充土壤有机质，改善土壤理化性状、调节土壤酸碱度、提高土壤生物和生化活性、减少污染，改善生态环境。4、李比希的三大学说：①矿质营养学说：腐殖质是地球上有了植物之后才形成的。植物最初的营养物质必然是矿质元素，腐殖质只有通过改良土壤、分解产生矿质元素和CO2来实现其营养作用。因此，矿质元素才是植物必需的基本营养物质。②养分归还学说：由于作物的收获必然要从土壤中带走某些养分物质，土壤养分将越来越少，如果不把这些矿质养分归还土壤，土壤将变得十分贫瘠。因此必须把作物带走的养分全部归还给土壤。③最小养分律：作物产量受土壤中相对含量最少的养分因子所控制，产量高低随最小养分补充量的多少而变化，如果这个因子得不到满足，即使增加其他的养分因子，作物产量也不可能提高。6、植物营养学的主要研究方法。①生物田间试验法；②生物模拟试验法；③化学分析法；④数理统计法；⑤核素技术法；⑥酶学诊断法7、生物田间试验法的优缺点：优点：①在田间自然条件下进行，是植物营养学科中最基本的研究方法；②试验条件最接近农业生产要求，能较客观地反映生产实际，所得结果对生产有直接的指导意义不足：①田间自然条件有时很难控制，不适合进行单因素试验。此法应与其它方法结合起来运用。8、生物模拟试验法：运用特殊装置，给予特殊条件便于调控水、肥、气、热和光照等因素，优点：有利于开展单因子的研究，多用于田间条件下难以进行的探索性试验。缺点：所得结果往往带有一定局限性，需要进一步在田间试验中验证，然后再应用于生产。主要类型：土培法、水培法、砂培法、无菌琼脂培养等9、化学分析法：研究植物、土壤和肥料体系内营养物质含量、形态、分布与动态变化的必要手段，是进行植物营养诊断所不可少的方法。在大多数情况下，此法应与其它方法结合运用，但手续繁多，工作量大。近十几年来，有各种自动化测试仪器相继问世，从而克服了这一缺点。10、数理统计法：指导试验设计，检验试验数据帮助试验者评定试验结果的可靠性，作出正确的科学结论11、核素技术法（又叫同位素示踪法）：1大量营养元素1、植物体组成和含量的影响因素：①遗传因素：由遗传因素控制的对某种元素的吸收积累能力决定了该元素在植物中的含量。②生长介质：介质中养分含量及有效性，如盐土Na含量高，酸性土Al、Fe含量高。③组织和部位：不同的组织和部位积累的养分有差异。④环境条件：各种环境条件也会显著影响体内的养分含量。2、判断植物必需营养元素的依据。①如缺少该营养元素，植物就不能完成其生活史。（必要性）②该营养元素的功不能由其它营养元素所能代替。（不可替代性或专一性）③该营养元素直接参与植物代谢作用。如为植物体的必需成分或参与酶促反应等如（直接性）3、必需营养元素的种类（中文和英文缩写）钼Mo铜Cu锌Ze锰Mn铁Fe硼B氯Cl硫S磷P镁Mg钙Ca钾K氮N氧O碳C氢H镍Ni4、有益元素（Beneficialelement)：是指为某些植物正常生长发育所必需而非所有植物必需的元素。例如：硅（Si）为稻、麦等禾本科植物所必需的；钠（Na）对盐土植物盐生草和囊滨藜所必需；钴（Co）为豆科植物固氮和根瘤生长所必需；5、有害元素（Toxicelement)：对植物生长有毒害作用的一些元素。如铅、镉等。6、K.Mengel和E.A.Kirkby把植物必需营养元素分为四组：第一组：植物有机体的主要组分，包括C、H、O、N和S；第二组：P、B(Si)都以无机阴离子或酸分子的形态被植物吸收，并可与植物体中的羟基化合物进行酯化作用；第三组：K、(Na)、Ca、Mg、Mn、Cl，这些离子有的能构成细胞渗透压，有的能活化酶，或成为酶和底物之间的桥接元素；第四组：Fe、Cu、Zn、Mo、Ni，这些元素的大多数可通过原子价的变化传递电子。7、十七种营养元素同等重要，具有不可替代性；N、P、K素有“肥料三要素”之称；有益元素对某些植物种类所必需，或是对某些植物的生长发育有益。8、碳、氢、氧是植物有机体的主要组分。它们占植物干物重的90%以上，是植物体内含量最多的几种元素。碳、氢、氧的主要生理功能：①可形成多种碳水化合物，是细胞壁的重要组分；②可构成植物体内各种生活活性物质，为代谢活动所必需；③是糖、脂肪、酚类化合物的组成份。碳水化合物是植物营养的核心物质。9、（一）碳的营养功能：光合作用必不可少的原料。（二）补充碳素养分的重要性：在温室和塑料大棚栽培中，增施CO2肥料是不可忽视的一项增产技术。10、（一）氢的营养功能：许多重要有机化合物的组分；在许多重要生命物质的结构中氢键占有重要地位；许多重要的生化反应，如光合和呼吸，都需要H+，同时H+也为保持细胞内离子平衡和稳定pH所必需。（二）H+过多对植物的毒害：不适宜的氢离子浓度，会伤害细胞原生质的组分，影响植物的生长发育。11、（一）氧的营养功能：植物体内氧化还原过程中，氧为有氧呼吸所必需，在呼吸链的末端，O2是电子和质子的受体。（二）活性氧的危害及其消除：氧自由基是生物体自身代谢过程中产生的。它是一类活性氧，即超氧化物自由基（O·、2-）羟自由基·（OH）过氧化氢、（H2O2）、单线态氧（1O2）及脂类过氧化物（RO·,ROO·）。这类物质是由氧转化而来的氧代谢产物及其衍生的含氧物质。由于它们都含有氧，且具有比氧还要活泼的化学特性，所以统称为活性氧（也称氧自由基）。活性氧具有很强大氧化能力，对生物体有破坏作用。12、植物体内有两大氧自由基清除系统：其一、酶系统：超氧化物歧化酶（SOD）——植物细胞中清除氧自由基最重要大酶类；过氧化氢酶（CAT）；过氧化物酶（POD或POX）。其二、抗氧化剂系统：维生素E；谷胱甘肽（GSH）；抗坏血酸（ASA）。非酶类自由基清除剂还有细胞色素、甘露糖醇、氢醌、胡萝卜素等。13、植物体内氮的含量和分布氮含量：植株干物重的0.3~5%影响因素：植物种类：豆科作物禾本科作物器官：籽粒、叶片叶片、根系生育期：生育前期生育后期生长环境：高氮土壤低氮土壤（施肥情况）氮的分布：幼嫩组织成熟组织衰老组织生长点非生长点氮的再利用能力强：在作物生育期中，约有70%的氮可以从较老的叶片转移到正在生长的幼嫩器官中被利用。14、植物体内氮的营养生理功能①蛋白质的重要组分。（蛋白质中平均含氮16%-18%）；②核酸的成分。（核酸中的氮约占植株全氮的10％）③叶绿素的组分元素。（叶绿体含蛋白质45～60％，是光合作用的场所）④许多酶的组分。（酶本身就是蛋白质）；⑤氮是多种维生素的成分（如维生素B1、B2、B6等）－－辅酶的成分⑥氮是一些植物激素的成分（如IAA、细胞分裂素）－－生理活性物质⑦氮也是生物碱的组分（如烟碱、茶碱、可可碱、胆碱－－卵磷脂－－生物膜）总而言之：氮对植物生命活动以及作物产量和品质均有极其重要的作用，通常氮被成为“生命元素”。15、氮的吸收形态：无机态：NH4+－N、NO3-－N（主要）有机态：NH2－N、氨基酸、（少量）核酸等16、植物对硝态氮的吸收与同化吸收：旱地作物吸收NO3-为主，（属主动吸收）吸收机理：①被动渗透(Epstein，1972)②接触脱质子(Mengel，1982)吸收后：10%～30%在根还原；70%～90%运输到茎叶还原；小部分贮存在液胞内。(1)NO3-－N的还原作用过程：NR，MoNiR，Fe、Mn根、叶细胞质根其它细胞器、叶绿体NR：硝酸还原酶NiR：亚硝酸还原酶同化：(1)部位：在根部很快被同化为氨基酸。酰胺的形成及意义：形成意义：①贮存氨基；②解除氨毒；③参与代谢尿素（酰胺态氮）(1)吸收：根、叶均能直接吸收(2)同化：①脲酶途径：尿素NH3氨基酸②非脲酶途径：直接同化尿素氨甲酰磷酸瓜氨酸精氨酸尿素的毒害：当介质中尿素浓度过高时，植物会出现受害症状17、铵态氮和硝态氮营养特点的比较：①介质反应：酸性：利于NO3－的吸收；中性至微碱性：利于NH4＋的吸收而植物吸收NO3－时，pH缓慢上升，较安全植物吸收NH4＋时，pH迅速下降，可能危害植物(水培尤甚)；②伴随离子：Ca2+、Mg2+等有利于NH4+的吸收（而NH4+、H+对K+、Ca2+、Mg2+的吸收有拮抗作用）；钼酸盐有利于NO3-的吸收与还原。③介质通气状况：通气良好，两种氮源的吸收均较快。④水分：水分过多，NO3-易随水流失。普氏结论：只要在环境中为铵态氮和硝态氮创造出各自所需要的最适条件，那么，它们在生理上是具有同等价值的。18、影响硝酸盐还原的因素①植物种类：与根系还原能力有关，如木本植物一年生草本植物，油菜大麦向日葵玉米②光照：光照不足，硝酸还原酶活性低，使硝酸还要作用变弱，造成植物体内NO3－－N浓度过高③温度：温度过低，酶活性低，根部还原减少④施氮量：施氮过多，吸收积累也多（奢侈吸收）⑤微量元素供应：钼、铁、铜、锰、镁等微量元素缺乏，NO3－－N难以还原⑥陪伴离子：如K＋，促进NO3－向地上部转移，使根还原比例减少；若供钾不足，影响NO3－－N的还原作用,当植物吸收的NO3－－N来不及还原，就会在植物体内积累.19、降低植物体内硝酸盐含量的有效措施①选用优良品种②控施氮肥③增施钾肥④增加采前光照⑤改善微量元素供应20、作物氮素营养失调的形态表现①氮缺乏(1)外观表现整株：植株矮小，瘦弱叶脉、叶柄：有些作物呈紫红色叶片：细小直立，叶色转为淡绿色、浅黄色、乃至黄色，从下部老叶开始出现症状茎：细小，分蘖或分枝少，基部呈黄色或红黄色花：稀少，提前开放种子、果实：少且小，早熟，不充实根：色白而细长，量少，后期呈褐色②氮素过多的危害⑴营养体徒长，叶面积增大，叶色浓绿。⑵茎秆变得嫩弱，易倒伏。⑶作物贪青晚熟，籽粒不充实，生长期延长。⑷细胞壁薄，植株柔软，易受机械损伤（倒伏）和病害侵袭（大麦褐锈病、小麦赤霉病、水稻褐斑病）。实例：大量施用氮肥会降低果蔬品质和耐贮存性；棉花蕾铃稀少易脱落；甜菜块根产糖率下降；纤维作物产量减少，纤维品质降低。21、大麦缺N：老叶发黄，新叶色淡玉米缺N：老叶发黄，新叶色淡，基部发红（花色苷积累其中）。水稻田氮肥过多，群体太大，遇风倒伏22、植物体内磷的含量、分布和形态含量(P2O5)：植株干物重的0.2~1.1%影响因素：植物种类：油料作物豆科作物禾本科作物生育期：生育前期生育后期生长环境：高磷土壤低磷土壤磷的分布：养生长期：集中在幼叶、幼芽和根尖；生殖生长期：大量转移到种子或果实中。器官：幼嫩器官衰老器官；繁殖器官营养器官种子叶片根系茎杆缺磷时，体内的磷转运至生长中心以优先满足其需要，故缺磷症状先在最老的器官出现。磷的形态：有机磷：占85%，以核酸、磷脂、植素为主无机磷：占15%，以钙、镁、钾的磷酸盐形式为主23、植物体内磷的营养功能：①磷是植物体内重要化合物的组分。主要包括：核酸和核蛋白、磷脂、ATP、植素、辅酶等②磷参与和影响植物体内许多代谢过程。（1）磷能加强光合作用和碳水化合物的合成与运转?磷参与光合磷酸化，将太阳能转化为化学能，产生ATP?CO2的固定和同化产物如蔗糖和淀粉形成要磷参加?蔗糖在筛管中以磷酸脂形态运输?磷还能调控碳水化合物的代谢和运输，磷酸不足就会影响到蔗糖的运转，使糖累积起来，从而造成花青素的形成（2）磷能促进氮素代谢；?促进蛋白质合成?利于体内硝酸盐的还原和利用?增强豆科作物的固氮量（3）磷参与脂肪合成：③磷增强植物抗逆性。（1）增强作物的抗旱、抗寒等能力（机理）抗旱:磷能提高原生质胶体的水合度和细胞结构的充水度，使其维持胶体状态，并能增加原生质的粘度和弹性，因而增强了原生质抵抗脱水的能力。抗寒:磷能提高体内可溶性糖和磷脂的含量。可溶性糖能使细胞原生质的冰点降低，磷脂则能增强细胞对温度变化的适应性，从而增强作物的抗寒能力。实践：越冬作物增施磷肥，可减轻冻害，有利