1、Chapter 5 植物的矿质营养,第五章 植物的矿质营养第一节 植物必需的矿质营养第二节 植物细胞对矿质元素的吸收第三节 植物对矿质元素的吸收 第四节 矿物质在植物体内的运输与 分配第五节 合理施肥的生理基础,各种矿质元素的含量因植物种类、器官、部位、年龄和不同生态环境而有很大差异。 老龄植株和细胞比幼龄的灰分含量高 干燥、通气、盐分含量高的土壤中生长的植物灰分含量高； 禾本科植物：Si较多;字花科：S较多;豆科：Ca和S多;马铃薯：K多；海藻： I和Br多;盐生植物：Na多。,二、植物必需的矿质元素,必需元素（essential element）：维持植物正常生长发育必不可少的元素。 （一
2、）确定植物必需元素的标准 1、缺乏此元素，植物不能完成其生活史 2、缺乏此元素，植物表现出专一的缺乏症 3、此元素的作用必须是直接的,现已证实植物的必需元素有17种 ，除C、H、O外，必需的矿质元素有14种。大量元素（占植物干重的0.1%以上）9种 ： C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S 微量元素（占植物干重的0.01%下）8种：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni,确定必需元素的方法：溶液培养法,（二）必需元素的生理作用 ,概括起来，有三个方面：1、细胞结构物质的组成成分2、酶活性的调节者 (酶与辅酶的成分或活化剂）3、起电化学作用 （参与渗透调节、稳定胶体及电荷中和等）。,第二
3、节 植物细胞对矿质元素的吸收,玉米根对离子的选择性吸收,二、细胞吸收离子的方式和机理 方式：离子通道运输载体运输离子泵运输胞饮作用,（一）离子通道运输 被动吸收,离子通道运输理论认为：细胞质膜上有内在蛋白构成的圆形孔道，横跨膜的两侧，离子通道可由化学方式及电化学方式激活，控制离子顺着浓度梯度和膜电位差，（即电化学势梯度）被动地和单方向地垮质膜运输。, 离子通道蛋白： 膜内在蛋白构成圆形孔道，横跨膜两侧。 构象可随环境条件的改变而改变。在某些构象时，其间会形成允许离子通过的孔，孔内带有电荷并充满水。 孔的大小及孔内电荷等性质决定了通道转运离子的选择性，即一种通道常常只允许某一种离子通过。 离子的
4、带电荷情况及其水合规模决定了离子在通道中扩散时的通透性的大小。,（二）载体运输 被动吸收或主动吸收,内容：质膜上的载体蛋白选择性地与质膜一侧的物质结合，形成载体-物质复合物，通过载体蛋白构象的变化透过质膜，把物质释放到质膜的另一侧。载体蛋白有：单向运输载体、同向运输器、反向运输器。,（三）离子泵运输主动吸收,2、钙泵,质膜上的Ca2+-ATPE催化膜内侧的ATP水解放能，驱动胞内Ca2+泵出细胞。其活性依赖ATP和Mg的结合，故又称为（Ca2+.Mg2+）-ATP酶。),主动吸收的特点：（1）有选择性 （2）逆浓度梯度（2）消耗代谢能,（四）胞饮作用,胞饮作用:物质吸附在质膜上，通过膜的内折而
5、转移到细胞内的吸收物质及液体的过程。胞饮作用是一种非选择性吸收。,一、根毛区是根系吸收离子最活跃的区域。,第三节 植物对矿质元素的吸收 ,二、根系吸收矿质元素的特点 1、对离子和水分的吸收是相对独立的过程相互联系：离子必须溶于水才能被吸收；离子的吸收又有利于水分的吸收相互独立：植物的吸盐量和吸水量之间不存在直线依赖关系。,3、单盐毒害和离子对抗单盐毒害：溶液中只有一种金属离子对植物起毒害作用的现象。离子对抗：在发生单盐毒害的溶液中，加入少量其它金属离子的盐类，单盐毒害被减轻或消除的现象。土壤溶液一般为平衡溶液,三、根系吸收矿质元素的过程 （一）离子被吸附在根细胞表面非代谢性交换吸附 交换方式：
6、间接交换和接触交换 溶液中的矿质元素间接交换根细胞表面的H+和HCO3-与溶液中的阳离子和阴离子交换吸附。,吸附态矿质元素的吸收间接交换和接触交换,难溶盐的吸收,1、补充根部吸肥不足或幼苗根弱吸肥差2、某些肥料易被土壤固定，叶片营养可避免3、补充微量元素，效果快，用药省4、干旱季节，植物不易吸收，叶片营养可补充,叶片营养的优点高效、快速：,第四节 矿物质在植物体内的运输,一、运输形式N：大部分在根部转化为aa和酰胺上运，少量以NO3-上运P：以正磷酸盐或有机磷化合物运输S：以SO42-或少数以Met运输金属元素：以离子状态运输,二、运输途径和速度,运输途径:根部吸收的离子可沿木质部上运，也可横
7、向运至韧皮部。叶片吸收的离子向下和向上是通过韧皮部进行的，也可横向运至木质部。运输速度：30100cm/h,第六节 合理施肥的生理基础,一、作物的需肥规律1、不同作物对矿质元素的需要量和比例不同收获种子的多施P、K肥，白菜多施N肥。2、同一作物不同生育期需要量不同开花结实时需肥多。,（2）叶色,叶色是反映作物体内的营养状况（尤其是氮素水平）和代谢类型（叶色深，氮代谢为主；叶色浅，碳代谢为主）的指标。2、生理指标（1）叶中元素含量,(critical concentration),可以看出，合理施肥是通过无机营养来改善有机营养，增加干物质积累，从而提高产量。故施肥增产的原因是间接的。,1、适当灌溉 水是肥的开关 2、适当深耕 3、改善光照条件 4、调控土壤微生物的活动 5、改进施肥方式深施,充分发挥肥效的措施：,思考题： 1.试述必需元素的标准和生理作用 2.简述细胞吸收矿质元素的方式和机理 3.试述根系吸收矿质元素的特点 4.试述土壤pH值对根系吸收矿质元素的响 5.合理施肥作物为什么能增产？,
