第二章 植物的矿质营养

1、残烬灰分挥发有机物质干物质水分%10%5%95%90600%90%5%95%10105CC图图3-1几种营养液培几种营养液培养法养法A.水培法水培法:使用不透使用不透明的容器明的容器(或以锡箔或以锡箔包裹容器包裹容器),以防止以防止光照及避免藻类的光照及避免藻类的繁殖繁殖,并经常通气并经常通气;B. 营养膜营养膜(nutrient film)法法:营养液从容营养液从容器器a流进长着植株的流进长着植株的浅槽浅槽b,未被吸收的未被吸收的营养液流进容器营养液流进容器c,并经管并经管d泵回泵回a。营。营养液养液pH和成分均可和成分均可控制。控制。C.气培法：根悬于气培法：根悬于营养液上方，营养营养液上

2、方，营养液被搅起成雾状。液被搅起成雾状。小麦缺氮小麦缺氮苹果缺氮苹果缺氮马铃薯缺氮马铃薯缺氮菜豆缺氮菜豆缺氮白菜白菜缺磷缺磷油菜缺磷油菜缺磷玉米缺磷玉米缺磷大麦缺磷大麦缺磷蕃茄缺钙蕃茄缺钙白菜缺钙白菜缺钙白菜缺铁白菜缺铁白菜缺锰白菜缺锰蕃茄缺硼蕃茄缺硼小麦缺铜小麦缺铜草草莓莓叶叶片片的的缺缺素素症症状状 1 1、通道具有离子选择性，转运速率高。、通道具有离子选择性，转运速率高。2 2、离子通道是可控的。、离子通道是可控的。离子通道的假想模型离子通道的假想模型 经通道或载体转运的动力学分析经通道或载体转运的动力学分析 （1 1）H H+ +ATPATP酶（又称离子泵学说）酶（又称离子泵学说）磷酸

3、磷酸脂酶脂酶磷酸磷酸激酶激酶活化活化载体载体线粒体ATP离子载体离子载体离子复合物复合物载体细胞质细胞质载体学说示意图载体学说示意图图图 3-12 大麦根尖大麦根尖不同区域不同区域P的积的积累和运出累和运出 （2）根系吸盐与吸水的相对性： 1）水分的吸收利于离子运送到根部的自由空间，根系对盐分的吸收利于降低水势 2）区别 水 矿质养分 吸收部位 根毛 根毛 主要吸收 蒸腾拉力 主动与被动（3）根系吸盐的选择性 1）同一溶液中，不同植物对离子的吸收不同。 2）植物对同一盐类的正负离子吸收不同 3）单盐对抗和离子对抗2）植物对同一盐类的正负离子吸收不同3）单盐毒害和离子对抗 将植物培养在单盐溶液中

4、时，即使是植物必需的营养元素，植物仍然要受到毒害以致死亡。这种溶液中只有一种金属离子对植物起有害作用的现象称为单盐毒害(toxicity of single salt)。 在发生单盐毒害的溶液中，如加入少量其他金属离子，即能减弱或消除这种单盐毒害，离子之间这种作用称为离子拮抗作用(ion antagonism)。例如在KCl溶液中加入少量Ca2+，就不会对植株产生毒害。n平衡溶液：我们可以将必需的矿质元素按一定浓度与比例配制成混合溶液，使植物生长良好。这种对植物生长有良好作用而无毒害的溶液，称为平衡溶液(balanced solution)。前面介绍的Hoagland培养液就是平衡溶液。对海藻

5、来说，海水就是平衡溶液。对陆生植物来说，土壤溶液一般也是平衡溶液。 2、根系吸收矿质元素的过程(1)离子被吸附在根系细胞的表面1)根与土壤溶液的离子交换（扩散）2)接触交换（截获）(2)离子进入根部导管n质外体途径 表观自由空间（apparent free space,AFS) 相对自由空间（relative free space,RFS) n共质体途径 细胞与细胞之间的矿质元素通过胞连丝及內质网膜系统的运输，主动吸收为主，缓慢由于土壤由于土壤颗粒的表颗粒的表面带有负面带有负电荷，阳电荷，阳离子被土离子被土壤颗粒吸壤颗粒吸附于表面附于表面。外部阳。外部阳离子如钾离子如钾离子可取离子可取代土壤颗

6、代土壤颗粒表面吸粒表面吸附的另一附的另一个阳离子个阳离子如钙离子如钙离子，使得钙，使得钙离子被根离子被根系吸收利系吸收利用。用。 图图 3-13 3-13 土壤颗粒表面阳离子交换法则土壤颗粒表面阳离子交换法则图图 3-15 3-15 温度对小麦幼苗吸收钾的影响温度对小麦幼苗吸收钾的影响 图图3-16 3-16 土土壤壤PHPH值对有值对有机土壤中营机土壤中营养元素利用养元素利用的影响的影响 1. 1.矿质元素运输形式矿质元素运输形式 金属、非金属金属、非金属 2.2.矿质元素运输途径矿质元素运输途径 1.矿质元素运输形式矿质元素运输形式:(金属、非金属金属、非金属) N:氨基酸，酰胺，氨基酸，

7、酰胺，NO3-N P：正磷酸盐，有机磷化合物：正磷酸盐，有机磷化合物 S：SO42-,蛋氨酸，谷胱甘肽蛋氨酸，谷胱甘肽 金属离子：离子态金属离子：离子态2.运输的途径和速度 可以沿木质部运输，也可横向从木质部到韧皮部，叶面营养则是相反根内径向；纵向；叶片吸收1、硝酸盐还原为亚硝酸盐、硝酸盐还原为亚硝酸盐 这一过程是在细胞质中进行的，催化这一反应的硝酸还原这一过程是在细胞质中进行的，催化这一反应的硝酸还原酶为钼黄素蛋白，含有酶为钼黄素蛋白，含有FAD、Cytb和和Mo，还原力为，还原力为NADH+H+， 一. 硝酸盐还原 图图3-20在叶在叶中的硝酸还中的硝酸还原原DT.双羧酸双羧酸运 转 器

8、；运 转 器 ； FNR.FdNADP还原还原酶；酶； MDH:苹果酸脱氢苹果酸脱氢酶；酶；FRS.Fd还原系统还原系统 图图3-213-21在根中的硝酸还原在根中的硝酸还原NT.硝酸运转器 谷氨酰胺合酶；谷氨酸合酶；天冬酰胺合酶；转氨酶；谷氨酰胺合酶；谷氨酸合酶；天冬酰胺合酶；转氨酶；PEP羧化酶羧化酶 丁家丁家原家原家土壤测试指标土壤测试指标丰缺等级丰缺等级建议施肥用量（建议施肥用量（kg/kg/亩）亩）土壤测试指土壤测试指标标丰缺等丰缺等级级建议施肥用量（建议施肥用量（kg/kg/亩）亩）pH pH 7.77.78.0 8.0 碱解氮碱解氮N N 173173丰富丰富202040.6 4

9、0.6 低低2020OlsenPOlsenPP P 4.94.9极低极低101010.5 10.5 低低8 8醋酸铵醋酸铵K KK K468.6468.6极丰富极丰富0 0114.4 114.4 中偏高中偏高3 3ASIASIZnZn5.65.6丰富丰富0 02.0 2.0 中偏低中偏低0.30.3CuCu3.63.6中等中等0.10.12.4 2.4 中偏低中偏低0.30.3FeFe3.23.2低低4.74.72.0 2.0 极低极低4.74.7MnMn18.118.1丰富丰富0 06.4 6.4 中等中等1.31.3总体评价：土壤存在极度不合理施肥，现状是氮总体评价：土壤存在极度不合理施肥，现状是氮素多，磷素极缺，建议重视磷肥的