烟草营养与施肥原理

1、关于烟草营养和施肥原理第一张，PPT共四十五页，创作于2022年6月第一节 烟草必需的营养元素第二张，PPT共四十五页，创作于2022年6月一、烟草体内的元素组成新鲜植株水 分 75%90% 干物质(5%25%)有机物 95%矿物质 5%C 44%H 6% O 43%N 2%第三张，PPT共四十五页，创作于2022年6月烟草体内干物质组成植物体的主要有机质为蛋白质，其它为含N化合物、脂肪、淀粉、多糖、纤维素和果胶。烤烟与其它作物所不同之处在于其含N化合物中含有较多的烟碱。有机质主要由C、H、O、N 四种元素组成，它们在燃烧时都会变成气态。烤烟燃烧后残留的部分称为灰分。灰分中含有70多种元素。烤

2、烟的元素组成及其含量多少同烤烟品种、它们生长的土壤环境，、栽培措施、施肥量的多少和养分元素间的搭配也会极大地改变烤烟的元素组成。第四张，PPT共四十五页，创作于2022年6月（一）确定植物必需营养元素的三条标准 必要性：这种化学元素对所有植物的生长发育是不可缺少的。缺少这种元素植物就不能完成其生命周期。专一性：缺乏这种元素后，植物会表现出特有的症状，只有补充这种元素后症状才能减轻或消失。直接性：这种元素必须是直接参与植物的新陈代谢，对植物起直接的营养作用，而不是改善环境的间接作用。 二、植物必需的营养元素第五张，PPT共四十五页，创作于2022年6月17 种：碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫

3、、铁、锰、铜、锌、硼、钼、氯、（镍） C、H、O 非矿质元素（天然营养元素） 来自空气和水大量元素N、P、K 植物营养三要素(0.1%以上) 或肥料三要素Ca、Mg、S 中量元素矿质元素微量元素Fe、Mn、Zn、Cu、来自土壤和肥料(0.1%以下)B、Mo、Cl、Ni（二）烤烟必需营养元素的种类第六张，PPT共四十五页，创作于2022年6月（三）必需营养元素的来源第七张，PPT共四十五页，创作于2022年6月三、必需营养元素的主要功能第一组：C、H、O、N、S1. 组成有机体的结构物质和生活物质2. 组成酶促反应的原子基团第二组：P、B1. 形成连接大分子的酯键2. 储存及转换能量第三组：K、

4、Mg、Ca、Mn、Cl1. 维护细胞内的有序性，如渗透调节、电性平衡等第八张，PPT共四十五页，创作于2022年6月2. 活化酶类3. 稳定细胞壁和生物膜构型第四类：Fe、Cu、Zn、Mo、Ni1. 组成酶辅基2. 组成电子转移系统而当植物缺乏或过量吸收某一元素时，会出现特定的外部症状，这些症状统称为“植物营养失调症”，包括“营养元素缺乏症”和“元素毒害症”。第九张，PPT共四十五页，创作于2022年6月农业生产中通常把N、P、K称为肥料三要素。这是因为： 作物生长对它们的需要量大 土壤所能提供的有效量少 生产中需要通过施肥予以大量补充才能满足作物的需要。第十张，PPT共四十五页，创作于202

5、2年6月四、 非必需营养元素 1. 有益元素（1）有益元素的概念 某些元素适量存在时能促进植物的生长发育； 或者虽然它们不是所有植物所必需，但对某些特定的植物缺是不可缺少的，这些类型的元素称为“ 有益元素”，也称“ 农学必需元素”。烟草有益元素包括：硒、碘、铝、钠、钻、硅、钒、镍、铬、砷和各种稀土元索。第十一张，PPT共四十五页，创作于2022年6月（2）有益元素的作用有益元素中，有些是动物必需的，或对人是必需的。例如硒，缺硒时，人就会得克山病等疾病。烤烟中硒含量增加也被认为对卷烟吸食者有正面的效应。碘是另一种人和动物的必需营养元素，如果食物中缺乏碘，人和动物就会患地方性甲状腺肿。已有报道指出

6、施碘可以促进植物生长，促进植物体内叶绿素、胡萝卜素和维生素A的合成，影响呼吸作用和碳水化合物的代谢等。碘对烟草花叶病病毒活性有特。在烟草上，低浓度的铝也似乎稍微增加烟株生长速率。在云南烟区，铝也许是云南烟叶品质较好的原因之一第十二张，PPT共四十五页，创作于2022年6月2. 毒性较大的元素 如：Cr、Pb、Cd、Hg、As等3. 植物的超积累吸收及其利用 超积累植物 植物修复 植物开矿第十三张，PPT共四十五页，创作于2022年6月五、营养元素之间的相互关系 1、同等重要律：植物所必需的营养元素在植物体内不论数量多少都是同等重要的 生产上要求：平衡供给养分2、不可代替律：每种营养元素在植物体

7、内都有特定的生理功能，是其他营养元素所不能代替的 生产上要求：全面供给养分第十四张，PPT共四十五页，创作于2022年6月3、元素之间的相互作用（1）颉抗作用：一种元素抑制另一种元素的吸收（2）协同作用：一种元素促进另一种元素的吸收第十五张，PPT共四十五页，创作于2022年6月离子间的颉颃作用 表现：阳离子与阳离子之间，如一价与一价之间：K+、Rb+、Cs +之间二价与二价之间： Ca2+、Mg2+、Ba2+之间一价与二价之间：NH4+和H+对Ca2+、K+对Fe2+离子间的协同作用表现：阴离子与阳离子之间如NO3- 、 SO42-等对阳离子的吸收有利 二价或三价阳离子对一价阳离子，如Ca2

8、+ 、Mg2+、Al3+等能促进K+ 、 NH4+的吸收第十六张，PPT共四十五页，创作于2022年6月植物的营养成分 干物质（5-25%）新鲜植物水分（75-95%）有机质（90-95%）灰分（5-10%）矿质元素必需营养元素非必需营养元素大量营养元素（大于0.1%dw）微量营养元素超微量营养元素有益营养元素奢侈营养元素第十七张，PPT共四十五页，创作于2022年6月第二节 烟草对养分的吸收吸收的含义：烟草对养分的吸收是指养分进入烟草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植物吸收的养分形态：离子或无机分子为主有机形态的物质少

9、植物吸收养分的部位：矿质养分根为主，叶也可 根部吸收气态养分叶为主，根也可 叶部吸收第十八张，PPT共四十五页，创作于2022年6月一 、根系形态特征与养分吸收1. 根的类型分 类从整体上分从个体上分直根系：根深须根系：根广 定根 形成直根系 不定根 形成须根系主根侧根利用:将两种类型的作物种在一起：混种、间种、套种第十九张，PPT共四十五页，创作于2022年6月a.须根系 b.直根系 第二十张，PPT共四十五页，创作于2022年6月 在烤烟的生长过程中，新根不断地产生。根据发生的部位不同，根可分为主根、侧根和不定根。烤烟种子萌发时，胚根突破种皮后直接生长面成主根，主根产生的各级大小分支都叫侧

10、根，此外，由茎上发生的根都叫不定根。在自然状态下，烤烟根系会发展成为直根系。但由于大多数情况下，烤烟会经过一次假植和一次移栽，烤烟的主根往往会遭到破坏，结果在大田生长中，烤烟的根系介于直根系和须根系之间。第二十一张，PPT共四十五页，创作于2022年6月2. 根的数量 用单位体积或面积土壤中根的总长表示 （LV，cm/cm3 或 LA ， cm/cm2 ） 一般：须根系的Lv 直根系的LvLv越大，总面积越大，根与养分接触的机率高反映根系的营养特性3. 根的分布 分布稀疏或过密：养分利用不充分 分布合理：提高养分吸收效率第二十二张，PPT共四十五页，创作于2022年6月二、根系对养分的吸收过程

11、1. 养分向根表面的迁移2. 养分到达根表3. 养分进入根内养分：土壤 根表 根内 迁移 吸收截获 质流 扩散 主动 被动第二十三张，PPT共四十五页，创作于2022年6月（一）土壤养分到达根表面的方式1、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2、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（3） 迁移的离子：氮(硝态氮)、钙、镁、硫第二十四张，P

12、PT共四十五页，创作于2022年6月3、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移的过程（2） 影响因素：土壤水分含量 养分离子的扩散系数 土壤质地 土壤温度（3） 迁移的离子：磷、钾、氮第二十五张，PPT共四十五页，创作于2022年6月（二）植物根系对养分的吸收机制被动吸收主动吸收第二十六张，PPT共四十五页，创作于2022年6月1. 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

13、没有选择性地）进入原生质膜的过程。形式：(1) 简单扩散：如亲脂性分子(O2、N2)、不带电极性小分子(H2O、CO2 、甘油 )(2) 易化扩散：主要形式。机理如下：a. 通道蛋白 （channel protein）：认为贯穿双重磷脂层的蛋白质在一定条件下开启，成为一定类型离子的“通道”。第二十七张，PPT共四十五页，创作于2022年6月b. 运输蛋白（transport protein）：认为运输蛋白在离子的电化学势作用下，与离子结合并产生构型变化，从而将离子翻转“倒入”膜内。离子的运输动力来自膜间的电化学势梯度，当膜两边的电化学势梯度相等时，离子达到动态平衡，净吸收停止。第二十八张，PP

14、T共四十五页，创作于2022年6月机理:离子泵学说、载体学说、胞饮学说2. 主动吸收（active absorption）定义：膜外养分逆浓度梯度或电化学势梯度、需要消耗代谢能量、有选择性地进入原生质膜内的过程。第二十九张，PPT共四十五页，创作于2022年6月(1) 离子泵学说 离子泵（Ions bump）：是位于植物细胞原生质膜上的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。 外界 膜 细胞质 离子运输过程离子泵假说图示ATP酶阴离子载体ATPH2PO3 ADP + H2O OH + ADPK、Na HOH 阴离子H2OHH3PO4第三十张，PPT共四

15、十五页，创作于2022年6月可见：阳离子的吸收实质上是 H的反向运输； 阴离子的吸收实质上是OH的反向运输由于细胞内常以带负电荷为主，所以：阳离子（K除外）多属被动吸收；阴离子（包括K）多属主动吸收第三十一张，PPT共四十五页，创作于2022年6月(2) 载体学说 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。 载体转运离子的过程第三十二张，PPT共四十五页，创作于2022年6月磷酸脂酶ACP磷酸激酶ACPIC膜 外内未活化载体载体离子复合物离子活化载体ATPADPPi线

16、粒体载 体 假 说 图 解P第三十三张，PPT共四十五页，创作于2022年6月a. 细胞内线粒体氧化磷酸化产生ATP，供载体活化所需b. 非活化载体(IC)在磷酸激酶的作用下发生磷酸化，成为活化载体(AC-P)c. 活化载体(AC-P)移到膜外侧，与某一专一离子(例如K)结合成为离子载体复合物(AC-P-K)d. 离子载体复合物(AC-P-K)移动到膜内侧，在磷酸脂酶作用下将磷酰基(Pi)分解出来，载体失去对离子的亲和力而将离子释放到膜内，载体同时变成非活化状态(IC)e. 磷酰基与ADP在线粒体上重新合成ATP第三十四张，PPT共四十五页，创作于2022年6月 养分吸收的酶动力学理论实验证明

17、：离子的吸收有饱和现象（如图）K浓度吸收速率大麦根系对K的吸收曲线Vmax1/2VmaxKm 吸收曲线与酶促反应的速度和底物浓度的关系曲线非常相似，于是把： 载体离子比作酶底物第三十五张，PPT共四十五页，创作于2022年6月 S C ES C S 离子(外) 载体 离子载体 载体 离子(内)K1k3k2应用米凯利斯门滕(Michaelis-Menten)方程式，求得：Vmax S KmS式中：v吸收速率(mol g-1 h-1)Vmax最大吸收速率(mol g-1 h-1)S介质离子浓度(mM)v =第三十六张，PPT共四十五页，创作于2022年6月Km吸收速率常数(mM)，Kmk2 k3

18、k1 当 v=1/2Vmax时，得 kmSkm与结合常数(k1)成反比，所以km又被称为：离子载体在膜内的解离常数km值越小，载体对离子的亲和力越大，载体运输离子的速度越快例如： 请根据作物的km值判断植物优先选择吸收哪种离子作物km(mM)硝态氮 铵态氮玉米0.1100.170水稻0.6000.020第三十七张，PPT共四十五页，创作于2022年6月（三）植物根系对有机态养分的吸收1、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、核苷酸等第三十八张，PPT共四十五页，创作于2022年6月2、吸收机理（1） 被动吸收亲脂超滤解

19、说（ 2 ） 主动吸收载体解说（3） 胞饮作用解说在特殊情况下发生3、吸收的意义（1） 提高对养分的利用程度（2） 减少能量损耗植物吸收 离子态养分主要 有机态养分次要第三十九张，PPT共四十五页，创作于2022年6月三、植物的根外营养（叶部营养）叶部营养(或根外营养)植物通过叶部或非根系部分吸收养分来营养自己的现象（一）叶部吸收养分的途径气孔保卫细胞角质膜上表皮细胞 栅栏组织 海绵组织 维管束下表皮细胞叶片的结构示意图第四十张，PPT共四十五页，创作于2022年6月1、表皮细胞途径 养分 养分腊质层分子间隙 角质膜角质层分子间隙(通透性差)角化层借助果胶 表 皮 细 胞 的 外 壁 通过原生质膜细胞内原生质体外 质 连 丝第