矿质营养主题医学知识培训课件

1、矿质营养主题医学知识矿质营养主题医学知识一植物吸收矿质元素的特点 两者的吸收不成比例；矿质吸收与水分吸收成比例1)相互关联：2)相互独立：(一) 根系吸收矿质与吸收水分的相互关系吸收机理不同:分配方向不同：水分主要分配到叶片，而矿质主要分配到当时的生长中心。2矿质营养主题医学知识一植物吸收矿质元素的特点 两者的吸收不成比例；矿质吸收(二) 根系对离子吸收具有选择性表现：植物对同一溶液的不同离子吸收不一样植物对同一溶液的正负离子吸收不一样根系吸收离子的数量与溶液中离子的数量不成正比3矿质营养主题医学知识(二) 根系对离子吸收具有选择性表现：根系吸收离子的数量与水稻和番茄养分吸收的差异表示试验结束

2、时培养液中各种养分浓度占试验开始时的%植物对同一溶液的不同离子吸收不一样4矿质营养主题医学知识水稻和番茄养分吸收的差异植物对同一溶液的不同离子吸收不一样植物对同一溶液的正负离子吸收不一样1.(NH）SO- 植物根系从溶液中有选择地吸收离子后使溶液酸度增加的盐类称生理酸性盐. 2.NaNO- 植物根系从溶液中有选择地吸收离子后使溶液酸度降低的盐类,称生理碱性盐 。3.NH4NO3- 植物吸收其阴、阳离子的量很相近,而不改变周围介质pH的盐类，称生理中性盐。5矿质营养主题医学知识植物对同一溶液的正负离子吸收不一样1.(NH）SO-(三) 根系吸收单盐会受毒害 任何植物,假若培养在某一单盐溶液中,不

3、久即呈现不正常状态,最后死亡。这种现象称单盐毒害(toxicity of single salt)。小麦根在单盐溶液和盐类混合液中的生长A.NaCl+KCl+CaCl;B.NaCl+CaCl; C.CaCl; D.NaCl6矿质营养主题医学知识(三) 根系吸收单盐会受毒害 任何植物,假若培养在某一单盐溶若在单盐溶液中加入少量其它盐类,这种毒害现象就会消除。这种离子间能够互相消除毒害的现象,称离子颉颃(ion antagonism)，也称离子对抗。平衡溶液(balanced solution)。7矿质营养主题医学知识若在单盐溶液中加入少量其它盐类,这种毒害现象就会消除。这种离二、植物体对矿质元素

4、的吸收一、根系对溶液中矿质元素的吸收过程1.离子吸附在根部细胞表面2.离子进入根的内部 3.离子从导管周围的木质部薄壁细胞进入导管 8矿质营养主题医学知识二、植物体对矿质元素的吸收一、根系对溶液中矿质元素的吸收过程离子的溶液交换1.离子吸附在根部细胞表面 根细胞通过交换作用吸附离子称做交换吸附。root9矿质营养主题医学知识离子的溶液交换1.离子吸附在根部细胞表面 根细胞通过交换rootsoilCO2+H2O H2CO3 H+ HCO3 K+ rootsoilK+ SO42- H+ HCO3 离子的溶液交换离子的接触交换 交换吸附K+ SO4+ SO42- CO2+H2O H2CO3 H2CO

5、3 H+ + HCO3- H+， HCO32-可作为根系细胞的交换离子，同土壤溶液和土壤胶粒上吸附的离子进行交换。 10矿质营养主题医学知识rootsoilCO2+H2O H2CO3 H+ 岩石上的植物11矿质营养主题医学知识岩石上的植物11矿质营养主题医学知识2.离子进入根木质部薄壁细胞质外体和共质体途径 12矿质营养主题医学知识2.离子进入根木质部薄壁细胞质外体和共质体途径 12矿质营养ER VVV皮层 内皮层 木质部 薄壁细胞 导管.离子从导管周围的木质部薄壁细胞进入导管被动运输或主动运输flash13矿质营养主题医学知识ER VVV皮层 内皮层 木质部 薄壁细胞 导管.离子三、影响根系

6、吸收矿质元素的外界因素图 温度对小麦幼苗吸收钾的影响 （1）温度14矿质营养主题医学知识三、影响根系吸收矿质元素的外界因素图 温度对小麦幼苗吸收钾的（2）通气状况 在较低浓度下，吸收随离子浓度升高而升高，但超过一定范围就不再升高，因为膜上的载体和通道数量有限。另外，高浓度还会引起烧苗。（3）土壤溶液浓度中耕，晒田15矿质营养主题医学知识（2）通气状况 在较低浓度下，吸收随离子浓度升高而升（4）土壤PH值影响到根系的带电状况和离子有效性。有利阳离子吸收有利阴离子吸收直接影响16矿质营养主题医学知识（4）土壤PH值有利阳离子吸收有利阴离子吸收直接影响16矿质pHpHpH对矿质吸收的影响左：燕麦吸收

7、钾，右：小麦吸收NO3-直接作用：一般阳离子的吸收速率随PH值升高而加速，阴离子的吸收速率随PH增高而下降。17矿质营养主题医学知识pHpHpH对矿质吸收的影响直接作用：一般阳离子的吸收速率随Influence of soil pH on the availability of nutrient elements in organic soils.对土壤中矿质溶解度的影响 偏碱时：PO4 3-、Mg、 Fe、 Mn、Cu、Zn盐溶解度下降。偏酸时： PO4 3-、 K、Mg等溶解度大，易流失。过酸时：Al、Fe、Mn溶解度加大，易使植物受害 间接影响18矿质营养主题医学知识Influence

8、of soil pH on the av酸害19矿质营养主题医学知识酸害19矿质营养主题医学知识表2.6 几种主要作物生长的最适pH值范围作物 pH值 作物 pH值 作物 pH值 马铃薯 4.8 5.4 大豆 6.0 7.0 西瓜 6.0 7.0 胡萝卜 5.3 6.0 水稻 5.0 7.0 油菜 6.0 7.0 番薯 5.0 6.0 小麦 6.0 7.0 棉花 6.0 8.0 花生 5.0 6.0 大麦 6.0 7.0 甘蔗 7.0 7.3 烟草 5.0 6.0 玉米 6.0 7.0 甜菜 7.0 7.3 20矿质营养主题医学知识表2.6 几种主要作物生长的最适pH值范围作物 pH值 作物四

9、、植物地上部分对矿质元素的吸收根外营养（叶片营养）：植物地上部分吸收矿质养料的过程。 21矿质营养主题医学知识四、植物地上部分对矿质元素的吸收根外营养（叶片营养）：植物地1.营养物质进入叶内的路途：角质层 外连丝表皮细胞的质膜 叶肉细胞 叶脉韧皮部气孔22矿质营养主题医学知识1.营养物质进入叶内的路途：角质层 外连丝表皮细胞的质膜 叶3.根外施肥的优点优点:补充养料（干旱或作物生长后期，根部吸肥不足） 节省肥料 ; 见效迅速 ，利用率高。 肥药混合。 2.根外施肥的效果与许多因素有关23矿质营养主题医学知识3.根外施肥的优点优点:2.根外施肥的效果与许多因素有关23氮素： 酰胺、氨基酸、NO3

10、-、 磷素： 磷酸根，磷酰胆碱、ATP、ADP、AMP等硫素： SO42-，蛋氨酸，谷胱甘肽其它均以金属离子向上运输。第四节、矿质元素在植物体内的运输与分配1.运输形式：24矿质营养主题医学知识氮素：第四节、矿质元素在植物体内的运输与分配1.运输形式：2放射性42K向上运输的试验 柳枝2.运输途径：25矿质营养主题医学知识放射性42K向上运输的试验 柳枝2.运输途径：25矿质营养主5小时后 26矿质营养主题医学知识5小时后 26矿质营养主题医学知识棉花1小时后27矿质营养主题医学知识棉花1小时后27矿质营养主题医学知识运输途径总结： 根所吸收离子沿木质部导管向上运输，并可横向运输到韧皮部； 叶

11、吸收的矿质离子向上或向下运输途径都是韧皮部，也可横向运到木质部继而向上运输。 速度：30100cm/h28矿质营养主题医学知识运输途径总结：28矿质营养主题医学知识1.参与循环的元素 N、P、K、Mg、Zn等， 2.不参与循环的元素 Ca、Fe、S、Mn、Cu、B 二、矿物质在植物体内的分布 29矿质营养主题医学知识1.参与循环的元素二、矿物质在植物体内的分布 29矿质营养主第五节 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）氨态氮硝态氮源30矿质营养主题医学知识第五节 氮的同化一、植物的氮源空气 N2土壤无机氮化物有机氮二、硝酸盐的还原 植物体内硝酸盐转化为氨

12、的过程.31矿质营养主题医学知识二、硝酸盐的还原 植物体内硝酸盐转化为氨的过程.311、NO-还原 催化酶：硝酸还原酶（nitrate reductase,NR） NR位于根和叶的细胞质，故此反应再细胞质 中进行。还原所需的电子由NAD(P)H提供,即 NO-+NAD(P)H+H+ NO-+NAD(P)+H2O NO-+2e+H+ NO-+H2O32矿质营养主题医学知识1、NO-还原 催化酶：硝酸还原酶（nitrate re硝酸还原酶（nitrate reductase,NR）：三个辅基:黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、细胞色素b557和钼复合体(MoCo)，为同型二聚体。催化的反应模式如下：N

13、O- NO- 硝酸还原酶是一种诱导酶,即受底物的诱导而合成的酶。33矿质营养主题医学知识硝酸还原酶（nitrate reductase,NR）：NRegulation of NR Gene expression硝酸盐NR基因的表达34矿质营养主题医学知识Regulation of NR Gene expressi 2、NO-还原 NO-+6e-+8H+ NH+2H0 NO-迅速从细胞质进入质体（叶或根），进一步还原催化酶：亚硝酸还原酶(nitrite reductase,NiR)还原所需的一对电子由还原态铁氧还蛋白提供，即NO-+6Fdred+8H+ NH4+6Fdox +2H0 35矿质营养

14、主题医学知识 2、NO-还原NO-+6e-+8H+ 叶中，NO-运进叶绿体，在NiR 作用下，使NO-还原为NH4+根中,NO在前质体中被还原为NH4+。两个辅基，一个是铁-硫簇（Fe4S4），另一个是特异化血红素。亚硝酸还原酶血红素铁-硫簇36矿质营养主题医学知识叶中，NO-运进叶绿体，在NiR 作用下，使NO-还原为矿质营养主题医学知识培训课件三、氨的同化谷氨酰胺合成酶(glutamine synthase，GS）。GS1.谷氨酸合成酶循环谷氨酸合成酶（GOGAT) L谷氨酸+ATP+NH Mg2+ L谷氨酰胺+ADP+Pi GS存在于各种植物组织中，对氨有很高的亲和力, L-谷氨酰胺+-

15、酮戊二酸+NAD(P)H或FdredGOGAT 2L-谷氨酸+NAD(P)+或Fdox38矿质营养主题医学知识三、氨的同化谷氨酰胺合成酶(glutamine synth三、 氨 的 同 化通常植物组织中,氨同化是通过谷氨酸合成酶循环进行。谷氨酸合成酶循环39矿质营养主题医学知识三、 通常植物组织中,氨同化是通过谷氨酸合成酶循环进行。谷氨叶片氮同化过程“Photoassimilation”40矿质营养主题医学知识叶片氮同化过程“Photoassimilation”40矿质41矿质营养主题医学知识41矿质营养主题医学知识四、生物固氮(biological nitrogen fixation) 生物

16、固氮 某些微生物把空气中的游离氮固定转化为氮化合物(氨)的过程。、类型 生物固氮是由两类微生物来实现的:一类是非共生固氮微生物包括细菌和蓝藻，另一类是与其它植物(宿主)共生的微生物, 例如与豆科植物共生的根瘤菌 与非豆科植物共生的放线菌, 42矿质营养主题医学知识四、生物固氮(biological nitrogen fix固氮酶催化反应铁氧还蛋白还原铁蛋白,与ATP结合,铁蛋白还原钼铁蛋白,最后还原N成为NH减少固氮所需的能量投入量凾待解决的问题。、过程 分子氮被固定为氨的总反应式如下:N+8e-+8H+16ATP 固氮酶 2NH+H+16ADP+16Pi43矿质营养主题医学知识固氮酶催化反应

17、、过程 分子氮被固定为氨的总反应式如下:4第六节 合理施肥的生理基础 一、作物需肥规律 1、不同作物对肥料的需要量和比例不同 2、同一作物在不同生育期需肥不同44矿质营养主题医学知识第六节 合理施肥的生理基础 一、作物需肥规律44矿质营养主题1.不同作物对肥料的需要量和比例不同 禾谷类: 前期需氮多,后期需P多,K多有利子粒饱满根茎类; 需K多,有利地下器官积累碳水化合物叶菜类: 需N多,有利于叶片肥大作物类型45矿质营养主题医学知识1.不同作物对肥料的需要量和比例不同 禾谷类:作物类型45矿种子萌发幼苗长大开花结实成熟衰老生长时期养分贮藏为主吸收能力加强吸收量最大停止吸收部分养分排出2、同一

18、作物不同生育期需肥不同 生长中心：指在一定的时期（即生育期），代谢旺盛、生长势较强的部位。施肥总是对当时的生长中心作用最大（即营养元素总是优先供应生长中心）。46矿质营养主题医学知识种子萌发幼苗长大开花结实成熟衰老生长时期养分贮藏为主营养最大效率期-在植物生命周期中，对施肥的营养效果最好的时期。一般以种子和果实为收获对象的作物的营养最大效率期是生殖生长时期。如： 水稻、玉米；幼穗形成期 大豆、 油菜：开花期47矿质营养主题医学知识营养最大效率期-在植物生命周期中，对施肥的营养效果最好1.形态指标 (1)长相 (2)叶色 二、施肥指标48矿质营养主题医学知识1.形态指标 二、施肥指标48矿质营养主题医学知识 2.生理指标 植物组织的产量（或生长）与养分含量的关系“叶分析” -测定叶片或叶鞘等组织中矿质元素含量, 判断营养的丰缺情况。体内养分状况(2) 叶绿素含量(3) 酰胺(4)酶活性 缺钼, 硝酸还原酶活性下降;缺铜, 抗坏血酸氧化酶和多酚氧化酶活性下降;49矿质营养主题医学知识 2.生理指标 植物组织的产量（或生长）与