教学第二章植物的矿质营养课件-002

第二章

植物的矿质营养第二章植物的矿质营养本章重点和难点：一、必需元素的生理功能；二、植物细胞吸收矿质元素的机理；三、合理施肥与农业。本章重点和难点：一、必需元素的生理功能；矿质营养(mineralnutrition):植物对矿物质的吸收、转运和同化.“有收无收在于水,收多收少在于肥.”合理施肥矿质营养(mineralnutrition):第一节植物必需的矿质元素一

必需元素(essentialelement)

是指植物生长发育必不可少的元素。三条标准：Ⅰ由于缺乏该元素植物生长发育受阻，不能完成其生活史.Ⅱ除去该元素表现为专一的病症，且可通过加入该元素的方法预防和恢复.Ⅲ该元素在植物营养生理上能表现直接的效果，而不是间接效果第一节植物必需的矿质元素一必需元素(essent

共19种:

大量元素(10种):C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S和Si

微量元素(9种):CI、Fe、Mn、B、Zn、Na、

Cu、Mo和Ni共19种:二

植物必需元素的生理作用及缺乏症状是细胞结构物质的组成成分是植物生命活动的调节者,参与酶的活动起电化学作用,即离子浓度的平衡、胶体的稳定和电荷的中和等.研究方法:溶液培养法二植物必需元素的生理作用及缺乏症状是细胞结构物质的组成成㈠大量元素1氮：利用形式：无机态氮，即铵态氮和硝态氮

有机态氮，如尿素生理作用：①是蛋白质、核酸、磷脂和酶的主要成分②是某些植物激素、维生素的成分③还是叶绿素的成分，与光合作用有密切关系因此，氮在植物的生命活动中占有特殊作用，被称为生命元素当氮肥充分时，叶大而鲜艳，叶片功能期长，分蘖多，营养健壮，花多，产量高。当缺氮时，植株矮小，叶小色淡或发黄、红，分蘖少，花少，籽粒不饱满，产量低。主要的氮肥：尿素、硝酸铵、硫酸铵、碳酸氢铵、人粪尿等㈠大量元素1氮：2磷利用形式：H2PO4-或HPO4-吸收后转变为有机物质生理作用：①是核酸、核蛋白、磷脂的主要成分②是ATP和许多辅酶如NAD、NADP的成分③还参与了糖、脂肪和氨基酸的代谢磷在促进分蘖、分枝及根系生长等方面有很大作用施磷肥可提高作物抗寒性、抗旱性，使植株生长发育良好缺磷时，影响细胞分裂，使分蘖分枝少，生长缓慢，植株矮小，叶片呈暗绿或紫红色，开花期和成熟期延迟，产量降低。2磷利用形式：H2PO4-或HPO4-吸收后转变3钾利用形式：

K+

土壤中有KCI、K2SO4等生理作用：①可作为60多种酶的活化剂②可促进呼吸进程及核酸和蛋白质的形成③影响糖类的合成和运输④还是构成细胞渗透势的重要成分当钾肥充分时，茎杆坚韧，抗倒伏，种子饱满，增产显著当缺钾时，茎杆柔弱，易倒伏，抗旱、抗寒性差，叶片失水，蛋白质和叶绿素破坏，叶色变黄而逐渐坏死N、P、K是植物需要量最大，且土壤易缺乏的元素，称“肥料三要素”。3钾利用形式：K+土壤中有K4钙利用形式：Ca2+土壤中有CaCI2、CaSO4等生理作用：①是细胞壁胞间层中果胶酸钙的成分②是一些酶的活化剂③还存在于生物膜中，维持膜结构的稳定性④对植物抗病有一定的作用⑤在植物体内具有信使功能

缺钙时，生长受抑制，初期顶芽、幼叶呈淡绿

色，继

而叶尖出现典型的钩状，随后溃烂坏死。4钙5硫利用形式：SO4-

进入植物体后大部分被还原成S生理作用：

①是蛋白质氨基酸的组成成分，如Met和Cys②具有稳定蛋白质空间结构的作用③还是辅酶A、维生素、硫氧还蛋白、铁硫蛋白的组分④可以调节植物体内的氧化还原反应

缺硫时,蛋白质含量显著减少,叶色黄绿或发红,植株矮小

缺硫情况在农业上遇到较少,因为土壤中有

足够的硫满足植物需要.5硫利用形式：SO4-进入植物体后大部分被还原成S㈡微量元素1

铁

主要以Fe2+的螯合物被吸收作用：是许多重要氧化还原酶的成分，在电子传递中起作用是含铁蛋白如铁硫蛋白、铁氧还蛋白的活性组分是合成叶绿素所必需的，对叶绿体构造的影响更大铁不易转移，缺铁的明显症状是幼芽、幼叶缺绿发黄甚至黄白，而下部叶片仍为绿色。

土壤中含铁较多，一般情况下植物不

会缺铁。㈡微量元素1铁2硼

以H3BO3的形式被植物吸收,作用：与花粉形成、花粉管萌发和受精有密切关系影响糖的合成与运输，使糖易通过质膜促进根系发育，特别对根瘤形成影响较大缺硼时，根尖、茎尖的生长点停止生长，侧根侧芽大量发生，受精不良，籽粒减少。

如小麦和甘蓝型油菜的“花而不实”及

棉花上的“蕾而不花”等现象都是因缺

硼而引起的。2硼以H3BO3的形式被植物吸收,作用：3铜

以Cu2+或Cu+的形式被吸收作用：①是多酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、漆酶的成分，在呼吸的氧化还原中起重要作用。②是叶绿体质体蓝素的成分，参与光合电子传递。

缺铜时，幼叶失绿，叶生长缓慢，随之出现枯斑。3铜以Cu2+或Cu+的形式被吸收第二章植物的矿质营养课件_002第二章植物的矿质营养课件_002第二章植物的矿质营养课件_002第二章植物的矿质营养课件_002第二章植物的矿质营养课件_002第二章植物的矿质营养课件_002三作物缺乏矿质元素的诊断㈠化学分析诊断法

以叶片为材料,分析病株的化学成分,与正常株比较若某元素在病株内显著减少,它可能就是致病原因.㈡病症诊断法

参考植物缺乏矿质元素的病症检索表应充分调查,综合考虑,深入分析,具体试验.㈢加入诊断法

根据上述方法初步确定所缺乏的元素后,补充加入该元素,经一段时间后,若症状消失,就能确定致病的原因三作物缺乏矿质元素的诊断㈠化学分析诊断法第二节

植物对矿质元素的吸收植物细胞吸收矿质元素的方式有三种类型:一、被动吸收二、主动吸收

三、胞饮作用

第二节植物对矿质元素的吸收植物细胞吸收矿质元素的方式有三一、被动吸收(passiveabsorption):

是指由于扩散作用或其它物理过程而进行的吸收,不需能量。括简单扩散、杜南平衡、离子通道、载体等。㈠简单扩散(simplediffusion):

当外界溶液的浓度大于细胞内部的溶液浓度时，外界溶液的溶质便扩散进入细胞内，直至内外浓度平衡为止。

浓度差是决定被动吸收的主要因素。一、被动吸收(passiveabsorption):㈡

杜南平衡(Donnanequilibrium)

是指细胞内的可扩散负离子和正离子浓度的乘积，等于细胞外正负离子浓度的乘积时的平衡。不需要能量是一种说明离子积累现象的特殊平衡。Na+R-CiCiNa+R-CiCiNa+CI-C0C0Na+R-CI-Ci+XCi+XNa+CI

-C0-XC0-XABC杜南平衡㈡杜南平衡(Donnanequilibrium)㈢离子通道(ionchannel)

是细胞膜中一类内在蛋白构成的孔道结构，横跨膜的两侧，可被化学或电学方式激活，控制离子顺着浓度梯度和膜电位差即电化学势梯度被动吸收。已知:K+、Cl-、Ca2+、NO3-㈢离子通道(ionchannel)是细胞膜中二、主动吸收(activeabsorption):

指细胞利用呼吸释放的能量而逆着浓度差吸收矿物质的过程。包括载体、离子泵运输等。㈠离子泵(ionpump)

植物细胞质膜上的离子泵主要有质子泵和钙泵。

二、主动吸收(activeabsorption):1、质子泵(protonpump)亦称为H+-ATP酶细胞质膜上存在着ATP酶，催化ATP水解，释放能量，驱动质子的转运，在质膜两侧产生电化学势梯度，从而使其它离子经过膜通道进入细胞内。1、质子泵(protonpump)

第二章植物的矿质营养课件_0022、钙泵(calciumpump)亦称为Ca2+-ATP酶，它催化质膜内侧的ATP水解，释放出能量，驱动细胞内的钙离子泵出细胞。由于其活性依赖于ATP与Mg2+的结合，所以又称为(Ca2+,Mg2+)-ATP酶。2、钙泵(calciumpump)亦称为C㈡载体(carrier)

载体是质膜上的一类内部蛋白，它有选择性的与质膜一侧的分子或离子结合，形成载体-物质复合体，通过载体蛋白构象的变化，将该物质透过质膜转运到质膜的另一侧。这种转运可以是被动/主动的（顺/逆电化学势梯度）㈡载体(carrier)载体是质膜上载体有三种类型：单向运输载体：如Fe2+、Mn2+、Zn2+、Cu2+等载体同向运输载体：H+与CI-、NO3-、PO43-等反向运输载体：H+与其它分子或离子（如Na+）载体有三种类型：单向运输载体：如Fe2+、Mn2+、三、胞饮作用(pinocytosis):指物质吸附在质膜上，通过膜的内折而转移到细胞内的攫取物质的过程。是非选择性吸收

三、胞饮作用(pinocytosis):指物质吸附在质膜上第三节植物体对矿素的吸收植物对矿素的吸收主要是通过根部,也可通过叶片.一、植物吸收矿素的特点

与吸水有关,又有其独立性,还有选择性.1对水分和盐分吸收的相对性

有关,表现在盐分一定要溶解于水中才能被根部吸收

无关,表现在两者的吸收机理不同根部吸水是因蒸腾而引起的被动过程;吸盐则是以消耗能量的主动吸收为主,两者的速度不同.

总之，植物的吸水量和吸盐量之间不存在直接的依赖关系。第三节植物体对矿素的吸收植物对矿素的吸收主要是通过根部,2对离子吸收的选择性植物吸收离子具有选择性,即根部吸收的离子数量不与溶液中的离子成比例.主要表现在:⑴对同一溶液中不同离子的吸收有差异,这与载体种类和通道的数量有关.⑵对同一种盐的阴离子和阳离子的吸收有差异生理酸性盐类:大多数铵盐,如(NH4)2SO4生理碱性盐类:多为硝酸盐,如NaNO3和Ca(NO3)2生理中性盐类:如NH4NO32对离子吸收的选择性3单盐毒害和离子对抗⑴单盐毒害：当溶液中只有一种金属离子时对植物产生有害作用的现象。如KCI溶液⑵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，即能减弱或消除这种毒害，离子之间的这种作用就称为离子拮抗作用。如在KCI溶液中加入少量Ca2+，就不会产生毒害.

平衡溶液(balancedsolution)：

对植物生长有良好作用而无毒害的溶液。

蓝藻—海水陆生植物—土壤溶液3单盐毒害和离子对抗二、根部对溶液中矿素的吸收过程

1根部吸收矿素的区域：

主要是根尖，其中以根毛区最活跃2吸收过程：

⑴

离子吸附在根部细胞表面交换吸附，因为根部细胞的质膜表层有阴阳离子H+和HCO3-，分别与周围溶液的阴、阳离子进行交换吸附，盐类离子即被吸附在细胞表面。⑵离子进入根内部：①质外体途径②共质体途径⑶离子进入导管和管胞二、根部对溶液中矿素的吸收过程1根部吸收矿素的区域：三、根部对被土粒吸附着的矿素的吸收土粒表面带负电荷，吸附矿质阳离子，排斥矿质阴离子，但PO43-可被含有铝和铁的土粒束缚。被土粒吸附的矿质阴、阳离子分别与根表面的H+和HCO3-交换，进入根部。三、根部对被土粒吸附着的矿素的吸收土粒表面带负电荷，四、影响根部吸收矿物质的条件㈠温度

在一定范围内，随土温的增高而加快，因为土温影响了根部的呼吸速率，影响主动吸收。但温度过高或过低都不利于对矿素的吸收。四、影响根部吸收矿物质的条件㈠温度㈡通气状况根部吸收矿物质与呼吸作用有密切关系。在一定范围内，氧气供应越好吸收矿素越多。㈡通气状况㈢溶液浓度在外界溶液的浓度较低时，随浓度的增高，离子吸收量增多。在外界溶液的浓度较高时，离子吸收速率与浓度无紧密关系。㈢溶液浓度㈣氢离子浓度

土壤溶液的pH值对植物吸收矿素有很大的影响。首先，土壤溶液pH的改变，可引起养分的溶解或沉淀。在碱性加强时，Fe、Ca、Mg、Cu、PO43-等成不溶状态；在酸性环境中，K、Ca、Mg、PO43-等易溶解，但来不及吸收就被雨水冲掉，故酸性土壤（红壤）中缺乏这4种元素。其次，土壤溶液的pH影响土壤微生物的活动。一般作物生育最适pH为6~7㈣氢离子浓度五、植物地上部对矿素的吸收叶片营养(foliarnutrition):植物地上部分也可吸收矿物质，其主要器官是叶片，所以也称为叶片营养。要使叶片吸收矿素，首先必使溶液吸附在叶面上。可通过加入降低表面张力的物质如表面活性剂或沾湿剂.叶片吸收矿素的途径:

气孔或角质层叶内表皮细胞的细胞壁外连丝表皮细胞的质膜细胞内叶脉韧皮部五、植物地上部对矿素的吸收叶片营养(foliarnutr影响叶片吸收矿素的因素⑴叶片年龄⑵溶液在叶上的时间⑶风速、气温、大气湿度等

根外追肥的时间以傍晚或下午4时以后较好根外追肥的优点:⑴在作物生育后期,补充营养⑵弥补易被土壤固定的肥料,且用量少⑶补充植物所缺乏的微量元素,效果快,用量省影响叶片吸收矿素的因素一、运输的形式、途径和速度

1形式N：以氨基酸和酰胺为主；P：以正磷酸形态为主；S：SO42-；

金属离子：以离子状态。

2途径:

根部吸收的无机离子通过木质部向上运输，再横向运到韧皮部。叶片吸收的离子沿韧皮部向上、向下运输，再横向运到木质部。

3速度:30—100cm/h第四节物质的运输途径一、运输的形式、途径和速度第四节物质的运输途径二、在植物体内的分布参与循环的矿素：如N、P、Mg等，多分布在代谢较旺盛的部分。不参与循环的矿素：如S、Ca、Fe、B等，多分布在茎和老叶中。二、在植物体内的分布第五节

无机养料的同化一、硝酸盐的代谢还原植物从土壤中吸收硝酸盐后,必须还原成铵盐才能被吸收利用.硝酸盐还原步骤如下:HNO3HNO2[H2N2O2][NH2OH]NH3

硝酸亚硝酸次亚硝酸羟氨氨细胞质中的硝酸还原酶叶绿体中的亚硝酸还原酶硝酸还原酶是一种诱导酶,由多个亚基构成,其数目因物种而异。还原过程，电子从NAD(P)H传至FAD,再经Cytb557传至MoCo，然后将硝酸还原为亚硝酸。第五节无机养料的同化一、硝酸盐的代谢还原硝酸还原酶是一二、氨的同化

氨的量稍多，就可能抑制电子传递系统如NADH，毒害植物。1还原氨基化：还原氨直接使酮酸氨基化而形成相应氨基酸的过程。a-酮戊二酸+氨谷氨酸草酰乙酸+氨天冬氨酸2氨基交换作用：一种氨基酸的氨基被转移到另一种酮酸的酮基上，使之氨基化，形成新的氨基酸和酮酸。如：谷氨酸+草酰乙酸a-酮戊二酸+天冬氨酸二、氨的同化3氨与CO2及ATP结合NH3+CO2+ATPNH2COOP+ADP4氨与氨基酸结合形成酰胺如天冬氨酸+氨+ATP天冬酰胺+ADP谷氨酸+氨+ATP谷氨酰胺+ADP天冬酰胺和谷氨酰胺是高等植物氨的保存形式。3氨与CO2及ATP结合三、生物固氮生物固氮:通过微生物的作用，把空气中的游离氮素固定转变成含氮化合物的过程。由两类微生物实现：

1非共生微生物：好气性细菌、嫌气性细菌和蓝藻2共生微生物：根瘤菌、放线菌及鱼腥藻三、生物固氮生物固氮:通过微生物的作用，把空气中的游离氮分子氮被固定为氨的总反应式：

N2+8H++8e-+16ATP2NH3+H2+16ADP+16Pi固氮酶：是一种具有将分子氮还原为氨功能的酶复合物。有两种组分，即铁蛋白(2亚基)和钼铁蛋白(4亚基)固氮过程:铁氧还蛋白铁蛋白Mg.ATP铁蛋白钼铁蛋白N2NH3分子氮被固定为氨的总反应式：四、硫酸盐的同化

既可在根部同化，也可在地上部分同化总反应式：SO42-+8H++8e-S2-+4H2O同化过程：①硫酸根的活化，ATP+SO42-APSPAPS②硫酸根的还原，PAPS+SH-P-SHSH-P-S-SO3HSH-P-S-SH+活化的丝氨酸半胱氨酸四、硫酸盐的同化五、磷酸盐的同化植物吸收HPO42-后，大多同化为有机物，如磷酸糖、磷酸脂和核酸等。

同化部位，根和地上部一样。在线粒体和叶绿体中的反应为：ADP+Pi

ATP+H2O五、磷酸盐的同化第六节合理施肥的生理基础一、作物的需肥规律不同作物对矿素的需求不同：以收果实籽粒的禾谷类作物应多施磷肥根茎类应多施钾肥，叶菜类多施氮肥同一作物在不同的生育期对矿素的需求和吸收也不同作物在不同的生育期中，各有明显的生长中心。

不同品种、不同栽培方式、不同栽培模式第六节合理施肥的生理基础一、作物的需肥规律二、合理施肥的指标形态指标：①相貌②叶色③发育状况生理指标：①营养元素②酰胺：天冬酰胺，谷氨酰胺

③酶活性：硝酸还原酶和谷氨酸脱氢酶二、合理施肥的指标三、施肥增产的原因

增强光合性能，即增大光合面积、提高光合能力、延长光合时间、促进光合产物分配利用等。三、施肥增产的原因

第二章

植物的矿质营养第二章植物的矿质营养本章重点和难点：一、必需元素的生理功能；二、植物细胞吸收矿质元素的机理；三、合理施肥与农业。本章重点和难点：一、必需元素的生理功能；矿质营养(mineralnutrition):植物对矿物质的吸收、转运和同化.“有收无收在于水,收多收少在于肥.”合理施肥矿质营养(mineralnutrition):第一节植物必需的矿质元素一

必需元素(essentialelement)

是指植物生长发育必不可少的元素。三条标准：Ⅰ由于缺乏该元素植物生长发育受阻，不能完成其生活史.Ⅱ除去该元素表现为专一的病症，且可通过加入该元素的方法预防和恢复.Ⅲ该元素在植物营养生理上能表现直接的效果，而不是间接效果第一节植物必需的矿质元素一必需元素(essent

共19种:

大量元素(10种):C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S和Si

微量元素(9种):CI、Fe、Mn、B、Zn、Na、

Cu、Mo和Ni共19种:二

植物必需元素的生理作用及缺乏症状是细胞结构物质的组成成分是植物生命活动的调节者,参与酶的活动起电化学作用,即离子浓度的平衡、胶体的稳定和电荷的中和等.研究方法:溶液培养法二植物必需元素的生理作用及缺乏症状是细胞结构物质的组成成㈠大量元素1氮：利用形式：无机态氮，即铵态氮和硝态氮

有机态氮，如尿素生理作用：①是蛋白质、核酸、磷脂和酶的主要成分②是某些植物激素、维生素的成分③还是叶绿素的成分，与光合作用有密切关系因此，氮在植物的生命活动中占有特殊作用，被称为生命元素当氮肥充分时，叶大而鲜艳，叶片功能期长，分蘖多，营养健壮，花多，产量高。当缺氮时，植株矮小，叶小色淡或发黄、红，分蘖少，花少，籽粒不饱满，产量低。主要的氮肥：尿素、硝酸铵、硫酸铵、碳酸氢铵、人粪尿等㈠大量元素1氮：2磷利用形式：H2PO4-或HPO4-吸收后转变为有机物质生理作用：①是核酸、核蛋白、磷脂的主要成分②是ATP和许多辅酶如NAD、NADP的成分③还参与了糖、脂肪和氨基酸的代谢磷在促进分蘖、分枝及根系生长等方面有很大作用施磷肥可提高作物抗寒性、抗旱性，使植株生长发育良好缺磷时，影响细胞分裂，使分蘖分枝少，生长缓慢，植株矮小，叶片呈暗绿或紫红色，开花期和成熟期延迟，产量降低。2磷利用形式：H2PO4-或HPO4-吸收后转变3钾利用形式：

K+

土壤中有KCI、K2SO4等生理作用：①可作为60多种酶的活化剂②可促进呼吸进程及核酸和蛋白质的形成③影响糖类的合成和运输④还是构成细胞渗透势的重要成分当钾肥充分时，茎杆坚韧，抗倒伏，种子饱满，增产显著当缺钾时，茎杆柔弱，易倒伏，抗旱、抗寒性差，叶片失水，蛋白质和叶绿素破坏，叶色变黄而逐渐坏死N、P、K是植物需要量最大，且土壤易缺乏的元素，称“肥料三要素”。3钾利用形式：K+土壤中有K4钙利用形式：Ca2+土壤中有CaCI2、CaSO4等生理作用：①是细胞壁胞间层中果胶酸钙的成分②是一些酶的活化剂③还存在于生物膜中，维持膜结构的稳定性④对植物抗病有一定的作用⑤在植物体内具有信使功能

缺钙时，生长受抑制，初期顶芽、幼叶呈淡绿

色，继

而叶尖出现典型的钩状，随后溃烂坏死。4钙5硫利用形式：SO4-

进入植物体后大部分被还原成S生理作用：

①是蛋白质氨基酸的组成成分，如Met和Cys②具有稳定蛋白质空间结构的作用③还是辅酶A、维生素、硫氧还蛋白、铁硫蛋白的组分④可以调节植物体内的氧化还原反应

缺硫时,蛋白质含量显著减少,叶色黄绿或发红,植株矮小

缺硫情况在农业上遇到较少,因为土壤中有

足够的硫满足植物需要.5硫利用形式：SO4-进入植物体后大部分被还原成S㈡微量元素1

铁

主要以Fe2+的螯合物被吸收作用：是许多重要氧化还原酶的成分，在电子传递中起作用是含铁蛋白如铁硫蛋白、铁氧还蛋白的活性组分是合成叶绿素所必需的，对叶绿体构造的影响更大铁不易转移，缺铁的明显症状是幼芽、幼叶缺绿发黄甚至黄白，而下部叶片仍为绿色。

土壤中含铁较多，一般情况下植物不

会缺铁。㈡微量元素1铁2硼

以H3BO3的形式被植物吸收,作用：与花粉形成、花粉管萌发和受精有密切关系影响糖的合成与运输，使糖易通过质膜促进根系发育，特别对根瘤形成影响较大缺硼时，根尖、茎尖的生长点停止生长，侧根侧芽大量发生，受精不良，籽粒减少。

如小麦和甘蓝型油菜的“花而不实”及

棉花上的“蕾而不花”等现象都是因缺

硼而引起的。2硼以H3BO3的形式被植物吸收,作用：3铜

以Cu2+或Cu+的形式被吸收作用：①是多酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、漆酶的成分，在呼吸的氧化还原中起重要作用。②是叶绿体质体蓝素的成分，参与光合电子传递。

缺铜时，幼叶失绿，叶生长缓慢，随之出现枯斑。3铜以Cu2+或Cu+的形式被吸收第二章植物的矿质营养课件_002第二章植物的矿质营养课件_002第二章植物的矿质营养课件_002第二章植物的矿质营养课件_002第二章植物的矿质营养课件_002第二章植物的矿质营养课件_002三作物缺乏矿质元素的诊断㈠化学分析诊断法

以叶片为材料,分析病株的化学成分,与正常株比较若某元素在病株内显著减少,它可能就是致病原因.㈡病症诊断法

参考植物缺乏矿质元素的病症检索表应充分调查,综合考虑,深入分析,具体试验.㈢加入诊断法

根据上述方法初步确定所缺乏的元素后,补充加入该元素,经一段时间后,若症状消失,就能确定致病的原因三作物缺乏矿质元素的诊断㈠化学分析诊断法第二节

植物对矿质元素的吸收植物细胞吸收矿质元素的方式有三种类型:一、被动吸收二、主动吸收

三、胞饮作用

第二节植物对矿质元素的吸收植物细胞吸收矿质元素的方式有三一、被动吸收(passiveabsorption):

是指由于扩散作用或其它物理过程而进行的吸收,不需能量。括简单扩散、杜南平衡、离子通道、载体等。㈠简单扩散(simplediffusion):

当外界溶液的浓度大于细胞内部的溶液浓度时，外界溶液的溶质便扩散进入细胞内，直至内外浓度平衡为止。

浓度差是决定被动吸收的主要因素。一、被动吸收(passiveabsorption):㈡

杜南平衡(Donnanequilibrium)

是指细胞内的可扩散负离子和正离子浓度的乘积，等于细胞外正负离子浓度的乘积时的平衡。不需要能量是一种说明离子积累现象的特殊平衡。Na+R-CiCiNa+R-CiCiNa+CI-C0C0Na+R-CI-Ci+XCi+XNa+CI

-C0-XC0-XABC杜南平衡㈡杜南平衡(Donnanequilibrium)㈢离子通道(ionchannel)

是细胞膜中一类内在蛋白构成的孔道结构，横跨膜的两侧，可被化学或电学方式激活，控制离子顺着浓度梯度和膜电位差即电化学势梯度被动吸收。已知:K+、Cl-、Ca2+、NO3-㈢离子通道(ionchannel)是细胞膜中二、主动吸收(activeabsorption):

指细胞利用呼吸释放的能量而逆着浓度差吸收矿物质的过程。包括载体、离子泵运输等。㈠离子泵(ionpump)

植物细胞质膜上的离子泵主要有质子泵和钙泵。

二、主动吸收(activeabsorption):1、质子泵(protonpump)亦称为H+-ATP酶细胞质膜上存在着ATP酶，催化ATP水解，释放能量，驱动质子的转运，在质膜两侧产生电化学势梯度，从而使其它离子经过膜通道进入细胞内。1、质子泵(protonpump)

第二章植物的矿质营养课件_0022、钙泵(calciumpump)亦称为Ca2+-ATP酶，它催化质膜内侧的ATP水解，释放出能量，驱动细胞内的钙离子泵出细胞。由于其活性依赖于ATP与Mg2+的结合，所以又称为(Ca2+,Mg2+)-ATP酶。2、钙泵(calciumpump)亦称为C㈡载体(carrier)

载体是质膜上的一类内部蛋白，它有选择性的与质膜一侧的分子或离子结合，形成载体-物质复合体，通过载体蛋白构象的变化，将该物质透过质膜转运到质膜的另一侧。这种转运可以是被动/主动的（顺/逆电化学势梯度）㈡载体(carrier)载体是质膜上载体有三种类型：单向运输载体：如Fe2+、Mn2+、Zn2+、Cu2+等载体同向运输载体：H+与CI-、NO3-、PO43-等反向运输载体：H+与其它分子或离子（如Na+）载体有三种类型：单向运输载体：如Fe2+、Mn2+、三、胞饮作用(pinocytosis):指物质吸附在质膜上，通过膜的内折而转移到细胞内的攫取物质的过程。是非选择性吸收

三、胞饮作用(pinocytosis):指物质吸附在质膜上第三节植物体对矿素的吸收植物对矿素的吸收主要是通过根部,也可通过叶片.一、植物吸收矿素的特点

与吸水有关,又有其独立性,还有选择性.1对水分和盐分吸收的相对性

有关,表现在盐分一定要溶解于水中才能被根部吸收

无关,表现在两者的吸收机理不同根部吸水是因蒸腾而引起的被动过程;吸盐则是以消耗能量的主动吸收为主,两者的速度不同.

总之，植物的吸水量和吸盐量之间不存在直接的依赖关系。第三节植物体对矿素的吸收植物对矿素的吸收主要是通过根部,2对离子吸收的选择性植物吸收离子具有选择性,即根部吸收的离子数量不与溶液中的离子成比例.主要表现在:⑴对同一溶液中不同离子的吸收有差异,这与载体种类和通道的数量有关.⑵对同一种盐的阴离子和阳离子的吸收有差异生理酸性盐类:大多数铵盐,如(NH4)2SO4生理碱性盐类:多为硝酸盐,如NaNO3和Ca(NO3)2生理中性盐类:如NH4NO32对离子吸收的选择性3单盐毒害和离子对抗⑴单盐毒害：当溶液中只有一种金属离子时对植物产生有害作用的现象。如KCI溶液⑵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，即能减弱或消除这种毒害，离子之间的这种作用就称为离子拮抗作用。如在KCI溶液中加入少量Ca2+，就不会产生毒害.

平衡溶液(balancedsolution)：

对植物生长有良好作用而无毒害的溶液。

蓝藻—海水陆生植物—土壤溶液3单盐毒害和离子对抗二、根部对溶液中矿素的吸收过程

1根部吸收矿素的区域：

主要是根尖，其中以根毛区最活跃2吸收过程：

⑴

离子吸附在根部细胞表面交换吸附，因为根部细胞的质膜表层有阴阳离子H+和HCO3-，分别与周围溶液的阴、阳离子进行交换吸附，盐类离子即被吸附在细胞表面。⑵离子进入根内部：①质外体途径②共质体途径⑶离子进入导管和管胞二、根部对溶液中矿素的吸收过程1根部吸收矿素的区域：三、根部对被土粒吸附着的矿素的吸收土粒表面带负电荷，吸附矿质阳离子，排斥矿质阴离子，但PO43-可被含有铝和铁的土粒束缚。被土粒吸附的矿质阴、阳离子分别与根表面的H+和HCO3-交换，进入根部。三、根部对被土粒吸附着的矿素的吸收土粒表面带负电荷，四、影响根部吸收矿物质的条件㈠温度

在一定范围内，随土温的增高而加快，因为土温影响了根部的呼吸速率，影响主动吸收。但温度过高或过低都不利于对矿素的吸收。四、影响根部吸收矿物质的条件㈠温度㈡通气状况根部吸收矿物质与呼吸作用有密切关系。在一定范围内，氧气供应越好吸收矿素越多。㈡通气状况㈢溶液浓度在外界溶液的浓度较低时，随浓度的增高，离子吸收量增多。在外界溶液的浓度较高时，离子吸收速率与浓度无紧密关系。㈢溶液浓度㈣氢离子浓度

土壤溶液的pH值对植物吸收矿素有很大的影响。首先，土壤溶液pH的改变，可引起养分的溶解或沉淀。在碱性加强时，Fe、Ca、Mg、Cu、PO43-等成不溶状态；在酸性环境中，K、Ca、Mg、PO43-等易溶解，但来不及吸收就被雨水冲掉，故酸性土壤（红壤）中缺乏这4种元素。其次，土壤溶液的pH影响土壤微生物的活动。一般作物生育最适pH为6~7㈣氢离子浓度五、植物地上部对矿素的吸收叶片营养(foliarnutrition):植物地上部分也可吸收矿物质，其主要器官是叶片，所以也称为叶片营养。要使叶片吸收矿素，首先必使溶液吸附在叶面上。可通过加入降低表面张力的物质如表面活性剂或沾湿剂.叶片吸收矿素的途径:

气孔或角质层叶内表皮细胞的细胞壁外连丝表皮细胞的质膜细胞内叶脉韧皮部五、植物地上部对矿素的吸收叶片营养(foliarnutr影响叶片吸收矿素的因素⑴叶片年龄⑵溶液在叶上的时间⑶风速、气温、大气湿度等

根外追肥的时间以傍晚或下午4时以后较好根外追肥的优点:⑴在作物生育后期,补充营养⑵弥补易被土壤固定的肥料,且用量少⑶补充植物所缺乏的微量元素,效果快,用量省影响叶片吸收矿素的因素一、运输的形式、途径和速度

1形式N：以氨基酸和酰胺为主；P：以正磷酸形态为主；S：SO42-；

金属离子：以离子状态。

2途径:

根部吸收的无机离子通过木质部向上运输，再横向运到韧皮部。叶片吸收的离子沿韧皮部向上、向下运输，再横向运到木质部。

3速度:30—100cm/h第四节物质的运输途径一、运输的形式、途径和速度第四节物质的运输途径二、在植物体内的分布参与循环的矿素：如N、P、Mg等，多分布在代谢较旺盛的部分。不参与循环的矿素：如S、Ca、Fe、B等，多分布在茎和老叶中。二、在植物体内的分布第五节

无机养料的同化一、硝酸盐的代谢还原植物从土壤中吸收硝酸盐后,必须还原成铵盐才能被吸收利用.硝酸盐还原步骤如下:HNO3HNO2[H2N2O2][NH2OH]