最新12第五章植物的矿质和同化课件

12第五章植物的矿质和同化12第五章植物的矿质和同化1[内容]掌握植物的必需元素种类及其生理作用；确定必需元素的方法与标准；根系吸收矿质元素的过程及其影响因素；掌握植物同化氮素的过程机理。[内容]掌握植物的必需元素种类及其生理作用；确定必需元素的2最新12第五章植物的矿质和同化课件3最新12第五章植物的矿质和同化课件4最新12第五章植物的矿质和同化课件5最新12第五章植物的矿质和同化课件6最新12第五章植物的矿质和同化课件7最新12第五章植物的矿质和同化课件8第一节植物体内的必需元素一植物体内的元素二植物必需矿质元素和确定方法三植物必需元素的主要生理功能四植物的有益元素和有害元素五植物的缺素诊断第一节植物体内的必需元素一植物体内的元素9一植物体内的元素（Theelementsinplant

）植物水分10%~95%

干物质5%~90%有机物90%~95%

挥发无机物5%~10%

灰分C、H、O、N和部分S小部分S，全部P（非金属元素)，所有金属元素一植物体内的元素植物水分10%~95%10

灰分(ash)是各种金属的氧化物、磷酸盐、硫酸盐和氯化物等。

构成灰分的元素称为灰分元素或矿质元素(mineralelement)。

矿质元素主要存在于土壤中，被根吸收进入植物体内。灰分(ash)是各种金属的氧化物、磷酸盐、硫酸盐和氯化物11不同植物灰分含量是不同的：

水生植物灰分占干重1%左右 中生植物灰分占干重5-10% 盐生植物灰分占干重可达45%不同组织器官灰分含量也是不同的：

木质部灰分占干重1% 种子灰分占干重3% 草本根茎灰分占干重4-5% 叶灰分占干重10-15%不同植物灰分含量是不同的：不同组织器官灰分含量也是不同的：12二植物必需的矿质元素和确定方法(一)植物的必需矿质元素①对于植物的正常生长发育是必要的，在其完全缺乏时，不能完成生活史；三个条件不可缺少性二植物必需的矿质元素和确定方法(一)植物的必需矿质元素①13②作用专一性，在其缺乏时产生特殊缺素症，只有加入该元素才能使植物恢复正常。③在植物的营养生理上起直接作用。不可替代性直接功能性②作用专一性，在其缺乏时产生特殊缺素症，只有加入该元素才能使14大量元素（macroelements）C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg占植物体干重的0.01-10%微量元素（micronutrients）Fe、Cl、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Ni占植物体干重的10-5--10-20%目前认为符合必需元素标准的有17种大量元素（macroelements）微量元素（micr15高等植物中必需元素的有效浓度大量元素%干重微量元素%干重C45

O45Cl0.01H6Fe0.01N1.5Mn0.005K1.0B0.002Ca0.5Zn0.002Mg0.2Cu0.0001P0.2Mo0.0001S0.1高等植物中必需元素的有效浓度大量元素%干重微量元素%干重C416有益元素不是植物必需元素，但能促进某些植物的生长发育。如钠、硅、钴、硒等以及稀土元素。有害元素

汞、铅、铝等对植物有害的重金属元素。有益元素和有害元素有益元素不是植物必需元素，但能促进某些植物的生长发育。如钠、17(二)、确定植物必需矿质元素的研究方法营养液培养法砂培法水培法(二)、确定植物必需矿质元素的营养液培养法砂培法水培法18营养膜培养系统营养膜培养系统19有氧溶液培养系统有氧溶液培养系统20溶液培养系统溶液培养系统21最新12第五章植物的矿质和同化课件22最新12第五章植物的矿质和同化课件23在进行溶液培养或砂基培养时，要注意以下几个方面的问题：1.溶液浓度要适宜，离子浓度过高易造成伤害；2.调节适宜的pH值；防止沉淀；3.注意通气；如营养膜法，气培法4.注意各种离子的平衡，否则会造成毒害。在进行溶液培养或砂基培养时，1.溶液浓度要适宜，离子浓度过高24全营养缺钾缺磷缺铁缺锌缺钙缺镁缺锰缺铜全营养缺钾缺磷缺铁缺锌缺钙缺镁缺锰缺铜25最新12第五章植物的矿质和同化课件26三植物必需元素的主要生理功能(一)植物体内的功能1构成植物体的结构物质如C、H、O、N、S、Ca、P等组成了细胞壁、纤维素、膜、蛋白质脂类和核酸等有机物质的元素。三植物必需元素的主要生理功能(一)植物体内的功能1构成植272能量转换过程中的电子传递体如Cu2+、Fe2+、Mo6+。

4重要渗透调节物质，调节细胞的膨压3作为活细胞电化学平衡的重要介质，稳定细胞质的电荷平衡，维持适当的跨膜电位如：K、Cl等2能量转换过程中的电子传递体如Cu2+、Fe2+、Mo6+285是酶的辅基或活化剂如:Fe、Mo是固氮酶的成分；Zn是碳酸酐酶、色氨酸合成酶的辅基；Ca、Mg是ATPase等酶的活化剂；Mn是苹果酸脱氢酶的活化剂。6作为细胞信号转导信使5是酶的辅基或活化剂如:Fe、Mo是固氮酶的成分；629

当一种必需元素供应不足时，会造成代谢的紊乱，并进而产生植物外观上可见的一些症状，称为营养缺乏症(nutrientdificiencysymptom)或缺素症。当一种必需元素供应不足时，会造成代谢的紊乱，并进而产生30N、P、K、Ca、Fe、Zn、S、Ni(二)生理作用N、P、K、Ca、Fe、Zn、S、Ni(二)生理作用311氮的主要生理作用根系吸收形式NO-3NH+4有机态氮

细胞质、细胞核、细胞壁

核酸、磷酯、叶绿素、辅酶、某些植物激素、维生素、生物碱等；生命元素1氮的主要生理作用根系吸收形式NO-3NH+4有机态氮细32N过少植株小，叶色淡，籽粒不饱满，产量低。N移动性大，可重复利用。N过少N移动性大，33柑橘缺氮柑橘缺氮34最新12第五章植物的矿质和同化课件35-N-NCKCKCKCK-N-N-N-NCKCKCKCK-N-N36N过多：叶色深绿，营养体徒长，抗逆能力差。N过多：叶色深绿，营养体徒长，抗逆能力差。372磷的主要生理作用根系吸收形式H2PO4-；HPO42-植物体中磷的分布不均匀根茎的生长点、果实、种子细胞质、细胞核核苷酸糖类代谢、蛋白质代谢、脂肪代谢2磷的主要生理作用根系吸收形式H2PO4-；HPO42-38根系吸收形式H2PO4-；HPO42-H2PO4-pH＜7HPO42-pH＞7大部分转变为有机物质如糖磷脂、核苷酸、核酸、磷脂磷一部分仍以无机磷形式存在体内2磷的主要生理作用根系吸收形式H2PO4-；HPO42-H2PO4-pH＜39白菜缺磷叶色暗绿，有些叶子的颜色呈红色或紫色玉米缺磷生长缓慢，叶小，分蘖少；白菜缺磷叶色暗绿，有些叶子的颜色呈红色或紫色玉米缺磷生长缓慢40磷在体内易移动，也能重复利用,缺磷时老叶中的磷能大部分转移到正在生长的幼嫩组织中去。

磷肥过多：3.水溶性磷酸盐还可与土壤中的锌、钙结合,减少锌、钙的有效性,故磷过多易引起缺锌、缺钙病。1.叶上又会出现小焦斑,为磷酸钙沉淀所致；2.磷过多还会阻碍植物对硅的吸收,易招致水稻感病。磷在体内易移动，也能重复利用,缺磷时老叶中的磷能大部分转移到41植物体中磷的分布不均匀：根茎的生长点、果实、种子缺磷，植物的全部代谢活动都不能正常进行。

磷脂和核酸的组分，参与生物膜、细胞质和细胞核的构成。核苷酸组成成分参与糖类代谢、蛋白质代谢、脂肪代谢氮磷配合施用植物体中磷的分布不均匀：根茎的生长点、果实、种子缺磷，植物的42缺磷细胞分裂生长缓慢，叶小，分枝、分蘖少；植株矮小;产量低；抗性弱蛋白质合成受阻，新的细胞质和细胞核形成少①②叶色暗绿，有些叶子的颜色呈红色或紫色由于糖分运输受阻，叶片中积累大量糖分，易形成花色素苷缺磷细胞分裂生长缓慢，叶小，分枝、分蘖少；植株矮小;产量低43根水平生长根毛增加分泌有机酸根水平生长根毛增加分44最新12第五章植物的矿质和同化课件453钾的主要生理作用根吸收的形式K+（1）提高原生质水合程度，增强细胞保水能力，利于抗旱。（2）约60多种酶的活化剂。如丙酮酸磷酸激酶，淀粉合成酶，苹果酸脱氢酶等。（3）光合、呼吸中，K+与H+跨膜交换，促进磷酸化作用。3钾的主要生理作用根吸收的形式K+（1）提高原生质水合程46（4）调节细胞渗诱势，调节气孔运动。（5）调节CH2O的合成与运转（6）与淀粉及纤维素的形成有关，防止倒伏。（7）筛管中K+浓度高，促进物质运输。缺K+时表现叶缘枯焦，叶皱缩，变黄，易倒伏。可再利用，症状首先表现于老叶。（4）调节细胞渗诱势，调节气孔运动。（5）调节CH2O的合成47最新12第五章植物的矿质和同化课件48老叶沿叶缘首先黄化，严重时叶缘呈灼烧状。双子叶植物叶脉间失绿可再利用，症状首先表现于老叶。老叶沿叶缘首先黄化，严重时叶缘呈灼烧状。双子叶植物叶脉间失49最新12第五章植物的矿质和同化课件504钙的主要生理作用根的吸收形式

Ca2+（1）组成胞壁的果胶钙，与细胞分裂有关；稳定膜结构，磷脂与蛋白质间的桥梁。（2）Ca2＋与抗病有关，使受伤部位易形成愈伤组织。4钙的主要生理作用根的吸收形式Ca2+（1）组成胞壁的果51（3）酶的活化剂，如ATP酶、磷脂水解酶等。（4）结合草酸成草酸钙消除过量草酸的毒害。（5）作为细胞内的第二信使，传递信息。在体内难移动，不易被再利用。缺Ca2＋时，壁形成受阻，影响细胞分裂，嫩叶卷曲，根尖，茎尖溃烂、坏死。（3）酶的活化剂，如ATP酶、磷脂水解酶等。（4）结合草酸52最新12第五章植物的矿质和同化课件53最新12第五章植物的矿质和同化课件54最新12第五章植物的矿质和同化课件555铁的主要生理作用

以铁的螯合物、Fe2O3吸收，在体内还原为二价铁。（1）酶的辅基：细胞色素氧化酶，过氧化氢酶，过氧化物酶等。（2）呼吸电子传递链和光合作用电子传递链中含铁蛋白。5铁的主要生理作用以铁的螯合物、Fe2O3吸收，在56（3）固N酶成分（4）叶绿素生物合成需要Fe。

一般认为不可再利用，但也有研究表明有一定程度的移动性。缺Fe时，幼叶发黄，如华北地区果树的“黄叶病”。（3）固N酶成分（4）叶绿素生物合成需要Fe。一般57最新12第五章植物的矿质和同化课件58-Fe-FeCK玉米缺铁影响叶绿素的合成，幼叶黄化。-Fe-FeCK玉米缺铁影响叶绿素的合成，幼59最新12第五章植物的矿质和同化课件606锌的主要生理作用

根系吸收形式Zn2+色氨酸合成酶的必要成分叶绿素的合成缺锌植物失去合成色氨酸的能力，植物的吲哚乙酸含量低；植株茎部节间短，莲丛状，叶小且变形，叶缺绿。6锌的主要生理作用根系吸收形式Zn2+色氨酸合成酶的必要61华北地区果树“小叶病”华北地区果62最新12第五章植物的矿质和同化课件637硫的主要生理作用根的吸收形式SO42-蛋白质辅酶硫不易移动，一般幼叶缺绿，新叶失绿，呈黄白色，易脱落。7硫的主要生理作用根的吸收形式SO42-蛋白质辅酶硫不易64最新12第五章植物的矿质和同化课件65生长在不同硫含量（低硫和高硫）条件下的小麦所制的面包生长在不同硫含量（低硫和高硫）条件下的小麦所制的面包668镍的主要生理作用脲酶的必需组分。脲酶的作用是催化尿素水解成CO2和NH4+。缺镍，叶尖会积累尿素而对植物产生毒害，使叶尖出现坏死。8镍的主要生理作用脲酶的必需组分。脲酶的缺镍，叶尖会积累尿67（一）有益元素

不是植物必需元素，但能促进某些植物的生长发育。如Na,Si,Co,Se等以及稀土元素。（二）有害元素

汞、铅、铝等对植物有害的重金属元素。四植物的有益元素和有害元素（一）有益元素不是植物必需元素，但能促进某些植68五植物的缺素诊断（一）确定植物组织、器官在形态、颜色等方面发生变化（症状）的原因（二）植物组织及土壤成分的测定（三）补充营养元素五植物的缺素诊断（一）确定植物组织、器官在形态、颜色（二69缺素诊断缺素诊断70缺素诊断缺素诊断71第二节植物对矿质元素的吸收及运输一根系吸收矿质元素的区域和过程（一）区域根系！第二节植物对矿质元素的吸收及运输一根系吸收矿质元素的72最新12第五章植物的矿质和同化课件731矿质元素被吸附在根组织细胞表面土壤颗粒表面阳离子交换法则同荷等价1矿质元素被吸附在根组织细胞表面土壤颗粒表面阳离子交换法则742矿质元素在根组织内的质外体和共质体运输途径离子吸附在根系表面离子交换接触交换根部自由空间质外体途径共质体途径

进入根部导管凯氏带2矿质元素在根组织内的离子吸附离子交换接触交换根部自质外体75根毛区离子吸收的共质体和质外体途径根毛区离子吸收的共质体和质外体途径76经内部空间（innerspace）进入细胞质。跨过内皮层。进入导管，向地上部运输。经内部空间（innerspace）进入细胞质。77二植物吸收矿质元素的特点（一）根系吸收矿质营养与吸收水分的关系植物对水分和矿质的吸收既相互联系又相互独立。二植物吸收矿质元素的特点（一）根系吸收矿质营养与吸收水分78（二）根系对离子吸收具有选择性生理酸性盐如(NH4)2SO4

生理碱性盐如NaNO3或Ca(NO3)2

生理中性盐如NH4NO3

首先表现在物种间的差异，如番茄吸收Ca、Mg多，而水稻吸收Si多。其次，对同一种盐的不同离子吸收的差异上。（二）根系对离子吸收具有选择性生理酸性盐如(NH4)2S79（三）单盐毒害将植物培养在某一单盐溶液中（只含单一盐类）不久，植株呈现不正常状态甚至枯死，这种现象称为单盐毒害（toxicityofsinglesalt）。离子拮抗平衡溶液（三）单盐毒害将植物培养在某一单盐溶离子拮抗80三影响根系吸收矿质元素的因素（一）土壤温度2.62.21.81.4110203040温度（℃）每克鲜重对K+吸收量（mg）温度对小麦幼苗吸收钾的影响三影响根系吸收矿质元素的因素（一）土壤温度2.62.2181（二）土壤通气状况（三）土壤溶液中各种矿质元素的浓度“烧苗”（四）土壤酸碱度0.20.150.10.0502345678456782520151005K+吸收速率（mmol·h-1）ＮO－3吸收速率（μmol·h-1）左：对燕麦吸收K+的影响右：对小麦吸收NO-3的影响pH对矿质元素吸收的影响（二）土壤通气状况（三）土壤溶液中各种“烧苗”（四）土82

多数植物最适生长的pH为6～7；

马铃薯的最适pH为4.8～5.4，甘薯、花生、烟草pH5.0～6.0；甘蔗pH7.0～7.3，甜菜7.0～7.5。多数植物最适生长的pH为6～7；83四植物地上部分对矿质元素的吸收

植物除根以外，地上部分也可以吸收矿质营养，这一过程称为根外营养。地上部分吸收矿物质的器官主要是叶片，所以也称为叶片营养(foliar

nutrition)四植物地上部分对矿质元素的吸收植物除根以外，地上部84五矿质元素在体内的运输和利用（一）矿质元素运输的形式（二）矿质元素运输的途径（三）矿质元素的利用五矿质元素在体内的运输和利用（一）矿质元素运输的形式（85(一)矿质元素运输的形式磷酸盐无机离子少量先合成有机物e.g磷酸胆碱,ATP,6-P-G,6-P-F地上部K+、Ca2+、Mg+2、Fe2+等离子地上部根系吸收N素根部转化为有机含N物e.gAsp,Asn,Glu,Gln,Val,Ala,Met地上部部分(一)矿质元素运输的形式磷酸盐无机离子少量先合e.g磷酸86矿质元素木质部导管向上运输横向运输（二）矿质元素运输的途径叶片吸收矿质元素

韧皮部向下运输横向运输矿质元素木质部导管向上运输横向运输（二）矿质元素运输的途径87（三）矿质元素的利用参与循环的元素不参与循环的元素（三）矿质元素的利用参与循环的元素不参与循环的元素88一种元素在植物体内进行一次或多次再分配再利用。这些元素在植物体内可反复多次的被利用，叫可再利用元素。如：N、P、K、Mg、Cl。另一些元素（Fe、S、Ca、Mn、B等）在植物体内形成稳定的化合物，不易移动，不易被循环利用，叫不可再利用元素。老叶幼叶一种元素在植物体内进行一次或多次再分配再利用。这些元素在植物89第三节植物对氮、硫、磷的同化一氮的同化二硫的同化(自学)三磷的同化(自学)第三节植物对氮、硫、磷的同化一氮的同化90一氮的同化（一）植物的氮源自然界中N素循环一氮的同化（一）植物的氮源自然界中N素循环91（二）硝酸盐的还原1硝酸还原酶2亚硝酸还原酶3硝酸盐的还原部位和途径（二）硝酸盐的还原1硝酸还原酶2亚硝酸还原酶921硝酸还原酶NO3－NO2－NH4+硝酸还原酶亚硝酸还原酶1硝酸还原酶NO3－NO2－NH4+硝酸还原酶亚硝酸还原酶93硝酸还原酶钼黄素蛋白FAD+血红素＋钼复合蛋白多数情况下的供氢体NADH非绿色组织的供氢体NADH或NADPH硝酸还原酶钼黄素蛋白多数情况下的供氢体NADH94NR基因表达的调控硝酸还原酶是一种底物诱导酶NR基因表达的调控硝酸还原酶是一种底物诱导酶952亚硝酸还原酶光合反应光照铺基血红素+4Fe-4S簇电子供体铁氧还蛋白2亚硝酸还原酶光合反应光照铺基血红素+4Fe-4S簇963硝酸盐的还原部位和途径在叶中的硝酸还原3硝酸盐的还原部位和途径在叶中的硝酸还原97在根中的硝酸还原在根中的硝酸还原98（三）氨的同化-谷氨酸合成酶循环主要由谷氨酰胺合成酶（叶绿体和胞质中）和谷氨酸合酶（质体、叶绿体中）催化将氨转移到氨基酸上。也有谷氨酸脱氢酶（线粒体中）参与，但不是主要的。（三）氨的同化-谷氨酸合成酶循环主要由谷氨酰胺合成酶99氨的同化谷氨酸Mg2+/Mn2+/Co2+谷氨酸氨的同化谷氨酸Mg2+/Mn2+/Co2+谷氨酸100转氨作用转氨作用101（四）生物固氮

生物固氮作用是指在生物体内将大气中的N2转变为含氮化合物的过程。能固氮的生物都是原核微生物，分为共生的和非共生的二大类。固氮微生物体内含有固氮酶：由铁蛋白和钼铁蛋白构成的复合体，两者同时存在才能起作用。（四）生物固氮生物固氮作用是指在生物体内将大102豌豆的根瘤豌豆的根瘤103固氮酶催化的反应N2＋8e-＋8H++16ATP2NH3+H2+16ADP+16Pi固氮酶催化的反应N2＋8e-＋8H++16ATP2NH3+H104二硫酸盐的同化腺苷磷酸硫酸（APS）磷酸腺苷磷酸硫酸（PAPS）SO42-+8e+8H+S2-+4H2O二硫酸盐的同化腺苷磷酸硫酸（APS）105

ATP硫酸化酶硫酸盐+ATP腺苷磷酸硫酸（APS）+焦磷酸APS激酶APS+ATP磷酸腺苷磷酸硫酸（PAPS）+ADPAPSSH—载体复合物S被Fd还原AMPCar—S—S—OHCar—S—SH乙酰丝氨酸半胱氨酸其他含硫氨基酸

ATP硫酸化酶106

由APS还原生成的S2-(游离态或结合态)主要是进入半胱氨酸和甲硫氨酸。少量半胱氨酸被结合进CoA，微量的甲硫氨酸形成S-腺苷甲硫氨酸。S-腺苷甲硫氨酸是木质素、果胶、类黄酮、叶绿素等生物合成中的甲基供体，也是植物激素乙烯的前体。

由APS还原生成的S2-(游离态或结合态)主要是进入107三磷酸盐的同化

植物以磷酸盐的形式从土壤中吸收磷。少量磷酸盐以游离状态存在于体内，大部分同化为有机物。三磷酸盐的同化植物以磷酸盐的形式从土壤中吸收磷108

磷酸盐进入同化途径最主要的起点是形成ATP（氧化磷酸化，光合磷酸化及底物水平的磷酸化）。

形成ATP后，磷酸可以通过各种代谢过程转移到糖的酸酯、磷脂和核苷酸等含磷有机物中。磷酸盐进入同化途径最主要的起点是形成ATP（氧化磷酸化109第四节合理施肥的生理基础

1.促进光合作用，增加有机营养，扩大光合面积，提高光合能力，延长光合时间。一、施肥增产的生理基础2.调节代谢，控制生长发育3.改善土壤条件，满足植物生长需要。第四节合理施肥的生理基础1.促进光合作用，增加有机营养110二、作物的需肥规律1.不同作物所需要的肥料不同2.同一作物不同生育期对肥料的吸收不均衡。3.不同生育期，施肥作用不同需肥临界期植物营养最大效率期二、作物的需肥规律111小麦、棉花除需较多的氮外，P、K肥的需要量也较多；

烟草、马铃薯需K较多；

水稻需硅较多；

豆科、茄科需钙较多；

油料作物需镁较多；

油菜需硼较多。

小麦、棉花除需较多的氮外，P、K肥的需要量烟草、马铃薯需K较112三、施肥指标1.土壤营养指标2.作物形态指标（相貌、叶色）3.生理生化指标体内养分状况叶绿素含量酰胺和淀粉含量酶活性三、施肥指标113四、发挥和提高肥效的措施肥水适当配合，以水控肥，以肥济水2.适当深耕，改善土壤条件3.改善光照条件，充分发挥肥水的增产作用4.改善施肥方式四、发挥和提高肥效的措施114养分释放与植物需求基本一致养分释放与植物需求基本一致115日本在水稻上应用控释肥面积占20%日本在水稻上应用控释肥面积占20%116五、无土栽培Soillessculture五、无土栽培Soillessculture117无土栽培花卉无土栽培花卉118最新12第五章植物的矿质和同化课件119最新12第五章植物的矿质和同化课件12012第五章植物的矿质和同化12第五章植物的矿质和同化121[内容]掌握植物的必需元素种类及其生理作用；确定必需元素的方法与标准；根系吸收矿质元素的过程及其影响因素；掌握植物同化氮素的过程机理。[内容]掌握植物的必需元素种类及其生理作用；确定必需元素的122最新12第五章植物的矿质和同化课件123最新12第五章植物的矿质和同化课件124最新12第五章植物的矿质和同化课件125最新12第五章植物的矿质和同化课件126最新12第五章植物的矿质和同化课件127最新12第五章植物的矿质和同化课件128第一节植物体内的必需元素一植物体内的元素二植物必需矿质元素和确定方法三植物必需元素的主要生理功能四植物的有益元素和有害元素五植物的缺素诊断第一节植物体内的必需元素一植物体内的元素129一植物体内的元素（Theelementsinplant

）植物水分10%~95%

干物质5%~90%有机物90%~95%

挥发无机物5%~10%

灰分C、H、O、N和部分S小部分S，全部P（非金属元素)，所有金属元素一植物体内的元素植物水分10%~95%130

灰分(ash)是各种金属的氧化物、磷酸盐、硫酸盐和氯化物等。

构成灰分的元素称为灰分元素或矿质元素(mineralelement)。

矿质元素主要存在于土壤中，被根吸收进入植物体内。灰分(ash)是各种金属的氧化物、磷酸盐、硫酸盐和氯化物131不同植物灰分含量是不同的：

水生植物灰分占干重1%左右 中生植物灰分占干重5-10% 盐生植物灰分占干重可达45%不同组织器官灰分含量也是不同的：

木质部灰分占干重1% 种子灰分占干重3% 草本根茎灰分占干重4-5% 叶灰分占干重10-15%不同植物灰分含量是不同的：不同组织器官灰分含量也是不同的：132二植物必需的矿质元素和确定方法(一)植物的必需矿质元素①对于植物的正常生长发育是必要的，在其完全缺乏时，不能完成生活史；三个条件不可缺少性二植物必需的矿质元素和确定方法(一)植物的必需矿质元素①133②作用专一性，在其缺乏时产生特殊缺素症，只有加入该元素才能使植物恢复正常。③在植物的营养生理上起直接作用。不可替代性直接功能性②作用专一性，在其缺乏时产生特殊缺素症，只有加入该元素才能使134大量元素（macroelements）C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg占植物体干重的0.01-10%微量元素（micronutrients）Fe、Cl、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Ni占植物体干重的10-5--10-20%目前认为符合必需元素标准的有17种大量元素（macroelements）微量元素（micr135高等植物中必需元素的有效浓度大量元素%干重微量元素%干重C45

O45Cl0.01H6Fe0.01N1.5Mn0.005K1.0B0.002Ca0.5Zn0.002Mg0.2Cu0.0001P0.2Mo0.0001S0.1高等植物中必需元素的有效浓度大量元素%干重微量元素%干重C4136有益元素不是植物必需元素，但能促进某些植物的生长发育。如钠、硅、钴、硒等以及稀土元素。有害元素

汞、铅、铝等对植物有害的重金属元素。有益元素和有害元素有益元素不是植物必需元素，但能促进某些植物的生长发育。如钠、137(二)、确定植物必需矿质元素的研究方法营养液培养法砂培法水培法(二)、确定植物必需矿质元素的营养液培养法砂培法水培法138营养膜培养系统营养膜培养系统139有氧溶液培养系统有氧溶液培养系统140溶液培养系统溶液培养系统141最新12第五章植物的矿质和同化课件142最新12第五章植物的矿质和同化课件143在进行溶液培养或砂基培养时，要注意以下几个方面的问题：1.溶液浓度要适宜，离子浓度过高易造成伤害；2.调节适宜的pH值；防止沉淀；3.注意通气；如营养膜法，气培法4.注意各种离子的平衡，否则会造成毒害。在进行溶液培养或砂基培养时，1.溶液浓度要适宜，离子浓度过高144全营养缺钾缺磷缺铁缺锌缺钙缺镁缺锰缺铜全营养缺钾缺磷缺铁缺锌缺钙缺镁缺锰缺铜145最新12第五章植物的矿质和同化课件146三植物必需元素的主要生理功能(一)植物体内的功能1构成植物体的结构物质如C、H、O、N、S、Ca、P等组成了细胞壁、纤维素、膜、蛋白质脂类和核酸等有机物质的元素。三植物必需元素的主要生理功能(一)植物体内的功能1构成植1472能量转换过程中的电子传递体如Cu2+、Fe2+、Mo6+。

4重要渗透调节物质，调节细胞的膨压3作为活细胞电化学平衡的重要介质，稳定细胞质的电荷平衡，维持适当的跨膜电位如：K、Cl等2能量转换过程中的电子传递体如Cu2+、Fe2+、Mo6+1485是酶的辅基或活化剂如:Fe、Mo是固氮酶的成分；Zn是碳酸酐酶、色氨酸合成酶的辅基；Ca、Mg是ATPase等酶的活化剂；Mn是苹果酸脱氢酶的活化剂。6作为细胞信号转导信使5是酶的辅基或活化剂如:Fe、Mo是固氮酶的成分；6149

当一种必需元素供应不足时，会造成代谢的紊乱，并进而产生植物外观上可见的一些症状，称为营养缺乏症(nutrientdificiencysymptom)或缺素症。当一种必需元素供应不足时，会造成代谢的紊乱，并进而产生150N、P、K、Ca、Fe、Zn、S、Ni(二)生理作用N、P、K、Ca、Fe、Zn、S、Ni(二)生理作用1511氮的主要生理作用根系吸收形式NO-3NH+4有机态氮

细胞质、细胞核、细胞壁

核酸、磷酯、叶绿素、辅酶、某些植物激素、维生素、生物碱等；生命元素1氮的主要生理作用根系吸收形式NO-3NH+4有机态氮细152N过少植株小，叶色淡，籽粒不饱满，产量低。N移动性大，可重复利用。N过少N移动性大，153柑橘缺氮柑橘缺氮154最新12第五章植物的矿质和同化课件155-N-NCKCKCKCK-N-N-N-NCKCKCKCK-N-N156N过多：叶色深绿，营养体徒长，抗逆能力差。N过多：叶色深绿，营养体徒长，抗逆能力差。1572磷的主要生理作用根系吸收形式H2PO4-；HPO42-植物体中磷的分布不均匀根茎的生长点、果实、种子细胞质、细胞核核苷酸糖类代谢、蛋白质代谢、脂肪代谢2磷的主要生理作用根系吸收形式H2PO4-；HPO42-158根系吸收形式H2PO4-；HPO42-H2PO4-pH＜7HPO42-pH＞7大部分转变为有机物质如糖磷脂、核苷酸、核酸、磷脂磷一部分仍以无机磷形式存在体内2磷的主要生理作用根系吸收形式H2PO4-；HPO42-H2PO4-pH＜159白菜缺磷叶色暗绿，有些叶子的颜色呈红色或紫色玉米缺磷生长缓慢，叶小，分蘖少；白菜缺磷叶色暗绿，有些叶子的颜色呈红色或紫色玉米缺磷生长缓慢160磷在体内易移动，也能重复利用,缺磷时老叶中的磷能大部分转移到正在生长的幼嫩组织中去。

磷肥过多：3.水溶性磷酸盐还可与土壤中的锌、钙结合,减少锌、钙的有效性,故磷过多易引起缺锌、缺钙病。1.叶上又会出现小焦斑,为磷酸钙沉淀所致；2.磷过多还会阻碍植物对硅的吸收,易招致水稻感病。磷在体内易移动，也能重复利用,缺磷时老叶中的磷能大部分转移到161植物体中磷的分布不均匀：根茎的生长点、果实、种子缺磷，植物的全部代谢活动都不能正常进行。

磷脂和核酸的组分，参与生物膜、细胞质和细胞核的构成。核苷酸组成成分参与糖类代谢、蛋白质代谢、脂肪代谢氮磷配合施用植物体中磷的分布不均匀：根茎的生长点、果实、种子缺磷，植物的162缺磷细胞分裂生长缓慢，叶小，分枝、分蘖少；植株矮小;产量低；抗性弱蛋白质合成受阻，新的细胞质和细胞核形成少①②叶色暗绿，有些叶子的颜色呈红色或紫色由于糖分运输受阻，叶片中积累大量糖分，易形成花色素苷缺磷细胞分裂生长缓慢，叶小，分枝、分蘖少；植株矮小;产量低163根水平生长根毛增加分泌有机酸根水平生长根毛增加分164最新12第五章植物的矿质和同化课件1653钾的主要生理作用根吸收的形式K+（1）提高原生质水合程度，增强细胞保水能力，利于抗旱。（2）约60多种酶的活化剂。如丙酮酸磷酸激酶，淀粉合成酶，苹果酸脱氢酶等。（3）光合、呼吸中，K+与H+跨膜交换，促进磷酸化作用。3钾的主要生理作用根吸收的形式K+（1）提高原生质水合程166（4）调节细胞渗诱势，调节气孔运动。（5）调节CH2O的合成与运转（6）与淀粉及纤维素的形成有关，防止倒伏。（7）筛管中K+浓度高，促进物质运输。缺K+时表现叶缘枯焦，叶皱缩，变黄，易倒伏。可再利用，症状首先表现于老叶。（4）调节细胞渗诱势，调节气孔运动。（5）调节CH2O的合成167最新12第五章植物的矿质和同化课件168老叶沿叶缘首先黄化，严重时叶缘呈灼烧状。双子叶植物叶脉间失绿可再利用，症状首先表现于老叶。老叶沿叶缘首先黄化，严重时叶缘呈灼烧状。双子叶植物叶脉间失169最新12第五章植物的矿质和同化课件1704钙的主要生理作用根的吸收形式

Ca2+（1）组成胞壁的果胶钙，与细胞分裂有关；稳定膜结构，磷脂与蛋白质间的桥梁。（2）Ca2＋与抗病有关，使受伤部位易形成愈伤组织。4钙的主要生理作用根的吸收形式Ca2+（1）组成胞壁的果171（3）酶的活化剂，如ATP酶、磷脂水解酶等。（4）结合草酸成草酸钙消除过量草酸的毒害。（5）作为细胞内的第二信使，传递信息。在体内难移动，不易被再利用。缺Ca2＋时，壁形成受阻，影响细胞分裂，嫩叶卷曲，根尖，茎尖溃烂、坏死。（3）酶的活化剂，如ATP酶、磷脂水解酶等。（4）结合草酸172最新12第五章植物的矿质和同化课件173最新12第五章植物的矿质和同化课件174最新12第五章植物的矿质和同化课件1755铁的主要生理作用

以铁的螯合物、Fe2O3吸收，在体内还原为二价铁。（1）酶的辅基：细胞色素氧化酶，过氧化氢酶，过氧化物酶等。（2）呼吸电子传递链和光合作用电子传递链中含铁蛋白。5铁的主要生理作用以铁的螯合物、Fe2O3吸收，在176（3）固N酶成分（4）叶绿素生物合成需要Fe。

一般认为不可再利用，但也有研究表明有一定程度的移动性。缺Fe时，幼叶发黄，如华北地区果树的“黄叶病”。（3）固N酶成分（4）叶绿素生物合成需要Fe。一般177最新12第五章植物的矿质和同化课件178-Fe-FeCK玉米缺铁影响叶绿素的合成，幼叶黄化。-Fe-FeCK玉米缺铁影响叶绿素的合成，幼179最新12第五章植物的矿质和同化课件1806锌的主要生理作用

根系吸收形式Zn2+色氨酸合成酶的必要成分叶绿素的合成缺锌植物失去合成色氨酸的能力，植物的吲哚乙酸含量低；植株茎部节间短，莲丛状，叶小且变形，叶缺绿。6锌的主要生理作用根系吸收形式Zn2+色氨酸合成酶的必要181华北地区果树“小叶病”华北地区果182最新12第五章植物的矿质和同化课件1837硫的主要生理作用根的吸收形式SO42-蛋白质辅酶硫不易移动，一般幼叶缺绿，新叶失绿，呈黄白色，易脱落。7硫的主要生理作用根的吸收形式SO42-蛋白质辅酶硫不易184最新12第五章植物的矿质和同化课件185生长在不同硫含量（低硫和高硫）条件下的小麦所制的面包生长在不同硫含量（低硫和高硫）条件下的小麦所制的面包1868镍的主要生理作用脲酶的必需组分。脲酶的作用是催化尿素水解成CO2和NH4+。缺镍，叶尖会积累尿素而对植物产生毒害，使叶尖出现坏死。8镍的主要生理作用脲酶的必需组分。脲酶的缺镍，叶尖会积累尿187（一）有益元素

不是植物必需元素，但能促进某些植物的生长发育。如Na,Si,Co,Se等以及稀土元素。（二）有害元素

汞、铅、铝等对植物有害的重金属元素。四植物的有益元素和有害元素（一）有益元素不是植物必需元素，但能促进某些植188五植物的缺素诊断（一）确定植物组织、器官在形态、颜色等方面发生变化（症状）的原因（二）植物组织及土壤成分的测定（三）补充营养元素五植物的缺素诊断（一）确定植物组织、器官在形态、颜色（二189缺素诊断缺素诊断190缺素诊断缺素诊断191第二节植物对矿质元素的吸收及运输一根系吸收矿质元素的区域和过程（一）区域根系！第二节植物对矿质元素的吸收及运输一根系吸收矿质元素的192最新12第五章植物的矿质和同化课件1931矿质元素被吸附在根组织细胞表面土壤颗粒表面阳离子交换法则同荷等价1矿质元素被吸附在根组织细胞表面土壤颗粒表面阳离子交换法则1942矿质元素在根组织内的质外体和共质体运输途径离子吸附在根系表面离子交换接触交换根部自由空间质外体途径共质体途径

进入根部导管凯氏带2矿质元素在根组织内的离子吸附离子交换接触交换根部自质外体195根毛区离子吸收的共质体和质外体途径根毛区离子吸收的共质体和质外体途径196经内部空间（innerspace）进入细胞质。跨过内皮层。进入导管，向地上部运输。经内部空间（innerspace）进入细胞质。197二植物吸收矿质元素的特点（一）根系吸收矿质营养与吸收水分的关系植物对水分和矿质的吸收既相互联系又相互独立。二植物吸收矿质元素的特点（一）根系吸收矿质营养与吸收水分198（二）根系对离子吸收具有选择性生理酸性盐如(NH4)2SO4

生理碱性盐如NaNO3或Ca(NO3)2

生理中性盐如NH4NO3

首先表现在物种间的差异，如番茄吸收Ca、Mg多，而水稻吸收Si多。其次，对同一种盐的不同离子吸收的差异上。（二）根系对离子吸收具有选择性生理酸性盐如(NH4)2S199（三）单盐毒害将植物培养在某一单盐溶液中（只含单一盐类）不久，植株呈现不正常状态甚至枯死，这种现象称为单盐毒害（toxicityofsinglesalt）。离子拮抗平衡溶液（三）单盐毒害将植物培养在某一单盐溶离子拮抗200三影响根系吸收矿质元素的因素（一）土壤温度2.62.21.81.4110203040温度（℃）每克鲜重对K+吸收量（mg）温度对小麦幼苗吸收钾的影响三影响根系吸收矿质元素的因素（一）土壤温度2.62.21201（二）土壤通气状况（三）土壤溶液中各种矿质元素的浓度“烧苗”（四）土壤酸碱度0.20.150.10.0502345678456782520151005K+吸收速率（mmol·h-1）ＮO－3吸收速率（μmol·h-1）左：对燕麦吸收K+的影响右：对小麦吸收NO-3的影响pH对矿质元素吸收的影响（二）土壤通气状况（三）土壤溶液中各种“烧苗”（四）土202

多数植物最适生长的pH为6～7；

马铃薯的最适pH为4.8～5.4，甘薯、花生、烟草pH5.0～6.0；甘蔗pH7.0～7.3，甜菜7.0～7.5。多数植物最适生长的pH为6～7；203四植物地上部分对矿质元素的吸收

植物除根以外，地上部分也可以吸收矿质营养，这一过程称为根外营养。地上部分吸收矿物质的器官主要是叶片，所以也称为叶片营养(foliar

nutrition)四植物地上部分对矿质元素的吸收植物除根以外，地上部204五矿质元素在体内的运输和利用（一）矿质元素运输的形式（二）矿质元素运输的途径（三）矿质元素的利用五矿质元素在体内的运输和利用（一）矿质元素运输的形式（205(一)矿质元素运输的形式磷酸盐无机离子少量先合成有机物e.g磷酸胆碱,ATP,6-P-G,6-P-F地上部K+、Ca2+、Mg+2、Fe2+等离子地上部根系吸收N素根部转化为有机含N物e.gAsp,Asn,Glu,Gln,Val,Ala,Met地上部部分(一)矿质元素运输的形式磷酸盐无机离子少量先合e.g磷酸206矿质元素木质部导管向上运输横向运输（二）矿质元素运输的途径叶片吸收矿质元素

韧皮部向下运输横向运输矿质元素木质部导管向上运输横向运输（二）矿质元素运输的途径207（三）矿质元素的利用参与循环的元素不参与循环的元素（三）矿质元素的利用参与循环的元素不参与循环的元素208一种元素在植物体内进行一次或多次再分配再利用。这些元素在植物体内可反复多次的被利用，叫可再利用元素。如：N、P、K、Mg、Cl。另一些元素（Fe、S、Ca、Mn、B等）在植物体内形成稳定的化合物，不易移动，不易被循环利用，叫不可再利用元素。老叶幼叶一种元素在植物体内进行一次或多次再分配再利用。这些元素在植物209第三节植物对氮、硫、磷的同化一氮的同化二硫的同化(自学)三磷的同化(自学)第三节植物对氮、硫、磷的同化一氮的同化210一氮的同化（一）植物的氮源自然界中N素循环一氮的同化（一）植物的氮源自然界中N素循环211（二）硝酸盐的还原1硝酸还原酶2亚硝酸还原酶3硝酸盐的还原部位和途径（二）硝酸盐的还原1硝酸还原酶2亚硝酸还原酶2121硝酸还原酶NO3－NO2－NH4+硝酸还原酶亚硝酸还原酶1硝酸还原酶NO3－NO2－NH4+硝酸还原酶亚硝酸还原酶213硝酸还原酶钼黄素蛋白FAD+血红素＋钼复合蛋白多数情况下的供氢体NADH非绿色组织的供氢体NADH或NADPH硝酸还原酶钼黄素蛋白多数情况下的供氢体NADH214NR基因表达的调控硝酸还原酶是一种底物诱导酶NR基因表达的调控硝酸还原酶是一种底物诱导酶2152亚硝酸还原酶光合反应光照铺基血红素+4Fe-4S簇电子供体铁氧还蛋白2亚硝酸还原酶光合反应光照铺基血红素+4Fe-4S簇2163硝酸盐的还原部