矿质营养医学知识讲座

矿质营养医学知识讲座矿质营养医学知识讲座第1页一植物吸收矿质元素特点

①二者吸收不成百分比；矿质吸收与水分吸收成百分比1)相互关联：2)相互独立：(一)根系吸收矿质与吸收水分相互关系②吸收机理不一样:③分配方向不一样：水分主要分配到叶片，而矿质主要分配到当初生长中心。矿质营养医学知识讲座第2页(二)根系对离子吸收含有选择性表现：植物对同一溶液不一样离子吸收不一样．植物对同一溶液正负离子吸收不一样根系吸收离子数量与溶液中离子数量不成正比．矿质营养医学知识讲座第3页水稻和番茄养分吸收差异表示试验结束时培养液中各种养分浓度占试验开始时%植物对同一溶液不一样离子吸收不一样．矿质营养医学知识讲座第4页植物对同一溶液正负离子吸收不一样

1.(NH４）２SO４------

植物根系从溶液中有选择地吸收离子后使溶液酸度增加盐类称生理酸性盐.

2.NaNO３------

植物根系从溶液中有选择地吸收离子后使溶液酸度降低盐类,称生理碱性盐。3.NH4NO3-----

植物吸收其阴、阳离子量很相近,而不改变周围介质pH盐类，称生理中性盐。矿质营养医学知识讲座第5页(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,很快即展现不正常状态,最终死亡。这种现象称单盐毒害(toxicityofsinglesalt)。小麦根在单盐溶液和盐类混合液中生长A.NaCl+KCl+CaCl;B.NaCl+CaCl２;C.CaCl２;D.NaCl矿质营养医学知识讲座第6页若在单盐溶液中加入少许其它盐类,这种毒害现象就会消除。这种离子间能够相互消除毒害现象,称离子颉颃(ionantagonism)，也称离子反抗。平衡溶液(balancedsolution)。矿质营养医学知识讲座第7页二、植物体对矿质元素吸收一、根系对溶液中矿质元素吸收过程1.离子吸附在根部细胞表面2.离子进入根内部3.离子从导管周围木质部薄壁细胞进入导管

矿质营养医学知识讲座第8页离子溶液交换1.离子吸附在根部细胞表面根细胞经过交换作用吸附离子称做交换吸附。root矿质营养医学知识讲座第9页rootsoilCO2+H2O

H2CO3

H+HCO3—

K+

rootsoilK+

SO42-

H+HCO3—

离子溶液交换离子接触交换

交换吸附K+

SO4+

SO42-

CO2+H2O→H2CO3H2CO3

→H++HCO3-H+，HCO32-可作为根系细胞交换离子，同土壤溶液和土壤胶粒上吸附离子进行交换。

矿质营养医学知识讲座第10页岩石上植物矿质营养医学知识讲座第11页2.离子进入根木质部薄壁细胞质外体和共质体路径

矿质营养医学知识讲座第12页ER

VVV皮层

内皮层

木质部薄壁细胞

导管３.离子从导管周围木质部薄壁细胞进入导管被动运输或主动运输flash矿质营养医学知识讲座第13页三、影响根系吸收矿质元素外界原因

图温度对小麦幼苗吸收钾影响

（1）温度矿质营养医学知识讲座第14页（2）通气情况

在较低浓度下，吸收随离子浓度升高而升高，但超出一定范围就不再升高，因为膜上载体和通道数量有限。另外，高浓度还会引发烧苗。（3）土壤溶液浓度中耕，晒田矿质营养医学知识讲座第15页（4）土壤PH值影响到根系带电情况和离子有效性。有利阳离子吸收有利阴离子吸收直接影响矿质营养医学知识讲座第16页pHpHpH对矿质吸收影响左：燕麦吸收钾，右：小麦吸收NO3-直接作用：普通阳离子吸收速率随PH值升高而加速，阴离子吸收速率随PH增高而下降。矿质营养医学知识讲座第17页InfluenceofsoilpHontheavailabilityofnutrientelementsinorganicsoils.对土壤中矿质溶解度影响

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

间接影响矿质营养医学知识讲座第18页酸害矿质营养医学知识讲座第19页表2.6

几个主要作物生长最适pH值范围作物

pH值

作物

pH值

作物

pH值

马铃薯

4.85.4

大豆

6.07.0

西瓜

6.07.0

胡萝卜

5.36.0

水稻

5.07.0

油菜

6.07.0

番薯

5.06.0

小麦

6.07.0

棉花

6.08.0

花生

5.06.0

大麦

6.07.0

甘蔗

7.07.3

烟草

5.06.0

玉米

6.07.0

甜菜

7.07.3

矿质营养医学知识讲座第20页四、植物地上个别对矿质元素吸收根外营养（叶片营养）：植物地上个别吸收矿质养料过程。

矿质营养医学知识讲座第21页1.营养物质进入叶内路途：角质层

外连丝表皮细胞质膜

叶肉细胞

叶脉韧皮部气孔矿质营养医学知识讲座第22页3.根外施肥优点优点:①补充养料（干旱或作物生长后期，根部吸肥不足）②节约肥料;见效快速

，利用率高。肥药混合。2.根外施肥效果与许多原因相关矿质营养医学知识讲座第23页氮素：

酰胺、氨基酸、NO3-、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运输与分配1.运输形式：矿质营养医学知识讲座第24页放射性42K向上运输试验柳枝2.运输路径：矿质营养医学知识讲座第25页5小时后矿质营养医学知识讲座第26页棉花1小时后矿质营养医学知识讲座第27页运输路径总结：

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；

叶吸收矿质离子向上或向下运输路径都是韧皮部，也可横向运到木质部继而向上运输。

速度：30~100cm/h矿质营养医学知识讲座第28页1.参加循环元素

N、P、K、Mg、Zn等，

2.不参加循环元素

Ca、Fe、S、Mn、Cu、B

二、矿物质在植物体内分布矿质营养医学知识讲座第29页第五节氮同化一、植物氮源空气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Ｎ源矿质营养医学知识讲座第30页二、硝酸盐还原植物体内硝酸盐转化为氨过程.矿质营养医学知识讲座第31页1、NO３-还原催化酶：硝酸还原酶（nitratereductase,NR）

NR位于根和叶细胞质，故此反应再细胞质中进行。还原所需电子由NAD(P)H提供,即NO３-+NAD(P)H+H+NO２-+NAD(P)++H2ONO３-+2e+H+NO２-+H2O矿质营养医学知识讲座第32页硝酸还原酶（nitratereductase,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(Mo－Co)，为同型二聚体。催化反应模式以下：→NO２-

→NO２-硝酸还原酶是一个诱导酶,即受底物诱导而合成酶。ＮＡＤＰＨ矿质营养医学知识讲座第33页RegulationofNRGeneexpression硝酸盐NR基因表示矿质营养医学知识讲座第34页2、NO２-还原

NO２-+6e-+8H+NH４++2H２0NO２-快速从细胞质进入质体（叶或根），深入还原催化酶：亚硝酸还原酶(nitritereductase,NiR)还原所需一对电子由还原态铁氧还蛋白提供，即NO２-+6Fdred+8H+NH4++6Fdox+2H２0矿质营养医学知识讲座第35页叶中，NO２-运进叶绿体，在NiR作用下，使NO２-还原为NH4+根中,NO２－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-硫簇矿质营养医学知识讲座第36页植物细胞硝酸盐同化，包含硝酸盐跨质膜运输，然后经两步还原为氨矿质营养医学知识讲座第37页三、氨同化①谷氨酰胺合成酶(glutaminesynthase，GS）。GS1.谷氨酸合成酶循环②谷氨酸合成酶（GOGAT)L－谷氨酸+ATP+NH３Mg2+L－谷氨酰胺+ADP+PiGS存在于各种植物组织中，对氨有很高亲和力,

L-谷氨酰胺+α-酮戊二酸+〔NAD(P)H或Fdred〕GOGAT2L-谷氨酸+〔NAD(P)+或Fdox〕矿质营养医学知识讲座第38页三、氨

同化通常植物组织中,氨同化是经过谷氨酸合成酶循环进行。谷氨酸合成酶循环矿质营养医学知识讲座第39页叶片氮同化过程“Photoassimilation”矿质营养医学知识讲座第40页矿质营养医学知识讲座第41页四、生物固氮(biologicalnitrogenfixation)

生物固氮一些微生物把空气中游离氮固定转化为氮化合物(氨)过程。１、类型生物固氮是由两类微生物来实现:一类是非共生固氮微生物包含细菌和蓝藻，另一类是与其它植物(宿主)共生微生物,

比如与豆科植物共生根瘤菌

与非豆科植物共生放线菌,

矿质营养医学知识讲座第42页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,最终还原N２成为NH３．降低固氮所需能量投入量凾待处理问题。２、过程分子氮被固定为氨总反应式以下:N２+8e-+8H++16ATP固氮酶

2NH３+H２+16ADP+16Pi矿质营养医学知识讲座第43页第六节合理施肥生理基础

一、作物需肥规律1、不一样作物对肥料需要量和百分比不一样2、同一作物在不一样生育期需肥不一样．矿质营养医学知识讲座第44页1.不一样作物对肥料需要量和百分比不一样

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矿质营养医学知识讲座第45页种子萌发→幼苗长大→开花坚固→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顿吸收个别养分排出2、同一作物不一样生育期需肥不一样

生长中心：指在一定时期（即生育期），代谢旺盛、生长势较强部位。施肥总是对当初生长中心作用最大（即营养元素总是优先供给生长中心）。矿质营养医学知识讲座第46页营养最大效率期----在植物生命周期中，对施肥营养效果最好时期。普通以种子和果实为收获对象作物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：开花期矿质营养医学知识讲座第47页1.形态指标

(1)长相(2)叶色二、施肥指标矿质营养医学知识讲座第48页

2.生理指标

植物组织产量（或生长）与养分含量关系“叶分析”

-测定叶片或叶鞘等组织中矿质元素含量,判断营养丰缺情况。体内养分情况(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;矿质营