第篇植物营养原理演示文稿

第篇植物营养原理演示文稿目前一页\总数六十四页\编于十一点优选第篇植物营养原理目前二页\总数六十四页\编于十一点第一节植物的营养成分一、植物的组成

75～95％水分

5～25％干物质影响植物物质组成的因素：1.遗传因素如：禾本科植物含Si多、块茎植物含K多、豆科植物含N较多等。超积累植物（国外500余种，Ni有318种，锰有11种，我国仅有3种，Zn—东南景天，Cd—龙葵，砷—蜈蚣草。

2.环境条件（生长环境）如：盐渍土上生长的植物含Na和Cl较多、沿海的植物含I较多、酸性红壤上的植物含Al和Fe较多等新鲜植株

烘干

95％以气体挥发（C、H、O、N)5％灰分元素(PKCaMgSFeMnZnCuMoBClSiAlNaCoSe等，几乎含有地壳中所有元素)

煅烧

目前三页\总数六十四页\编于十一点二、植物的必需营养元素（一）判定标准1.该元素对所有高等植物的生长发育是不可缺少的。如果缺少该元素，植物就不能完成其生活史。

—必要性2.这种元素的功能不能由其它元素所代替。缺乏这种元素时，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。－专一性3.这种元素必须直接参与植物的代谢作用，对植物起直接的营养作用，而不是改善环境的间接作用。

－直接性（二）植物必需营养元素的种类：16种目前四页\总数六十四页\编于十一点

目前国内外公认的高等植物所必需的营养元素有16种。它们是碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、硼、锰、铜、锌、鉬、氯。MnBFeSNCOHCaKPCuClZnMgMoNi目前五页\总数六十四页\编于十一点正常生长植株的干物质中营养元素的平均含量元素符号mol/克（干重）mg/kg%Mo0.0010.1-Cu0.10.6-Zn0.3020-Mn1.050-Fe2.0100-B2.020-Cl3.0100-S3.0-0.1P60-0.2Mg80-0.2Ca125-0.5K250-1.0N1000-1.5O30000-45C40000-45H60000-6钼铜锌锰铁硼氯硫磷镁钙钾氮氧碳氢

微量元素大量元素目前六页\总数六十四页\编于十一点三、必需营养元素的分组和来源非矿质元素C、H、O（天然营养元素）来自空气和水大量元素N、P、K－－肥料三要素或植物营养三要素，来自土壤（部分N来自生物固氮）中量元素Ca、Mg、S (0.1%以上)，来自土壤

微量元素Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Cl、(0.1%以下)，来自土壤 目前七页\总数六十四页\编于十一点四、植物必需营养元素的一般功能第一类：C、H、O、N、S 1.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类：P、B 1.形成连接大分子的酯键 2.储存及转换能量第三类：K、Mg、Ca、Mn、Cl1.维护细胞内的有序性，如渗透调节、电性平衡等2.活化酶类 3.稳定细胞壁和生物膜构型 目前八页\总数六十四页\编于十一点

第四类：Fe、Cu、Zn、Mo 1.组成酶辅基 2.组成电子转移系统植物必需营养元素的各种功能可通过植物的生长表现出来。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”。目前九页\总数六十四页\编于十一点五、必需营养元素间的关系同等重要律－－植物必需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－－植物任何一种营养元素的特殊生理功能，都不能被其它元素所代替。3.“相互相似”作用

如：B能消除亚麻缺铁症

Na可部分满足糖用甜菜对K的要求

Zn、Mn、Mg都可活化羧化酶、鉫代替K、锶代替钙等暂时的，部分的，次要的，说明多样性、适应性 目前十页\总数六十四页\编于十一点六、有益元素非必需营养元素中一些特定的元素，对特定植物的生长发育有益，或为某些种类植物所必需，这些元素称为有益元素。例：豆科作物—钴（Co）；藜科作物(糖用甜菜)—钠（Na）；水稻和硅藻—硅（Si）;

黄芪属（紫云英）—硒（Se）海生植物（海带）—碘（I）稀土元素（阿系、镧系17个元素）草莓—钛（Ti）茶树、绣球—铝（Al）钒、(V）、镍（Ni）目前十一页\总数六十四页\编于十一点

第二节植物的养分吸收

植物的养分吸收－－是指养分进入植物体内的过程，是植物与环境之间物质交换的主要途径,包括：根部吸收矿质养分（离子和无机分子）为主 有机态养分（分子态）少部分叶部吸收气态养分和喷施液体肥料

目前十二页\总数六十四页\编于十一点一、植物根部对无机态养分的吸收根系对养分吸收的过程包括：养分向根表面的迁移养分进入质外体(自由空间）养分进入共质体（细胞内）养分：土壤 根表 根内

迁移 吸收质流扩散 被动主动目前十三页\总数六十四页\编于十一点（一）养分向根表面的迁移1.质流定义：当土壤水分含量在土体中能够形成连续运动的情况下，由于蒸腾拉力而引起的溶质（养分）随水流向根表移动的过程。影响因素：与蒸腾作用强度（蒸腾率）呈正相关 与土壤溶液养分浓度呈正相关迁移的主要离子：氮(硝态氮)、钙、镁、硫目前十四页\总数六十四页\编于十一点

2.扩散定义：由于根际养分亏缺区养分浓度梯度（浓度差），使养分离子从浓度高的土体向浓度低的根表移动的过程影响因素：沿X轴上养分浓度陡度 养分离子的扩散系数迁移的离子：磷、钾、氮水分多、距离远时，易溶性和移动性强的养分靠质流供应多；干旱短距离时，养分靠扩散供应为主。旱作农业土壤多呈干旱或半干旱状况，多数时间以扩散供应为主，扩散距离慢而短（3-4cm）所以，要注意施肥位置。目前十五页\总数六十四页\编于十一点（二）养分进入质外体

1.基础概念：1）质外体－－指细胞原生质膜以外的空间，包括细胞壁、细胞间隙和木质部导管。2）共质体－－指原生质膜以内的物质和空间，包括原生质体、内膜系统及胞间连丝等。3）胞间连丝－－相邻细胞之间的原生质丝，是细胞之间物质运输的主要通道。4）自由空间－－是指植物某些组织或器官（根部）能允许外部溶液通过自由扩散而进入的那些区域。包括细胞间隙、细胞壁到原生质膜之间的空隙。又可分为水分自由空间和杜南自由空间目前十六页\总数六十四页\编于十一点

5）水分自由空间－－是指被水分占据并能和外部介质溶液达到物理化学平衡的那部分质外体区域。6）杜南自由空间－－是指质外体中因受电荷影响，养分离子不能自由移动的那部分区域。2.被动吸收定义：离子通过质流、扩散、交换的方式在很短的时间内，大量进入根部自由空间（质外体），并与外界溶液浓度达到动态平衡。但少数离子也可通过被动吸收（简单扩散、离子通道）进入质膜内。质流和扩散的延续而进入根内称质流吸收和扩散吸收目前十七页\总数六十四页\编于十一点离子的交换吸收：⑴接触交换（截获）定义：是指植物根系在生长过程中直接接触土壤养分而使养分转移至根表的过程，实质是根与土粒上离子的直接交换。数量：约占1％，远小于植物的需要目前十八页\总数六十四页\编于十一点⑵根与土壤溶液中离子的交换目前十九页\总数六十四页\编于十一点⑶根与粘粒上离子的非接触交换目前二十页\总数六十四页\编于十一点（三）养分进入共质体养分通过原生质膜才能进入共质体原生质膜的特点：具有选择透性的生物半透膜原生质膜的结构：“流动镶嵌模型”原生质膜是一个具有精密结构的屏障，对不同的物质具有不同的透性。一些亲脂性非极性分子或不带电的极性小分子能溶于双层磷脂层中，因而能以扩散的形式透过质膜。而极性大分子或带电离子则要借助膜上的某些物质才能透过。这种借助膜上物质进行穿透的过程叫运输，对植物而言，习惯上也叫吸收。目前二十一页\总数六十四页\编于十一点1.生物膜的流动镶嵌模型：目前二十二页\总数六十四页\编于十一点2.主动吸收1）定义：养分离子逆着浓度梯度（或电化学势梯度）、有选择性地通过原生质膜进入根细胞内，这个过程是需要消耗能量的代谢过程，也称代谢吸收。2）机理:载体解说

①载体：指生物膜上能携带离子通过质膜的蛋白体。也称运输酶。

②载体解说的理论依据

目前二十三页\总数六十四页\编于十一点酶动力学原理酶促反应速度S养分吸收速度M酶促反应曲线养分吸收曲线

S+EESE+P

底物酶酶底复合物酶产物

S外

+CC-SC+S内离子载体离子载体复合物载体离子K1K2K3目前二十四页\总数六十四页\编于十一点米氏常数（Km）酶促反应速度v1/2VS当v=1/2V时Km=S养分吸收速度M养分吸收曲线v1/2VM酶促反应曲线当v=1/2V时Km=MS目前二十五页\总数六十四页\编于十一点

Km值即：养分吸收速度达最大速度一半时离子的浓度

Km值的含义：载体对离子亲和力的倒数，即米氏常数越大，载体对离子的亲和力越小，反之亲和力越大。不同的养分离子米氏常数不同，说明它们在通过质膜时其竞争力不同。如：

Na+Km=0.32M(大麦）

K+Km=0.21M(大麦）

Zn+Km=0.0111M（甘蔗）

Ca+Km=0.0145M（甘蔗）目前二十六页\总数六十四页\编于十一点

线粒体磷酸激酶磷酸酯酶活化载体-离子复合体载体活化载体离子外内质膜ATPADP离子PiATP活化载体假说示意图载体+离子外+ATP载体+离子内+ADP+Pi转运③载体转运离子的过程目前二十七页\总数六十四页\编于十一点(2)离子泵解说离子泵假说：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。

离子运输过程

离子泵假说图示ATP酶阴离子载体ATPH2PO3＋＋ADP－

+H2OOH－+ADPK＋、Na＋

H＋OH－阴离子＋H2OH＋＋H3PO4目前二十八页\总数六十四页\编于十一点主动吸收的特点：⒈逆浓度梯度积累⒉吸收过程能被代谢抑制剂抑制⒊不同离子进入细胞有竞争和选择性⒋吸收速率不与细胞内外浓度差呈线性关系⒌温度系数高（Q10）目前二十九页\总数六十四页\编于十一点二、植物根部对有机态养分的吸收（一）植物可直接吸收利用有机态物质主要有：含氮物：尿素、氨基酸、酰胺等含磷物：磷酸葡糖、磷酸甘油酸、卵磷脂、植酸其它：RNA、DNA、核苷酸等浙农大在水稻苗上用各种氨基酸培养液试验其肥效，结果如下：

效果超过硫铵：L-组氨酸、甘氨酸效果不及硫铵但超过尿素：L-丝氨酸、L-谷氨酸、L-精氨酸、DL-丙氨酸、L-亮氨酸、DL-天冬氨酸、L-脯氨酸、L-酪氨酸、L-赖氨酸、DL-苏氨酸、L-异亮氨酸、DL-苯丙氨酸。有抑制作用：L-蛋氨酸目前三十页\总数六十四页\编于十一点（二）有机养分吸收机制研究结果认为：

1.有机物质分子大小与吸收难易有关，越小越易吸收

2.有机物质脂溶性大小与吸收难易有关，脂溶性有利透过质膜

3.溶于脂相的极大分子不易透过质膜；不亲脂的极小分子易被吸收

4.植物只能吸收D-葡萄糖，不能吸收L-葡萄糖

5.吸收具有选择性，属主动吸收

6.“胞饮作用”是吸收有机养分的特殊方式目前三十一页\总数六十四页\编于十一点目前三十二页\总数六十四页\编于十一点三、植物叶部对养分的吸收叶部营养(或根外营养)：指植物通过叶部或非根系部分吸收养分（一）叶部吸收养分的机理（叶部吸收途径）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目前三十三页\总数六十四页\编于十一点1.表皮细胞途径

养分通过角质膜分子间隙靠扩散、渗透进入表皮细胞，由于角质膜中脂肪酸、果胶的羧基解离，使叶子表面常带负电荷，阳离子通透有利。进入表皮细胞的速度与浓度成正比，似乎是被动吸收。但尿素进入表皮细胞的速度与浓度无关，比一般离子快10-20倍，并可提高其他离子的进入速度。

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 目前三十四页\总数六十四页\编于十一点2.气孔途径气态养分（如CO2、SO2）进入的必经之路，一些离子态养分也可通过扩散进入，然后被毗邻气孔的叶肉细胞吸收，但进入有限。3.外质连丝途径外质连丝：不含原生质的纤维孔隙，和原生质膜相通。主要分布在：叶毛基部周围、孔道细胞中、叶脉的上下表皮细胞中。4.养分从表皮细胞进入叶肉组织细胞的速度明显减慢，是否主动吸收尚不清楚。目前三十五页\总数六十四页\编于十一点（二）叶部营养的特点1.叶部营养吸收转化速率比根部快，能及时满足植物对养分的需要。用于及时防治某些缺素症或补救因不良气候条件或根部受损而造成的营养不良。2.叶部营养直接促进植物体内的代谢作用，促进根部营养。从而提高产量、改善品质。a.促进酶活性b.促进早熟c.提高抗逆性d.提高光合和呼吸作用3.叶部喷施可以防止养分在土壤中固定对于微量元素，是经济有效的施肥手段。4.营养时间短，养分供应不连续，总供应量少。对于大量元素，只能作为辅助手段。目前三十六页\总数六十四页\编于十一点（三）影响叶部营养的条件（因素）1.溶液的组成组成不同，吸收速率不同。如：氮肥：尿素>硝酸盐>铵盐钾肥：氯化钾>硝酸钾>磷酸二氢钾组成不同，营养作用不同。如：

N—加快营养生长，促进分蘖;P—促进早熟；

K—促进有机物运输，调节渗透势，提高逆病性2.溶液浓度和酸碱反应在一定浓度范围内吸收速率和数量随浓度增加而增加，微素一般使用浓度0.05%～0.5％，尿素达2%。目前三十七页\总数六十四页\编于十一点

酸性：有利于阴离子吸收中性～微碱性：有利于阳离子吸收3.湿润时间及附着能力（0.5～1小时）保持叶片湿润时间越长，附着越多，养分吸收就越多。一般可加入“润湿剂”：0.1～0.2％洗涤剂或中性皂水；喷施时间：清晨、傍晚或阴天4.叶片形态结构（作物种类）(1)叶片类型双子叶：叶面积大，角质膜薄，易吸收(2)叶的年龄：幼叶比老叶吸收能力强(3)叶的正反面：叶背面比叶表面吸收效果好

目前三十八页\总数六十四页\编于十一点5.元素移动性（再利用能力）移动强：N＞

K能移动：P＞

Cl＞

S部分移动：Zn＞

Cu＞

Mn＞

Fe＞

Mo＞

Mg不移动：B、Ca

移动性差的元素要适当增加喷施次数，要喷在生长点、新生叶片上。（四）叶面施肥技术及注意事项1.选择适宜的肥料品种2.使用适宜浓度并调节酸碱度3.选择适宜喷施时间和使用湿润剂4.注意喷施部位5.确定喷施次数目前三十九页\总数六十四页\编于十一点第三节影响植物养分吸收的环境条件一、光照

1.影响光合作用光合磷酸化ATP吸收

2.光照可通过影响植物叶片的光合强度而对某些酶的活性、气孔的开闭和蒸腾强度等产生间接影响，最终影响到根系对矿质养分的吸收。目前四十页\总数六十四页\编于十一点养分含量（相对%）照度指数NH4+H2PO4-K+Ca2+Mg2+Mn2+SiO2100100100100100100100100

58

58

7678107103

85

5

56

40

3341

64

68

46

65

5

17

1513

49

40

22

35光照对水稻吸收养分的影响目前四十一页\总数六十四页\编于十一点

30252015105吸收P2O5毫克×10/天

日

12345678光照对玉米吸收磷的影响

光

暗

光目前四十二页\总数六十四页\编于十一点

二、温度

影响呼吸作用氧化磷酸化ATP吸收一般6~38ºC的范围内，根系对养分的吸收随温度升高而增加。温度过高（超过40ºC）时，高温使体内酶钝化，从而减少了可结合养分离子载体的数量，同时高温使细胞膜透性增大，增加了矿质养分的被动溢泌。低温往往是植物的代谢活性降低，从而减少养分的吸收量。低温对P、Ca吸收影响最大养分吸收最适宜根际土温大麦18℃烟草22℃

黄瓜20℃马铃薯20℃

番茄25℃水稻30～32℃

棉花28～30℃

玉米25～30℃目前四十三页\总数六十四页\编于十一点土壤水分作用：

1.影响植物根系的生长发育

2.影响土壤养分的浓度、有效性和迁移

3.影响土壤通气性、土壤微生物活性、 土壤温度等，从而影响养分形态转化及有效性适宜的土壤含水量：田间持水量的60~80%三、水分目前四十四页\总数六十四页\编于十一点12000100008000600040002000产量（Kg/ha）

100200300400

N(Kg/ha)玉米在不同含水量的土壤中施用氮肥的产量2.0bar1.6bar1.0bar0.5bar0.2bar目前四十五页\总数六十四页\编于十一点土壤通气状况主要从三个方面影响植物对养分的吸收：一是根系的呼吸作用；二是有毒物质的产生；三是土壤养分的形态和有效性。良好的通气环境，能使根部供氧状况良好，并能使呼吸产生的CO2从根际散失。这一过程对根系正常发育、根的有氧代谢以及离子的吸收都有十分重要的意义。四、通气状况目前四十六页\总数六十四页\编于十一点pH对离子吸收的影响主要是通过根表面，特别是细胞壁上的电荷变化及其与K+、Cu2+、Mg2+等阳离子的竞争作用表现出来的。同时影响土壤养分的有效性。五、土壤反应（pH）目前四十七页\总数六十四页\编于十一点营养元素 土壤中有效含量 较多时的pH范围氮 5.5～8.0磷 6.5～7.5硫

>5.5铁、锰、锌 铜、钴 <6.0钼 >6.5硼 5.0～7.0总的来说，pH5.5～7.0时，

各种养分的有效性均较高pH值土壤反应和植物有效养分含量的关系钙、镁、钾6.5～8.5目前四十八页\总数六十四页\编于十一点六、养分浓度要求土壤溶液中的养分浓度维持在适宜植物生长的水平。浓度过小，吸收养分总量少，浓度过大，吸收速率明显减慢，浪费肥料。目前四十九页\总数六十四页\编于十一点浓度（mmol/L）吸收率（µmol/g鲜重/h）0246823451K+Na+KCl和NaCl浓度对离体大麦根吸收K+和Na+速率的影响

化肥不宜一次大量施用，要分次施用目前五十页\总数六十四页\编于十一点目前五十一页\总数六十四页\编于十一点七、离子间的相互作用（一）离子间的颉颃（xiehang）作用1.定义：某一离子的存在能抑制另一离子的吸收。2.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+目前五十二页\总数六十四页\编于十一点（二）离子间的相助作用1.定义：某一离子的存在能够促进另一离子的吸收。2.表现：阴离子与阳离子之间如:NO3-、

SO42-、等对阳离子的吸收有利3.维茨效应：Ca2+能促进K+、

NH4+、Rb+、Br-的吸收，因为Ca2+影响质膜，并非影响代谢。目前五十三页\总数六十四页\编于十一点第四节植物的营养特性一、植物营养的共性和多样性（一）共性：所有高等植物都需要16种必需营养元素（二）多样性

1.有益元素

2.植物的超积累吸收及其利用

超积累植物（国外500余种，Ni有318种，锰有11种，我国仅有3种，Zn—东南景天，Cd—龙葵，砷—蜈蚣草。

植物修复植物开矿毒性较大的元素 如：I、Br、F、Al、Cr、Pb、Cd、Hg、砷等。目前五十四页\总数六十四页\编于十一点3.植物营养遗传特性的差异 不同种类或同一种类不同品种的植物：（1）对元素的种类和数量需要不同如：禾本科NP多，K少；豆科PK多，N少；薯类和糖用K多，NP少；叶菜类N多，PK少；油料NPK均多（2）对肥料的需要量不同如：小麦冬小麦耐肥

春小麦大麦不耐肥高产品种耐肥低产品种不耐肥目前五十五页\总数六十四页\编于十一点

水稻（3）对土壤养分的吸收能力不同如：果树、油菜、荞麦等利用难溶性磷的能力强；作物利用缓效钾能力也不同。（4）对肥料形态的要求不同如：喜硝作物（烟草、蔬菜）喜铵作物（水稻）

（5）需肥特殊性粳稻耐肥籼稻不耐肥玉米耐肥芝麻、绿豆不耐肥目前五十六页\总数六十四页\编于十一点如：喜钾作物：需钾较多、施钾增产显著，能明显改善品质的作物。马铃薯、甘薯、烟草、甜菜、甘蔗、椰子、向日葵等

忌氯作物：氯对其产量和品质有显著不良影响的作物

马铃薯、甘薯、烟草、甜菜、甘蔗、茶、柑橘、葡萄等

喜钙作物：花生、蔬菜

喜硫作物：葱、蒜类

耐盐碱植物：田箐、碱蓬、剑麻目前五十七页\总数六十四页\编于十一点二、植物不同生育期的营养特性

（一）植物阶段营养特性：植物在一定的生长发育阶段，对养分的种类、数量及比例其要求不同，这种阶段性差异称为植物阶段营养特性。如：棉花对N、P、K的吸收；

苗期5～

82.02.8（轻）蕾期15～207.99.0（稳）花铃期50～6024.236.5（重）吐絮期15～2065.9