植物的矿质与氮素营养PPT学习教案

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1、会计学1植物材植物材料料105 干物质干物质水分水分灰灰分分燃烧燃烧有机物有机物(C、H、O、N）氧化氧化物物硫酸硫酸盐盐磷酸磷酸盐盐硅酸硅酸盐盐灰分元素：灰分元素：构成灰分中各种氧化物和盐类构成灰分中各种氧化物和盐类的元素的元素, ,它们直接或间接地来自土壤矿质它们直接或间接地来自土壤矿质, ,故又称为故又称为矿质元素。矿质元素。N N不是矿质元素不是矿质元素第1页/共72页二、植物的必需元素（二、植物的必需元素（essential essential elementelement）（一）（一）植物必需元素的标准（三条）植物必需元素的标准（三条）（1 1）不可缺少性。）不可缺少性。（2 2）

2、不可替代性。）不可替代性。（3 3）直接功能性。）直接功能性。必需元素必需元素是指植物生长发育必不可少的元素。是指植物生长发育必不可少的元素。第2页/共72页第3页/共72页1.1.溶液培养法溶液培养法( (水培法水培法) )将植物的根系浸没在含有全部或部分营养元素的溶将植物的根系浸没在含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法。液中培养植物的方法。2.2.砂基培养法砂基培养法( (砂培法砂培法) )在洗净的石英砂或玻璃球等基质中加入营养在洗净的石英砂或玻璃球等基质中加入营养液来培养植物的方法。液来培养植物的方法。第4页/共72页第5页/共72页第6页/共72页第7页/共72页第8页/共72

3、页在培养液中，除去某一元素，植物在培养液中，除去某一元素，植物生长不良，并出现特有的病症，加入生长不良，并出现特有的病症，加入该元素后，症状消失该元素后，症状消失, ,说明该元素为说明该元素为植物的必需元素。植物的必需元素。第9页/共72页1 1、细胞、细胞结构物质结构物质的组成成分的组成成分2 2、生命活动的调、生命活动的调节者节者, ,如酶的成分如酶的成分和酶的和酶的活化剂活化剂3 3、起、起电化学作用电化学作用，如渗透调节、胶体如渗透调节、胶体稳定和电荷中和等稳定和电荷中和等第10页/共72页 生理功能：生理功能： 第11页/共72页第12页/共72页玉米缺玉米缺 N ：老叶发：老叶发黄

4、，新叶黄，新叶色淡，基色淡，基部发红（部发红（花色苷积花色苷积累其中）累其中）大麦缺大麦缺 N ：老叶发黄，新叶色淡：老叶发黄，新叶色淡萝卜缺萝卜缺 N 老叶发黄老叶发黄正常正常缺氮缺氮第13页/共72页吸收形式：吸收形式：SO42-：半胱氨酸、蛋氨酸、辅酶半胱氨酸、蛋氨酸、辅酶A A、ATPATP等的组成成分等的组成成分：植株矮小，硫不易移动，幼叶先表现症状植株矮小，硫不易移动，幼叶先表现症状, , 新叶均衡失绿，呈黄白色并易脱落。新叶均衡失绿，呈黄白色并易脱落。第14页/共72页缺硫缺硫玉米新叶失绿发黄玉米新叶失绿发黄油菜油菜开花开花结实结实延迟延迟第15页/共72页第二组第二组能量贮存和

5、结构完整性的营养能量贮存和结构完整性的营养第16页/共72页缺磷症状缺磷症状A.A.生长受抑生长受抑植株瘦小植株瘦小, ,成熟延迟成熟延迟；B.B.叶片暗绿色或紫红色叶片暗绿色或紫红色 糖运输受阻糖运输受阻, , 有利于有利于花青素的形成。花青素的形成。第17页/共72页硼与细胞壁硼与细胞壁的形成有关。的形成有关。第18页/共72页小麦缺小麦缺B B“亮穗亮穗”玉米缺玉米缺B B结实不良结实不良第19页/共72页B.B.生长点停止生长生长点停止生长 侧根侧芽大量发生侧根侧芽大量发生, ,其后侧根侧芽的其后侧根侧芽的生长点又死亡生长点又死亡, ,而形成而形成簇生状簇生状。C.C.易感病害易感病害

6、甜菜的心腐病、花椰菜的褐腐病、马铃甜菜的心腐病、花椰菜的褐腐病、马铃薯的卷叶病、萝卜薯的卷叶病、萝卜“黑心病黑心病”和苹果的缩果病等都和苹果的缩果病等都是缺硼所致。是缺硼所致。缺缺B B棉叶有褐色坏死斑，叶柄有绿白相间的环纹棉叶有褐色坏死斑，叶柄有绿白相间的环纹缺缺B B甜菜甜菜“心腐病心腐病”第20页/共72页缺钾症状缺钾症状A.A.茎杆柔弱茎杆柔弱 B.B.叶色变黄而逐渐坏死叶色变黄而逐渐坏死叶缘叶缘( (双双子叶子叶) )或或叶叶尖尖( (单子叶单子叶) ) 先失绿先失绿焦焦枯枯，有坏死，有坏死斑点斑点，形成，形成杯状弯曲杯状弯曲或或皱缩。皱缩。病症首先出现在病症首先出现在下部老下部老叶

7、。叶。第第3组组保留离子状态的营养保留离子状态的营养第21页/共72页Ca2+Ca2+CaMCaM复合体复合体, 行使第二信使功能， 钙在植物体内主要分布在老钙在植物体内主要分布在老叶或其它老组织中。叶或其它老组织中。第22页/共72页 苹果苦痘病苹果苦痘病第23页/共72页大白菜大白菜“干心病干心病”番茄番茄“脐腐病脐腐病”苹果苹果“水心病水心病”第24页/共72页A.A.参与光合作用参与光合作用B.B.酶的激活剂或组分酶的激活剂或组分 C.C.参与核酸和蛋白质参与核酸和蛋白质代谢代谢缺镁症状缺镁症状叶片失绿叶片失绿 从从下部下部叶片开始叶片开始, ,往往是叶肉变黄而往往是叶肉变黄而叶脉仍叶

8、脉仍保持绿色保持绿色。严重缺镁时可形成坏死斑严重缺镁时可形成坏死斑块，引起叶片的早衰与脱块，引起叶片的早衰与脱落。落。第25页/共72页油菜脉间失绿发红油菜脉间失绿发红棉花葡萄网状脉棉花葡萄网状脉第26页/共72页缺氯症状缺氯症状: : 缺氯时缺氯时, ,叶片萎蔫叶片萎蔫, ,失绿失绿坏死坏死, ,最后变为褐色最后变为褐色; ; 同时根系生长受阻、变同时根系生长受阻、变粗，粗，根尖变为棒状根尖变为棒状。番茄缺番茄缺Cl 叶易失水萎蔫叶易失水萎蔫第27页/共72页缺锰症状缺锰症状: : 叶脉间失绿叶脉间失绿褪褪色色, , 新叶脉间新叶脉间缺绿缺绿, ,有坏死小有坏死小斑点斑点( (褐或黄褐或黄)

9、 )。 第28页/共72页第第4组组参与氧化还原反应的营养参与氧化还原反应的营养第29页/共72页缺铁症状缺铁症状不易重复利用，不易重复利用，最明显的症状是最明显的症状是幼幼芽幼叶缺绿发黄芽幼叶缺绿发黄, ,甚甚至变为至变为黄白色黄白色。 在碱性土或石灰在碱性土或石灰质土壤中质土壤中, ,铁易形成铁易形成不溶性的化合物而不溶性的化合物而使植物缺铁。使植物缺铁。第30页/共72页第31页/共72页缺缺ZnZn柑桔小叶症伴脉间失绿柑桔小叶症伴脉间失绿 大田玉米有失绿条块大田玉米有失绿条块第32页/共72页 A.一些酶的成分一些酶的成分 多酚氧化酶、抗坏血酸、多酚氧化酶、抗坏血酸、SODSOD、漆、

10、漆酶的成分酶的成分, ,在呼吸的氧化还原中起重要作用。在呼吸的氧化还原中起重要作用。 B.铜是质蓝素铜是质蓝素(PC)的组分的组分 缺铜症状缺铜症状生长缓慢生长缓慢, ,叶片呈现叶片呈现蓝绿色蓝绿色, ,幼叶缺绿幼叶缺绿, ,随之出现随之出现枯斑枯斑, ,最后死亡脱落。最后死亡脱落。树皮、树皮、果皮粗糙果皮粗糙, ,而后裂开而后裂开, ,引起树胶外流。引起树胶外流。第33页/共72页 缺钼症状缺钼症状 缺钼时叶较小缺钼时叶较小, ,叶脉间失绿叶脉间失绿, ,有有坏死斑点坏死斑点, ,且且叶边叶边缘焦枯缘焦枯, ,向内卷曲向内卷曲。番茄缺番茄缺MoMo、脉间、脉间失绿变得呈透明失绿变得呈透明大豆

11、缺大豆缺MoMo根瘤发育不良根瘤发育不良第34页/共72页三、作物缺乏矿质元素的诊断三、作物缺乏矿质元素的诊断（一）（一）化学分析诊断法化学分析诊断法一般以分析病株叶片的化学成分与正常植株的比较。一般以分析病株叶片的化学成分与正常植株的比较。（二）病症诊断法（二）病症诊断法（ 缺乏缺乏Ca、B、Cu、Mn、Fe、S时时幼嫩幼嫩的器官或的器官或组织先出现病症。组织先出现病症。 缺乏缺乏N、P、Mg、K、Zn等时等时较老较老的器官或的器官或组织先出现病症。组织先出现病症。 第35页/共72页第36页/共72页第37页/共72页第38页/共72页根系是植物吸收矿质的主要器根系是植物吸收矿质的主要器官

12、官, , 吸收矿质的部位和吸水的吸收矿质的部位和吸水的部位都是部位都是根尖未栓化的部分根尖未栓化的部分。根毛区是吸收矿质离子最快的根毛区是吸收矿质离子最快的区域区域大麦根尖不同区域大麦根尖不同区域P的积累的积累和运出和运出0102030400102030405060离根尖的距离（m m ）32P累积或输出的相对量(脉冲数m m- 1m i n- 1）第39页/共72页1.1.离子被吸附在根部细胞表面离子被吸附在根部细胞表面 根部细胞呼吸作用放出根部细胞呼吸作用放出COCO和和H HO O。COCO2 2溶于水生成溶于水生成H H2 2COCO3 3, ,H H2 2COCO3 3能解离出能解离

13、出H H+ +和和HCOHCO3 3离子离子, ,这些离子同土壤这些离子同土壤溶液和土壤胶粒上吸附的离子交换溶液和土壤胶粒上吸附的离子交换离子交换按离子交换按“同荷等同荷等价价”的原理进行的原理进行, ,即阳即阳离子只同阳离子交换离子只同阳离子交换, ,阴离子只能同阴离子阴离子只能同阴离子交换交换, ,而且价数必须相而且价数必须相等。等。H+K+K+K+K+K+K+K+K+HCO3-NO3- Cl-第40页/共72页2. 2. 离子进入根的内部离子进入根的内部吸附根表面的离子可通过吸附根表面的离子可通过质外体和共质体质外体和共质体两种两种途径途径 1)1)质外体途径质外体途径外界溶液中的离子可

14、顺着电化学势梯度扩散进外界溶液中的离子可顺着电化学势梯度扩散进入根部质外体，故质外体又称入根部质外体，故质外体又称自由空间自由空间。各种离子通过扩散作各种离子通过扩散作用进入根部自由空间用进入根部自由空间, ,但但是因为内皮层细胞上有是因为内皮层细胞上有凯氏带凯氏带, ,离子和水分都不离子和水分都不能通过。能通过。第41页/共72页2)2)共质体途径共质体途径 离子通过自由离子通过自由空间到达原生质表空间到达原生质表面后面后, ,可通过主动可通过主动吸收或被动吸收的吸收或被动吸收的方式进入原生质。方式进入原生质。在细胞内离子可以通过内质网及胞间连丝在细胞内离子可以通过内质网及胞间连丝从表皮细胞

15、进入木质部薄壁细胞，然后再从表皮细胞进入木质部薄壁细胞，然后再从从木质部薄壁细胞释放到导管木质部薄壁细胞释放到导管中。中。第42页/共72页根毛区吸收的离子经共质体和质外体到达输导组织第43页/共72页两种看法两种看法 3. 3. 离子进入导管离子进入导管 1 1、离子从薄壁细胞、离子从薄壁细胞被动被动地随水流进入导管地随水流进入导管 2 2、离子、离子主动主动地有选择性地进入导管地有选择性地进入导管第44页/共72页植物吸收矿质元素的特点植物吸收矿质元素的特点 ( (一一) ) 根系吸收矿质与吸收水分的相互关系根系吸收矿质与吸收水分的相互关系1)1)相互关联：相互关联：盐分一定要溶于水中盐分

16、一定要溶于水中, ,才能被根系吸收才能被根系吸收, ,并随水流进入根部的质外体。而矿质的吸收，降低了细胞的渗透势，促进了植物的吸水。并随水流进入根部的质外体。而矿质的吸收，降低了细胞的渗透势，促进了植物的吸水。2)2)相互独立：相互独立：两者的两者的吸收不成比例；吸收不成比例；吸收机理不同吸收机理不同: :水分吸收主要是以蒸腾作用引起的水分吸收主要是以蒸腾作用引起的被动吸水为主被动吸水为主, ,而矿质吸收则是而矿质吸收则是主动吸收为主主动吸收为主。分配方向不同：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。水分主要分配到叶片，而矿质主要分配到当时的生长中心。矿质吸收与水分吸

17、收成比例第45页/共72页第46页/共72页。小麦根在单盐溶液和盐类混合小麦根在单盐溶液和盐类混合液中的生长液中的生长A.NaCl+KCl+CaCl;A.NaCl+KCl+CaCl;B.NaCl+B.NaCl+CaClCaCl; C.CaCl; C.CaCl; ; D.NaClD.NaCl许多陆生植物的根系浸入许多陆生植物的根系浸入CaCa、MgMg、NaNa、K K等任何一种单盐溶液中等任何一种单盐溶液中, ,根系都会停止生长根系都会停止生长, ,且分生区的细胞壁粘液化且分生区的细胞壁粘液化, ,细胞破坏细胞破坏, ,最后变为一团无结构的细胞团。最后变为一团无结构的细胞团。第47页/共72页

18、 若在单盐溶液中加入少量其它盐类若在单盐溶液中加入少量其它盐类, ,这种这种毒害现象就会消除。这种离子间能够毒害现象就会消除。这种离子间能够互相互相消除毒害消除毒害的现象的现象, ,称称离子颉颃离子颉颃(ionantagonism)(ionantagonism)，也称离子对抗，也称离子对抗。 植物只有植物只有在含有适当比例的多盐溶液中才在含有适当比例的多盐溶液中才能良好生长能良好生长, ,这种溶液称这种溶液称平衡溶液平衡溶液(balanced solution)(balanced solution)。 前边所介绍的几种培养液都是平衡溶液。前边所介绍的几种培养液都是平衡溶液。对于海藻来说，海水就

19、是对于海藻来说，海水就是平衡溶液平衡溶液。第48页/共72页 温度对小麦幼苗吸收钾的影响11. 41. 82. 22. 610203040温度（）K吸收（m gg- 1FW ）第49页/共72页( (三三) ) 土壤溶液浓度土壤溶液浓度 当土壤溶液浓度很当土壤溶液浓度很低低时时, ,根系吸收矿质元根系吸收矿质元素的速度素的速度, ,随着浓度的增加而增加随着浓度的增加而增加, ,但达到但达到某一浓度时某一浓度时, ,再增加离子浓度再增加离子浓度, ,根系对离子根系对离子的吸收速度不再增加。的吸收速度不再增加。第50页/共72页00. 050. 10. 150. 22345678pHK+吸收（m

20、m ol h- 1） 051015202545678pHN O3-吸收（m olh- 1） pHpH对矿质元素吸收的影响对矿质元素吸收的影响左：对燕麦吸收左：对燕麦吸收K K+ +的影响；右：对小麦吸收的影响；右：对小麦吸收NONO- -的影响的影响( (四四) )土壤土壤pHpH值值第51页/共72页土壤溶液土壤溶液pHpH值对植物吸收离子有直接影响和间接影响：值对植物吸收离子有直接影响和间接影响： 1) 1)直接影响：直接影响：在在酸性酸性环境中环境中, ,根组织活细胞膜及胞内构成蛋白质的氨根组织活细胞膜及胞内构成蛋白质的氨基酸处于带正电状态基酸处于带正电状态, , 易吸收外界溶液中的易吸

21、收外界溶液中的阴离子阴离子; ; 在在碱性碱性环境中环境中, ,氨基酸的羧基多发生解离而处于带负电氨基酸的羧基多发生解离而处于带负电状态状态, ,根细胞易吸收外部的根细胞易吸收外部的阳离子阳离子。RCCOONH_+OHHRCNHH+HRCCOOHNHHpH6pH56pH 5233+COO第52页/共72页2)2)间接影响间接影响 影响到离子有效性，影响到离子有效性，比直比直接影响大得多。接影响大得多。一般作物生长最适的一般作物生长最适的pHpH值值是是6-76-7。在土壤溶液碱性的反。在土壤溶液碱性的反应加强时，应加强时，FeFe、CaCa、MgMg、ZnZn呈不溶解状态，能被植物利呈不溶解状

22、态，能被植物利用的量极少。在酸性环境中用的量极少。在酸性环境中P P、K K、CaCa、MgMg等溶解，但植物等溶解，但植物来不及吸收易被雨水淋失，来不及吸收易被雨水淋失，易缺乏。而易缺乏。而FeFe、AlAl、MnMn的溶的溶解度加大，植物受害。解度加大，植物受害。第53页/共72页第54页/共72页第55页/共72页角质层角质层外连丝外连丝 (ectodesmata)表皮细胞的质膜表皮细胞的质膜叶肉细叶肉细胞胞其他部其他部位位Absorption of mineral elements by leaf主动或被动吸收第56页/共72页1 1、补充根部吸肥不足或幼苗根弱吸肥差。、补充根部吸肥不

23、足或幼苗根弱吸肥差。2 2、某些肥料易被土壤固定，叶片营养可、某些肥料易被土壤固定，叶片营养可 避免。避免。3 3、补充微量元素，效果快，用药省。、补充微量元素，效果快，用药省。4 4、干旱季节，植物不易吸收，叶片营养、干旱季节，植物不易吸收，叶片营养 可补充。可补充。叶片营养的优点叶片营养的优点高效、快速高效、快速第57页/共72页第58页/共72页第59页/共72页放射性放射性4242K K向上运输的试验向上运输的试验第60页/共72页可再利用元素可再利用元素缺乏时，老叶老叶先出现病症；不可再利用元素不可再利用元素缺乏时，嫩叶嫩叶先出现病症。参与循环的元素（参与循环的元素（N N、P P、

24、K K、MgMg）：）：在植物体在植物体内可以移动，能被再度利用的元素。内可以移动，能被再度利用的元素。不参与循环的元素不参与循环的元素(S(S、CaCa、FeFe）：）：在植物体内在植物体内不可以移动，不能被再度利用的元素。不可以移动，不能被再度利用的元素。烟草缺氮烟草缺氮棉花缺硫棉花缺硫三、矿物质在植物体内的分布三、矿物质在植物体内的分布第61页/共72页第62页/共72页, , 烟草施用烟草施用NHNHNONO效果最好；效果最好；第63页/共72页1)1)养分临界期养分临界期 在植物生命周期中，对养分缺乏最敏感、最易受在植物生命周期中，对养分缺乏最敏感、最易受害的时期。害的时期。 如水稻

25、的三叶期，如水稻的三叶期，“一叶一心早施断奶肥一叶一心早施断奶肥”; ; 如禾本科作物的幼穗分化期如禾本科作物的幼穗分化期; ;油菜、大豆的开花油菜、大豆的开花期期; ;棉花的盛花期等。棉花的盛花期等。2)2)营养最大效率期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在植物生命周期中，对施肥的营养效果最好的时期。期。 一般以种子和果实为收获对象的作物的营养最大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效率期是生殖生长时期生殖生长时期。 不同作物、不同品种、不同生育期对肥料要求不不同作物、不同品种、不同生育期对肥料要求不同同, , 要针对作物的具体特点要针对作物的具体特点,

26、,进行合理施肥。进行合理施肥。第64页/共72页碳代谢为主）的指标。碳代谢为主）的指标。第65页/共72页植物组织的产量（或生长）与养分含量的关系“叶分析叶分析” - -测定叶片或叶鞘等组织中测定叶片或叶鞘等组织中矿质元素含量矿质元素含量, , 判断营判断营养的丰缺情况。养的丰缺情况。通过分析可在丰缺之间找到一通过分析可在丰缺之间找到一临界值临界值，即作物获得最高产量即作物获得最高产量时组织中营养元素的最低浓度。时组织中营养元素的最低浓度。组织中养分浓度低于临界浓度，组织中养分浓度低于临界浓度，就预示着应及时补充肥料。就预示着应及时补充肥料。(1)(1)体内养分体内养分状况状况第66页/共72

27、页(2) (2) 叶绿素含量叶绿素含量(3)(3)酰胺和淀粉含量酰胺和淀粉含量水稻幼穗分化期测定尚未全部展开的叶水稻幼穗分化期测定尚未全部展开的叶中的天冬酰胺中的天冬酰胺, ,若测到天冬酰胺若测到天冬酰胺, ,则可不施穗则可不施穗肥肥; ;若测不到若测不到, ,则表示缺氮则表示缺氮, ,必须立即追施必须立即追施穗穗肥肥。水稻水稻叶鞘中淀粉含量叶鞘中淀粉含量 将叶鞘劈开将叶鞘劈开, ,浸浸入碘液，如染成的入碘液，如染成的蓝黑色颜色深面积大，蓝黑色颜色深面积大，则则表明缺表明缺N N，需要追施，需要追施N N肥。肥。第67页/共72页第68页/共72页第69页/共72页N、P、K、Mg、ZnCa、Mn、S、Fe 、BFe、Mg、Mn、Cu、S、N镁镁第70页/共72页第71页/共72页