《植物吸收营养因素》PPT课件.ppt

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1、植 物 吸 收 营 养 影 响 因 素都 君 超 光 照 温 度 水 分 PH值 土 壤 吸 收 营 养 方 式养分离子向根部迁移有三个途径: 截获 扩散 质流 根土 壤 是 指 根 系 在 土 壤 里 伸 展 过 程 中 吸 收 直 接 接触 到 的 养 分 。 对 移 动 性 小 的 离 子 较 重 要 .如 Cu、 Mg.（ 10 ）是 因 植 物 蒸 腾 作 用 而 引 起 的 土 壤 养分 随 土 壤 水 分 流 动 的 运 动 。 速 度 较 快 ,但 要 求 水 分 和 离 子 浓 度 足 够 大 。 NO3之 类 高 溶 解 性 的 离 子 主 要 吸 收 机 质 . N、 C

2、a、 B、 Mo质 流 是 指 土 壤 溶 液 中 当 某 种 养 分 的 浓 度 出 现 差异 时 所 引 起 的 养 分 运 动 。 速 度 较 慢 ,每 天 只 有 几 毫 米 .离 子 浓 度 及 含 水 量 影响 P、 K扩 散 。 光 照能 量 的 供 应 : 吸 收 养 料 需 要 能 量 ,光 照 充 足 ,光 合 作用 强 度 大 ,吸 收 的 能 量 多 ,养 分 吸 收 也 多 ； 酶 的 诱 导 和 代 谢 途 径 上 需 要 光 照 、 硝 酸 还 原 酶的 激 活 需 要 光 ； 蒸 腾 作 用 : 光 可 调 节 叶 子 气 孔 的 开 关 ,而 影 响 蒸 腾作

3、 用 。 水 分 水 分 对 植 物 养 分 有 两 方 面 的 作 用 一 方 面 可 加 速 肥 料 的 溶 解 和 有 机 肥 的 矿 化 ,促进 养 分 释 放 ; 另 一 方 面 释 放 土 壤 中 养 分 的 浓 度 ,并 加 速 养 分的 流 失 .所 以 雨 天 不 宜 施 肥 ,钾 肥 在 不 正 常 气 候 条 件下 的 肥 效 远 远 超 过 正 常 年 份 ,这 是 由 于 钾 能 增 强 作物 抗 胁 迫 性 通 气 通 气 有 利 于 有 氧 呼 吸 ， 也 有 利 于 养 分 的 吸 收 ， 因为 有 氧 呼 吸 可 形 成 较 多 的 ATP， 供 阴 阳 离

4、子 的 吸收 。 反 之 ， 土 壤 排 水 不 良 ， 呈 嫌 气 状 态 ， 作 物 非但 吸 收 养 分 少 ， 甚 至 根 部 还 有 外 渗 ,排 水 通 气 后 才能 恢 复 ， 施 肥 常 结 合 中 耕 除 草 ， 促 使 作 物 更 好 地吸 收 养 分 ， 提 高 肥 料 的 利 用 率 PH（ 土 壤 反 应 ） 在 酸 性 反 应 中 ,植 物 吸 收 阴 离 子 多 于 阳 离 子 ,而 在 碱性 反 应 中 ,吸 收 阳 离 子 多 于 阴 离 子 。 土 壤 反 应 直 接 影 响 土 壤 微 生 物 的 活 动 (生 物 作 用 )和 土 中 矿 物 质 的 溶

5、 解 和 沉 淀 (化 学 作 用 )因 而 间 接影 响 了 土 壤 中 有 效 养 分 的 多 寡 酸 性 条 件 ， 氮 磷钾 利 用 率 低 ， 磷极 低酸 性 土 壤 ， 钙 镁硫 利 用 率 极 低碱 性 土 壤 ， 铁锰 铜 锌 利 用 率低由 图 所 示 ， 土 壤释 放 养 分 最 佳PH为 6 -6 .5 B N Zn MgCuCaMnKFeP 拮 抗 作 用协 助 作 用营 养 元 素 间 的 拮 抗 作 用 和 协 助 作 用 示 意 图 土 壤 无机物质（45%） 有机物质（5%） 固 体 组 分 （ 50%） 空气（25%） 水（25%） 孔 隙 （ 50%） 植物

6、群落 动物群落 生 物 群 土 壤 n自 然 土 壤 剖 面可 以 划 分 为 几 个基 本 土 层 ， 从 地表 向 下 为 ： n枯 枝 落 叶 层 （ O）n腐 殖 质 层 （ A）n淋 溶 层 （ E）n淀 积 层 （ B）n母 质 层 （ C）nA、 E、 B层 合 称 为 土 体 ， 是 成 土 作 用 最 为 活 跃 的 层 次和 真 正 意 义 上 的 土 壤 层 。 土 壤 结 构 指 土 壤 颗 粒 （ 砂 、 粉 砂 和 粘 粒 ） 相 互 胶结 在 一 起 而 形 成 的 团 聚 体 ， 也 称 土 壤 自 然 结 构 体 多 数 土 壤 团 聚 体 的 体 积 较 单

7、 个 土 粒 为 大 ， 它 们 之间 的 孔 隙 往 往 也 比 砂 、 粉 砂 和 粘 粒 之 间 的 孔 隙 大得 多 ， 从 而 可 以 促 进 空 气 和 水 分 的 运 动 ， 并 为 植物 根 系 的 伸 展 提 供 空 间 ， 为 土 壤 动 物 的 活 动 提 供通 道 。 由 此 可 见 ， 土 壤 结 构 的 重 要 性 在 于 它 能 够改 变 土 壤 的 质 地 ， 并 进 而 改 善 土 壤 的 生 产 力 。 土 壤 胶 体 构 造 示 意 图 土 壤 胶 体 的 结 构 和 性 质 四 面 体 中 的 硅 可 被 铝 代 换 Si4+ Al3+八 面 体 中 的

8、 铝 可 被 铁 、 镁 代 换 Al 3+ Fe2+或 Mg2+ 土 壤 胶 体 的 结 构 和 性 质 功 能 ： 对 养 分 的 物 理 吸 附 （ 表 面 能 ） 对 阳 离 子 代 换 吸 附 对 阴 离 子 吸 收 物 理 吸 附 ： 分 布 于 物 体 表 面 的 分 子 ， 受 到 分 子 引力 不 均 衡 性 影 响 ， 比 物 质 内 部 分 子 具 有 更 多 自 由度 ， 及 表 面 能 。 表 面 能 的 大 小 与 物 体 表 面 能 有 关 ， 土 粒 越 细 ， 表面 能 越 大 ， 能 更 多 吸 附 养 分 。 正 附 性 ： 降 低 土 壤 溶 液 表 面

9、 张 力 的 溶 质 分 子 ， 聚集 在 土 壤 胶 体 表 面 ， 形 成 胶 体 表 面 浓 度 高 于 周 围土 壤 溶 液 浓 度 ， 暂 时 保 存 养 分 ， 有 利 于 根 的 吸 收 负 附 性 ： 土 壤 溶 液 表 面 张 力 的 溶 质 分 子 浓 度 上 升， 被 表 面 排 斥 而 聚 集 在 土 壤 胶 体 较 远 处 ， 形 成 胶体 表 面 浓 度 比 周 围 水 溶 液 低 ， 养 分 不 能 被 吸 收 土 壤 阳 离 子 交 换 作 用（ 一 ） 概 念 ： 土 壤 中 带 负 电 的 胶 体 所 吸 附 的 阳 离 子 与 土 壤 溶液 中 的 阳 离

10、 子 互 相 交 换 ， 称 为 阳 离 子 交 换 作 用土 壤胶 粒 土 壤胶 粒Ca2+NH4+ +3K+ + Ca2+ +NH4+ K+K+K+交 换 性 阳 离 子 可 分 两 种 ： 致 酸 离 子 H+ Al3+ 盐 基 离 子 Ca 2+ 、 Mg2+、 K+、NH4+、 Na+ 阳离子交换 （ 二 ） 阳 离 子 交 换 作 用 的 基 本 特 征1、 可 逆 反 应 2、 等 价 交 换3、 受 质 量 作 用 定 律 的 支 配 （ 三 ） 影 响 阳 离 子 交 换 的 因 素(1)离 子 价 ： 高 价 离 子 交 换 能 力 低 价 离 子 (2)离 子 半 径 和

11、 离 子 水 化 半 径 (3)离 子 的 运 动 速 度(4)离 子 浓 度 Fe3+ Al3+ H+ Ca2+ Mg2+ NH4+ K+ Na+ b.离 子 的 半 径 及 水 化 程 度 ：同 价 离 子 ， 离 子 半 径 大 水 化 半 径 小 ， 交 换 能 力 越 强 。离 子 价 数 原 子 量 离 子 半 径 （ nm） 代 换 力 顺 序未 水 化 水 化Na + 1 23.00 0.093 0.790 6NH 4+ 1 18.01 0.143 0.532 5K + 1 39.10 0.133 0.537 4Mg2+ 2 24.32 0.078 1.330 3Ca2+ 2

12、40.08 0.106 1.000 2H + 1 1.008 1 a. 离 子 电 荷 价 ：M3+ M2+ M+（ M表 示 阳 离 子 ）离 子 价 、 离 子 半 径 及 水 化 程 度 与 交 换 力 的 关 系阳 离 子 交 换 c. 离 子 运 动 速 度 ：凡 离 子 运 动 速 度 愈 大 的 ， 其 交 换 力 也 愈 大 。例 如 氢 离 子 就 是 这 样 ， 而 且 氢 离 子 水 化 很弱 ， 通 常 H+只 带 一 个 水 分 子 ， 即 以 H3O+的形 态 参 加 交 换 ， 水 化 半 径 很 小 ， 因 此 它 在交 换 力 上 具 有 特 殊 位 置 。

13、阳 离 子 交 换 能 力 顺 序 ： Fe3 + Al 3+ H + Ca2 + Mg 2+ K + NH4+ Na+ 阳 离 子 交 换 2 .阳 离 子 的 相 对 浓 度 及 交 换 生 成 物 的 性 质阳 离 子 交 换 作 用 也 受 质 量 作 用 定 律 所 支 配 ， 如 果 溶 液 中 某 种 离子 的 浓 度 较 大 ， 则 虽 其 交 换 能 力 较 小 ， 同 样 能 把 胶 体 上 交 换 能力 较 大 的 其 它 阳 离 子 代 换 下 来 。 另 外 ， 当 交 换 后 形 成 不 溶 性 或难 溶 性 物 质 时 ， 或 将 其 交 换 后 的 生 成 物

14、不 断 除 去 时 ， 都 可 使 交换 作 用 继 续 进 行 。阳 离 子 交 换 （ 四 ） 阳 离 子 交 换 量 （ CEC) 是 指 在 一 定 PH时 每 1000g干土 所 能 吸 附 的 全 部 交 换 性 阳 离 子 的 厘 摩 尔 数 。1、 胶 体 含 量 2、 胶 体 类 型 3、 土 壤 PH值 长 江 中 下 游 发 育 在 冲 积 母 质 上 的 土 壤 ，粘 土 矿 物 以 蒙 脱 石 、 水 云 母 为 主 ， 交 换量 大 约 为 2030cmol(+)kg-1。我 国 南 北 方 土 壤 的 CEC比 较含 蒙 脱 石 、 水 云 母 较 多 ， 土 壤

15、 反 应 又 多 为 中 性或 微 碱 性 ， 因 此 ， 阳 离 子 交 换 量 一 般 较 高 。 例如 东 北 的 黑 土 、 内 蒙 的 栗 钙 土 的 交 换 量 在 3 0 5 0 cmol(+)kg-1 。北 方华 南 、 西 南 为 红 、 黄 壤 地 带 ， 无 机 胶 体 以 高 岭 石 和 含 水 氧 化铁 、 氧 化 铝 为 主 ， 土 壤 酸 性 大 ， pH值 低 ， 阳 离 子交 换 量 小 ， 一 般 每 千 克 土 只 有 十 几 个 厘 摩 尔 ， 广东 的 砖 红 壤 的 交 换 量 只 有 5.2 cmol(+)kg-1。长 江 中 下 游 地 区阳 离

16、 子 交 换 土 壤 对 阴 离 子 吸 附 一 般 来 说 ， 土 壤 颗 粒 一 般 附 带 阴 离 子 比 正电 荷 要 多 ， 吸 附 阴 离 子 的 能 力 取 决 于 正 电荷 的 多 少 强 烈 吸 收 型 ： 三 种 价 态 的 磷 酸 根 离 子 ， 两种 价 态 的 硅 酸 及 有 机 酸 。 （ 与 阳 离 子 融 合， 难 溶 ） 吸 收 很 弱 ： 硝 酸 根 ， 氯 离 子 中 间 型 ： 硫 酸 根 ， 碳 酸 根 土 壤 中 带 正 电 荷 的 胶 体 吸 附 的 阴 离 子 与 土 壤溶 液 中 阴 离 子 的 相 互 交 换 作 用 。如 含 水 氧 化 铁

17、 、 含 水 氧 化 铝 。在 酸 性 条 件 下 带 正 电 。阴 离 子 交 换 吸 收 阴 离 子 的 原 因2、 土 壤 腐 殖 质 中 的 NH2 在 酸 性 条 件 下 吸 收 H+成 为 NH3+ 而 带 正 电1、 两 性 胶 体 带 正 电 荷 酸 性 Al(OH)3 +HCl= Al(OH)2+Cl-+H2O 碱 性 Al(OH)3 +NaOH= Al(OH)2O-+Na+ H2O3、 粘 粒 矿 物 表 面 上 的 -OH原 子 团 可 与 土 壤 溶液 中 的 阴 离 子 代 换阴 离 子 交 换 阴 离 子 吸 附 类 型1.易 于 被 土 壤 吸 附 的 阴 离 子

18、如 磷 酸 根 （ H2PO4-、 HPO42-、 PO43-） 、 硅 酸 根 （ HSiO3-、SiO32-） 及 某 些 有 机 酸 的 阴 离 子 。 此 类 阴 离 子 常 和 阳 离 子起 化 学 反 应 产 生 难 溶 性 化 合 物 。2.很 少 或 根 本 不 被 吸 附 的 阴 离 子如 Cl-、 NO3-、 NO2-等 。 易 出 现 负 吸 附 。3 .介 于 上 述 两 者 之 间 的 阴 离 子如 SO 42-、 CO32-、 HCO3-及 某 些 有 机 酸 的阴 离 子 ， 土 壤 吸 收 它 们 的 能 力 很 弱 。 阴 离 子 交 换 阴 离 子 代 换 吸 收 能 力 不 同 阴 离 子 代 换 吸 收 顺 序 如 下 ： 草 酸 根 离 子 柠 檬 酸 离 子 磷 酸 根 离 子 硫 酸 根 离 子 氯 离 子 硝 酸 根 离 子 磷 酸 根 离 子 和 某 些 有 机 酸 根 离 子 易 被 土 壤 吸 收 。 磷 酸 根 常 被 某 些 阳 离 子 如 钙 、 镁 、 铁 、 铝 所 固定 ， 而 失 去 有 效 性 。 而 土 壤 氯 离 子 和 硝 酸 根 离 子代 换 吸 收 能 力 最 弱 ， 甚 至 不 能 吸 收 。阴 离 子 交 换