《植物营养原理》PPT课件-2.ppt

第一章 植物营养原理 第一节植物的营养成分与特性 营养:指生物生长过程中所需物质的供应和 吸收。 生物生长所需的这些物质就是养分。 一、植物体组成与必需营养元素(陆欣166页) （一） 植物体内元素的组成 1.水分:新鲜植物含水量为70%-95%. 2.干物质:又分为有机质(占干重的90%- 95%)和矿物质(5%-10%). 如果将水分蒸发，再以氧煅烧来处理干物 质，可以证明组成植物的主要元素是碳（C ）、氢（H）、氧（O）、氮（N）四种， 占干物质的95以上； 煅烧后留下一些不挥发的物质，称为灰分 。 营养元素在植物体内的含量不同，所引起营养元素在植物体内的含量不同，所引起 的作用也不同，有些是偶然进入植物体内的作用也不同，有些是偶然进入植物体内 ，有些元素在植物体内含量很少，但是是，有些元素在植物体内含量很少，但是是 不可缺少的不可缺少的 （溶液培养可以鉴别）（溶液培养可以鉴别） （二） 植物必需的营养元素 1确定植物必需营养元素的三条标准( 陆欣167页)： 1）该元素对所有植物的生长发育是不可缺少的。 缺少这种元素植物就不能完成生活史。 2）缺乏该元素后，植物表现出特有的症状。只有 在补充该元素后这种症状才能消失； 3）该元素必须直接参与植物的新陈代谢或物质构 成，对植物起直接作用，而不是改善植物生长环境 的间接作用。 据此标准，国内外公认的高等植物所必需的营养元 素有16种。 2植物必需的16种营养元素：包括 (1)大量营养元素(占干重的0.1%以上):C、H 、O、N、P、K、Ca、Mg、S; (2)微量营养元素(占干重的0.1%以下) Fe、 Mn、Cu、Zn、B、Mo、Cl。 3植物营养三要素、或肥料三要素： 作物对土壤中氮磷钾三种营养元素的需要量 较高，而一般土壤中所含有的，能为作物吸收的 三种元素的有效成分都比较少，需要用肥料的形 式补给土壤，供作物吸收利用，人们就称它们为“ 肥料三要素”或“氮磷钾三要素”或称“植物营养三 要素”。 （三）各种必需营养元素之间的相互关系 1 同等重要和不可替代律（陆欣167页）： （1）对植物的重要程度，不因植物体内含量的多少而 有差别。 （2）各种必须营养元素都有自身某些独特的作用，因 而某一营养元素的作用不能被其他营养元素所替代。 2养分平衡： 概念：养分平衡指植物最大生长速率 和产量必需的各种养分浓度间的最佳比例 和收支平衡。 如：小麦每形成100kg产量需要从土壤 中吸收氮（N）2.7kg，磷（P2O5）1kg， 钾（K2O）3.8kg。水稻每形成100kg产量 需要从土壤中吸收氮（N）1kg，磷（P2O5 ）1kg，钾（K2O）1.5kg。 3 离子间的关系（陆欣176-177页）： （1）颉颃（或拮抗）作用：指溶液中某一离子的 存在或过多能抑制另一离子吸收的现象。 离子间的拮抗作用主要由离子的种类和浓度所决定。 阳离子与阳离子、阴离子与阴离子在质膜上的竞争和对抗 。 常见的离子之间的对抗关系有： K+与Cs+(铯)、Rb+(铷)。 Mg2+与Ca2+、Na+。 Ca2+存在下，K+影响Na+的吸收。 NO3-与H2PO4-、C1-等。 离子间的这种对抗关系在指导施肥上有 很大帮助。 在酸性土壤上，氮肥用量不宜过大。因 为NH4+浓度较高时，植物吸收Ca2+ 困难； 在缓冲性小的土壤上(如砂土)，种植薯 类、豆类植物时，施钙过多易引起镁的缺 乏； 在碱性土壤中Na+多是危害，施用石膏 (CaSO4)可减少Na+的吸收，但K+浓度增加 了，影响了Mg2+的吸收； 在砂土地施肥更应注意离子间的相互作 用。 （2）相助作用：指溶液中某一离子的 存在有利于另一离子吸收的现象。 主要表现在阴离子与阳离子、阳离子与 阳离子之间。 离子之间相互作用的原因有的还不十分清楚。在生产实践中考虑离子 间的相互关系，是充分发挥有利因素、克服不利因素的途径。这不仅 是合理施肥的要求，也是降低成本、提高肥效的有利措施。 二、植物营养特性 （一）植物营养的多样性 1.共性 2.个性：如水稻需Si，豆科植物需Co，块茎、块根类 植物需K。豆科植物需N少。棉、麻需Na。油菜、糖用甜 菜需B等。 （二）植物各生育期的营养特性（陆179页） 1植物营养期：植物吸收养分的整个时 期。 2植物营养的两个关键时期: （1）植物营养临界期：植物在生长发育过程中，有一时 期对养分的需要量在绝对数量上并不特别多，但要求很迫 切，如某种营养元素缺乏或过剩时对以后生长发育和产量 影响特别大，以致在后期即使大量补给或减少这种养分亦 难以纠正。 P: 冬小麦：分蘖初期 棉花、油菜：幼苗期 玉米：三叶期 N：一般比P素晚：冬小麦：分蘖期和幼穗分化期，分蘖 期缺N，分蘖数少，幼穗分化期缺N，则花少，过了这两 个时期再补施N肥，往往只能促进茎叶生长，但不能增加 穗数和产量。 玉米：穗分化期 棉花：现蕾初期 K：有关钾的营养临界期，目前资料很少，因为K在作物 体内移动性大，有高度被再利用的能力，很难判断， （2）植物营养最大效率期：是指植物需要 养分最多，吸收速率最快且施肥能获得植 物生产最大效应的时期。 植物营养最大效率期往往在植物生长最 旺盛时期。 棉花（N、P）：花铃期 玉米（N）：喇叭口至抽雄初期 水稻（N）：分蘖期 油菜：花期 大多数作物N、P、K的最大效率期比较相近，但块块茎作 物是一个例外 山芋：N：茎叶生长最快时；P、K：块根膨大时 第二节 植物对养分的吸收 植物根系或叶面吸收利用养分的形态有气 态,离子态和分子态等三种。 气态养分主要是通过扩散作用从气孔经细胞间隙进入叶内 ,形成碳水化合物,这是植物生理学研究的重点；其它营养 元素绝大部分是以无机态阳离子和阴离子形态,通过质流, 扩散,交换等途径进入植物体内形成植物的生命物质,结构 物质和酶物质等,这是肥料学研究的重点. 植物只能吸收少量的分子态有机养分,如尿素 ,氨基酸,糖类,磷脂类,植酸,生长素及维生素等.认为 在有机分子中分子愈小,脂溶性愈高就愈容易进入 植物体内. 一、根部吸收（陆欣168-172页） 吸收: 是指营养物质由介质进入植物体内的 过程。 植物吸收养分的器官植物吸收养分的器官 和途径：和途径：根系(为主): 矿质元素 吸收养分最多的部位是 根尖以上的分生组织 根冠 根毛区 伸长区 分生区 养分离子从土壤转入植物体内包括两 个过程：即养分离子向根部迁移和根对养 分离子的吸收。 （一）养分向根系表面迁移 1截获：根系在土壤中伸展，能够从 与它相接触的土壤颗粒的表面直接吸 收养分，而不需要通过土壤溶液，这 一过程称为截获。 根系靠截获得到养分数量的多少，主要取决于根系的数 量以及根系与土壤的接触面积，而根系与土壤的接触面 积很小，所以靠截获得到的土壤养分数量很少，只占植 物吸收养分总量的很少一部分，（0.2%-10%） 2质流：由于植物的蒸腾作用消耗掉根 表土壤中大量水分，土体中的水分不断向 根表移动，溶解在土壤水分中的养分随之 流向根表。 3扩散：由于植物根系不断吸收养分，使根表 周围的土壤溶液浓度降低，使根表土壤与土体之 间形成养分浓度差，于是养分就顺着浓度梯度不 断地由浓度高的土体向浓度低的根表土壤移动， 这一过程称为扩散。 扩散和质流是土壤养分向根表迁移主要的途 径和方式。 扩散是短距离养分迁移的主要方式，它的推 动力是养分浓度差，而质流是长距离养分迁移的 主要方式，它的推动力是蒸腾作用所引起的水势 差。 （二）根部对离子态养分的吸收 离子带电荷,进入细胞内有两个互有联系然 而是互不相同的过程,即被动吸收和主动吸 收过程。 离子的被动吸收:主要是通过扩散作用进行 的,在吸收过程中不需要消耗能量。 离子的主动吸收:植物细胞逆浓度（化学势 、电化学势）梯度,消耗代谢能量，有选择 性的吸收养分过程。 主动吸收的机制有载体学说和离子泵学说两 种。载体或泵是细胞上的特殊蛋白质。载体学说 在解释主动吸收现象上较能为多数人所接受。 被动吸收和主动吸收是两个连续过程。在作 物生长期间施用肥料，适当提高土壤中养分离子 的浓度，将有助于提高肥料的增产效益。 （三）植物对有机态养分的吸收 用灭菌培养,示踪元素进行试验表明,植物根 系不仅能够吸收矿质养分,也能吸收有机养分。 例如：大麦吸收赖氨酸，玉米吸收甘氨酸，水稻 幼苗能直接吸收各种氨基酸或核甘酸及核酸。 究竟有机养分以什么方式进入根细胞 ，尚无肯定结论。有机养料的吸收由膜上 透过酶作为载体运入细胞，这个过程需消 耗能量。也有人用“ 胞饮”现象了解释有机 物的吸收。如蓖麻、松树根尖都有这种现 象。 二、 叶部吸收（173页） (一) 概念:植物除了根系吸收养分外,还能通 过叶片等地上部吸收养分,这种营养方式称 为植物的根外营养或叶部营养。 （二）根外营养的机制：叶面胞间连丝是营 养物质向叶内运输的主要通道。 （三） 与根部营养相比，叶部营养（或称根外营 养）有以下特点： 优点：（1）直接供给养分，减少土壤对养分的固 定； （2）养分吸收、运转的速率快；如土施尿素、硫酸 铵等氮肥，最快速度也必须有3-4天才能见效，而通过叶 面施肥，1-2小时就可被叶片吸收50左右。 （3）节省肥料，提高经济效益。 （4）叶部营养在一些特殊情况下，如根系吸收能 力下降土壤干旱、土壤施肥困难等情况下是一种 有效的补肥方式。 缺点：肥效较短暂、需多次喷施、每次施肥量有 限。 （四）叶部吸收的影响因素（陆欣173页） 1. 叶片类型：水生植物和生长在潮湿环境 中的植物，蜡纸层较旱生植物薄，吸收易 ，双子叶植物较单子叶植物易吸收。 2. 溶液的组成与浓度 3.溶液湿润叶面的时间：一般在30min-1h内 吸收的速度快，吸收量大。 4.溶液的酸碱性：如果主要供给阳离子，溶 液调制微碱性；主要供给阴离子，溶液调 制微酸性,利于吸收。 5.喷洒时间等。 三、影响植物吸收养分的外界环境条件三、影响植物吸收养分的外界环境条件 1.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； 2.温度 在一定温度范围内，温度增加，呼吸作 用加强，植物吸收养分的能力也随着增加 。 植物根系要求适宜的土壤温度为15- 25。大麦根际温度以18 为好，棉花28- 30，玉米25-30，水稻30-32，马铃 薯20，烟草22，甜瓜、西瓜、甜椒、 番茄、茄子、菜豆适温28-34，洋葱、胡 萝卜、甘蓝等适温24-30。 3.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。 4.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