《植物的矿质》PPT课件.ppt

第六章 植物的矿质营养,植物对矿质元素和氮素的吸收、运输和同化通称为植物的矿质营养。,第一节 植物体内的必须元素,一、植物体内的元素,已知的110种元素中，约有70多种存在于植物体内。,水分（10%95%） 植物 有机物（ 可挥发性元素） 干物质 （90%95%） （5%90%）无机物(灰分)：矿质元素,二、植物体内必需的元素,必需元素：维持植物体正常生长发育不可缺少的元素,1、不可缺失性：缺乏该元素，植物不能正常生长发育。 2、不可替代性：缺乏该元素，植物表现专一的病症，而加入该元素后，该症状逐渐消失 3、直接的作用：对植物营养的功能是直接的，而不是由于改善了土壤或培养基条件所致,判别标准：,二、植物体内必需的元素,矿质元素14种： N P K Ca Mg S Fe Mn Cu Zn B Mo Cl Ni 此外还有3种非矿质元素: C H O 部分植物必需： Na：蓝藻,盐生植物,C4植物 Si：硅藻、水稻 Co：豆科,三、大量元素和微量元素,大量元素：含量占植物体干重的0.1%以上。包括C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S等9种元素。 微量元素：含量分别占植物体干重的0.01%以下。包括Fe、Mn、 Cu、Zn、B、Mo、Cl、Ni等8种元素。,确定植物必须矿质元素的方法： 1、水培法 2、沙培法 3、气培法 4、营养膜法,A.水培法:使用不透明的容器(或以锡箔包裹容器),以防止光照及避免藻类的繁殖,并经常通气; B. 营养膜法:营养液从容器a流进长着植株的浅槽b,未被吸收的营养液流进容器c,并经管d泵回a营养液pH和成分均可控制。 C.气培法：根悬于营养液上方，营养液被搅起成雾状。,四、必需元素的生理作用及其缺素症,1、细胞结构物质的组成成分：C、H、O、N、S、P等是组成糖类、脂类和蛋白质等的元素。 2、作为酶、辅酶的成分或激活剂等，参与调节酶的活动。 3、起电化学作用，参与渗透调节、胶体的稳定和电荷的中和等。,生理作用,1.氮,吸收形式： 主要以NH4+和NO3-吸收，也吸收 少量的尿素和氨基酸等小分子有机态氮。 含量：占植物干重的1%3%。 作用： 1.是构成蛋白质、核酸、磷脂的主要成分。 2.是叶绿素、植物激素、维生素、酶及辅酶的成分。,因此，氮是构成生命的物质基础，在植物生命活动中占有首要地位，被为生命元素。 。 氮肥足：根茎叶长得好，籽粒中含蛋白高。 。 氮肥不足：植物体矮小，花果少，落花落果，籽粒中蛋白质含量少，叶黄化枯焦（缺素症首先出现在老叶）。 。,小麦缺氮,苹果缺氮,马铃薯缺氮,菜豆缺氮,氮素过量：大量的糖类用于合成蛋白质、叶绿素等，茎部机械组织不发达，易倒伏，易受病虫侵害。相反，叶菜作物多施氮肥，茎叶鲜嫩多汁，食之可口。 常用氮肥：人粪尿、尿素、硝酸铵、硫酸铵、磷酸氢铵等肥料。 氮素是施肥的三大要素之一。,2、磷,吸收形式：通常以H2PO4-和HPO42- 的形式被植物吸收。 磷的主要生理作用： 1、磷是磷脂、核酸和核蛋白等的主要成分。 2、磷是酶及许多辅酶（NAD、NADP、FAD、FMN、CoA、ATP）的成分，参与光合、呼吸作用及糖、脂肪和氮代谢等。 3、植物细胞液中含有一定的磷酸盐，参与渗透调节。,所以磷能促进分蘖及根系的生长；对种子、块根、块茎的形成有利（N、P配合使用效果更好）。 。,植物缺磷时，蛋白质合成受阻，影响细胞分裂，植株生长缓慢，植株矮小，分枝、分蘖减少，叶色暗绿或紫红,磷可以被再利用。缺磷的症状首先表现在老叶。磷缺乏的可能性仅次于氮。,磷肥过多时，叶片部位会产生小焦斑，还会妨碍水稻等对Si的吸收，也易导致缺Zn。,白菜缺磷,油菜缺磷,玉米缺磷,大麦缺磷,3、钾,吸收形式：以钾离子（K+）形式被植物吸收，在体内主要以离子状态存在。 钾的生理作用： 1、作为60多种酶的活化剂参与植物体内的代谢。 2、钾能促成蛋白质、糖类的合成，也能促进糖类的运输。 3、钾可增加原生质的水合程度，降低其粘性，从而使细胞保水力增强，抗旱性提高。 4、含量较高，能有效影响细胞溶质势和膨压,参与控制细胞吸水,气孔运动等生理过程。,钾充足：茎秆较坚韧，抗倒伏，并使光合产物及时运往块根、块茎和种子。所以具有块根、块茎的作物就需较多的钾肥。 。 缺钾时：叶片呈褐色斑点，继之在叶缘和叶尖发生焦枯坏死，叶片卷曲皱缩，茎杆柔弱易倒伏，生长缓慢，抗寒抗旱性差。 。 钾是肥料的三要素之一。 。,4、硫,吸收形式：硫以硫酸根（SO42-）的形式被植物吸收。 硫的生理作用： 1、含硫氨基酸是蛋白质的构成成分。 2、硫参与糖类、蛋白质、脂肪的代谢。 植物缺硫时，蛋白质含量降低，叶绿素合成受到影响，植株呈黄绿色，细胞分裂受阻，植株较矮小。 缺硫症首先在幼叶出现。,5、钙,吸收形式：钙以钙离子（Ca2+）形式被植物吸收。植物体内的钙有的呈离子形态，有的呈盐形式，也有的与有机物结合。 钙的生理作用： （1）钙是植物细胞壁胞间层中果胶钙的成分。 （2）纺锤体的形成需要钙，参与细胞分裂。 （3）钙具有稳定生物膜的作用。 （4）植物体内有机酸积累过多时对植物有害，Ca2+可与其结合为不溶性钙盐(草酸钙、柠檬酸钙等)，可起解毒作用。,（5）Ca2+是少数酶(如ATP水解酶、磷脂水解酶)的活化剂。 （6）钙有助于愈伤组织的形成，对植物抗病有一定作用。,钙不易转移，缺钙症首先在幼叶出现。 缺钙时，细胞壁形成受阻，生长受抑制，严重时幼嫩器官（根尖、茎端）溃烂坏死。,蕃茄缺钙,白菜缺钙,6、镁,吸收形式：镁以（Mg2+）形式被植物吸收。在植物体内一部分以离子状态存在，一部分是叶绿素的成分。 镁的生理作用： （1）镁是叶绿素的成分。 （2）是光合及呼吸作用中许多酶的活化剂。 （3）参与蛋白质合成时氨基酸的活化； （4）镁是DNA聚合酶及RNA聚合酶的活化剂，参与DNA和RNA的合成。 （5）镁也是染色体的组成成分，在细胞分裂过程中起作用。,植物缺镁时，叶绿素的形成受到阻碍，光合作用受到影响。叶片失绿。,镁和钾、磷一样，多集中于植物幼嫩器官和组织中。缺镁时，对幼嫩组织的发育和种子的成熟影响很大。,玉米缺镁,白菜缺镁,7、铁,吸收形式：主要以2价铁（Fe2+）形式被植物吸收。 铁的生理作用： 铁是许多重要酶如细胞色素氧化酶、过氧化氢酶、铁氧还蛋白等中作为电子传递的组成部分。铁也是固氮酶的组成成分，在生物固氮中起作用。 铁对叶绿素合成和叶绿体结构的形成是必需的。 缺铁时，幼叶的叶脉间首先失绿，表现“黄叶病”。严重缺铁时，幼叶几乎呈白色。,8、锰,吸收形式：以Mn2+形式被植物吸收。 锰的生理作用： 能维持叶绿体结构的稳定。参与光合作用中的水光解过程，与氧的释放有关。 锰是许多酶的活化剂。 缺锰症状和缺铁的有些类似，但缺锰的黄化区域杂有斑点。,白菜缺铁,白菜缺锰,9、锌,吸收形式：以Zn2+形式吸收。 锌的生理作用： 锌与生长素形成有密切关系，缺锌时生长素含量下降，植株生长受阻。有些果树叶片显著变小，枝条顶端节间明显缩短，小叶丛生（小叶病），就是典型的缺锌症状。 锌还可能影响蛋白质生成。锌也是多种酶的活化剂。,10、铜,吸收形式:以Cu2+形式吸收。 铜的生理作用： 铜是多种氧化酶的构成成分，与呼吸作用的调节有关 铜是光合链中电子传递体质体蓝素的组成成分。铜缺乏光合作用将下降。,11、钼,吸收形式：以钼酸盐（MoO42-）的形式被植物吸收。是植物必需元素中需要量最少的一种。 生理作用： 钼对氮的固定和硝酸盐的同化是必不可少的。 钼与抗坏血酸和磷代谢有密切关系。,12、硼,吸收形式：以硼酸(H3BO3)形式吸收 生理作用： 硼参与糖的运输和代谢。 硼能促进花粉的萌发和花粉管伸长。 与核酸、蛋白质合成、激素和膜的功能、细胞分裂和根系发育等有一定关系。 能抑制植物体内咖啡酸、绿原酸的形成 缺硼时, 甘蓝型油菜和果树“花而不实”,甜菜“心腐病” 。蕃茄烂果病。,蕃茄缺硼,小麦缺铜,13、氯,吸收形式：以Cl-形式吸收 生理作用： 氯在植物体以离子形式维持着体内的电荷平衡。 氯参与水光解反应，促进氧的释放。,14、镍,形式吸收：以Ni2+的形式吸收 生理作用： 是脲酶、氢酶的金属辅基。 有激活大麦中-淀粉酶的作用。 能促进植物氮代谢及生长发育。 缺镍时，体内尿素会积累过多而对植物造成毒害，叶尖坏死，不能完成生活周期,草莓叶片的缺素症,小 结,1.每一种元素在植物生命活动中，均有其特殊的生理作用，其他元素不能代替。 2.缺少任何一种必需的矿质元素都会引起相应的生理症状。 3.掌握理论，科学调查实验，综合考虑，对症下药。,第二节 植物对矿质元素的吸收和运输,一、植物细胞对矿质元素的吸收 （一）植物吸收矿质元素的部位 部位：根部和叶片 （二）植物吸收矿质元素的方式 1、被动吸收 因扩散作用或其它物理过程而吸收矿质元素的方式，不需要消耗代谢能。,2、主动吸收,指植物细胞利用呼吸作用释放的能量作功而逆浓度梯度吸收矿质元素的过程，又称代谢性吸收。,主动吸收和被动吸收的区别：,被动吸收特点 1无选择性 2顺离子浓度梯度进行 3不需要消耗代谢能 主动吸收特点： 1有选择性 2逆离子浓度梯度进行 3消耗代谢能,（三）植物吸收矿质元素的特点,1、根系吸收矿质与吸收水分既相互联系，又相对独立 （1）相互联系 1）矿质必须溶入水才能被植物吸收，一般植物吸水越多，吸收矿质越多； 2）植物对矿质的吸收又引起细胞水势的降低，又促进细胞对水分的吸收。,（2）相对独立 1）植物吸水量与吸盐量并不成正比 2）吸收机理不同 植物吸收水分以被动吸收为主，而吸收矿质以主动吸收为主。 2、根对离子的吸收具有选择性,（四）根系吸收矿质的区域和过程,1、根吸收矿质元素的区域 主要是根尖（根毛区）。 2、根吸收矿质元素的过程 土壤中的离子以两种形式存在：一种呈离子状态存在于土壤溶液中。 另一种是吸附于土壤胶粒表面。,吸收的步骤： 1.离子通过离子交换被吸附到根 细胞表面 （1）直接交换 （2）间接交换 2.离子进入根部导管 吸收的途径： （1）共质体运输 （2）质外体运输,三、影响根吸收矿质的因素,温度对小麦吸收K+的影响,放射性42K向上运输的试验,自 然 界 中 N 素 循 环,第三节 植物体内氮的同化,第三节 氮代谢,虽然空气中氮素含量高达78%左右，但高等植物不能利用空气中游离氮。 植物主要利用土壤中的含氮化合物： 1.有机含氮化合物动植物躯体的腐烂分解,如尿素、酰胺等。 2.氨盐吸收后可直接合成氨基酸。 3.硝酸盐主要吸收形式、主要氮源。但需要还原，植物才能利用,一、硝酸盐的还原,部位：主要在叶片内进行，也可以在根内进行。 硝酸盐还原成亚硝酸盐是在细胞质中进行的。,二、氨的同化,谷氨酰胺合酶；谷氨酸合酶；天冬酰胺合酶；转氨酶；PEP羧化酶,二、合理施肥增产的原因 满足了作物的需肥要求 三、合理施肥的诊断指标 1.形态指标 叶色、长相 2.生理指标 a.叶片营养元素含量 b.叶绿素含量 c.酰氨含量 d.酶的活性 四、发挥肥效的措施,以下内容重复,（五）叶片对矿质元素的吸收,叶面施肥生产上常把肥料配成一定的浓度直接喷洒在叶面上以供植物吸收的施肥方式。 运输的途径 1、气孔和湿润的角质层 韧皮部 上下运输 各处。 2、木质部 向上运输 各处。,放射性42K向上运输的试验,叶面施肥的优点：快速、高效 （1）补充作物生育后期，根部吸肥不足； （2）避免土壤对养分的固定（如P Mn Zn Ca等）； （3）补充微量元素效果快，用药省； （4）干旱季节，植物根系不易吸收，叶部营养可补充。,二、矿质元素在植物体内的 运输和利用,（一）运输的途径 1、质外体途径 2、共质体途 叶