18、植物的营养.ppt

18、植物的营养,18.1植物对养分的吸收和运输18.1.1植物的空气营养和土壤营养,土壤营养：土壤中的水和矿物质是植物必需的N蛋白质，核酸，植物激素，辅酶P核酸，磷脂，ATP空气营养：植物从空气中吸收CO2进行光合作用，光合作用所产生的糖类是建造植物体的物质基础,18.1.2根细胞控制养分的吸收,根的解剖结构（横切）表皮：根毛表面积极大，利于吸收土壤中的水分和溶于水的无机离子皮层内皮层：凯氏带中柱鞘中柱木质部韧皮部薄壁细胞（髓）,玉米根横切（示初生结构）1.根毛2.表皮3.外皮层4.皮层5.内皮层6.髓7.中柱鞘8.韧皮部9.木质部10.通道细胞,蚕豆幼根横切（示初生结构）1.表皮2.皮层3.内皮层4.中柱鞘5.初生木质部6.初生韧皮部7.薄壁细胞,凯氏带,根是如何吸收水分和无机盐的？,进入根的所有物质都是溶于水的，根实际吸收的是可溶性矿质元素和水分组成的稀溶液。木质部是水分在植物体内运输的“管道”水分进入根的木质部的一般通路是：表皮皮层内皮层木质部水分进入木质部有2条路径：胞外途径：溶液表皮和皮层细胞的细胞壁内皮层凯氏带阻断内皮层质膜木质部胞内途径：溶液透过根表皮细胞、皮层和内皮层细胞的质膜到达木质部，根各个细胞之间有胞间连丝相连通,关键：溶质至少有一次通过质膜才能进入根内木质部。质膜允许水分自由通过，但对离子或分子等溶质的透过有选择性，只有某些溶质能进入木质部。,根细胞何以能够控制养分的吸收？,18.1.3蒸腾作用使水分和养分在木质部中上运,与一般的蒸发不同，蒸腾作用是一个生理过程，受到植物体结构和气孔行为的调节。,蒸腾作用(transpiration)：植物体内的水分以气态散失到大气中去的过程。陆生植物耗水量很大。一株玉米一生需耗水200kg以上。其中只有极少数（约1.5%2%）用于体内物质代谢，绝大多数都散失到体外。水分散失的方式，除了少量以液态通过吐水的方式外，大多以气态,即以蒸腾作用的方式散失。,北美红杉高可达110m,木质部的两种细胞导管和管胞,水分沿导管上升的机制,高大的乔木可达100m以上，水分上升的动力是根压和蒸腾拉力。根压蒸腾拉力叶内潮湿的细胞间隙与外界干燥的空气之间形成扩散梯度，水分以气态散失到大气中，产生蒸腾拉力,上升的水柱会中断吗？,如何保持导管中水柱的连续性内聚力学说,植物叶片蒸腾失水后，便向导管吸水,而水本身又有重量，会受到向下的重力影响，这样，一个上拉的力量和一个下拖的力量共同作用于导管水柱上就会产生张力。张力：垂直于两相邻部分接触面上的相互作用力。但由于水分子内聚力远大于水柱张力。同时，水分子与导管（或管胞）壁的纤维素分子间还有强大的黏附力，因而维持了输导组织中水柱的连续性,使得水分不断上升。内聚力：同种分子彼此粘连黏附力：不同种类的分子彼此粘连,水分在植物体内的运输主要是通过管胞和导管分子。水分在植物体内上升的机制：蒸腾作用（拉力）内聚力张力影响气孔开关的因素：光、CO2浓度、生物钟,肾形气孔（A）和哑铃形气孔（B）的保卫细胞和表皮细胞中纤维素的基本排布,叶的气孔,气孔是植物表皮上一对特化的细胞保卫细胞和由其围绕形成的开口的总称，是植物进行体内外气体交换的门户双子叶植物和大多数单子叶植物的保卫细胞呈肾形,靠气孔口一侧的腹壁厚,背气孔口一侧的背壁薄禾本科植物的保卫细胞呈哑铃形，中间部分细胞壁厚，两端薄，吸水膨胀时，两端薄壁部分膨大，使气孔张开,影响气孔开闭的因素,K在气孔开闭中的作用光：通常气孔在光下张开,暗中关闭CO2：低浓度促进张开,高浓度下关闭高浓度CO2使质膜透性增加，K+泄漏。生物钟,18.1.4糖分在韧皮部中的运输,糖源：能产生可溶性糖的部位。如：绿叶或绿色的茎。糖壑：接受糖的部位，即贮存或消耗糖的部位。如：根尖，茎尖，非绿色组织。运输机制：压流或集流模型韧皮部汁液中含有蔗糖（主要）、无机离子，氨基酸和植物激素，其运输主要通过筛管和伴胞来进行。,韧皮部的筛管和伴胞,韧皮部和木质部的比较,18.2植物的营养与土壤,18.2.1植物需要17种必需元素标准1.这种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,必需营养元素的分组和来源及功能C、H、O非矿质元素（天然营养元素）来自空气和水大量元素N、P、K植物营养三要素(0.1%以上)或肥料三要素Ca、Mg、S中量元素矿质元素微量元素Fe、Mn、Zn、Cu、来自土壤(0.1%以下)B、Mo、Cl、Ni,植物必需营养元素的主要功能第一类：C、H、O、N、S1.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、B1.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第四类：Fe、Cu、Zn、Mo、Ni1.组成酶辅基2.组成电子转移系统,草莓叶片的缺素症状,缺N缺P缺K甜菜叶,植物的组成7595水分525干物质影响植物体内矿质元素种类和含量的因素1.遗传因素如：禾本科植物需Si、淀粉植物块茎含K多、豆科植物含N较多等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,新鲜植株烘干,95以气体挥发5灰分(成分复杂),煅烧,植物体内的元素,小部分氮大部分硫全部的磷全部的金属元素,植物体,水分1095%,干物质590%,C、H、O、N以气体形式散失如CO2，CO，N2，水蒸汽，NH3，氮的氧化物等，小部分的硫以H2S和SO2的形式散失,挥发部分,灰分元素,有机物90%,无机物10%,燃烧,18.2.2土壤对植物的生活十分重要,土壤颗粒：沙，黏土土壤表层腐殖质：正在分解的有机物质生物：细菌，真菌，蚯蚓土壤溶液：溶解的氧，无机离子植物的根毛、土壤水分和土壤颗粒之间关系密切，根吸收的是环绕它的一层水膜中的氧、离子和水,根毛获得阳离子和阴离子的机制,阳离子交换：土壤颗粒带负电，无机阳离子粘附其上；根毛释放氢离子H到土壤溶液中，H与土壤颗粒上的阳离子发生交换，根毛吸收从土壤颗粒上交换下来的阳离子阴离子：不能粘附在土壤颗粒上，易被植物吸收但也易被淋失,正确灌溉正确施肥防止土壤被侵蚀,18.2.3真菌和细菌对植物营养有特殊作用,真菌与植物“菌根”细菌与植物固氮细菌：“根瘤”氨化细菌硝化细菌,18.2.4异养植物,寄生植物菟丝子，槲寄生食虫植物猪笼草，捕蝇草,18.2.5植物营养与农业有密切关