第七讲、矿质营养与植物生长、产量和品质关系(重点级别：★★)

1、缺乏缺乏适宜适宜中毒中毒生长生长050微量元素微量元素磷磷氮氮100施肥量产量231产量（干物质重量）产量（干物质重量）品质（糖、蛋白质和矿物质含量）品质（糖、蛋白质和矿物质含量） 装载是指光合产物由叶肉细胞进入器官的过装载是指光合产物由叶肉细胞进入器官的过程包括三个步骤：程包括三个步骤： 3 3、蔗糖经主动运输进入到筛管并和其它溶质、蔗糖经主动运输进入到筛管并和其它溶质一起从源经筛管长距离运输进入库。一起从源经筛管长距离运输进入库。 1 1、光合作用形成的磷酸三碳酸从叶绿素转入、光合作用形成的磷酸三碳酸从叶绿素转入细胞质，并转化成可运输的细胞质，并转化成可运输的蔗糖蔗糖形态。形态。 2 2、

2、同化物从叶肉细胞到维管束进行短距离运输。同化物从叶肉细胞到维管束进行短距离运输。质外体质外体K+H+叶细胞叶细胞蔗糖蔗糖蔗糖浓度高蔗糖浓度高K+高高K+ +低低蔗糖浓度低蔗糖浓度低H+H+膜膜H+蔗糖蔗糖载体载体酶酶ATP筛管筛管pH 5.5- 6.5pH 7.5-8.5+K+蔗糖蔗糖 最大叶片长度 (%)2040608010001414COCO2 2固定后的固定后的1414C C分布分布蔗糖转化酶蔗糖转化酶蔗糖合成酶蔗糖合成酶库源同化产物输入净光合作用蔗糖；蔗糖； 葡萄糖葡萄糖+果糖。果糖。库库韧皮部韧皮部蔗糖蔗糖叶片成熟叶片成熟源源韧皮部韧皮部蔗糖蔗糖蔗糖转化酶蔗糖转化酶果糖果糖葡萄糖葡萄

3、糖有机物质有机物质R-NH2H2PO4-MgK2+H4MgK22+PO+R-NH2蔗糖合成酶蔗糖合成酶叶片进入衰老期，光合效率以及叶片中糖类叶片进入衰老期，光合效率以及叶片中糖类的输出率都趋于下降；同时膜透性增加，隔离在液的输出率都趋于下降；同时膜透性增加，隔离在液泡中的蛋白水解酶类（如酸性蛋白酶类）被释放到泡中的蛋白水解酶类（如酸性蛋白酶类）被释放到细胞质中，导致细胞质和叶绿体中的蛋白质迅速降细胞质中，导致细胞质和叶绿体中的蛋白质迅速降解；叶片输出的韧皮部汁液成分也发生相应变化，解；叶片输出的韧皮部汁液成分也发生相应变化，糖分含量下降，低分子量的有机氮化合物和韧皮部糖分含量下降，低分子量的有

4、机氮化合物和韧皮部中易移动的矿质养分含量增加。中易移动的矿质养分含量增加。喷施喷施GAGA还能增加豆类单株豆荚和籽粒数，从还能增加豆类单株豆荚和籽粒数，从而达到增产的效果。而达到增产的效果。 种子中产生的种子中产生的IAAIAA调控着营养物质和光合产物调控着营养物质和光合产物经韧皮部向正在发育果实中运输的过程。经韧皮部向正在发育果实中运输的过程。 植物激素在其施用位点能增加库的活性。胡萝植物激素在其施用位点能增加库的活性。胡萝卜叶面喷施卜叶面喷施GAGA溶液会明显促进地上部分的生长，而溶液会明显促进地上部分的生长，而根的生长受抑。根的生长受抑。（干重，（干重，g/株）株）喷施处理喷施处理 *茎

5、茎根根总数总数冠冠/根根H2O3.210.914.10.29激动素激动素7.3 8.816.10.83GA9.9 5.715.61.74CCC2.810.813.60.26处理处理*籽粒产量籽粒产量（g）对照对照25.3 81.032.4豆荚数豆荚数（个（个/株）株）籽粒数籽粒数（个（个/株）株）+GA31.8107.045.5 库活性与谷粒、种子中激素平均含量之间少库活性与谷粒、种子中激素平均含量之间少有相关性。有相关性。 谷类作物籽粒发育期间，谷类作物籽粒发育期间，CYT的活性在开花的活性在开花之后的几天之内就达到最高峰，与细胞分裂的最之后的几天之内就达到最高峰，与细胞分裂的最活跃期明显重

6、合；相反，活跃期明显重合；相反，ABA活性的提高要迟得活性的提高要迟得多，在干物质积累率明显降低时才达到最高峰。多，在干物质积累率明显降低时才达到最高峰。GA和和IAA的活性在干物质积累率最大时，即库活的活性在干物质积累率最大时，即库活性和韧皮部卸载都达到最大值时最高。性和韧皮部卸载都达到最大值时最高。相对含量水平相对含量水平 (%)(%)开花期开花期0CYT255075100成熟成熟GA IAAABA千粒重千粒重氮还间接影响氮还间接影响GAGA的水平。的水平。 GAGA合成部位主要在合成部位主要在茎顶端茎顶端和伸展的叶片和伸展的叶片中，有利于茎生长的因素也就间接有利于中，有利于茎生长的因素也

7、就间接有利于GAGA合成。中断氮素供应会导致维持茎顶端和幼叶较高生合成。中断氮素供应会导致维持茎顶端和幼叶较高生长率的长率的CYTCYT缺乏。缺乏。 CYT CYT在在根部根部合成，根系的生长状况与根分生组织的数合成，根系的生长状况与根分生组织的数目及根中目及根中CYTCYT的总量有密切关系。氮素对根的生长、的总量有密切关系。氮素对根的生长、 CYTCYT的合成及经木质部向地上部运输影响极大。的合成及经木质部向地上部运输影响极大。缺氮能明显提高植物体内缺氮能明显提高植物体内ABAABA的含量。的含量。处理处理2第第叶片的光合叶片的光合速率速率（相对（相对%）从第从第 2 片叶输片叶输出的出的1

8、4C（%）*对照对照10036去掉源叶去掉源叶（第（第36 叶片）叶片）18762矿质养分缺乏直接影响蛋白质或叶绿素的合成，矿质养分缺乏直接影响蛋白质或叶绿素的合成，因而导致叶绿体的功能减弱，光合效率降低。当参因而导致叶绿体的功能减弱，光合效率降低。当参与电子传递链和光合磷酸化作用的某种矿质养分与电子传递链和光合磷酸化作用的某种矿质养分（如（如CuCu，FeFe等）缺乏时，也会出现同样情况。等）缺乏时，也会出现同样情况。 当养分供应不足或过多时，导致光合速率的降当养分供应不足或过多时，导致光合速率的降低与细胞膨胀都会限制叶片的生长速度，从而减小低与细胞膨胀都会限制叶片的生长速度，从而减小叶面积

9、指数。叶面积指数。矿质养分的作用矿质养分的作用光合作用过程光合作用过程有机结构的成分有机结构的成分酶，渗透调节的活化剂酶，渗透调节的活化剂叶绿体建成叶绿体建成 蛋白质合成蛋白质合成N，SMg，Zn，Fe，K（Mn） 叶绿素合成叶绿素合成N，MgFe电子传递链电子传递链 PS II +I 光合磷酸化光合磷酸化 Mg，Fe，Cu，S，P Mg，Mn（K） CO 2同化同化Mg（K，Zn）K（Cl） 气孔运动气孔运动 淀粉合成，糖运输淀粉合成，糖运输PMg，P（K）氮肥形态氮肥形态和和施用时期施用时期对苹果花形成的影响要对苹果花形成的影响要比比施氮量施氮量大得多。在花芽分化期，叶片喷施尿素大得多。在

10、花芽分化期，叶片喷施尿素溶液能使来年苹果开花数量显著增加，这是调节溶液能使来年苹果开花数量显著增加，这是调节苹果树苹果树“大小年大小年”的一个有效办法。的一个有效办法。（一）花的形成（一）花的形成4 个月后苗木生长量个月后苗木生长量处处 理理供氮供氮1 天后天后CYT浓度浓度（g/ml）新短枝数新短枝数（5cm）对照对照（不供氮）（不供氮）0.051216铵态氮铵态氮1.951734硝态氮硝态氮0.821348( (二）受精二）受精杂杂 交交总总 数数雌雌 雄雄结实数结实数小花数小花数穗数穗数-Cu-Cu*0763+Cu-Cu2763-Cu+Cu471577+Cu+Cu*86863施硼量施硼量

11、 (mg/(mg/株株) )1.050干重干重 (g/(g/株株) )花丝花丝+ +穗鞘穗鞘10015020025000.52.0 5.0 10.0 20.0茎叶茎叶籽粒籽粒（三）花和种子的发育（三）花和种子的发育开花后不同时间开花后不同时间( (天天) )的的ABA含量含量（ng/粒）粒）施施 钾钾水水 平平28353844开花到成开花到成熟天数熟天数单粒重量单粒重量（mg）低钾低钾7.713.416.52.24616.0高钾高钾3.74.4ND*9.47534.4硝酸盐浓度硝酸盐浓度（mmol/L）硝酸盐吸收量硝酸盐吸收量（mmol/天天 株）株）块茎生长率块茎生长率（cm3/天天 株）株）1.51.183.243.52.104.087.06.040.44停止供氮停止供氮 6天天3.89种植后天数叶面积指数150低N2345075100125块茎鲜重 (t/ha)10203040500低