第八章_矿质营养与植物生长、产量和品质的关系ppt课件

1、矿质营养与植物生长、产量和质量的关系第八章.矿质营养与植物生长第一节.一、矿质营养供应的生长效应曲线普通来说，植物生长率与营养供应之间的效应曲线有三个明确的区段：营养缺乏区、营养适宜区和营养中毒区。.缺乏适宜中毒生长营养供应与植物生长的关系. 在到达最高产量之前，随矿质营养供应量添加，作物生长率和产量以报酬递减的方式添加。根据Mitscherlich学说，单一矿质营养的效应曲线为渐近线，当一种矿质营养的供应量添加到超越植物生长的最大需求量时，其它的营养就能够变成限制因子了。.氮、磷和微量元素的产量效应曲线营养供应量 (kg/ha)相对产量 (%)050微量元素磷氮100.二、影响营养效应的要素

2、二产量与质量的要求最好的质量和最高的产量不一定同步，通常最好的质量是在到达最高产量之前获得的。一营养的平衡情况.施肥量产量231收获物产量和质量效应曲线表示图 产量干物质分量 质量糖、蛋白质和矿物质含量.第二节库-源关系与产量.通常，植物体内进展光协作用或能合成有机物质为其它器官提供营养的部位称之为源如成熟的绿色叶片，而把耗费或储存部位称之为库如根、茎、生长顶端和果实等。植物体内，同化产物和其它物质经常进展着从源到库的运输。.物质从源到库运输的图示筛管元素共质体库端共质体源端共质体质外体质外体韧皮部装载韧皮部卸载.一、同化物在韧皮部中的运输及其调理一同化物在韧皮部中的装载 装载是指光合产物由叶

3、肉细胞进入器官的过程包括三个步骤：1、光协作用构成的磷酸三碳酸从叶绿素转入细胞质，并转化成可运输的蔗糖形状。2、同化物从叶肉细胞到维管束进展短间隔运输。3、蔗糖经自动运输进入到筛管并和其它溶质一同从源经筛管长间隔运输进入库。.源叶筛管和伴胞中的糖分浓度远远高于叶肉细胞。蔗糖在韧皮部中是逆浓度梯度的装载。蔗糖从叶肉细胞到筛管主要是共质体运输，只需部分是质外体运输。韧皮部装载既有专注性，也有选择性，只需糖类才干经自动装载进入韧皮部，而有机酸和植物激素那么不能。韧皮部装载的选择性是由膜载体的选择性决议的。.蔗糖从叶肉细胞到叶脉的运输途径表示图细脉CO2CO2共质体细胞壁质外体原生质膜胞间连丝叶肉细胞

4、筛管元素伴胞韧皮部薄壁细胞维管束鞘细胞.有人想象在筛管细胞的原生质膜上存在一种蔗糖-H+协同运输系统。其驱动力是结合在膜上的致电质子泵。K+对蔗糖-H+协同运输有促进作用，能提高蔗糖在韧皮部装载和运输才干。.韧皮部蔗糖装载系统质外体K+H+叶细胞蔗糖蔗糖浓度高K+高K+低蔗糖浓度低H+H+膜H+蔗糖载体酶ATP筛管pH 5.5- 6.5pH 7.5-8.5+K+蔗糖.二同化物在韧皮部的运输自动运输假说和被动运输假说都以为在装载和卸载过程中需求能量，但自动学说还以为运输也需求能量，被动学说那么以为维持筛管构造时需求能量，运输不需求能量。Munch提出的压力流假说以为同化物沿静水压梯度流动，源和库

5、间同化物的运输是两者间浸透势差呵斥的。. 三同化物在韧皮部的卸载卸载是指同化物从库组织筛管中输出的过程。这个过程需求能量。对根和幼叶等正在生长的营养库来说，同化物向受体细胞的卸载和运输经常经过共质体途径进展，而其它库的器官那么经过质外体途径进展。假设卸载经共质体途径，运输的同化物可经胞间连丝进入受体细胞，它们在受体细胞中转化或储存于液泡中。假设卸载经质外体途径，部分同化产物可在质外体中转化。.二、库-源关系的转化一幼叶片发育和成熟每一叶片在其终身中，都要阅历由库到源的功能转变过程。当叶片展开度达40%50%时，叶片即完成这种转变过程而由库变为源。在叶片成熟期间，碳同化为糖的过程也表现出典型的库

6、-源转化，即碳同化为糖的才干由无到有，由弱到强。.同化物输入、净光协作用、蔗糖合成率三者间关系和甜菜叶片成熟期间的酶活性最大叶片长度 (%)20406080100014CO2固定后的14C分布蔗糖转化酶蔗糖合成酶库源同化产物输入净光协作用蔗糖； 葡萄糖+果糖。.从韧皮部运输机理溶质的质流和韧皮部汁液的组成来看，担负蔗糖输入库叶片的速率较高时，不仅矿质营养钾和磷等，而且氨基酸化合物在韧皮部的输入速率也呼应提高。因此，在植物生长过程中，这些溶质也必然存在韧皮部卸载过程，而这一过程不一定是自动的。.叶片成熟期间，同化产物和矿质元素从输入到输出、从库到源转变表示图库韧皮部蔗糖叶片成熟源韧皮部蔗糖蔗糖转

7、化酶果糖葡萄糖有机物质R-NH2H2PO4-MgK2+H4MgK22+PO+R-NH2蔗糖合成酶.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；同时膜透性添加，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，糖分含量下降，低分子量的有机氮化合物和韧皮部中易挪动的矿质营养含量添加。二叶片衰老.三、植物激素在库-源关系调理中的作用种子中产生的IAA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。植物激素在其施用位点能添加库的活性。胡萝卜叶面喷施GA溶液会明显促进地上部分的生长，而根的生长

8、受抑。一植物激素对库的影响.叶片喷施激素对胡萝卜植株的影响*每周喷施1次，延续喷7周干重，g/株喷施处置*茎根总数冠/根H2O3.210.914.10.29激动素7.3 8.816.10.83GA9.9 5.715.61.74CCC2.810.813.60.26.喷施GA还能添加豆类单株豆荚和籽粒数，从而到达增产的效果。.叶面喷施GA溶液对蚕豆豆荚，籽粒数和产量的影响处置*籽粒产量g对照25.3 81.032.4豆荚数个/株籽粒数个/株+GA31.8107.045.5*在植株6片叶时用GA处置.库活性与谷粒、种子中激素平均含量之间少有相关性。谷类作物籽粒发育期间，CYT的活性在开花之后的几天之

9、内就到达最顶峰，与细胞分裂的最活泼期明显重合；相反，ABA活性的提高要迟得多，在干物质积累率明显降低时才到达最顶峰。GA和IAA的活性在干物质积累率最大时，即库活性和韧皮部卸载都到达最大值时最高。.相对含量程度 (%)开花期0CYT255075100成熟GAIAAABA千粒重谷类作物籽粒发育期间激素活性的变化趋势.CYT在根部合成，根系的生长情况与根分生组织的数目及根中CYT的总量有亲密关系。氮素对根的生长、 CYT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ABA的含量。氮还间接影响GA的程度。 GA合成部位主要在茎顶端和伸展的叶片中，有利于茎生长的要素也就间接有利于GA合成

10、。中断氮素供应会导致维持茎顶端和幼叶较高生长率的CYT的缺乏。二营养供应对植物内源激素程度的影响.四、源和库对生长速率和产量的限制茎顶端、果实和贮藏器官的生长率受源叶同化产物供应或本身库量缺乏的限制，前者属于源的限制，后者属于库的限制。植物在营养生长过程中，假设源叶较多，每片源叶能供应库如幼叶的同化产物的才干就低，因此限制了库器官如幼叶的生长速率。在生殖生长时期，假设去掉主要的库假照实、种子或储存器官，就会显著降低源的光合率。.不同数量源叶时单叶光合和同化产物输出的比较第2片叶*占总标志的%处置2第叶片的光合速率相对%从第2片叶输出的14C%*对照10036去掉源叶第36叶片18762.第三节

11、矿质营养对库-源及其相互关系的影响.一、矿质营养对源的影响当营养供应缺乏或过多时，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，从而减小叶面积指数。矿质营养缺乏直接影响蛋白质或叶绿素的合成，因此导致叶绿体的功能减弱，光合效率降低。当参与电子传送链和光合磷酸化作用的某种矿质营养如Cu，Fe等缺乏时，也会出现同样情况。.光协作用中起直接和间接作用的矿质营养矿质营养的作用光协作用过程有机构造的成分酶，浸透调理的活化剂叶绿体建成 蛋白质合成N，SMg，Zn，Fe，KMn 叶绿素合成N，MgFe电子传送链 PSII +I光合磷酸化Mg，Fe，Cu，S，PMg，MnK CO 2同化MgK，ZnKCl

12、 气孔运动 淀粉合成，糖运输PMg，PK.二、矿质营养对库的影响氮肥形状和施用时期对苹果花构成的影响要比施氮量大得多。在花芽分化期，叶片喷施含有尿素的肥料溶液能使来年苹果开花数量显著添加，这是调理苹果树“大小年的一个有效方法。一花的构成.施氮对苹果树砧木木质部汁液中CYT浓度和枝条生长的影响4个月后苗木生长量处 理供氮1天后CYT浓度g/ml新短枝数5cm对照不供氮0.051216铵态氮1.951734硝态氮0.821348.番茄和小麦花的构成与磷的供应情况也有明显的关系。番茄花数与CYT程度之间、磷的施用量与CYT程度之间都呈正相关，所以可经过施磷提高CYT程度，从而促进花的构成。钾对蒜、芥

13、、茄花的构成也有类似的影响。.矿质营养如铜和硼的供应直接影响种子和果实数量。缺铜时严重影响谷类作物的生殖生长，植物花药构成受阻。严重缺铜能促使谷类作物分蘖，秸秆产量相当高，但却不能结实。二受精.缺铜与不缺铜小麦的异花传粉对籽粒结实的影响杂 交总 数雌 雄结实数小花数穗数-Cu-Cu*0763+Cu-Cu2763-Cu+Cu471577+Cu+Cu*86863.硼是花粉管伸长生长所必需的。在缺硼条件下，水稻穗粒数下降，大麦受精严重缺乏，玉米果穗秃尖。.施硼对玉米干物质消费和分配的影响施硼量 (mg/株)1.050干重 (g/株)花丝+穗鞘10015020025000.52.05.010.020.

14、0茎叶籽粒.开花阶段缺氮会加重落花而减产。营养缺乏呵斥果实和种子过早成熟、籽粒和果实变小。过早成熟与ABA程度高有关。三花和种子的发育.钾肥施用量对小麦籽粒的含量和分量的影响开花后不同时间(天)的ABA含量ng/粒施 钾水 平28353844开花到成熟天数单粒分量mg低钾7.713.416.52.24616.0高钾3.74.4ND*9.47534.4.在贮藏器官开场生长后相当的时间里，块根和块茎作物的营养茎与贮藏器官之间存在着明显的库竞争生长。延续向马铃薯根系供氮会延迟甚至妨碍块茎构成。四对块茎构成及其生长速率的影响.马铃薯块茎生长率与根系供氮的关系硝酸盐浓度mmol/L硝酸盐吸收量mmol/

15、天株块茎生长率cm3/天株1.51.183.243.52.104.087.06.040.44停顿供氮6天3.89.忽然向根系增施氮肥会使马铃薯块茎生长中止，从而在块茎顶端构成匍匐茎。氮的间歇供应能产生链状块茎。块茎次生生长和畸形不仅与营养茎的ABA/GA比例降低有关，同时也与块茎的ABA/GA比例降低有关。在田间条件下，短期干旱后也经常可以察看到这种情况。.三、矿质营养对库-源关系的影响在成熟马铃薯植株中，全氮的60%80%在块茎中。供氮量少时，叶面积指数过早下降，块茎最终产量遭到源的限制。大量供氮时，能大大提高叶面积指数，延伸叶片功能期和添加块茎的收获量。对芥子和油菜类作物来说，种子的发育和

16、最终产量主要取决于营养体中氮库的大小。.种植后天数叶面积指数150低N2345075100125块茎鲜重 (t/ha)10203040500低N高N高N两种供氮程度对马铃薯不同时期叶面积指数 和茎鲜重- 的影响.第四节矿质营养与质量的关系.一、矿质营养与植物的质量植物体内与质量有关的含氮化合物有蛋白质、氨基酸，酰胺和环氮化合物包括叶绿素A、维生素B和生物碱，NO3-、NO2-等。蛋白质和必需氨基酸含量是农产品的主要质量目的。适量供氮能明显提高氨基酸和蛋白质含量。氮肥还影响植物油的质量。随氮肥用量增大，向日葵油中的油酸含量添加，而亚油酸含量减少。一氮肥与质量的关系.氮肥用量对油菜籽含油量的影响施

17、氮量g/盆籽粒产量g/盆粒重mg含油量%0.26.61.821.20.47.72.221.50.85.63.341.8.供应充足的氮是获得甜菜高产的保证，但后期供氮过多那么会导致叶片徒长。产品中的NO3-和NO2-含量是近年来引人留意的主要质量目的。氮肥施用量过大是呵斥叶菜类植物体硝酸盐含量大幅度添加的主要缘由。氮肥与质量的关系.1、提高产品中总磷量；2、添加作物绿色部分的粗蛋白质含量；3、促进蔗糖、淀粉和脂肪的合成；4、使蔬菜上市表观，果实大小，耐贮运，味道特性等都有所改善。二磷肥与质量的关系与植物产品质量有关的含磷化合物有无机磷酸盐、磷酸脂、植酸、磷蛋白和核蛋白等。增施磷肥对作物质量有如下

18、作用：.1、添加禾谷类作物籽粒中蛋白质和必需氨基酸的含量；2、促进豆科作物根系生长，使根瘤数增多，固氮作用加强；3、有利于蔗糖、淀粉和脂肪的积累；4、提高棉花产量，促进棉绒成熟，添加纤维长度，还能提高棉籽含油量；5、改善烟叶的颜色、光洁度、弹性、味道和熄灭性能，减少烟草尼古丁的含量和烟叶中草酸的含量。三钾肥与质量的关系.四钙、镁、硫与质量的关系钙：钙既是细胞膜的组分，又是果胶质的组分。缺钙不仅会添加细胞膜透性，也会是细胞壁交联解体。番茄、辣椒、西瓜等出现脐腐病，苹果出现苦痘病和水心病等。施钙可添加牧草含钙量，提高其对家畜的营养价值；提高植物食品的含钙量可以促进人体安康。镁：施用镁肥提高植物产品含镁量，可以提高叶绿素、胡萝卜素和碳水化合物的含量，同时防治人畜缺镁症如动物痉卵症。硫：硫是合成含硫氨基酸如胱氨酸、半胱氨酸和甲硫氨酸必不可少的。缺硫会降低蛋白质的生物学价值和食用价值。.铁：绿色叶片如菠菜和粮食中的铁是人体中铁的重要来源。缺铁可引起贫血、脑神经系统疾病等。锰：施用锰肥可以提高维生素如胡萝卜素、维生素C含量，防止裂籽、提高种子含油量。铜：铜对于提高植物产品蛋白质及有关物质的含量有积极的作用。锌：缺