植物营养生理

1、营养与无土栽培植物营养生理第1页第一节 植物体内必需元素一、植物体内元素植物材料水分干物质有机物灰分105C600C（10%95%）（5%90%）（70%90%）（5%10%）挥发残留植物营养生理第2页二、植物营养元素分类（一）必需元素（二）有益元素植物营养生理第3页（一）必需元素 1.概念：指在植物完成生活史中，起着不可替换直接生理作用、不可缺乏元素。2.判断必需元素标准缺乏该元素，植物生长发育受阻，不能完成其生活史。缺乏该元素，植物表现出专一病症，加入该元素可使这种缺素病症消失。该元素在植物营养生理上有直接效果，而不是因为对土壤物理、化学、微生物条件改进而产生间接效果。植物营养生理第4页3

2、. 植物生长必需元素有16种（1）大量元素：碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）、硫（S）。它们约占植物体干重0.01%10%。（2）微量元素：铁（Fe）、硼（B）、锰（Mn）、锌（Zn）、铜（Cu）、钼（Mo）、氯（Cl）。约占植物体干重10-5%10-3%。植物营养生理第5页（二）、有益元素 某种元素并非植物必需，但常在植物体内存在，对植物生长发育生理功效表现有利作用，并能部分代替某一必需元素作用，减缓缺素症元素。 如Ni(也有将其视为必需元素)，Na，Si，Co，Se，Al，稀土元素等。植物营养生理第6页三、植物必需元素生理功效 1.是细胞结

3、构及其代谢活性化合物组成成份。 2.是生命活动调整者，参加酶活性调整。 3.起电化学及渗透调整作用。 4.与体内其它物质结合成脂化物参加物质代谢和运输 植物营养生理第7页第二节 必需元素生理作用及吸收形态（一）大量元素（1）氮（N） 吸收形态：主要以NH4+和NO3-吸收，也吸收尿素和氨基酸等小分子含氮有机物。占植物干重1%3%。作用： 组成蛋白质主要成份（占16 18%） 核酸和组成生物膜磷脂都含有氮 是几个含有主要生理功效物质成份：叶绿素、吲哚乙酸、细胞分裂素、维生素(B1、B2、B6、PP等) 氮是组成生命物质基础，在植物生命活动中占有首要地位，被称为生命元素。植物营养生理第8页缺素症：

4、 植株矮小瘦弱，叶小色淡，其老叶易变黄干枯（原因：蛋白质合成过程下降，细胞分裂和伸长受到限制，叶绿素含量降低，因为氮素在植物体内能够移动并可被再次利用，缺乏氮素时幼叶能够向老叶吸收氮素。）植物花少，子粒不饱满，产量十分低。梨缺氮植物营养生理第9页小麦缺氮苹果缺氮植物营养生理第10页马铃薯缺氮菜豆缺氮植物营养生理第11页氮肥用量过多造成土壤盐渍化植物营养生理第12页植物营养生理第13页氮多诱发缺镁引发黄瓜叶肉小斑点并褪绿植物营养生理第14页(2)磷（P）吸收形态：磷通常以H2PO4-和HPO42- 形式被植物吸收。这种氧化态磷被吸收以后，就直接与其它有机物结合形成磷脂、核酸、辅酶和ATP等。作用

5、： 磷是细胞质和细胞核组成成份磷脂，核酸和核蛋白等 磷在植物代谢中起主要作用，如磷参加组成NAD、NADP、FAD、FMN、CoA、ATP等参加光合、呼吸作用及糖、脂肪和氮代谢等。 植物细胞液中含有一定磷酸盐，可组成缓冲体系，在细胞渗透势维持中起一定作用植物营养生理第15页缺素症： 植株生长迟缓，植株矮小，分枝、分蘖降低，叶色暗绿或紫红（原因：植物缺磷时，蛋白质合成受阻，影响细胞分裂）缺磷症状首先表现在老叶。磷缺乏可能性仅次于氮。 磷肥过多时，叶片部位会产生小焦斑，还会妨碍水稻等对Si吸收，也易造成缺Zn。 植物营养生理第16页白菜缺磷油菜缺磷植物营养生理第17页玉米缺磷大麦缺磷植物营养生理第

6、18页磷多诱发缺硼引发黄瓜叶肉暗，叶脉黄化植物营养生理第19页（3）硫 吸收形态：硫酸根（SO42-）作用： 含硫氨基酸几乎是全部蛋白质组成成份，所以硫参加原生质组成 含硫氨基酸半胱氨酸胱氨酸系统能影响细胞中氧化还原过程 硫是CoA、硫胺素等组成成份，与糖类、蛋白质、脂肪代谢有亲密关系 植物营养生理第20页缺素症：植株呈黄绿色（植物缺硫时，蛋白质含量降低，叶绿素合成受到影响）细胞分裂受阻，植株较矮小。移动性不大，缺硫症首先在幼叶出现。植物营养生理第21页定植20天后，缺硫甘蓝不但生育期推迟，且新叶呈紫红色。硫植物营养生理第22页氮、磷和硫3种元素特点 它们既都是植物生命物质基础（蛋白质、核酸）

7、不可缺乏组成元素，又是植物生命活动中催化、调整系统一些物质主要组成元素。当前还未发觉其它元素能与之相比。植物营养生理第23页（4）钾吸收形态： K+形式被植物吸收，在体内主要以离子状态存在，不参加有机物组成作用： 作为酶活化剂参加植物体内主要代谢，如作为丙酮酸激酶、果糖激酶等60各种酶活化剂 钾能促成蛋白质、糖类合成，也能促进糖类运输 钾可增加原生质水合程度，降低其粘性，从而使细胞保水力增强，抗旱性提升 含量较高，能有效影响细胞溶质势和膨压,参加控制细胞吸水,气孔运动等生理过程植物营养生理第24页缺素症： 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，生长迟缓，抗

8、寒旱性差。植物营养生理第25页黄瓜缺钾老叶边缘出现褐色枯边。叶片脉间失绿，而叶脉仍保持绿色。植物营养生理第26页番茄缺钾着色不均植物营养生理第27页（5）钙吸收形态： Ca2+ 作用：钙是植物细胞壁胞间层中果胶钙成份纺锤体形成需要钙，所以钙与细胞分裂相关钙含有稳定生物膜作用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)，可起解毒作用植物营养生理第28页Ca2+是少数酶(如ATP水解酶、磷脂水解酶)活化剂钙与蛋白质结合形成钙调素，作为细胞第2信使，在植物生长发育中起主要调整作用钙有利于愈伤组织形成，对植物抗病有一定作用缺素症：钙不易转移。 细胞壁形成受阻

9、，生长受抑制，严重时幼嫩器官（根尖、茎端）溃烂坏死植物营养生理第29页蕃茄缺钙白菜缺钙植物营养生理第30页番茄缺钙症状：其顶端生长点坏死（左），而邻近叶片则出现黄化现象。钙植物营养生理第31页番茄缺钙果实，经典症状是果实顶端最初形成棕褐色斑块，继而溃烂，称为脐腐病。这种情况往往是施磷、钾肥过多后诱发所致。钙植物营养生理第32页植物营养生理第33页低温高湿缺钙引发黄瓜缘枯病钙植物营养生理第34页大白菜缺钙症状：其经典症状是内叶叶尖发黄，呈枯焦状， 俗称“干烧心”，又称心腐病。钙植物营养生理第35页部分叶片上发生与病毒相同黄化现象。芹菜缺钙症状心叶生长显著受到抑制，近心叶柄上有纵向凹陷状坏死斑植物

10、营养生理第36页甘蓝缺镁症状，叶脉间逐步黄化呈网纹状，且叶龄越老症状越显著。镁植物营养生理第37页（6）镁吸收形态： Mg2+作用：是叶绿素成份，植物体内约20%镁存在于叶绿素中是光合作用及呼吸作用中许多酶如Rubisco、乙酰CoA合成酶活化剂蛋白质合成时氨基酸活化需镁参加；镁能使核糖体亚基结合成稳定结构，若镁过低，蛋白质合成丧失镁是DNA聚合酶及RNA聚合酶活化剂，参加DNA和RNA合成镁也是染色体组成成份，在细胞分裂过程中起作用植物营养生理第38页缺素症：植物缺镁时，叶绿素形成受到妨碍，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，对幼嫩组织发育和种

11、子成熟影响很大。植物营养生理第39页花椰菜缺镁，症状首先出现在老叶上，脉间失绿，而叶脉保持绿色。镁植物营养生理第40页甜椒缺镁症状，主要表现为叶尖黄化。植物营养生理第41页茄子缺镁症状：普通在收获前由下部叶片出现症状，或发生在果实膨大期果实周围叶片上。随症状加剧，脉间变黄，老叶脱落。镁植物营养生理第42页黄瓜缺镁症状，沿叶缘形成一个绿色环。症状主要发生在中部叶片上。镁植物营养生理第43页菜豆缺镁，中下部叶片脉间呈紫红色，上部叶片叶色正常。镁植物营养生理第44页轻度缺镁马铃薯叶片。叶脉间失绿而呈“人”字形，而叶脉仍保持绿色。镁植物营养生理第45页 左为施过硫肥芹菜，植株较高，叶色正常； 右为未施

12、硫肥芹菜，植株较矮，叶色发黄。硫植物营养生理第46页番茄缺硫，特征是黄化叶由上至下发展，且易展现紫红色。硫植物营养生理第47页（1）铁吸收形态： Fe2+ 作用： 铁是许多主要酶辅基，如细胞色素氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶、铁氧还蛋白等中作为电子传递组成部分。铁也是固氮酶组成成份，在生物固氮中起作用铁对叶绿素合成和叶绿体结构形成是必需。缺素症：幼叶叶脉间首先失绿，表现“黄叶病”。严重缺铁时，幼叶几乎呈白色。（二） 微 量 元 素植物营养生理第48页番茄缺铁上部叶片黄化， 叶脉仍保持绿色铁植物营养生理第49页上为茄子缺铁：从顶端叶片开始黄化。叶脉间几乎变黄；下为正常叶片。铁植物营养生理第50页

13、右为正常黄瓜叶片，叶色正常。铁左为缺铁黄瓜叶片，叶色发黄；植物营养生理第51页豌豆严重缺铁有症状：上部新生叶片黄化，下部老叶仍保持绿色。铁植物营养生理第52页（2）锰吸收形态： Mn2+作用：锰与光合作用关系亲密。锰对维持叶绿体结构稳定性是必需。锰还参加光合作用中光解过程，与氧释放相关。锰是许多酶活化剂。缺素症：缺锰症状和缺铁有些类似，但缺锰黄化区域杂有斑点。植物营养生理第53页缺锰引发黄瓜叶缘失绿突起锰植物营养生理第54页黄症状：中部叶片叶脉间黄化。这种症状在温室内常见。锰植物营养生理第55页左为未施锰肥胡萝卜；右为施过锰肥胡萝卜。这表明缺锰对根系影响很大。植物营养生理第56页（3）锌吸收形

14、态：Zn2+作用：锌还可能经过 RNA代谢影响蛋白质生成。锌也是己糖激酶、醛缩酶和各种脱氢酶活化剂。缺素症：锌与生长素形成有亲密关系，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，枝条顶端节间显著缩短，小叶丛生（小叶病），就是经典缺锌症状。植物营养生理第57页缺锌引发黄瓜叶整片僵硬、叶肉黄化锌植物营养生理第58页黄瓜缺锌症状：突出表现在幼叶上，与缺镁不一样是，缺镁症状是出现在老叶上。锌植物营养生理第59页番茄缺锌，节间变短，生长矮化上部叶片首先表现为小叶丛生，称为小叶病。锌植物营养生理第60页（4）铜吸收形态：Cu2+作用：铜主要作用是作为许各种氧化酶组成成份，与呼吸作用调整相关铜

15、是光合链中电子传递体质体蓝素组成成份。植物营养生理第61页蔬菜缺铜叶色改变，呈白色并失掉韧性。铜过剩引发中毒，植株生长减慢，后因缺铁而失绿。发枝少，小根变粗、发暗。番茄缺铜时叶片叶缘向主脉卷曲成管状，顶部叶片小，坚硬且折叠在一起，叶柄向下卷曲，茎短。后期主脉和大叶脉附近出现枯斑。黄瓜缺铜生长受抑制，节间短，幼叶小，呈丛生状。后期老叶为青铜色，逐步向新叶扩展。植物营养生理第62页缺铜前午夜温度低引发黄瓜铁锈色蛤蟆皮叶铜植物营养生理第63页甘蓝缺铜虽无特殊症状，但整体发育差，几乎停顿。铜植物营养生理第64页黄瓜缺铜症状，上部叶片畸形，向内翻卷，花发育不好。 铜植物营养生理第65页（5）钼吸收形态：

16、钼酸盐（MoO42-）作用：钼对氮固定和硝酸盐同化是必不可少。其它元素不可替换。钼与抗坏血酸和磷代谢有亲密关系。 缺钼时番茄小叶叶脉间呈浅绿色至黄色斑驳，叶缘向上卷曲呈喷口，最小叶脉失绿，顶部小叶叶缘黄色区干枯，最终整个叶子枯萎。钼中毒时叶子变为全黄色。植物营养生理第66页左图：花椰菜生长后期缺钼症状：其特征是花头涣散且有黄斑。右图：花椰菜缺钼，其经典症状是老叶完全展开，并呈暗绿色；幼叶较少或含有变形狭窄残叶，俗称“鞭尾病”植物营养生理第67页（6）硼吸收形态： 硼酸(H3BO3)作用：硼在植物体内主要生理功效是参加糖运输和代谢。硼对植物生殖过程有影响。硼能促进花粉萌发和花粉管伸长。与核酸、蛋

17、白质合成、激素反应、膜功效、细胞分裂、根系发育等有一定关系能抑制植物体内咖啡酸、绿原酸形成缺素症：缺硼时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良。往往不开花或“花而不实”，严重影响坚固率。植物营养生理第68页番茄缺硼引发棱角空洞果高温缺硼根浅引发番茄叶脉皱缩下垂硼植物营养生理第69页番茄磷多缺硼引发裂果硼植物营养生理第70页上为健康豌豆荚果，籽粒饱满；下为缺硼荚果，籽瘪而少。硼植物营养生理第71页硼花椰菜缺硼，茎部腐烂植物营养生理第72页（7）氯吸收形态：Cl-作用：氯在植物体以离子形式维持着体内电荷平衡。氯参加水光解反应，促进氧释放。植物营养生理第73页白菜缺铁白菜缺锰植物营养生理第74页蕃茄缺硼小麦

18、缺铜植物营养生理第75页1. 根吸收养分部位 离根尖10cm以内是根吸收养分最多部位。 根系吸肥特点决定了在施肥实践中应注意肥料施用位置及深度。第二节 植物根系对养分吸收与运转植物营养生理第76页2.根吸收养分形态气态： CO2、O2、H2O离子态：阴、阳离子分子态：氨基酸、尿素植物营养生理第77页 截获（Interception）定义：是指植物根系在生长过程中直接接触养分而使养分转移至根表过程实质：接触交换数量：约占1，远小于植物需要3. 土壤养分向根表面迁移方式植物营养生理第78页质流（Mass flow）定义：是指因为水分吸收形成水流而引发养分离子向根表迁移过程影响原因：与蒸腾作用呈正相

19、关 与离子在土壤溶液中溶解度呈正相关迁移离子：氮(硝态氮)、钙、镁、硫植物营养生理第79页扩散（Diffusion）定义：是指因为植物根系对养分离子吸收，造成根表离子浓度下降，从而形成土体根表之间浓度梯度，使养分离子从浓度高土体向浓度低根表迁移过程影响原因：土壤水分含量 养分离子扩散系数 土壤质地 土壤温度迁移离子：磷、钾、氮植物营养生理第80页4.根系对无机养分吸收 迁移至根表养分，还要经过一系列十分复杂过程才能进入植物体内，养分种类不一样，进入细胞部位不一样，其机制也不一样。当前较一致看法是离子进入根细胞可划分为被动吸收和主动吸收两种形式。植物营养生理第81页被动吸收： 又称非代谢吸收，是

20、一个顺电化学势梯度吸收过程，不需消耗能量。 特点： 1. 顺电化学势梯度 2. 没有选择性 3. 不消耗能量植物营养生理第82页方式：（1）简单扩散，也叫自由扩散。当外部溶液浓度大于细胞内部溶液时进行，当内外浓度相等时，扩散停顿。（2）杜南扩散。原生质中蛋白质分子带有电荷，且固定在细胞内成为不扩散基，因而引发了阴阳离子在细胞膜内外分布不平衡。普通情况下，原生质中蛋白质分子带有较多负电荷，使阳离子在根细胞内累积。植物营养生理第83页主动吸收： 养分离子逆电化学势梯度进入植物细胞内现象。它需要消耗生物代谢能量。特点： 1. 逆电化学势梯度 2. 高度选择性 3. 消耗能量植物营养生理第84页5.

21、根系对有机态养分吸收植物可吸收有机态养分种类：含氮：氨基酸、酰胺等含磷：磷酸己糖、磷酸甘油酸、卵磷脂、植酸其它：RNA、DNA、核苷酸等植物营养生理第85页 形态特征生理生化特征 生育特点内因 外因（环境原因）光照温度水分和通气条件（Eh）酸碱度离子浓度离子间相互作用影响植物养分吸收因素6. 影响根系吸收养分原因植物营养生理第86页光照是植物养分吸收与同化原动力。光照可经过影响植物叶片光合强度而对一些酶活性、气孔开闭和蒸腾强度等产生间接影响，最终影响到根系对矿质养分吸收。植物营养生理第87页普通638C范围内，根系对养分吸收随温度升高而增加。温度过高（超出40C ）时，高温使体内酶钝化，从而降

22、低了可结合养分离子载体数量，同时高温使细胞膜透性增大，增加了矿质养分被动溢泌。低温往往使植物代谢活性降低，从而降低养分吸收量。最适土壤温度 1525 植物营养生理第88页土壤水分：作用：1.影响植物根系生长发育 2.影响土壤养分浓度、有效性和迁移 3.影响土壤通气性、土壤微生物活性、土壤温度等，从而影响养分形态、转化及有效性适宜土壤含水量：田间持水量6080%植物营养生理第89页一、根系呼吸作用；二、有毒物质产生；三、土壤养分形态和有效性。良好通气环境，能使根部供氧情况良好，并能使呼吸产生CO2从根际散失。这一过程对根系正常发育、根有氧代谢以及离子吸收都有十分主要意义。土壤通气性 （与土壤水分

23、协调）植物营养生理第90页pH影响土壤中养分有效性植物对养分吸收植物营养生理第91页介质中养分浓度 要求土壤溶液中养分浓度维持在适宜植物生长水平。酸性介质有利于植物吸收阴离子碱性介质有利于植物吸收阳离子植物营养生理第92页1）离子间颉颃作用定义：溶液中某种离子存在能抑制另一离子吸收现象。2. 表现：阳离子与阳离子之间，如一价与一价之间：K+、Rb+、Cs +之间二价与二价之间： Ca2+、Mg2+、Ba2+之间一价与二价之间：NH4+和H+对Ca2+、K+对Fe2+植物营养生理第93页2）离子间帮助作用定义：溶液中某种离子存在能促进根系 吸收另一离子现象。表现：阴离子与阳离子之间，如NO3-

24、、 SO42-等对阳离子吸收有利 二价或三价阳离子对一价阳离子，如Ca2+ 、Mg2+、Al3+等能促进K+ 、 NH4+吸收植物营养生理第94页第四节 植物营养诊疗 植物必需各种营养元素在体内都有其特殊营养功效，缺乏时会影响到植物各种生理生化过程，当缺乏某种营养元素到达一定程度，就会在外观上表现出一定症状；反之，假如过剩也会产生特定症状，这些病态特征，称生理性病害，能够作为人们对作物营养失调提供形态上诊疗依据。植物营养生理第95页营养诊疗形态诊疗-直接诊疗/指示植物诊疗化学诊疗-土壤分析/植物分析其它诊疗方法-施肥诊疗/培养法/物理化学诊疗/组织化学与生物化学诊疗/土壤微生物诊疗参见山东农业

25、大学主编蔬菜栽培学总论（中国农业出版社）p163-164张振贤 于贤昌主编蔬菜施肥原理与技术 （中国农业出版社）p79-107植物营养生理第96页大白菜心腐病 海淀太舟坞因不合理施肥造成缺素性生理病害频发生菜干烧心 顺义杨镇番茄脐腐病 通州潞城蔬菜缺素症植物营养生理第97页因过量施用有机肥出现黄瓜烧苗现象植物营养生理第98页氮肥用量过多造成土壤盐渍化植物营养生理第99页植物营养生理第100页氮多诱发缺镁引发黄瓜叶肉小斑点并褪绿植物营养生理第101页磷多诱发缺硼引发黄瓜叶肉暗，叶脉黄化植物营养生理第102页黄瓜缺钾老叶边缘出现褐色枯边。叶片脉间失绿，而叶脉仍保持绿色。植物营养生理第103页番茄缺

26、钾着色不均植物营养生理第104页番茄缺钙症状：其顶端生长点坏死（左），而邻近叶片则出现黄化现象。钙植物营养生理第105页番茄缺钙果实，经典症状是果实顶端最初形成棕褐色斑块，继而溃烂，称为脐腐病。这种情况往往是施磷、钾肥过多后诱发所致。钙植物营养生理第106页植物营养生理第107页低温高湿缺钙引发黄瓜缘枯病钙植物营养生理第108页大白菜缺钙症状：其经典症状是内叶叶尖发黄，呈枯焦状， 俗称“干烧心”，又称心腐病。钙植物营养生理第109页部分叶片上发生与病毒相同黄化现象。芹菜缺钙症状心叶生长显著受到抑制，近心叶柄上有纵向凹陷状坏死斑植物营养生理第110页甘蓝缺镁症状，叶脉间逐步黄化呈网纹状，且叶龄越老症状越显著。镁植物营养生理第111页花椰菜缺镁，症状首先出现在老叶上，脉间失绿，而叶脉保持绿色。镁植物营养生理第112页甜椒缺镁症状，主要表现为叶尖黄化。植物营养生理第113页茄子缺镁症状：普通在收获前由下部叶片出现症状，或发生在果实膨大期果实周围叶片上。随症状加剧，脉间变黄，老叶脱落。镁植物营养生理第114页黄瓜缺镁症状，沿叶缘形成一个绿色环。症状主要发生在中部叶片上。镁植物营养生理第115页菜豆缺镁，中下部叶片脉间呈紫红色，上部叶片叶色正常。镁植物营养生理第116页轻度缺镁马铃薯