植物的营养和土壤

干物质5~90%
燃烧
挥发部分 灰分元素
有机物90% 无机物10%
小部分氮 大部分硫 全部的磷 全部的金属元素
植物体内化学元素 植物必需营养元素 营养元素生理功能
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第二节 植物的营 养和土壤
18 植 物 的 营 养
（一）植物体内的化学元素
植物体内元素（70种以上）： C H O N P K Ca Mg S Fe Cu Zn Mn B Mo Cl Na ………
植物体内化学元素 植物必需营养元素 营养元素生理功能
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18 植 物 的 营 养
（二）植物生长必需营养元素
植物必需元素：维持植物正常生理活动必需的营养元素。 缺少----植物不能正常生长发育 缺乏----植物单一缺素症，无法替代， 补充后恢复或预防。 作用----直接效果
抗生素。
根系吸收养分的特点：
吸水与吸肥不成比例
单盐毒害作用和离子间拮抗作用 选择性吸收---生理酸性盐，生理碱性盐，生理中性盐。
概 述 根系吸收 叶面吸收 元素作用 影响因素 营养特性
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18 植 物 的 营 养
2. 根系与土壤养分的接触
吸收特点 养分接触 养分吸收
截取：根系伸展于土壤中直接获取养分的方式。因土壤 颗粒与根的接触面积有限，截取量约占根系吸收 养分总量的10％。
概 述 根系吸收 叶面吸收 元素作用 影响因素 营养特性
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3. 根系与土壤养分的吸收
吸收特点 养分接触 养分吸收
根系吸收养分的过程： 养分进入自由空间 养分通过原生质膜---被动吸收，主动吸收，
胞饮作用。 养分进入输导组织
概 述 根系吸收 叶面吸收 元素作用 影响因素 营养特性
必需营养元素生理功能： 有机物的组成成份 酶的辅助因子或活化剂 平衡电势，维持细胞渗透势
概 述 植物体内化学元素 植物必需营养元素 营养元素生理功能
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1. 氮的生理功能
CH ON PK Ca Mg S Fe Cu Zn
生理功能：蛋白质、核酸、磷脂、酶、植物激素、叶绿 素、维生素、生物碱生物膜的组成成份。
• 1804年，瑞士的德·索修 尔发现种子在蒸馏水中萌 发成苗后很快死亡，与种 子相比，灰分数量没有变 化。
• 灰分是指植物充分燃烧 后剩下的物质。如果把 植物的灰分加到蒸馏水 中，再加上硝酸盐植物 就可以生长。
证明了灰分元素和N都是必需元素
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18 植 物 的 营 养
• 1860年萨克斯和诺普相继发表了应用十 大化学元素的无机盐配制成营养液，
2.根对养分的吸收，叶片对养分的吸收，营养元素间的相互作用，影响植物 吸收养分的环境因素.
3.合理施肥。
4.菌根的形成和意义；根瘤与生物固氮。
5.寄生植物和食虫植物的营养。
名词术语：必需元素、水培法、大量元素、微量元素、肥料三要素、缺乏
症、单盐毒害和离子间拮抗作用、生理酸性盐，生理碱性盐，生理中性盐、
铜 缺 乏
植物必需营养元素
铁 缺 乏
营养元素生理功能
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6. 锌、锰的生理功能
CH ON PK Ca Mg S Fe Cu Zn Mn B Mo
锌：水解酶的组分参与物质水解，氧化还原反应和蛋白 质合成及光合作用，促进吲哚和丝氨酸合成色氨酸。
锰：呼吸酶的活化剂参与三羧酸循环，羟胺还原酶组分 影响硝酸还原作用，通过Mn2+和Mn4+的变化影响 Fe3+和Fe2+的转化调整植物体内有效铁的含量，参 与光合作用中水的光解。
• 栽培植物获得成功，称它为水培。以后 水培和砂砾培养得到发展。
实验四
确定了土壤中的必需元素
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18 植 物 的 营 养
一、植物必需矿质元素元素
（一）植物体内的化学元素
植物体
水分10~95%
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
锌
锰
缺
缺
乏
乏
概 述 植物体内化学元素 植物必需营养元素 营养元素生理功能
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7. 硼、钼的生理功能
硼：形成硼-糖络合物促进糖类运输，促进花器官发育，
CH
抑制酚类化合物合成，保证分生组织细胞分化。
O N 钼：硝酸还原酶组份促进硝态氮还原，固氮酶成分影响
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有机肥料 化学肥料
土壤养分
作物施肥
营养吸收
植物 营养
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18 植 物 的 营 养
目的要求：
了解植物营养元素的的种类、生理作用及植物吸收的机理，认识土壤养分的
特点和施肥规律。
教学要点：
1.植物体内的化学元素，植物必需元素的种类及其生理功能。
氮素缺乏：株小，叶黄，茎红，根少，质劣。老叶先病。 氮素过量：贪青徒长，
开花延迟， 产量下降。
Mn B Mo
氮氮 缺过 乏剩
概 述 植物体内化学元素 植物必需营养元素 营养元素生理功能
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2. 磷的生理功能
CH ON PK Ca Mg S Fe Cu Zn Mn B Mo
生理功能：植素、核酸、磷脂、酶、腺甘磷酸组成成分。 促进糖运转。参与碳水化合物、氮、脂肪代 谢。提高植物抗旱性和抗寒性。
磷素缺乏：株小，根少， 叶红，籽瘪， 糖低。老叶先 发病。
磷 缺 乏
概 述 植物体内化学元素 植物必需营养元素 营养元素生理功能
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第二节 植物的营 养和土壤
18 植 物 的 营 养
概 述 根系吸收 叶面吸收 元素作用 影响因素 营养特性
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第二节 植物的营 养和土壤
18 植 物 的 营 养
被动吸收
协助扩散
简单扩散
概 述 根系吸收 叶面吸收 元素作用 影响因素 营养特性
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18 植 物 的 营 养
主动吸收
质子泵
概 述 根系吸收
叶面吸收
元素作用
钠钾泵
3. 钾的生理功能
CH ON PK Ca Mg S Fe Cu Zn Mn B Mo
生理功能：酶的活化剂，促进光合作用、糖代谢、脂肪 代谢、蛋白质合成，提高植物抗寒性、抗逆 性、抗病和抗倒伏能力。
钾素缺乏：株小，缺绿。老叶 先发病。
钾 缺 乏
概 述 植物体内化学元素 植物必需营养元素 营养元素生理功能
3 植物必需的矿质元素列表
来自水和CO2：C、H、O 大量元素
必需元素
来自土壤：N、K、Ca、 Mg、P、S、Si
微量元素：Cl、Fe、Mn、B、Na、Zn、 Cu、Ni、Mo
共19个
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（三）植物营养元素的生理功能
CH ON PK Ca Mg S Fe Cu Zn Mn B Mo
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18 植 物 的 营 养
4. 钙、镁、硫的生理功能
钙：细胞壁结构成分，提高保护组织功能和植物产品耐
CH
贮性，与中胶层果胶质形成钙盐参与形成新细胞，
ON
促进根系生长和根毛形成增加养分和水分吸收。
P K 镁：叶绿素的构成元素，许多酶的活化剂。
硫：蛋白质和许多酶的组成成分，参与呼吸作用、脂肪
叶片吸收CO2： 大气---气孔---细胞间隙---叶绿体
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18 植 物 的 营 养
3. 根系与土壤养分的吸收
吸收特点 养分接触 养分吸收
被动吸收：
由于膜内外浓度差和电位差的作用而使离子由膜外向 膜内运动的过程 。 扩散作用（简单扩散、协助扩散） 道南平衡 主动吸收：
在提供能量的前提下，离子逆化学势和浓度梯度进入 细胞的过程 。 离子载体、离子泵（质子泵、钠钾泵） 胞饮作用：质膜内陷包围营养物质小囊泡脱落游离于 细胞质内的过程 。植物体对矿质元素的吸收
影响因素 营养特性
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胞 饮 作 用
概 述 根系吸收 叶面吸收 元素作用 影响因素 营养特性
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18 植 物 的 营 养
（二）叶片对养分的吸收
叶部营养（根外营养）： 植物通过叶片或幼茎等器官吸收养分的过程。
叶片吸收液体养分： 角质层---细胞壁---细胞膜---细胞质
根外营养、腐殖质、免耕法、作物营养临界期，作物营养最大效率期，菌根、
根瘤、生物固氮、轮作、异养、寄生植物、食虫植物
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第二节 植物的营 养和土壤
实验一
18 植 物 的 营 养
• 真正用实验的方法研究植 物营养的学者是荷兰医生 并炼金术士范•海尔特蒙 （1577—1644），他把 2.27kg重柳树枝条栽种在 90kg的土壤中，只浇水不 施肥，5年后枝条重 76.7kg，土壤减重60g。 因此他认为植物从水中获 得营养。
增重？
光合
水分去向？
蒸腾
第二节 植物的营 养和土壤
实验二
18 植 物 的 营 养
• 1699年，英国的伍 德沃德用不同的水 （雨水、河水、泉 水、菜园土浸出液 和下水管道水）培 养薄荷枝条。
菜园土浸出液中 生长最好
证明植物从土壤中获得营养
第二节 植物的营 养和土壤
实验三
18 植 物 的 营 养
Ca Mg
代谢和氮代谢和淀粉合成。组成维生素B1、辅酶A
S Fe
和乙酰辅酶A等生理活性物质。
Cu Zn
钙缺乏
Mn B Mo
概述
镁 缺 乏
植物体内化学元素 植物必需营养元素
硫缺乏
营养元素生理功能
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第二节 植物的营 养和土壤
18 植 物 的 营 养
5. 铁、铜的生理功能
铁：吡咯形成酶的活化剂，叶绿素分子和铁氧还蛋白组
大量元素： C H O N P K Ca Mg S 微量元素： Fe Cu Zn Mn B Mo Cl 注 意：营养元素同等重要且不可替代 。
植物营养三要素（肥料三要素）- N、P、K
植物体内化学元素 植物必需营养元素 营养元素生理功能
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18 植 物 的 营 养
（二）植物生长必需营养元素
CH
分，参与电子传递，细胞色素氧化酶、过氧化氢酶、
ON
琥珀酸脱氢酶的组分，影响呼吸作用和ATP的形成。
P K 铜：多酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、吲哚乙酸氧化酶组
份影响氧化还原过程和呼吸作用，叶绿体内酶成分
Ca Mg
影响光合作用，参与脂肪酸的去饱和作用和羟基化
S Fe
作用。
Cu Zn
Mn B Mo
概述
植物体内化学元素
PK
生物固氮，抑制磷酸脂和磷酸酶水解影响无机磷向
Ca Mg
有机磷的转化。
S Fe
Cu Zn
Mn B Mo
钼
硼
缺
缺
乏
乏
概 述 植物体内化学元素 植物必需营养元素 营养元素生理功能
退出
草 莓 缺 乏 各 种 元 素 叶 片 症 状
第二节 植物的营 养和土壤
18 植 物ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的 营 养
二、植物吸收矿质元素
植物体内化学元素 植物必需营养元素 营养元素生理功能
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第二节 植物的营 养和土壤
18 植 物 的 营 养
（二）植物生长必需营养元素
1 确定必需元素的方法
a.溶液培养法:溶液培养法 亦称水培法,是在含有全 部或部分营养元素的溶 液中培养植物的方法；
b.砂基培养法:是在洗净的 石英砂或玻璃球等基质 中加入营养液来培养植 物的方法。
（一）根对养分的吸收
吸收特点 养分接触 养分吸收
吸收最活跃的部位： 根毛区
概 述 根系吸收 叶面吸收 元素作用 影响因素 营养特性
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第二节 植物的营 养和土壤
18 植 物 的 营 养
1. 根系吸收养分的特点
吸收特点 养分接触 养分吸收
吸收养分的形态： 气 态----CO2、O2、水汽。 离子态----NH4+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Cu2+、Zn2+、 NO3－、H2PO4－、SO42－、MnO42－、Cl－。 分子态----尿素、氨基酸、酰胺、生长素、维生素、
植物体内化学元素 植物必需营养元素 营养元素生理功能
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第二一节 植物的必营需 养 矿和质土元壤素
18 植 物 的 营 养
（二）植物生长必需营养元素
2 判断植物必需的矿质元素的标准
a.不可缺少性：缺乏该元素时不能完成生活史。
b.不可替代性：有专一缺乏症，加入其它元素不 能恢复。
c.直接功能性：缺素症状是由元素直接作用，并 不是通过影响土壤、微生物等的间接作用。
离子扩散：由于根系吸收养分造成根表土壤溶液中养分 浓度相对降低，根表土壤与周围土体之间产生养 分浓度梯度使土壤养分沿着浓度梯度由周围土体 向根表土壤运动。是短距离内补充根表土壤养分 的重要因素。
质流：由于植物蒸腾作用引起的土壤养分随土壤水分由 周围土体向根表土壤运动的养分迁移方式。是长 距离内补充根表土壤养分的重要因素。