植物营养学

10、绿肥的激发效应；新鲜绿肥施入土壤后能促进原有有机质矿化。

14、闭蓄态磷；被铁铝胶膜包闭的磷酸盐。

16、最小养分律。

作物产量受土壤中数量最少的养分控制。

20、土壤养分强度因素：存在土壤溶液中有效养分的浓度，是根系可以直接吸收利用的养分。

1、铵态氮肥深施为什么能提高氮肥利用率？（5分）
土壤对铵的吸附，减少氨的挥发和硝化作用，防止硝态氮的淋失和反硝化脱氮，深施有利于根系下扎，扩大根的营养面积，深施有利于增加铵在土壤中的扩散面积，增加根的吸收机会。

2、土壤养分迁移的主要方式及影响因素？（5分）
截获，质流，扩散。

氮主要以质流为主，磷和钾以扩散为主。

主要影响因素是土壤养分浓度和土壤水分含量，浓度高时根系接触到的养分数量多，截获多；浓度梯度大，扩散到根表的养分多；水分多是水流数度快，浓度高单位容积中养分数量多，质流携带的养分多。

4、根际土壤养分的有效性为什么高？（5分）
根系分泌的有机酸等物质可增加难溶性物质的溶解度；根际有较多的能源物质，使根际微生物活性较高，有利于难溶性养分的释放。

5、简述钾肥在提高作物抗逆性方面的主要功能。

（6分）
钾能够提高原生质胶体的水和度，减少水分的散失，调节气孔开闭，有效用水，增强作物的抗旱性；促进光合作用，增加体内可溶性糖的含量，提高作物的抗寒性；使细胞壁增厚，提高细胞壁木质化程度，并能减少可溶性蛋白含量，增强作物抗病和抗倒伏的能力。

5、简述磷肥在提高作物抗逆性方面的主要功能。

提高原生质胶体的水合度，增加其弹性和粘性，增强对局部脱水的抗性，同时磷能促进根系发育，可吸收深层土壤的水分，提高抗旱性；增加体内可溶性糖和磷脂的含量，使冰点下降，增强细胞对温度变化的适应性，提高作物的抗寒性；H2PO42-和HPO4-转化，增强作物对外界酸碱反应的适应能力，提高抗盐碱能力。

7、在酸性土壤上为什么要施用石灰？
提供钙镁营养，中和土壤酸度，消除铁铝毒害；提高土壤PH值，释放铁铝固定的磷，并能促进有微生物活性，增加土壤有效养分；增加土壤钙胶体的数量和腐殖质的含量，促进团粒形成，改善土壤物理性状；调整酸度并能直接杀死病菌和虫卵，可减轻病虫害的发生。

1、简述影响根系吸收养分的外界环境条件。

（6分）
2、在堆肥过程中如何调节水分和通气状况？（5分）
含水量为原材料湿重的60%左右，堆制初期要创造较为好气的条件，以加速分解并产生高温，堆制后期要创造较为嫌气的条件，以利腐殖质形成和减少养分损失。

3、缺锰时作物体内的硝酸盐含量为什么会增加？（4分）
锰能活化硝酸还原酶，促进植物体内硝酸还原，利于蛋白质的合成，当缺锰时，硝酸还原受到抑制，所以体内硝酸盐含量增加。

2、土壤中固定态（难溶性）磷在哪些条件下可转化成为有效磷？（5分）
施用酸性肥料使土壤酸性增加；根系和微生物分泌的有机酸，施用有机肥中的有机酸都能与土壤中的钙、铁、铝等络合，将固定的磷释放出来；淹水条件下，Eh降低，使Fe3+ →Fe2+ 将闭蓄态磷释放出来，增加磷的有效性。

5、充足的钾肥供应为什么会增加根瘤的固氮量？（5分）
豆科植物的根瘤固氮从寄主植物获得碳水化合物作为能源，寄主碳水化合物供应充足，根瘤固氮能力强，钾能提高豆科作物的光合作用，增加体内碳水化合物含量，并能促进碳水化合物的运输。

3、缺铁时作物体内的硝酸盐含量为什么会增加？（4分）
铁是铁氧还蛋白的重要组成成分，铁氧还蛋白在植物体内硝酸还原中传递电子，缺铁时，硝酸还原受到抑制，所以体内硝酸盐含量增加。

3、复合肥料的发展趋势。

（5分）
发展养分含量高的多元和多功能的复合肥；加工简单，成本低的液体复合肥；减少损失与固定的缓效。

4. 说明植物对铵态氮和硝态氮在吸收、同化、运输和贮存方面各有什么异同?
吸收: 铵态氮为被动扩散; 硝态氮为主动吸收
同化: 铵态氮直接同化; 硝态氮先还原后同化
运输: 铵态氮基本不进行长距离运输; 硝态氮在木质部运输
贮存: 铵态氮不能累积，以酰胺形态贮存; 硝态氮可累积贮存
二、简述NO3-N吸收与同化过程，影响因素(10分)
答案: 1 以NO3－形式主动吸收
2 、经过硝酸还原作用分两步还原为NH4＋，然后同化为氨基酸，再进一步同化。

3、影响因素：（1）硝酸盐供应水平当硝酸盐数量少时，主要在根中还原; （2）、植物种类木本植物还原能力>一年生草本。

一年生草本植物因种类不同而有差异，其还原强度顺序为：油菜>大麦>向日葵>玉米>苍耳
（3）、温度温度升高，酶的活性也高，所以也可提高根中还原NO3--N 的比例。

（4）、植物的苗龄在根中还原的比例随苗龄的增加而提高;
（5）、陪伴离子 K+能促进NO3-向地上部转移，所以钾充足时，在根中还原的比例下降；而Ca2+和Na+为陪伴离子时则相反;
（6）、光照在绿色叶片中，光合强度与NO3-还原之间存在着密切的相关性。

三、在小麦/玉米、小麦/水稻轮作体系中，磷肥应如何分配？为什么？(10分) 答: 1 小麦/玉米轮作，优先分配在小麦上，因为小麦需磷高于玉米、小麦生长期温度的，对磷的需要量高。

2 小麦/水稻轮作，优先分配在小麦上，因为小麦需磷高于水稻、小麦在旱地，磷的有效性低于水稻季。

四、举6种元素，说明养分再利用程度与缺素症发生部位的关系(10分)
答案: 氮磷钾镁，再利用能力强，缺素先发生在老叶。

铁锰锌，再利用能力低，缺素先发生在新叶。

硼和钙，再利用能力很低，缺素先发生在生长点
五、什么是酸性土壤, 酸性土壤的主要障碍因子是什么？(10分)
答案:1 酸性土壤是低pH土壤的总称，包括红壤、黄壤、砖红壤、赤红壤和部分灰壤等。

2 主要障碍因子包括：氢离子毒害、铝的毒害、锰的毒害、缺乏有效养分
六、双子叶植物及非禾本科单子叶植物对缺铁的反应机理是什么？(20分)
答:双子叶植物和非禾本科单子叶植物在缺铁时，根细胞原生质膜上还原酶活性提高，增加对Fe3+的还原能力，质子和酚类化合物的分泌量加大，同时增加根毛生长和根转移细胞的形成，其适应机理称作机理Ⅰ。

1) Fe3+的还原作用机理Ⅰ的一个重要特点是缺铁时植物根系表面三价铁
的还原能力显著提高。

2) 质子分泌：机理Ⅰ类植物根细胞原生质膜上受ATP酶控制的质子泵受缺铁诱导得以激活，向膜外泵出的质子数量显著增加，使得根际pH值明显下降酸化的作用有两方面：一是增加根际土壤和自由空间中铁的溶解度，提高其有效性；二是创造并维持根原生质膜上铁还原系统高效运转所需要的酸性环境。

3) 协调系统：对机理Ⅰ植物而言，缺铁不仅诱导根细胞原生质膜上还原酶的形成与激活，而且诱导质子泵的激活，这两个过程之间不论是在发生的时间，还是在发生的部位上，都是密切配合、协同起作用的。

这一协同系统保证了植物在缺铁时，特别是在高pH环境中，也能有效地还原Fe3+ 。

七、氮肥的损失途径有哪些？如何提高氮肥的利用率？(20分)
答案： 1 途径: 挥发、淋失、反硝化
2 措施（1）硝态氮肥防止淋失（2）铵态氮肥深施覆土（3）氮肥与其它肥料配合施用（4）缓控释肥料（5）合理施肥量
2、论述种植绿肥在农业可持续发展中的作用。

种植绿肥在农业可持续发展中的作用可概括为：
1）提高土壤肥力，可增加土壤有机质和氮的含量并能更新土壤有机质；2）肥作物根系发达，可利用难溶性养分，从土壤深层吸收，富集和转化土壤养分；3）能提供较多的新鲜有机物与钙素等养分，可改善土壤的理化性状；4）有利于水土保持，绿肥根系发达，枝叶繁茂，覆盖度大，可减少径流，保持水土；
5）促进农牧结合，绿肥大多是优质牧草，为发展畜牧业提供饲料，牲畜粪肥可为农业提供有机肥源，提高土壤肥力。

2、论述氮在土壤中损失的主要途径，如何提高氮肥利用率。

1）主要损失途径是氨的挥发，硝态氮的淋失和反硝化脱氮。

2）提高氮肥利用率的途径是：根据土壤条件合理分配氮肥，根据土壤的供氮能力，在含氮量高的土壤少施用氮肥，质地粗的土壤要少量多次施用，减少氮的损失；根据作物营养特性和肥料性质合理分配氮肥，需氮量大得多分配，铵态氮在碱性土壤上要深施覆土，增加土壤对铵的吸附，减少氨的挥发和硝化作用，防止硝态氮的淋失和反硝化脱氮，硝态氮不是宜在水田施用，淹水条件易引起反硝化
脱氮；氮肥与有机肥及磷钾肥配合施用，养分供应均衡，提高氮肥利用率；施用缓效氮肥，使氮缓慢释放，在土壤中保持较长时间，提高氮肥利用率。

1、论述有机肥料的培肥改土作用。

有机肥富含新鲜的有机物质和大量的纤维素和木质素，增加土壤活性腐殖质含量，可补给和更新土壤有机质；有机肥经微生物分解后增加有机胶体数量，有利于提高水稳性团聚体数量，改善土壤结构，增加土壤保肥性；有机肥是植物营养的重要来源，氮、磷、钾及微量元素等养分齐全，可全面供给作物所需要的营养；富含有机碳，为微生物提供能量来源，提高土壤生物活性。

微生物活动和有机肥释放的有机酸，可增加土壤中难溶性养分的有效性，增加土壤有机胶体，可吸附有害物质，减轻土壤污染。

1、以过磷酸钙为例，说明磷在土壤中的固定机制。

当过磷酸钙施入土壤后，水分不断从周围向施肥点汇集，过磷酸钙发生水解和解离，形成一水磷酸一钙饱和溶液。

使局部土壤溶液中磷酸离子的浓度比原来土壤溶液中的高出数百倍以上，与周围溶液构成浓度梯度，使磷酸根不断向周围扩散，磷酸根解离出的H+引起周围土壤PH下降，把土壤中的铁、铝、钙溶解出来。

磷酸根向周围扩散过程中，在石灰性土壤上，发生磷酸钙固定，在酸性土壤上发生磷酸铁和磷酸铝固定。

在酸性土壤上水溶性磷酸还可发生专性吸附和非专性吸附。

三、必需营养元素的主要功能
第一类：C、H、O、N、S
1. 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、B、(Si)
1. 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、Cl
1. 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、Ni
1. 组成酶辅基
2. 组成电子转移系统
四、必需营养元素间的相互关系
1. 同等重要律－－植物必需营养元素在植物体内的数量不论多少都是同等重要的
生产上要求：平衡供给养分
2. 不可代替律－－植物的每一种必需营养元素都有特殊的功能，不能被其它元素所代替
生产上要求：全面供给养分
一、有益元素的概念
某些元素适量存在时能促进植物的生长发育；或者是某些特定的植物、在某些特定条件下所必需的，这些类型的元素称为“有益元素”，也称“农学必需元素”。

第三节影响植物吸收养分的因素
一、介质中养分浓度
研究表明，在低浓度范围内，离子的吸收率随介质养分浓度的提高而上升，但上升速度较慢，在高浓度范围内，离子吸收的选择性较低，而陪伴离子及蒸腾速率对离子的吸收速率影响较大。

若养分浓度过高，则不利于养分的吸收（会出现“二重图型”），也影响水分吸收。

(故化肥宜分次施用) 二、温度
温度呼吸作用氧化磷酸化ATP 吸收
三、光照
光照光合作用光合磷酸化ATP 吸收
光照还可通过影响植物叶片的光合强度而对某些酶的活性、气孔的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的吸收。

四、水分
作用：(1) 促进养分的释放：溶解肥料、矿化有机质
(2) 加速养分的流失：稀释养分
水分状况对植物生长，特别是对根系的生长有很大影响，从而间接影响到养分的吸收
五、通气状况
土壤通气状况主要从三个方面影响植物对养分的吸收：
1. 根系的呼吸作用
2. 有毒物质的产生
3. 土壤养分的形态和有效性
良好的通气环境，能使根部供氧状况良好，并能使呼吸产生的CO2从根际散失。

这一过程对根系正常发育、根的有氧代谢以及离子的吸收都有十分重要的意义。

六、介质反应
1. 介质反应与植物吸收阴、阳离子的关系
偏酸性：吸收阴离子>阳离子
偏碱性：吸收阳离子>阴离子
原因：酸性反应时，根细胞的蛋白质分子带正电荷为主，故能多吸收外界溶液中的阴离子
碱性反应时，根细胞的蛋白质分子带负电荷为主，故能多吸收外界溶液中的阳离子
七、离子理化性状和根的代谢作用
（一）离子半径
吸收同价离子的速率与离子半径之间的关系通常呈负相关。

（二）离子价数
细胞膜组分中的磷脂、硫酸脂和蛋白质等都是带有电荷的基团，离子都能与这些基团相互作用。

其相互作用的强若顺序为：不带电荷的分子<一价的阴、阳离子<二价的阴、阳离子<三价的阴、阳离子。

相反，吸收速率常常以此顺序递减。

水化离子的直径随化合价的增加而加大，这也是影响该顺序的另一因素。

八、离子间的相互作用
1. 拮抗作用
(1) 定义：溶液中某种离子存在或过多能抑制另一离子吸收的现象。

主要表现在
对离子的选择性吸收上。

(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+
阴离子与阴离子之间，如Cl－、Br－和I－之间；H2PO4－和OH －之间；H2PO4－和Cl－之间；NO3－和Cl－之间；SO42－和SeO42－之间
2. 协助作用
(1) 定义：溶液中某种离子的存在有利于根系吸收另一离子的现象。

(2) 表现：阴离子与阳离子之间，如NO3－、SO42－等对阳离子的吸收有利
二价或三价阳离子对一价阳离子，如溶液中Ca2+ 、Mg2+、Al3+等能促进K+ 、Rb+ 、Br－以及NH4+的吸收“维茨效应”
九、苗龄和生育阶段(植物营养的阶段性)
（一）作物的种子营养
种子发芽前后，依靠种子中贮存的物质进营养。

三叶期以后则依靠介质提供营养。

（二）作物不同生育阶段的营养特点
一般在植物生长初期，养分吸收的数量少，吸收强度低。

随时间的推移，植物对营养物质的吸收逐渐增加，往往在性器官分化期达到吸收高峰。

到了成熟阶段，对营养元素的吸收又逐渐减少。

影响蔬菜硝酸盐含量的因素
植物因素: 种类、品种、部位
肥料因素: 种类、用量、时间
气候因素: 温度、光照
收获因素: 施肥后安全期、一天内时间
降低植物体内硝酸盐含量的有效措施：选用优良品种、控施氮肥、增施钾肥、增加采前光照、改善微量元素供应等。