植物根系对离子态养分的被动吸收
植物保护学名词解释
植物保护学名词解释1、植物营养元素的再利用：植物某一器官或部位中的矿质养分可通过韧皮部运往其他器官或部位，而被再度利用。
2、大量元素：碳氢氧氮磷钾钙镁硫。
3、微量元素：铁硼锰铜钼锌氯。
4、营养：植物体从外界环境中吸取其生长发育所需的养分，并用以维持其生命活动。
5、营养元素：植物体所需的化学元素。
6、植物营养学：研究植物对营养元素的吸收、运输、转化和利用的规律及植物与外界环境之间营养物质交换和能量交换的科学。
7、必需营养元素：对植物生长具有必需性、不可替代性和直接营养作用的化学元素。
8、有益元素：对某些植物的生长发育有良好刺激作用，或为某些植物种类、在某些特定条件下所必需，但不是所有植物必需。
9、强度因素：土壤溶液中养分的浓度。
10、容量因素：土壤中有效养分的数量。
11、化学有效养分：土壤中存在的矿质态养分。
12、土壤的缓冲因素（缓冲力或缓冲容量）：表示土壤保持一定养分强度的关系。
13、截获：根直接从所接触的土壤中获取养分而不通过运输。
14、质流：植物蒸腾作用和根系吸水造成根表土壤与原土体之间出现明显的水势差，此种压力导致土壤溶液中的养分随着水流向根表迁移。
15、扩散：由于根对周围养分离子的吸收造成根表与周围土壤的养分浓度梯度差，土体养分顺着浓度梯度向根表迁移。
16、简单扩散：溶液中的离子存在浓度差时，将导致离子由浓度高的地方向浓度低的地方扩散。
17、根系密度：单位土壤体积中根的总长度。
18、养分累积：根对水分的吸收速率高于养分的吸收速率，这时根际的养分浓度高于土体的养分浓度。
19、养分亏缺：根系吸收土壤溶液中养分的速率大于吸收水分的速率。
20、养分持平：在一定条件下，水分的蒸腾速率和养分的吸收速率相等，根际不会出现浓度梯度。
21、共生固氮作用：一些豆科植物在固定空气中的N2时，也会降低根际的PH值。
22、螯溶作用：植物分泌的大量有机酸、氨基酸和酚类化合物，与根际各种金属元素形成螯合物。
23、双泵模型：离子进入木质部导管需两次泵的作用，第一次是将离子由介质或自由空间主动泵入细胞膜内，进入共质体；第二次是将离子由木质部薄壁细胞主动泵入木质部导管。
植物根系对土壤养分的吸收与利用机制
植物根系对土壤养分的吸收与利用机制一、根系对土壤养分的吸收机制1. 植物根系的结构植物的根系主要分为主根和侧根两部分。
主根是从胚芽发出的第一个根，负责向下生长，吸收土壤中的水分和养分。
侧根是从主根发出的分支根，扩大了根系对土壤的吸收面积。
2. 根毛的作用根毛是主根末梢产生的细长突起，它们具有很多细胞壁突出的微绒毛状结构，增加根系与土壤之间的接触面积。
根毛能够吸附土壤中的细小颗粒和离子，并通过细胞间隙进入根系内部。
3. 主动吸收与被动吸收植物根系通过两种方式吸收土壤养分。
主动吸收是指植物根系通过运动蛋白质将养分主动地吸收到根系细胞内。
被动吸收是指物质在根系细胞内由高浓度向低浓度的方向被扩散吸收。
4. 吸附和离子交换植物根系通过根毛吸附土壤中的养分颗粒，如有机质和小颗粒矿物质。
同时，植物根系通过离子交换作用，将根系内部的离子与土壤中的离子进行交换，使无机离子被吸附到根系细胞表面。
二、根系对土壤养分的利用机制1. 根系分泌根系液根系液是根毛细胞分泌的一种含有有机酸、酶和其他物质的液体。
根系液能够溶解土壤中的养分，使其更容易被根系吸收。
此外，根系液中的酶还能分解土壤中的有机质，释放出有机养分。
2. 根瘤与共生菌根某些植物与根瘤菌或菌根真菌形成共生关系，能够利用它们与土壤中氮的循环。
根瘤菌与植物根系结合形成根瘤，在根瘤内固氮，将氮转化为植物可利用的形式。
菌根真菌在与植物根系结合后，能够扩大根系的吸收面积，并为植物提供养分。
3. 根系吸收机制的调节植物能够根据土壤养分的供应情况调节根系对养分的吸收。
当土壤中某种养分过量时，植物会降低该养分的吸收。
反之，当土壤中某种养分不足时，植物会增加该养分的吸收。
4. 植物间的竞争与共生植物根系之间会发生竞争，争夺土壤中有限的养分资源。
一些植物通过分泌有毒物质或形成根际隔离带来排斥竞争者。
而其他植物则与土壤中的微生物形成共生关系，共同利用土壤养分，提高养分的利用效率。
总结：植物根系对土壤养分的吸收与利用机制是一个复杂的过程。
植物根细胞吸收离子的方式
植物根细胞吸收离子的方式
离子进入根细胞可划分为被动吸收和主动吸收两种形式。
被动吸收又称非代谢吸收，是一种顺浓度梯度的吸收过程，不需要消耗能量，属于物理的或物理化学的作用。
被动吸收主要包括两个方面:
①养分通过扩散、质流等形式进人根细胞。
离子态养分无论是通过截获、扩散或质流都能进入根细胞。
但一般不通过细胞膜，对整个组织来说，一般不能通过内皮层。
②离子交换。
植物吸收离子态养分，还可以通过离子交换的方式进人植物体内。
一般情况是根细胞外的氢离子和粘粒扩散层交换性阳离子进行交换。
主动吸收又称为代谢吸收，是一个逆浓度梯度且消耗能量的吸收过程，且有选择性。
植物根系对离子的交换吸附课件
(1)根与土壤溶液的离子交换： CO2-３ 、H+ 、 HCO－ ３ 这些
离子可以和根外土壤溶液中以及土壤胶粒上的一些离子如 K+、Cl-等发生交换 ,结果土壤溶液中的离子或土壤胶粒上的 离子被转移到根表面。如此往复,根系便可不断吸收矿质。
(2) 接触交换： 当根系和土壤胶粒接触时 , 根系表面的离子可
离子从根表面进入根导管的途径有质外 体和共质体两种
(1)质外体途径 根部有一个与外界溶液保持扩散平衡、 自由出入的外部区域称为质外体，又称自由空间。 (2)共质体途径 离子通过自由空间到达原生质表面后,可 通过主动吸收或被动吸收的方式进入原生质。在细胞内 离子可以通过内质网及胞间连丝从表皮细胞进入木质部 薄壁细胞，然后再从木质部薄壁细胞释放到导管中。
四)土壤pH值
土壤pH值对矿质元素吸收的影响,因离子性质不 同而异，一般阳离子的吸收速率随pH值升高而加 速;而阴离子的吸收速率则随pH值增高而下降 pH值对阴阳离子影响不同的原因,认为与组成细 胞质的蛋白质为两性电解质有关。 一般认为土壤溶液pH值对植物营养的间接影响 比直接影响大得多。例如引起元素沉淀和淋失、 引起植物中毒。一般植物最适生长的pH值在6～7 之间,但有些植物喜稍酸环境,如茶、马铃薯、烟草 等,还有一些植物喜偏碱环境,如甘蔗和甜菜等
(二)通气状况
土壤通气状况直接影响到根系的呼吸作用， 通气良好时根系吸收矿质元素速度快。因 此,增施有机肥料,改善土壤结构,加强中耕松 土等改善土壤通气状况的措施能增强植物 根系对矿质元素的吸收。土壤通气除增加 氧气外,还有减少CO２的作用。
(三)土壤溶液浓度
当土壤溶液浓度很低时 ,根系吸收矿质元 素的速度,随着浓度的增加而增加,但达到某 一浓度时,再增加离子浓度,根系对离子的吸 收速度不再增加。这一现象可用离子载体 的饱和效应来说明。浓度过高 , 会引起水分 的反渗透 , 导致“烧苗”。所以，向土壤中 施用化肥过度 , 或叶面喷施化肥及农药的浓 度过大,都会引起植物死亡,应当注意避免。
植物的根系吸收和养分转运机制
主动运输和被动 运输的速度和效 率受到多种因素 的影响，如养分 浓度、土壤水分、 温度等
根系对养分的吸 收还受到植物激 素的调节，如生 长素、细胞分裂 素等
土壤养分浓度：过高或过低都会影响根系吸 收
土壤水分：水分过多或过少都会影响根系吸 收
土壤pH值：过酸或过碱都会影响根系吸收
土壤温度：过高或过低都会影响根系吸收
研究方法：研究人员采用了多种研究方法，如田间试验、实验室分析、数值模拟 等，以深入了解植物根系吸收和养分转运的机制。
展望：未来，研究人员将继续探索植物根系吸收和养分转运的机制，以期提高作 物产量和品质，为农业可持续发展做出贡献。
根系吸收和养分 转运的机制尚不 完全清楚
缺乏有效的研究 方法和技术来监 测根系吸收和养 分转运的过程
植物的根系吸收和养 分转运机制
汇报人：XX
目录
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植物根系吸收养分的机 制
植物养分转运的机制
植物根系吸收和养分转 运的生理与生态意义
植物根系吸收和养分转 运的研究方法与技术
植物根系吸收和养分转 运的研究现状与展望
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植物根系吸收养分 的机制
根尖：主要吸收部位，包括根毛区、伸长区和分生区 根表皮：部分养分通过根表皮细胞吸收 根内部：部分养分通过根内部细胞吸收 根瘤：豆科植物特有的吸收氮素的器官，位于根的侧面或顶端
土壤透气性：透气性差会影响根系呼吸，进 而影响根系吸收
土壤微生物：微生物活动会影响根系吸收
植物养分转运的机 制
主动转运：植物 通过消耗能量， 将养分从低浓度 区域转运到高浓 度区域
被动转运：植物 通过渗透作用， 将养分转运：植 物通过共质体 （细胞之间的连 接结构），将养 分从一个细胞转 运到另一个细胞
植物根系对养分的吸收
运输动力：
ATP ATP
ATP
机理
(1) 载体解说
① 载体（carrier）－－指生物膜上存在的能携带
离子通过膜的大分子。这些大分子形成载体时需要 能量（ATP）。
载体对一定的离子有专一的结合部位，能有 选择性地携带某种离子通过膜。
3. 数量：约占1％，远小于植物的需要
（二）质流（Mass flow）
1. 定义：是指由于水分吸收形成的水流而引起养分 离子向根表迁移的过程。
2. 影响因素：与蒸腾作用呈正相关 与离子在土壤溶液中的溶解度呈正相关
（三）扩散（Diffusion）
1. 定义：是指由于植物根系对养分离子的吸收，导 致根表离子浓度下降，从而形成土体－根 表之间的浓度梯度，使养分离子从浓度高 的土体向浓度低的根表迁移的过程。
vascular tissue
Cell to cell transport
一、土壤养分向根表面迁移
地上部
土壤
2
3
根1
植物根获取土壤养分的模式图 (1.截获 2.质流 3.扩散)
（一）截获（Interception）
1. 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的过程。
2. 实质：接触交换
② 载体转运离子的过程
活化载体 离子
A
CP
磷
酸
激
酶
I C
ATP
ADP
线 粒 体
载体－离子复合物 未活化载体
外
A
C PP
膜
磷
酸
Pi
酯
植物的养分吸收和输送机制
根系结构：包 括主根、侧根、
须根等
吸收方式：主 动吸收和被动
吸收
吸收部位：根 毛是主要的吸
收部位
吸收过程：水 分和养分通过 根毛进入根系， 然后通过木质 部输送到地上
部分
植物主要吸收的养分种类：氮、磷、钾、钙、镁、硫等 植物吸收养分的数量：根据植物的种类、生长阶段、环境条件等因素有所不同 植物吸收养分的方式：主动吸收和被动吸收 植物吸收养分的部位：根部、叶片、果实等
土壤养分含量：影响植物对养分的吸收 土壤水分：影响养分的溶解和吸收 植物根系：影响养分的吸收和运输 植物生长阶段：不同生长阶段对养分的需求不同 环境因素：如温度、光照、湿度等也会影响植物的养分吸收
植物的养分输送
木质部：主要输送水分和矿物质 韧皮部：主要输送有机物质 细胞膜：通过细胞膜上的载体蛋白进行物质运输 细胞壁：通过细胞壁进行物质运输 细胞间隙：通过细胞间隙进行物质运输 植物激素：通过植物激素进行物质运输
光照：光照强 度和时长会影 响植物的光合 作用，从而影 响养分的分配。
温度：温度会 影响植物的新 陈代谢，从而 影响养分的分
配。
水分：水分是 植物进行光合 作用的必要条 件，也会影响 植物的养分分
配。
土壤养分：土 壤中的养分含 量和种类会影 响植物的养分 吸收和分配。
植物激素：植 物激素如生长 素、细胞分裂 素等会影响植 物的养分分配。
施肥策略：根据植物养 分吸收和输送机制，制 定科学的施肥方案，提 高植物生长速度和品质。
灌溉策略：根据植物 养分吸收和输送机制， 制定合理的灌溉方案， 保证植物对水分和养 分的充分吸收。
植物生长调节剂：利 用植物养分吸收和输 送机制，研制植物生 长调节剂，促进植物 生长和发育。
植物对养分的吸收
1.0
0.04（leaf）
63.8
17.1
14.0
（三）影响根外营养效果的因素 1.溶液的组成
不同溶液组成叶片吸收速度不同 KCl>KNO3 >KH2PO4 尿素>其它N肥
2. 溶液浓度及pH
在不引起伤害的前提下养分进入叶片的速度和数量随浓度升 高而升高 大量元素 0.2~2% 微量元素 0.01~0.2%
❖ 难于再利用的元素 主要在木质部由下往上随蒸腾液流 而运输，出现在顶叶和新叶。 Ca B
3.叶片
叶片类型 叶片结构
4. 溶液湿润叶片的时间
• 最好要使叶片在30min到1h内保持湿润 • 选在晴天傍晚无风的天气下进行 • 湿润剂或表面活化剂
5.喷施部位及次数
三、养分在植物体内的运转和利用
养分的运输方向
➢ 横向运输 横向运输主要指养分由根表皮经皮层、内 皮层到中柱层（导管）的运输过程。质外体和共质体 是根部横向运输水分和养分的重要通道。
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
主动吸收 载体学说
二、根外器官对养分的吸收
（一）机理 • 养分通过叶片角质层和气孔，进入细胞；
• 也可能使养分离子通过角质层上的裂缝和从表层细胞延伸到角 质层的外质连丝，进入细胞。
外质连丝是一种不含原生质的纤维孔隙，能使细胞原生质与外 界直接联系，这种外质连丝能做为角质膜到达表皮细胞原生质膜的 一条通路。
（三）养分向根表迁移的方式
截获（root interception） 扩散 （diffusion) 质流 (mass flow)
四、 植物根系对无机养分的吸收
被动吸收 (passive uptake) 主动吸收 (active uptake)
土壤肥料学通论试题库和答案
土壤肥料学试题库与答案一、名词解释（每小题3分）。
1、土壤肥力：土壤能供应与协调植物正常生长发育所需要的养分和水、空气、热的能力。
2、植物营养元素的同等重要律和不可替代律：植物必需的营养元素在植物体内不论数量多少都是同等重要的；任何一种营养元素的特殊功能都不能被其它元素所代替。
3、腐殖化过程：动植物残体被嫌气性微生物分解又合成.从而形成新的、较稳定的、大分子的、复杂的有机化合物（腐殖质）的过程。
4、限制因子律：增加一个因子的供应.可以使作物生长增加.但是遇到另一生长因子不足时.即使增加前一因子也不能使作物生长增加.直到缺乏的因子得到补充.作物才能继续增长。
5、氮肥利用率：氮肥利用率是指氮肥中氮素被当季作物吸收利用的百分率。
6、土壤容重：土壤容重是指单位容积原状土壤（包括孔隙）的烘干重量。
单位g/cm ,t/m。
1、土壤退化：土壤退化是指在各种自然和人为因素影响下.导致土壤生产力、环境调控潜力和可持续发展能力下降甚至完全丧失的过程。
或指土壤数量减少和质量降低的过程。
7、土壤分布的垂直地带性：土壤垂直地带性分布是指山区的土壤随着海拔高度的变化呈现有规律的更替的现象。
9、田间持水量：毛管悬着水的最大量称为田间持水量，是在自然条件下.使土壤孔隙充满水分.当重力水排除后土壤所能保持的最大含水量。
10、养分归还学说：要点是：第一、随着作物的每次收获必然要从土壤中取走一定量的养分。
第二、如果不正确地归还养分于土壤.地力必然会逐渐下降。
第三、要想恢复地力.就必须归还从土壤中取走的全部东西。
第四、为了增加产量.就应该向土壤施加灰分元素。
11、磷的固定：所谓磷的固定是指可溶性磷酸盐转变为难溶性磷酸盐.即有效态磷转化为无效态磷的过程。
其结果导致磷的有效性降低。
12、生理酸性肥料：生理酸性肥料是指化学上是中性的.但由于作物选择性地吸收养分离子.导致有些养分离子残留在土壤中.并使土壤变酸的肥料。
13、土壤沙化：土壤沙化指良好的土壤或可利用的土地.在风蚀和风力堆积作用下.变成含沙很多的土壤或土地甚至变成沙漠的过程。
植物根系对离子的交换吸附
再见
四)土壤pH值
土壤pH值对矿质元素吸收的影响,因离子性质不 同而异，一般阳离子的吸收速率随pH值升高而加 速;而阴离子的吸收速率则随pH值增高而下降 pH值对阴阳离子影响不同的原因,认为与组成细 胞质的蛋白质为两性电解质有关。 一般认为土壤溶液pH值对植物营养的间接影响 比直接影响大得多。例如引起元素沉淀和淋失、 引起植物中毒。一般植物最适生长的pH值在6～7 之间,但有些植物喜稍酸环境,如茶、马铃薯、烟草 等,还有一些植物喜偏碱环境,如甘蔗和甜菜等
(二)通气状况
土壤通气状况直接影响到根系的呼吸作用， 通气良好时根系吸收矿质元素速度快。因 此,增施有机肥料,改善土壤结构,加强中耕松 土等改善土壤通气状况的措施能增强植物 根系对矿质元素的吸收。土壤通气除增加 氧气外,还有减少CO２的作用。
(三)土壤溶液浓度
当土壤溶液浓度很低时,根系吸收矿质元 素的速度,随着浓度的增加而增加,但达到某 一浓度时,再增加离子浓度,根系对离子的吸 收速度不再增加。这一现象可用离子载体 的饱和效应来说明。浓度过高,会引起水分 的反渗透,导致“烧苗”。所以，向土壤中 施用化肥过度,或叶面喷施化肥及农药的浓 度过大,都会引起植物死亡,应当注意避免。
由于H+和HCO－３分别与周围溶液和土壤胶粒的阳离子和 阴离子迅速地进行交换,因此盐类离子就子从根表面进入根导管的途径有质外 体和共质体两种
(1)质外体途径 根部有一个与外界溶液保持扩散平衡、 自由出入的外部区域称为质外体，又称自由空间。 (2)共质体途径 离子通过自由空间到达原生质表面后,可 通过主动吸收或被动吸收的方式进入原生质。在细胞内 离子可以通过内质网及胞间连丝从表皮细胞进入木质部 薄壁细胞，然后再从木质部薄壁细胞释放到导管中。
植物营养学题库
植物营养学题库一、名词解释：1.有益元素：是指为某些植物正常生长发育所必需而非所有植物必需的元素。
2.截获：指根系在土壤中伸展的过程中吸取直接接触到的养分的过程。
3.质流：指植物蒸腾作用和根系吸水造成根表土壤与原土体之间出现明显的水势差，此种压力差导致土壤溶液中的养分随着水流向根表迁移。
4.扩散：由于植物根系对养分离子的吸收，使根表面养分离子浓度下降，根表养分发生亏缺，与附近土体间形成养分浓度梯度，从而使养分离子从高浓度向低浓度方向迁移5.被动吸收：指养分离子顺着电化学势梯度由介质溶液进入细胞内的过程。
6.主动吸收：指养分离子逆着电化学势梯度由介质溶液通过细胞膜进入细胞内的过程。
7.叶部营养（或根外营养）：植物通过叶片或非根系部分吸收养分来营养自身的现象称为叶部营养。
这种供应营养的方式称为叶面施肥8.离子间的拮抗作用：是指在溶液中某一离子的存在能抑制另一离子吸收的现象9.离子间的协助作用：是指在溶液中某一离子的存在促进根系对另一些离子的吸收10.短距离运输（横向运输）：根外介质中的养分沿根表皮、皮层、内皮层到达中柱（导管）的迁移过程叫养分的横向运输。
由于其迁移距离短，又称为短距离运输。
11.长距离运输（纵向运输）：养分从根经木质部或韧皮部到达地上部的运输以及养分从地上部经韧皮部向根的运输过程，称为养分的纵向运输。
由于养分迁移距离较长，又称为长距离运输。
12.质外体：是由植物体相邻细胞原生质外围的细胞壁和细胞间隙所组成的连续体。
在质外体中水分和养分可以自由出入。
13.共质体：是植物体相邻细胞通过胞间连丝（Plasmodesmata)把细胞的原生质相互连接起来的整体。
养分离子可以由一个细胞进入另一个细胞。
14.矿质养分的再利用：植物某一器官或部位中的矿质养分可通过韧皮部运往其它器官或部位，而被再度利用的现象。
15.植物营养临界期：指营养元素过多或过少甚至营养元素间不平衡，对植物生长发育产生明显不良影响的时间。
植物对养分的吸收
习惯上可分为水分自由空间和杜南自由空间
精品课件
32
水分自由空间－－是指被水分占据并能和外部介质 溶液达到物理化学平衡的那部分质外体区域
杜南自由空间－－是指质外体中因受电荷影响，养 分离子不能自由移动和扩散的那部分区域
4
二、根的结构特点与养分吸收
• 从根尖向根茎基部分为根冠、分生区、伸长区和成熟 区(根毛区)和老熟区五个部分
大麦根尖纵切面
精品课件双子叶植物根立体结构图 5
• 从根的横切面从外向根内可分为表皮、(外)皮 层、内皮层和中柱等几个部分
大麦(Hordeum 精vu品l课ga件re) 根的横断面
6
对于一条根： 分生区和伸长区：养分吸收的主要区域 根毛区：吸收养分的数量比其它区段更多
精品课件
37
1. 被动吸收（passive absorption）
定义：膜外养分顺浓度梯度 (分子) 或电化学势梯度 (离子)、
不需消耗代谢能量而自发地 (即没有选择性地) 进 入原生质膜的过程。
形式：
(1) 简单扩散：如亲脂性分子(O2、N2)、不带电极性小分子
(H2O、CO2 、甘油 )
(2) 易化扩散：被动吸收的主要形式。机理如下：
0
(Barber,1984)
问题：必需的大量矿质元素各精品通课件过什么途径迁移到根系表面28 ？
问题： 植物的大量矿质元素各通过什么途径迁
移到根系表面？
1. 截获：钙、镁 (少部分) 2. 质流：氮 (硝态氮)、钙、镁、硫 3. 扩散：氮、磷、钾
精品课件
29
植物养分的吸收与运输复习题及答案
17、土壤中的养分一般通过 截获、质流 和 扩散 等三种途径迁移至植物 根系表面。
18、我们学过的主动吸收的机理有载体解说和离子泵假说。
19、植物吸收有机态养分的意义在于提高对养分的利用程度和减少能量损 耗。
7、养分的吸收：指养分通过细胞原生质膜进入细胞内的过程。 8、被动吸收：膜外养分顺浓度梯度（分子）或电化学势梯度（离
子）、不需消耗代谢能量而自发地（即没有选择性地）进入原生 质膜的过程。 9、主动吸收：膜外养分逆浓度梯度或电化学势梯度、需要消耗代谢 能量、有选择性地进入原生质膜内的过程。 10、离子间协助作用：在溶液中一种养分的存在能促进作物对另一 种养分的吸收。 11、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。
20、影响植物吸收养分的环境因素包括介质中养分浓度、温度、光照 、水 分、通气状况和介质反应等。
21、介质中的离子间存在着 拮抗作用和协助作用，从而影响着植物对 养分的吸收。
22、植物需肥的关键时期有植物营养临界期和植物营养最大效率期。 23、植物叶部吸收养分的途径有表皮细胞途径和气孔途径。 24、影响叶部营养的因素有叶片结构、溶液的组成、湿润时间、溶液反
（ ）的毒害。 A.大于 B.等于 C.小于 D.氧化物质 E.还原物质
三、名词解释
1、根际：是指受植物根系活动的影响，在物理、化学和生物学性质上不 同于原土体的那部分根区土壤，一般在离根轴表面数毫米之内。
2、植物营养临界期：植物生长过程中的某一时期对养分需要的绝对量不 是很多，但很迫切，此时若缺乏该养分即使以后补充该养分，造成的 损失难以弥补。
FileNo.35植物根的养分和水分吸收机理
File No. 35 植物根的养分和水分吸收机理植物为了生存，需要不断地吸收养分和水分来维持自身的新陈代谢和生长的需要。
除了某些特殊的场合外，植物基本上是通过根来吸收养分和水分的。
但是，根对养分和水分的吸收机理完全不同。
根对水分的吸收是基于根细胞内外的溶液浓度差而产生的渗透压来进行的。
所谓渗透压是指“在半透膜两边存在的溶液会因溶质的浓度差而产生的能够使溶剂通过半透膜移动的压力”。
即在只能通过溶剂的半透膜的两边存在有同样的溶质和溶剂但溶质浓度不同的两种溶液的话，溶剂分子会通过半透膜从溶质浓度低的溶液移动到溶质浓度高的溶液中去，直到两边的溶质浓度达到平衡状态。
换句话说，就是溶液中的溶质微粒对溶剂产生的吸引力形成了渗透压，而渗透压的大小则取决于单位体积溶液里的溶质微粒的数目。
溶质微粒越多，即溶液浓度越高，对溶剂的吸引力越大，溶液渗透压就越高。
反过来，溶质微粒越少，即溶液浓度越低，对溶剂的吸引力越弱，溶液渗透压就越低。
溶质浓度与溶解在溶剂中的无机盐，氨基酸和蛋白质的含量有关。
渗透压可用范特霍夫方程式（van't Hoff equation）来表示：π= MRTπ：渗透压[atm] ，M：摩尔浓度[mol / dm3]，R：气体定数[atm·dm3 / K·mol]，T：绝对温度[K]植物根的细胞膜是一种只能通过水的半透膜，在正常的情况下，根细胞内的离子和有机酸等溶质的浓度要比根外土壤溶液中的溶质浓度高，保持着较低的水势（Water potensharu），因而产生了渗透压。
土壤溶液中的水分因该渗透压的存在而透过根的细胞膜进入到根细胞内（图1a）。
同样，根细胞内的水分也是因渗透压的存在而流入根的导管，通过根和茎的导管流入水势最低的叶片里。
叶细胞的水势最低，渗透压最高的原因是水分通过叶面的蒸发以及光合作用生成的同化产物和无机离子在叶细胞内的积储，使得叶细胞溶液的浓度达到植物各器官中最高点。
植物的根系结构和养分吸收
地上部分：叶片、茎、花、果实等 地下部分：根系、根毛等 相互调节：地上部分通过光合作用为地下部分提供能量，地下部分通过吸收水分和养分为地上部分提供支持 根系对地上部分的影响：根系发达，地上部分生长旺盛；根系受损，地上部分生长受阻 地上部分对地下部分的影响：地上部分茂盛，根系发达；地上部分受损，根系生长受阻
根系通过根毛吸 收水分
根毛的表面积大， 有利于吸收水分
根系还能调节水 分的吸收，以适
应环境的变化
植物根系可以将植物固定在土 壤中，防止植物被风吹倒或水 流冲走。
根系可以深入到土壤深处，增 加植物的稳定性。
根系可以将植物固定在斜坡上， 防止水土流失。
根系可以将植物固定在岩石上， 防止岩石松动和崩塌。
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侧根：主根上分出的侧根，向侧面 生长，增加根系的吸收面积
根毛：须根上分出的细小毛发状结 构，增加根系的吸收面积，提高吸 收效率
侧根：从主根上分出的根，向 侧面或斜下方向生长，是植物 根系的重要组成部分。
主根：植物种子萌发时，首先 形成的根，向下垂直生长，是 植物根系的主要部分。
植物根系与地上部 分的关系
地上部分的生长和发育会影响根系的生长和发育 地上部分的营养需求会影响根系对养分的吸收和利用 地上部分的环境适应性会影响根系的环境适应性 地上部分的病虫害会影响根系的健康和功能
根系为地上部分提供水分和养分 根系的吸收能力影响地上部分的生长和发育 根系的形态和分布影响地上部分的形态和分布 根系的病害和损伤会影响地上部分的生长和健康
力不同
土壤湿度：土 壤湿度影响根 系对养分的吸
收
土壤温度：土 壤温度影响根 系对养分的吸
收
土壤pH值： 土壤pH值影 响根系对养分
植物吸收养分的器官
植物吸收养分的器官植物根系是植物吸收养分和水分的器官。
因此，植物的根部对养分的吸收就是植物营养的核心。
根系吸收养分的过程一般包括以下四个过程:养分从土壤向根表迁移；养分从根表进入根内的自由空间，聚集在细胞膜的外表面；营养物质穿过细胞膜进入原生质体；养分从根部运输到地上部分。
1、土壤养分向根表的迁移土壤养分到达根面有三种途径:截留、扩散和质量流。
①截获养分在土壤中不经过迁移，而是根系在生长发育中直接从与根系接触的土壤颗粒表面吸收养分，类似于接触交换，这种方式称为截获。
然而由于与根系接触的土壤很少（1-3%），一般不超过10%，因此养分截获量很少。
②质流植物的蒸腾作用和根系吸水造成根表土壤与土体之间出现明显的水势差，土壤水分由土体向根表流动，土壤溶液中的养分随着水流向根表迁移，称为质流。
养分通过质流方式迁移的距离较长，数量较多。
某种养分通过质流到达根部的数量取决于植物的蒸腾率和土壤溶液中该养分的浓度。
③扩散当根系截获和质流不能向植物提供足够的养分时，在根系表面出现一个养分耗竭区，使得土体与根表产生了一个养分浓度梯度，养分就沿着这个养分浓度梯度由土体向根表迁移，这就是养分的扩散作用。
这种迁移一般速度慢，迁移距离短（0.1~15mm）。
不同迁移方式对植物养分吸收的贡献不同。
在大多数情况下，质流和扩散是根系获得养分的主要途径。
不同的养分迁移方式不同。
钙、镁和硝态氮主要取决于质量流量。
磷酸二氢、钾离子和铵离子主要靠扩散和迁移。
在一定程度上，养分的迁移方式还取决于土壤溶液中各种养分的浓度。
高营养浓度有利于质量流；当养分浓度较低时，扩散效应相对较大。
2、养分在细胞膜外表的聚集到达根系表面的养分离子必须穿过由细胞间隙、细胞壁微孔和细胞壁与原生质膜之间的空隙构成的自由空间（相当于质外体），才能到达细胞质膜。
细胞壁的主要结构物质是纤维素，纤维素分子按一定规律排列形成微纤维。
这些微纤维由交链聚糖相连，中间填充果胶等物质，形成网架状结构。
植物的根系吸收与养分转运
植物根系吸收与养分转运在园艺实践中的重要性 园艺实践中如何通过调节植物根系吸收与养分转运来提高植物生长和产量 园艺实践中如何通过调节植物根系吸收与养分转运来改善植物品质和抗逆性 园艺实践中如何通过调节植物根系吸收与养分转运来促进植物生长和繁殖
植被恢复：利用 植物根系吸收与 养分转运的原理， 促进植被恢复， 改善生态环境。
根系吸收效率受到土壤环境、植物 种类等因素的影响
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根系吸收能力与植物生长速度、抗 逆性等密切相关
根系吸收与植物生长发育的调控机 制是植物科学研究的重要领域
养分转运
主动转运：通过消耗能量，将养分从低浓度区域转运到高浓度区域 被动转运：通过浓度梯度，将养分从高浓度区域转运到低浓度区域 共质体转运：通过细胞膜上的共质体通道，将养分从细胞外转运到细胞内 液泡膜转运：通过液泡膜上的转运蛋白，将养分从细胞外转运到细胞内
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01 添 加 目 录 文 本
02 植 物 根 系 吸 收
03 养 分 转 运
植物根系吸收与养 04 分 转 运 的 相 互 关 系
植物根系吸收与养 05 分 转 运 的 实 践 应 用
植物根系吸收与养 06 分 转 运 的 研 究 展 望
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植物根系吸收
养分转运包括吸收、运输和 利用三个阶段
养分转运是植物生长的关键 过程
养分转运与植物生长发育、抗 逆性、产量和质量密切相关
研究养分转运有助于提高植 物生产效率和品质
植物根系吸收与养分转运的相互 关系
根系吸收是养分转运的基础，只有吸收足够的养分，才能保证植物的正常生长。
根系吸收的养分种类和数量会影响养分转运的方向和效率。 根系吸收的养分浓度会影响养分转运的速度和效率。 根系吸收的养分形态会影响养分转运的方式和效率。
植物根系对离子的交换吸附
武安市职教中心 农林部：张世华
植物体对矿质元素的吸收
一、植物根系对矿质元素的吸收
1.离子被吸附在根系细胞的表面
根部细胞呼吸作用放出CO２和H２O。CO 溶于水生成H ２ CO ３ ,H ２ CO ３ 能解离出H+ ２ 和HCO－３离子,这些离子可作为根系细胞的 交换离子,同土壤溶液和土壤胶粒上吸附的 离子进行离子交换,离子交换有两种方式：
由于H+和HCO－３分别与周围溶液和土壤胶粒的阳离子和 阴离子迅速地进行交换,因此盐类离子就会被吸附在根表面。
2.离子进入根部导管
离子从根表面进入根导管的途径有质外 体和共质体两种
(1)质外体途径 根部有一个与外界溶液保持扩散平衡、 自由出入的外部区域称为质外体，又称自由空间。 (2)共质体途径 离子通过自由空间到达原生质表面后,可 通过主动吸收或被动吸收的方式进入原生质。在细胞内 离子可以通过内质网及胞间连丝从表皮细胞进入木质部 薄壁细胞，然后再从木质部薄壁细胞释放到导管中。
植物吸收矿质元素的特点
(一)根系吸收矿质与吸收水分不成比例
大量研究证明,植物吸水和吸收盐分的数量会因 植物和环境条件的不同而变化很大。植物对水分 和矿质的吸收是既相互关联,又相互独立。前者,表 现为盐分一定要溶于水中,才能被根系吸收,并随水 流进入根部的质外体。而矿质的吸收，降低了细 胞的渗透势，促进了植物的吸水。后者,表现在两 者的吸收比例不同，吸收机理不同:水分吸收主要 是以蒸腾作用引起的被动吸水为主,而矿质吸收则 是以消耗代谢能的主动吸收为主。另外两者的分 配方向不同，水分主要分配到叶片，而矿质主要 分配到当时的生长中心。
(1)根与土壤溶液的离子交换： CO2-３ 、H+ 、HCO－ ３ 这些
作物养分吸收基础知识
作物养分吸收基础知识（一）根系吸收养分的原理作物根系一般能吸收气态、离子态和分子态养分。
气态养分有二氧化碳、氧气及水汽等。
离子态养分又可分阳离子和阴离子两类，阳离子养分有：NH4+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+等；阴离子养分有：NO3-、H2PO4-、HPO42-、SO42-、H2BO4-、B4O72-、Cl-等。
作物根系也能吸收少量分子态的有机养分，如尿素、氨基酸、糖类、磷脂类、生长素、维生素和抗生素等。
土壤中的养分可分为有机态和无机态等两种成分。
根系对无机态养分的吸收有主动吸收和被动吸收。
主动吸收又称代谢吸收，是一个需要消耗能量的代谢过程，具有选择性；被动吸收又称非代谢吸收，不需要消耗能量，属物理或物理化学作用。
根系吸收初期以被动吸收为主，后期以主动吸收为主，通常是两者相结合进行。
1.根系对无机态养分的被动吸收根系对养分的被动吸收主要以截流、扩散、质流和离子交换等形式进行。
气体二氧化碳、氧气和水可以从高浓度向低浓度扩散，通过质流进入植物体内。
离子态养分质流进入根内，主要受土壤溶液中离子态养分含量和植物蒸腾作用的影响。
当离子态养分较多（施肥后），气温较高，植物蒸腾作用较大时，通过质流进入根内的矿质元素也多。
根系进行呼吸所产生的H+离子和HCO3-离子（或OH-离子）与土壤中阴、阳离子进行交换，使部分离子态养分吸附在根细胞表面而被植物吸收。
作物根系从土壤中吸收养分有三种方式，即扩散、截获和质流。
（1）扩散：在土壤溶液中某种养分的浓度出现差异时所引起的养分运动，使养分由浓度高处向低处扩散，最后趋于平均分布。
作物不断从根际土壤吸收养分，使根际土壤溶液中的养分浓度相对降低，造成根际土壤和远离根际土壤中养分含量的差异。
远离根际处的养分浓度高，养分则慢慢向根际扩散，并被根系吸收。
通常在施肥或土壤中有机质矿质化后，会因养分浓度提高而向周围扩散，从而被作物根系吸收利用。
（2）截获：当根系尤其是数目很多的根毛与土壤养分直接接触时，就可以进行离子交换而获得养分，不通过土壤溶液。
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植物根系对离子态养分的被动吸收
1 植物根系的重要作用
植物的生存离不开根的参与，根系不仅起到结构支撑的作用，还
对植物的生命活动产生重要影响。
它是植物与外界环境的桥梁，主要
起到吸收养分、吸水蒸腾等生命活动的功能。
2 植物根系吸收离子态养分
植物根系是植物从土壤中吸收养分的主要器官，它具有特殊结构，有利于养分的吸收。
植物根系是吸收离子态养分的主要途径，这是一种被动吸收，也
是植物营养物质来源的主要来源之一。
植物根系表面具有小孔或鳞片
叶状突起，当植物根系接触土壤水分时，其表面的小孔可以扩散性开放，这种间隙的出现使得一些养分（如硝酸根离子）可以进入植物根系。
同时，植物根系表面的多糖物质和根茎根刺会吸附土壤中的养分，从而吸收土壤中的全部或部分养分，从而给植物提供养分和能量。
3 吸收后养分在体内的运输
当离子态养分从根系被吸收后，它们仍然需要运输到植物的茎叶
中才能发挥作用。
根系可以利用特殊的泵系统将离子态养分输送到其
他植物组织，以便运输到植物的茎叶中合成酶和蛋白质等细胞细胞构
成物。
此外，根系也可以对植物体内的水分作用，它可以通过扩散和渗透过程，将水分运输到植物体内不同组织，从而提供给植物赖以生存的全部物质和能量。
4 结论
植物根系起到重要作用，它可以被动吸收离子态养分，并将它们输送到植物体内，为植物的生长发育提供重要的营养物质和能量。