植物生理学：第二章 植物的矿质营养

补充： 植物的有益元素(Beneficial elements)
满足一些特定植物的特殊营养需求的元素
• 钠：盐生与C4植物，参与维管束鞘细胞和叶肉细胞间
的丙酮酸的运输；
• 硅：禾本科植物，主要累积于表皮细胞的壁中，防真
菌侵染及抗倒伏；
• Hoagland营养液 • Arnon营养液 • B5营养液
营养液配方以外的注意事项：
• 关于Fe-EDTA Fe+3与乙二胺四乙酸的螯合物(chelate)
• 不能直接以FeSO4或Fe（NO3）2等无机盐的形式 提供铁，∵很容易形成不溶性的Fe（OH）3或铁 的磷酸盐，它们不能被植物吸收。
用人工配制含已知矿质 元素成分的营养液培养 植物 优点：通过添加或减少 某种元素，从植物生长 状况判断该元素是否为 植物所必需
• 溶液培养法的 典型实验装置
溶液培养法的形式 1 水培法（无土栽培〕：植物直接栽培于营养液中 2 砂培法：支撑物（石英砂、蛭石、珍珠岩） 3 气培法：根系置于营养液气雾中
ClBO33Fe2+, Fe3+ Mn2+ Zn2+ Cu2+ Ni2+ Mo42-
干物质中的浓度(mmol/Kg)
60,000 40,000 30,000 1,000
250 125 80 60 30
3.0 2.0 2.0 1.0 0.3 0.1 0.05 0.001
植物必需元素（ 17种）
• 大量元素 (Macroelements）:占植物体干重0.1% 以上的元素。C, H, O, N, P, K, S, Ca, Mg等9种元 素
植株
↓
70-80℃，1-3 days
↓
┌―――――――――┐
↓
↓
水(10-95%)
干物质(5-90%)
↓
充分燃烧
↓
┌―――――――――┐
↓
↓
有机物(90%)
无机物(10%)
(Gas)
(Ash)
• 灰分元素(矿质元素)：组成灰分的元素，为各种金属的氧化物， 磷酸盐、硫酸盐、氯化物等
• N不存在于灰分元素中，但由土壤吸收，特列为矿质元素
• 矿质元素分析：灰分经过盐酸或硝酸溶解，经原子吸收分光光度 计（Atomic Absorption Spectrometry，AAS）或电感耦合等离子 体发射光谱仪（Inductively-Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer，ICP-AES）进行分析测定。
第二章 植物的矿质营养
Plant nutrition is of unique importance in the realm of life on earth and in the affairs of man
土壤（肥料）以何种形式给植物提供营养物质？
• 19世纪中期以前，以Thaer为代表：植物以有机形态 （土壤腐殖质）从土壤中获得养料；
- provides easy manipulation of the gaseous environment around the root
- but requires higher levels of nutrients than hydroponic culture to sustain plant growth
• 该元素的营养作用是直接的，而不是因改变土 壤（或培养液）的微生物、物理及化学条件所 引起的间接作用
元素
3
大量元素
植
H C
物
O N
必
K
需
Ca Mg
元
P
素S 微量元素
Cl
B
Fe
Mn
Zn
Cu
Ni
Mo
吸 收形 式
H2O CO2 O2, CO2 NO3-, NH4+ K+ Ca2+ Mg2+ HPO4-, HPO42SO42-
- nutrient solution periodically rises to immerse plant roots and then recedes, exposing the roots to moist atmosphere
- but requires higher levels of nutrients than hydroponic culture to sustain growth
溶液培养中应注意的问题
• 根系通气 • 经常更换及补充营养液 • 铁离子以螯合形式供应 • 试剂、水、容器十分纯净 • 研究某些微量元素（钼、镍、锌等），常需连
续两代将植株培养于缺乏该元素的溶液中
2 植物必需元素所具备的条件（判断标准）
• 缺乏该元素，植物不能完成生活史
• 缺乏该元素，植物表现出专一的缺乏症，恢复 供应该元素时，可预防或纠正 此缺乏症，且这 种作用不能被其他元素所替代
• 微量元素(Microelements）：占植物体干重0.01% 以下的元素。 Cl、Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo和 Ni等8种
• 除去C、H、O等非矿质元素，有14种为植物必需 的矿质元素
重要培养液配方 及其应用
• 溶液培养法生产植物
• 用溶液培养法研究植 物的营养及各种环境 因素的调控
• 植物组织培养
• 利用水培法进行植物 生产 管道：略倾斜 水泵：循环营养液
Special techniques are used in nutritional studies
- plants are grown with their roots suspended in air while being sprayed continuously with a nutrient solution
• 1840，Liebig（德）建立矿质营养学说：植物以无机 形式从土壤中获得营养物质；
• 1860，J. Sachs & W. Knop用含已知成分的无机盐溶液 培养成功植物。揭示：植物营养为自养型（无机营养 型）
• 矿质营养：植物对矿质营养元素的吸收、转运和同化
第一节 植物必需元素
一、构成植来自百度文库体的元素
• 植物矿质元素的含量与植物种类及生存的土壤环境条件相关 1 同一土壤条件的不同植物，所含矿质元素不同 : 禾本科高
硅、十字花科高硫、豆科高钙 2 植物体内 矿质成分是植物所处生活环境的反映: 盐生植物
高钠、海藻高碘、矿区植物高金属
二、植物的必需元素
1 研究方法
• 土培法 （×） • 溶液培养法（√）