影响养分吸收的因素PPT课件
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《 植物是怎样吸收养分的》1PPT课件
小麦的根
侧根
直根系
须根系
不定根
从植物的 茎、叶上 产生的根。
实验 根的吸水部位在哪里？
植物根吸收水分的主要部位：根尖
讨论
在农业生产中，移植作物 幼苗时为什么要带土移植？
“带土移植”目的是不伤害根尖， 使根尖在适应“新环境”以前，仍旧 在一段时间内可以从被夹带的土壤中 获取水分和营养物质。
观察
根尖的结构
读图 植物根尖纵切面的显微结构图
植物的根是否在任何情况下， 都能从土壤中吸收水分呢？
提问与解答环节
Questions And Answers
谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
两类根系模式性的主要区别：
有没有明显发达的主根和侧根之分。
【举例】常见的作物中，哪些是直根系，哪些是ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ须根系？
直根系：苋菜、芥菜、棉、油菜、蒲公英等 。 须根系：稻、麦、葱、韭、蒜等 。
你知道根的主要作用有 哪些吗？
1、吸收水分和无机盐。 2、吸收水中的矿物质。 3、支持和固定植物体。
菜豆的根
主根
植物是怎样吸收养分的
我知道
1、土壤中的生物有 动物 、 植物
、 微生物 。
2、土壤中的非生命物质有 空气 、 水 、 有机物 、 无机盐 等。
3、土壤中最常见的处于正常生活状态的植物器 官是 根 。
小学教育ppt课件教案植物对养分的吸收与利用
根系吸收养分的过程
详细阐述根系如何通过主动吸收和被动吸收两种方式获取土壤中的 养分，以及养分在植物体内的运输和转化过程。
叶片吸收空气中的养分
1 2
叶片的结构与功能
介绍叶片的基本结构，包括表皮、叶肉和叶脉等 ，解释它们如何帮助植物进行光合作用和吸收空 气中的养分。
空气中的养分种类
列举空气中对植物生长有益的气体，如二氧化碳 、氧气等，说明它们对植物生长的作用。
养分的输出
植物通过根系吸收土壤中的养分，并将其转化为自身的组织成分。同时 ，植物也会通过落叶、落花等途径将养分归还给土壤。此外，土壤中的 养分也会随着水分运动而流失或被淋洗出土壤。
04
植物对养分的利用与转化
养分在植物体内的转化过程
养分的吸收
植物通过根部吸收土壤中 的养分，如氮、磷、钾等 ，进入植物体内。
数据分析
对观察数据进行整理 和分析，比较不同养 分条件下植物的生长 差异。
数据记录与分析方法
数据记录
设计实验记录表，详细记录每组植物的观察结果，包括生长指标和养分溶液情况 。
数据分析方法
采用描述性统计和比较分析方法，对实验数据进行处理和分析。通过绘制生长曲 线图、柱状图等直观展示数据结果。
实验结果讨论与总结
不同植物对养分的利用策略
喜肥植物
一些植物对养分的需求较高，需要较多的养分才能正常生长，如玉 米、小麦等。
耐瘠薄植物
另一些植物则能够在养分贫瘠的环境中生长，它们具有较低的养分 需求和较高的利用效率，如一些野生植物和杂草。
共生关系
还有一些植物与其他生物建立共生关系，通过互利共生获取所需的养 分，如豆科植物与根瘤菌的共生固氮作用。
小学教育ppt课件教案植物 对养分的吸收与利用
详细阐述根系如何通过主动吸收和被动吸收两种方式获取土壤中的 养分，以及养分在植物体内的运输和转化过程。
叶片吸收空气中的养分
1 2
叶片的结构与功能
介绍叶片的基本结构，包括表皮、叶肉和叶脉等 ，解释它们如何帮助植物进行光合作用和吸收空 气中的养分。
空气中的养分种类
列举空气中对植物生长有益的气体，如二氧化碳 、氧气等，说明它们对植物生长的作用。
养分的输出
植物通过根系吸收土壤中的养分，并将其转化为自身的组织成分。同时 ，植物也会通过落叶、落花等途径将养分归还给土壤。此外，土壤中的 养分也会随着水分运动而流失或被淋洗出土壤。
04
植物对养分的利用与转化
养分在植物体内的转化过程
养分的吸收
植物通过根部吸收土壤中 的养分，如氮、磷、钾等 ，进入植物体内。
数据分析
对观察数据进行整理 和分析，比较不同养 分条件下植物的生长 差异。
数据记录与分析方法
数据记录
设计实验记录表，详细记录每组植物的观察结果，包括生长指标和养分溶液情况 。
数据分析方法
采用描述性统计和比较分析方法，对实验数据进行处理和分析。通过绘制生长曲 线图、柱状图等直观展示数据结果。
实验结果讨论与总结
不同植物对养分的利用策略
喜肥植物
一些植物对养分的需求较高，需要较多的养分才能正常生长，如玉 米、小麦等。
耐瘠薄植物
另一些植物则能够在养分贫瘠的环境中生长，它们具有较低的养分 需求和较高的利用效率，如一些野生植物和杂草。
共生关系
还有一些植物与其他生物建立共生关系，通过互利共生获取所需的养 分，如豆科植物与根瘤菌的共生固氮作用。
小学教育ppt课件教案植物 对养分的吸收与利用
植物的光合作用与养分吸收
添加标题
养分供应不足会影响光合作用的效 率
养分供应与光合作用相互影响，共 同维持植物的生长和发育
光合作用对养分吸收的促进
光合作用为植物提供能量和原料， 促进养分吸收
光合作用产生的糖分和氨基酸是植 物进行养分吸收的重要物质
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
光合作用产生的氧气和二氧化碳是 植物进行养分吸收的重要条件
碳的固定与有机物的合成
光合作用：植物吸收二氧化碳 和水，在阳光作用下转化为有 机物和氧气的过程
碳的固定：二氧化碳被植物吸 收并转化为有机物的过程
有机物的合成：植物将吸收的 二氧化碳和水转化为糖、淀粉 等有机物的过程
光合作用的意义：为植物提供 能量和物质基础，维持生态系 统的平衡和稳定
光合作用的调节机制
生物因素：植物与微生物、昆虫等生物 的相互作用影响养分的吸收
环境污染：环境污染如空气污染、水污 染等影响植物的养分吸收
光合作用与养分 吸收的相互关系
养分供应对光合作用的影响
光合作用需要充足的养分，如二氧 化碳、水、阳光等
光合作用产生的葡萄糖等有机物是 植物生长所需的主要养分
添加标题
添加标题
添加标题
光合作用产生的能量和养分吸收相 互促进，共同维持植物的生长和发 育
养分与光合作用的协同进化
光合作用是植物生长和发育的基础，为植物提供能量和物质 养分吸收是植物生长和发育的关键，为植物提供必需的营养元素 光合作用和养分吸收相互影响，共同促进植物的生长和发育
光合作用和养分吸收的协同进化，使得植物能够更好地适应环境变化，提高生存能力
根毛的增加可以 提高根系对养分 的吸收能力
养分在植物体内的运输
影响植物吸收养分的条件
特别补充：影响植物吸收养分的条件
植物对养分的吸收： 一方面受植物本身遗传特性所控制 一方面还会受到外界环境的影响
影响植物吸收养分的条件
一. 植物吸收养分的基因型差异
（一）根系形态特征对养分吸 收的影响
土壤中有效养分只有 达到根系表面才能为植物 吸收，成为实际有效养分。 对于整个土体来说，植物 根系仅占据极少部分空间；
影响植物吸收养分的条件
不同容重土壤上大麦幼苗根系生长情况
1.35g/cm3
1.55g/cm3
影响植物吸收养分的条件
10oC 15oC
20oC 25oC
30oC 35oC
根区温度对马铃薯幼苗根形态和地上部生长的影响
影响植物吸收养分的条件
大麦局部根段供磷对侧根总长度的影响
根区处理 侧根长度（cm） 侧根长度（cm） 三段均匀供给磷 只供中段磷
影响植物吸收养分的条件
作物营养临界期
➢ 概念 作物营养临界期是指某种养分缺少或过多，各种营养 比例失调时对作物生长发育影响最大的时期。
➢ 特点：（1）多数发生在植物生长的转折期； （2）植物对养分的需要量不一定多，但很迫切； （3）这个时期缺乏某种养分所造成的损失难以弥补。
➢ 举例：作物磷营养的临界期多出现在幼苗期，氮营养临界期 也在生育前期：水稻在三叶期和幼穗分化期；棉花-现蕾初 期；玉米—三叶至五叶期和幼穗分化期；钾营养的临界期— —分蘖初期和幼穗形成影响期植。物吸收养分的条件
A（基部） 40.0 B（中部） 27.2 C（顶端） 17.5
14.3 322.0
11.0
影响植物吸收养分的条件
（二）植物的生理生化特性对养分吸收的影响 1．根系的阳离子交换量 2．根系的氧化力 3．根系的还原力 4．根系的代谢作用
植物对养分的吸收： 一方面受植物本身遗传特性所控制 一方面还会受到外界环境的影响
影响植物吸收养分的条件
一. 植物吸收养分的基因型差异
（一）根系形态特征对养分吸 收的影响
土壤中有效养分只有 达到根系表面才能为植物 吸收，成为实际有效养分。 对于整个土体来说，植物 根系仅占据极少部分空间；
影响植物吸收养分的条件
不同容重土壤上大麦幼苗根系生长情况
1.35g/cm3
1.55g/cm3
影响植物吸收养分的条件
10oC 15oC
20oC 25oC
30oC 35oC
根区温度对马铃薯幼苗根形态和地上部生长的影响
影响植物吸收养分的条件
大麦局部根段供磷对侧根总长度的影响
根区处理 侧根长度（cm） 侧根长度（cm） 三段均匀供给磷 只供中段磷
影响植物吸收养分的条件
作物营养临界期
➢ 概念 作物营养临界期是指某种养分缺少或过多，各种营养 比例失调时对作物生长发育影响最大的时期。
➢ 特点：（1）多数发生在植物生长的转折期； （2）植物对养分的需要量不一定多，但很迫切； （3）这个时期缺乏某种养分所造成的损失难以弥补。
➢ 举例：作物磷营养的临界期多出现在幼苗期，氮营养临界期 也在生育前期：水稻在三叶期和幼穗分化期；棉花-现蕾初 期；玉米—三叶至五叶期和幼穗分化期；钾营养的临界期— —分蘖初期和幼穗形成影响期植。物吸收养分的条件
A（基部） 40.0 B（中部） 27.2 C（顶端） 17.5
14.3 322.0
11.0
影响植物吸收养分的条件
（二）植物的生理生化特性对养分吸收的影响 1．根系的阳离子交换量 2．根系的氧化力 3．根系的还原力 4．根系的代谢作用
植物营养学课件- 养分的吸收
➢ 非必需营养元素中一些特定的元素，对特
定植物的生长发育有益，或是某些种类植物所 必需的，这些元素为有益元素。
例：豆科作物-钴；
藜科作物-钠；
硅藻和水稻-硅.
需要注意的问题——
十七种营养元素同等重要，具有不可替代性 有益元素对某些植物种类所必需，或是
对某些植物的生长发育有益。
小结
掌握
• 灰分，必需营养元素，有益元素 • 确定必需营养元素的三个标准 • 目前已确定的必需营养元素及分类
91 98 580 597 1
营养液及玉米、蚕豆根汁液中 离子浓度的变化
离子
外部浓度（mmol/L）
初始
4 天后*
浓度 玉米 蚕豆
根汁液中 浓度（mmol/L）
4 天后
玉米 蚕豆
K+
2.00 0.14 0.67 160 84
Ca2+
1.00 0.94 0.59
3 10
Na2+
0.32 0.51 0.58 0.6
其他元素
必需营养元素 非必需营养元素
有益元素 其它元素
其他元素
第一节 植物的营养成分
一、植物的组成成分 二、必需营养元素的概念
及确定标准 三、必需营养元素的分组及功能
必需营养元素的概念及确定标准
对于植物生长具有必需性、不可替代性 和作用直接性的化学元素称为植物必需营养元素
确定必需营养元素的三条标准*
植物体内电压门控钾离子通道模型
离子载体运输
载体： 细胞膜上能携带离子跨膜的蛋白或其它物质
载体学说 当离子跨膜运输时，离子首先要结合在载体 上，形成载体－离子复合体而将离子转至膜 内释放。 这一结合过程与底物和酶结合的原理相同。
植物的生态位分配和养分吸收
土壤性质对植物生长和养分吸收影响
土壤质地
土壤质地对植物的生长和养分吸收有很大影响。 砂质土壤透气性好但保水保肥能力差，适合种植 耐旱植物；而黏质土壤保水保肥能力强但透气性 差，适合种植喜肥植物。
土壤肥力
土壤肥力是土壤供给植物生长所需养分的能力。 肥力高的土壤能够提供充足的养分，促进植物的 生长和发育；而肥力低的土壤则会使植物生长缓 慢甚至死亡。
协同进化原则
植物与其他生物之间通过相互 作用和协同进化，形成复杂的 生态关系网络，共同占据和分 配生态位。
历史和地理因素
植物生态位的分配还受到历史 和地理因素的影响，包括物种 的起源、扩散和地理分布等。
02
植物养分吸收机制
根系结构与功能
根系的主要功能
吸收水分和养分，固定植物体。
根系结构特点
具有大量的根毛，增加吸收面积 ；根尖分区明确，各区域功能不
对水质和光照要求较高
水生植物对水质和光照的要求较高，需要清洁的水质和充 足的光照才能正常生长。同时，一些水生植物还能够吸收 水中的营养物质，起到净化水质的作用。
04
植物间相互作用与养分竞争
竞争排斥原理在植物中应用
竞争排斥原理指出，生态位相似的物种不能长期共存 ，必然出现一种物种排斥另一种物种的现象。
要点二
水分平衡
植物需要保持一定的水分平衡，过多 或过少的水分都会对植物的生长和养 分吸收产生不利影响。过多的水分会 导致植物根部缺氧，影响养分的吸收 ；而过少的水分则会使植物处于萎蔫 状态，无法进行正常的生理活动。
要点三
灌溉方式
不同的灌溉方式对植物的生长和养分 吸收也有影响。例如，滴灌和喷灌等 节水灌溉方式能够减少水分的浪费， 提高水分利用效率，从而促进植物的 生长和养分吸收。
植物的养分吸收和养分转运机制
养分转运的调控机制主要包括激素调控和信号传导
激素调控：植物激素如生长素、细胞分裂素等对养分转运有重要影响
信号传导：植物细胞通过信号传导途径，如钙离子信号、磷酸肌醇信号等，调控养分 转运
养分转运的调控机制与植物的生长发育、逆境适应等密切相关
保证植物生长所需的养分 供应
调节植物体内的养分平衡
促进植物对环境的适应性
参与植物生长发育的调控
植物对养分的利用
提供植物生长所 需的基本元素
促进植物细胞强植物对环境 的适应能力
养分是植物繁殖 的基础，为植物 提供能量和物质
养分的吸收和转 运机制影响植物 的繁殖能力
养分的缺乏会导 致植物繁殖能力 下降，影响植物 种群的生存和繁 衍
提高养分吸收效率：如何提高植物对养分的吸收效率，减 少养分流失和浪费。
优化养分转运机制：如何优化植物的养分转运机制，提高 养分在植物体内的运输效率。
提高养分利用效率：如何提高植物对养分的利用效率，促 进植物生长和发育。
应对环境变化：如何应对环境变化（如气候变化、土壤退 化等）对植物养分吸收、转运和利用的影响。
水分管理：保持土壤湿润，避免水分过 多或过少影响养分吸收
根系改良：通过修剪、施肥等措施，促 进根系生长，提高养分吸收能力
叶面施肥：通过叶面喷施，直接补充植 物所需养分，提高养分利用率
生物技术：利用微生物、植物生长调节剂 等生物技术，提高养分吸收和利用效率
土壤改良：通过添加有机质、改良剂等措施， 改善土壤结构，提高养分保持和供应能力
养分的过量也会 对植物繁殖产生 负面影响，导致 植物生长异常和 生殖障碍
养分对植物抗逆性的影响：养分缺乏会影响植物的抗逆性，如抗旱、抗寒等
养分在植物抗逆中的作用机制：养分通过调节植物的生理活动，提高植物的抗逆性
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)
植物的养分吸收和养分循环
分子生物学与基因工程：利用分子生物学和基因工程技术，研究植物养分吸收和循环的分子机制，为改良植物品种提供理论支持。
养分吸收与养分循环的研究方法创新
创新研究方法：利用现代科技手段，如基因组学、代谢组学等，深入探究植物养分吸收和养分循环的机制。
跨学科合作：加强植物学、生态学、环境科学等学科的交叉融合，从多角度研究植物养分吸收和养分循环。
养分循环的调节因素
养分循环的过程和机制
植物对养分的吸收和利用
植物养分吸收与养分循环的关系
养分吸收对养分循环的影响
植物通过根系吸收土壤中的养分，这些养分被运输到植物的各个部位，参与光合作用等生理过程。
添加标题
养分吸收对养分循环的影响主要体现在植物对养分的利用和归还上。植物吸收的养分一部分用于自身的生长和发育，另一部分以残枝落叶等形式归还给土壤。
合理施肥：根据植物需求和土壤状况，选择合适的肥料，控制施肥量和频率。
促进植物养分循环的方法
养分吸收与养分循环在农业上的应用
提高作物产量：通过合理施肥，满足植物养分需求，促进养分吸收和循环，从而提高作物产量。
01
02
改善土壤质量：养分循环过程中，植物残渣和有机废弃物的利用有助于增加土壤有机质，改善土壤结构，提高土壤肥力。
养分吸收与养分循环的相互作用
植物通过根系吸收土壤中的水分和养分，这些养分在植物体内循环利用，促进植物生长和发育。
养分吸收和养分循环是植物生长和发育的重要过程，它们相互促进、相互制约，共同维持植物的正常生理功能。
养分吸收和养分循环的相互作用对于植物的生长和发育具有重要意义，同时也对整个生态系统的平衡和稳定起着重要作用。
养分循环的途径
植物吸收养分：植物通过根部吸收土壤中的养分，如氮、磷、钾等。
植物对养分的吸收
自由空间－－是指根部某些组织或细胞能允许外部 溶液通过自由扩散而进入的那些区域，包括细胞间 隙、细胞壁到原生质膜之间的空隙
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
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
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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
养分吸收
二、温度
适 温
低 温 0 oC 温度 高 温
40 oC
一般6~38º C的范围内，根系对养分的吸收随温度升高 而增加。原因：
光合作用强度增高，提供能源物质多。
光合产物运转加快，呼吸作用加强，提供的能量多。
蒸腾作用增强，提高养分的吸收速率。
诱导硝酸还原酶活性，促进氮同化。 促进土壤养分矿化，提高养分的有效性。
特点：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。
载体学说能够比较圆满地从理论上解释关于 离子吸收中的三个基本问题： 离子的选择性吸收；
离子通过质膜以及在膜上的转移；
离子吸收与代谢的关系。
5、 主动吸收与被动吸收的比较
区别： 是否逆电化学梯度
是否消耗代谢能量
是否有选择性
3、植物吸收有机养分的意义
提高对养分的利用程度 减少能量损耗
植物吸收
离子态养分－－主要
有机态养分－－次要
小结：植物对养分的吸收
吸收的含义：
植物的养分吸收－－是指养分进入植物体内的过程 泛义的吸收－－指养分从外部介质进入植物体中的任何部分 确切的吸收－－指养分通过细胞原生质膜进入细胞内的过程
植物吸收的养分形式：
不定根
形成直根系
形成须根系
a.须根系
b.直根系
直根系和须根系示意图 2. 根的类型与养分吸收的关系
直根系－－能较好地利用深层土壤中的养分 须根系－－能较好地利用浅层土壤中的养分 农业生产中常将两种根系类型的植物种在一起 －－间种、混种、套种。
3. 根的数量
反映根系的营养特性
用单位体积或面积土壤中根的总长表示 （LV，cm/cm3 或 LA ， cm/cm2 ） 一般：须根系的Lv > 直根系的Lv
《土壤养分循环》课件
同位素示踪法
利用同位素标记法追踪土壤养分的来 源、转化和去向，揭示养分循环的详 细过程。
数学模型模拟
建立数学模型，模拟土壤养分循环过 程，预测未来变化趋势，为实际应用 提供理论依据。
土壤养分循环研究的发展趋势
综合研究
将土壤养分循环与气候变化、土地利用方式、植 被类型等多因素相结合，进行综合研究。
高新技术应用
植物通过根部吸收土 壤中的水分和养分， 以满足其生长和发育 的需求。
植物对养分的吸收受 到土壤质地、pH值 、温度和水分等因素 的影响。
养分吸收的方式包括 离子交换、主动运输 和被动运输等。
土壤微生物对养分的利用
土壤微生物是土壤养分循环的重要参 与者，它们通过分解有机物质，将有 机养分转化为可被植物吸收的无机养 分。
利用。
养分的释放速度和程度取决于 多种因素，包括土壤pH值、土 壤温度、土壤湿度等。
在一定的环境条件下，土壤微 生物的活动也可以促进养分的 释放。
03
土壤养分的转化与迁移
土壤养分的矿化与固定
矿化
有机物质通过微生物分解转化 为简单的无机物质。
固定
土壤中的无机物质与有机物质 结合，转化为难以被植物吸收 的形式。
3
养分的矿化与腐殖化
土壤中的有机物质通过微生物的分解作用转化为 无机养分，同时也会形成较为稳定的腐殖质，储 存养分。
02
土壤养分的来源与输入
土壤养分的自然来源
01
02
03
04
自然界的土壤养分主要来源于 岩石的分解、动植物残体的分
解和微生物的合成。
岩石的分解是土壤养分的主要 来源之一，包括风化作用和侵
蚀作用。
动植物残体的分解也是土壤养 分的重要来源，通过微生物分 解有机物质，释放出其中的养
第2讲 土壤养分的植物吸收和迁移
钾高效基因型
钾低效基因型
9
1.2 植物的外部养分需要
与植物的内部养分需要相对应；植物对介质 中养分也有一定的数量要求，这种数量要求称 为植物的外部养分需要。 定义：满足植物内部养分需要时其介质中养 分的最低数值，或者是与该数值成比例的值。 也可用强度指标来定义，即用满足植物的营 养需要相对应的生长介质中的养分浓度来表示。 （主要考虑植物对外部介质养分浓度的要求）
0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250
450 400 350 300 250 200
根系 茎 叶 生殖器官 落叶 总量
直 播 油 菜
移栽油菜
150 100 50 0 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250
移栽及直播油菜钾素吸收规律
土壤养分的缓冲因素
指植物根系吸收养分时，土 壤液相保持一定浓度养分的能力。
土壤养分的缓冲因素与养分的强度因素和容量因素之间 的关系可以用下式描述：
b=dCs/dCl
b—养分的缓冲因素（缓冲容量，缓冲能力 buffer power， buffer capacity)。 Cs— 固相易转化态养分的含量。
Intensity
易转化态养分 指用化学浸提和生物学方法测定的 土壤有效养分部分，其含量称为土壤供应的容量因 素，常用Cs表示。 容量因素在概念上为土壤中有效养分的总量， 即固相补充给土壤溶液养分的总贮量。 强度和容量概念既有区别，又有联系，相互补 充。因为影响土壤养分有效度的因素十分复杂，简 单地应用强度因素或容量因素都难以完全反映土壤 养分有效性的真实情况。因此，为了定量描述土壤 固相养分的补充能力，人们引入了土壤养分缓冲因 素的概念。
养分在植物体内的运输和分配ppt课件
延续到木质部，即养分可直接通过质外体进入木质部导管。 2. 运输方式：自由扩散、静电吸引 3. 运输的养分种类：Ca2+、Mg 2+、 Na+等
如Ca2+ ，主要通过质外体运输，只有少量进入细胞内， 因为：
质外体中的 Ca2+＋果胶
果胶酸钙
细胞内的 Ca2+＋草酸
草酸钙
所以：钙的运输受到限制
为了规范事业单位聘用关系，建立和 完善适 应社会 主义市 场经济 体制的 事业单 位工作 人员聘 用制度 ，保障 用人单 位和职 工的合 法权益
木质部
1 2
凯氏带
根部离子短距离运输进入木质部导管的双泵模型 ①共质体 ②质外体
养分从介质到达木质部导管至少通过 2 次原生质膜
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（二）影响因素
1. 外界离子浓度
2. 交换吸附 含义：由于木质部导管壁上有很多带负电荷的阴
离子基团，它们将导管汁液中的阳离子吸附在管壁上。 所吸附的离子又可被其它阳离子交换下来，继续随汁 液向上移动。
结果：降低了离子的运输速率，出现滞留作用 （导管周围组织带负电荷的细胞壁也参与吸引滞留在 导管中的阳离子的作用）
影响因素：离子种类、离子浓度、离子活度、竞 争离子、导管壁电荷密度等。
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第二节
养分的长距离运输
含义：也称纵向运输，是指养分沿木质部导管 向上，或沿轫皮部筛管向上或向下移动的过程。由 于养分迁移距离较长，故称为长距离运输。
如Ca2+ ，主要通过质外体运输，只有少量进入细胞内， 因为：
质外体中的 Ca2+＋果胶
果胶酸钙
细胞内的 Ca2+＋草酸
草酸钙
所以：钙的运输受到限制
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木质部
1 2
凯氏带
根部离子短距离运输进入木质部导管的双泵模型 ①共质体 ②质外体
养分从介质到达木质部导管至少通过 2 次原生质膜
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（二）影响因素
1. 外界离子浓度
2. 交换吸附 含义：由于木质部导管壁上有很多带负电荷的阴
离子基团，它们将导管汁液中的阳离子吸附在管壁上。 所吸附的离子又可被其它阳离子交换下来，继续随汁 液向上移动。
结果：降低了离子的运输速率，出现滞留作用 （导管周围组织带负电荷的细胞壁也参与吸引滞留在 导管中的阳离子的作用）
影响因素：离子种类、离子浓度、离子活度、竞 争离子、导管壁电荷密度等。
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第二节
养分的长距离运输
含义：也称纵向运输，是指养分沿木质部导管 向上，或沿轫皮部筛管向上或向下移动的过程。由 于养分迁移距离较长，故称为长距离运输。
植物营养学第九章ppt课件
源
14CO 2固定后的 14C分布
0
20
40 60 80 最大叶片长度 (%) 蔗糖转化酶 蔗糖合成酶
100
蔗糖；
葡萄糖+果糖。
同化物输入、净光合作用、蔗糖合成率三者间关系 和甜菜叶片成熟期间的酶活性
从韧皮部运输机理（溶质的质流）和韧皮 部汁液的组成来看，担负蔗糖输入库叶片的速
率较高时，不仅矿质养分钾和磷等，而且氨基
100 相对产量 (%)
微量元素
磷
氮
50
0
养分供应量 (kg/ha)
氮、磷和微量元素的产量效应曲线
二、影响养分效应的因素
（一）养分的平衡状况
（二）产量与品质的要求
最好的品质和最高的产量不一定同
步，通常最好的品质是在达到最高产量 之前获得的。
1 产量 3 2 施肥量 收获物产量和品质效应曲线示意图
酸化合物在韧皮部的输入速率也响应提高。因
此，在植物生长过程中，这些溶质也必然存在
韧皮部卸载过程，而这一过程不一定是主动的。
库
韧皮部 蔗糖
叶片成熟
蔗糖转化酶
果糖
源
蔗糖合成酶 韧皮部 蔗糖
葡萄糖
有机物质
2+
H2 K+
4 2+
+
叶片成熟期间，同化产物和矿质元素 从输入到输出、从库到源转变示意图
（二）叶片衰老
产量（干物质重量） 品质（糖、蛋白质和矿物质含量）
第二节
库源关系与产量
源：植物体内进行光合作用或能合
成有机物质为其它器官提供营养的部位
（如成熟的绿色叶片），
库：消耗或储存部位（如根、茎、
生长顶端和果实等）。
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磷酸铵、磷酸钾最易被吸收，磷酸镁、磷酸钙 次之。
营养形态---钾
烟草钾肥主要有硫酸钾和硝酸钾。 不提倡使用氯化钾，施硫过多对烟叶品质不利 烟草最好施用硝酸钾，好处是其硝酸根离子和
钾离子可以相互促进吸收，提高肥效利用率， 且硝酸根离子抑制氯离子吸收。
2、营养平衡
烟株不断的吸收养分，使根际离子态养分不断减少， 在外界浓度较低的情况下，随着溶液浓度的的提高， 根系吸收的离子数量也增多，两者成正相关。但是外 界溶液浓度增高后，离子吸收速率和溶液浓度便无紧 密关系。通常认为是受根系离子载体数量所限。
列1 列2 列3 列4 列5
观测数 3 3 3 3 3
求和
Байду номын сангаас
平均
方差
1.68
0.56 0.0741
1.26
0.42 0.0148
1.54 0.513333 0.032933
2.14 0.713333 0.170433
3.62 1.206667 0.282633
7
0.72 0.38 0.44
56 153
显著影响 分析过程中假设离子种类对烤烟叶中养分浓度是没有
显著影响，即数据中各组数据相互独立。 采用置信水平为0.95，α=0.05
PH 各离子养分浓度 钙 镁 氯 锌 锰
5
0.52 0.31 0.85
93 225
6
0.48 0.28 0.5
63 144
方差分析：单因素方差分析
SUMMARY 组
土壤酸碱度对烤烟养分的吸收的影响有两方面:1、对 烤烟根细胞表面电荷的作用，间接影响烤烟对养分的 吸收。2、对土壤养分离子的有效性作用，影响土壤 对养分的吸收
根细胞表面的蛋白质是两性胶体，具有羧基和氨基， 能同时吸附阴离子和阳离子，土壤呈酸性时，氢离子 浓度增大，抑制了羧基的解离，使胺基接受氢离子而 带正电荷。在这种情况下，对外界溶液中阴离子的吸 收有力，反之在土壤PH较高，溶液呈中性至碱性反应 时，增加了蛋白质分子羧基中的解离，使其以带负电 荷为主，有利于外界阳离子吸收
根系吸收矿质元素的过程
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。CO2溶于 水生成H2CO3,H2CO3能解离出H+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：
(1)根与土壤溶液的离子交换(ion exchange) 根呼吸产生的CO2溶于水后可
形成的CO2-3、H+、HCO-3等离子,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。如图3-13所示。
(2)接触交换(contact exchange) 当根系和土壤胶粒接触时,根系表面的离子
影响养分吸收的因素
烟草吸收矿质元素的生物学原理
以钾离子为例：
K+进入植株和在植株内 运输的图解描绘
K+在木质部内的运输 （红箭头）和在韧皮部中 的运输（蓝箭头）。数字 代表K+长距离运输途径中 重要的运输位点。5个中的 4个数字标示的位置，夸大 描绘了K+在细胞水平的运 输（1）K+被跨根细胞质 膜吸收（纵切观察）。（2 ）K+通过跨木质部细胞膜 输出。运输死的厚壁木质 部导管（横切面观察）。
离子总养分浓度提高，必然要影响跟的负电位势 离子间还有相互作用，包括拮抗作用和协助作用，影
响烟柱对养分的吸收
统计学证明PH影响养分吸收
设原假设为土壤PH对烤烟叶中养分浓度无显著影响， 即各组均值相等
把土壤PH作为自变量，烤烟叶中养分浓度为因变量 利用方差分析判断土壤PH对烤烟叶中养分浓度是否有
营养形态---硝态氮、酰胺态氮、铵态氮
硝态氮不经转化就可以被烟株吸收，不受土温、 水分和微生物的影响，肥效快。
酰胺态氮施入土壤后，可转化为吸收态，容易 导致烟叶对氮的过量吸收，造成叶片贪青，晚 熟，品质降低。
铵态氮施入土壤后易被土壤胶体吸附，前期肥 效不如硝态氮快。
营养形态---磷
在无机磷中，烟草主要吸收正磷酸盐，也吸收 偏磷酸盐和焦磷酸盐。后二者被转化后，很快 被转化为正磷酸盐供烟草利用。正磷酸盐又可 以生成三种阴离子。
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.阴影 面积的宽度表示植物体根系利用养分 的程度。
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。
可直接与土壤胶粒表面的离子交换，这就是接触交换。因为根系表面和土壤胶粒
表面所吸附的离子,是在一定的吸引力范围内振荡着的,当两者间离子的振荡面部
分重合时,便可相互交换。
离子交换按“同荷等价”的原理进行,即阳离子只同阳离子交换,阴离子只能
同阴离子交换,而且价数必须相等。由于H+和HCO-3.分别与周围溶液和土壤胶粒
8
1.19 0.47 0.48
43 140
9
1.63 0.38 0.61
32 72
方差分析
差异源
SS
组间
1.164693
组内
1.1498
总计
2.314493
df
MS
F
P-value F crit
4 0.291173 2.532382 0.106388 3.47805
10 0.11498
14
3、土壤PH
营养形态---有机氮
烟草对养分的吸收受养分形态和其营养元素相 对数量的影响。烟田使用的氮素形态主要有有 机态氮、硝态氮、铵态氮和酰胺态氮。
有机氮在微生物的作用下，首先水解为各种氨 基酸，然后再通过氨化作用水解成氨和铵盐才 能被吸收，其氮素释放受到土温，水分等因素 的影响，同时也受本身质量影响的制约，很难 预测，肥效慢。
图 3的-1阳3离土子壤和阴颗离粒子迅表速面地进阳行离交换子,因交此盐换类法离子则就会被吸附在根表面。
由于土壤颗粒表面带有负电荷，阳离子被土壤颗粒吸附于表面
。外部阳离子如钾离子可取代土壤颗粒表面吸附的另一个阳离子如
钙离子，使得Ca2+被根系吸收利用。
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
营养形态---钾
烟草钾肥主要有硫酸钾和硝酸钾。 不提倡使用氯化钾，施硫过多对烟叶品质不利 烟草最好施用硝酸钾，好处是其硝酸根离子和
钾离子可以相互促进吸收，提高肥效利用率， 且硝酸根离子抑制氯离子吸收。
2、营养平衡
烟株不断的吸收养分，使根际离子态养分不断减少， 在外界浓度较低的情况下，随着溶液浓度的的提高， 根系吸收的离子数量也增多，两者成正相关。但是外 界溶液浓度增高后，离子吸收速率和溶液浓度便无紧 密关系。通常认为是受根系离子载体数量所限。
列1 列2 列3 列4 列5
观测数 3 3 3 3 3
求和
Байду номын сангаас
平均
方差
1.68
0.56 0.0741
1.26
0.42 0.0148
1.54 0.513333 0.032933
2.14 0.713333 0.170433
3.62 1.206667 0.282633
7
0.72 0.38 0.44
56 153
显著影响 分析过程中假设离子种类对烤烟叶中养分浓度是没有
显著影响，即数据中各组数据相互独立。 采用置信水平为0.95，α=0.05
PH 各离子养分浓度 钙 镁 氯 锌 锰
5
0.52 0.31 0.85
93 225
6
0.48 0.28 0.5
63 144
方差分析：单因素方差分析
SUMMARY 组
土壤酸碱度对烤烟养分的吸收的影响有两方面:1、对 烤烟根细胞表面电荷的作用，间接影响烤烟对养分的 吸收。2、对土壤养分离子的有效性作用，影响土壤 对养分的吸收
根细胞表面的蛋白质是两性胶体，具有羧基和氨基， 能同时吸附阴离子和阳离子，土壤呈酸性时，氢离子 浓度增大，抑制了羧基的解离，使胺基接受氢离子而 带正电荷。在这种情况下，对外界溶液中阴离子的吸 收有力，反之在土壤PH较高，溶液呈中性至碱性反应 时，增加了蛋白质分子羧基中的解离，使其以带负电 荷为主，有利于外界阳离子吸收
根系吸收矿质元素的过程
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。CO2溶于 水生成H2CO3,H2CO3能解离出H+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：
(1)根与土壤溶液的离子交换(ion exchange) 根呼吸产生的CO2溶于水后可
形成的CO2-3、H+、HCO-3等离子,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。如图3-13所示。
(2)接触交换(contact exchange) 当根系和土壤胶粒接触时,根系表面的离子
影响养分吸收的因素
烟草吸收矿质元素的生物学原理
以钾离子为例：
K+进入植株和在植株内 运输的图解描绘
K+在木质部内的运输 （红箭头）和在韧皮部中 的运输（蓝箭头）。数字 代表K+长距离运输途径中 重要的运输位点。5个中的 4个数字标示的位置，夸大 描绘了K+在细胞水平的运 输（1）K+被跨根细胞质 膜吸收（纵切观察）。（2 ）K+通过跨木质部细胞膜 输出。运输死的厚壁木质 部导管（横切面观察）。
离子总养分浓度提高，必然要影响跟的负电位势 离子间还有相互作用，包括拮抗作用和协助作用，影
响烟柱对养分的吸收
统计学证明PH影响养分吸收
设原假设为土壤PH对烤烟叶中养分浓度无显著影响， 即各组均值相等
把土壤PH作为自变量，烤烟叶中养分浓度为因变量 利用方差分析判断土壤PH对烤烟叶中养分浓度是否有
营养形态---硝态氮、酰胺态氮、铵态氮
硝态氮不经转化就可以被烟株吸收，不受土温、 水分和微生物的影响，肥效快。
酰胺态氮施入土壤后，可转化为吸收态，容易 导致烟叶对氮的过量吸收，造成叶片贪青，晚 熟，品质降低。
铵态氮施入土壤后易被土壤胶体吸附，前期肥 效不如硝态氮快。
营养形态---磷
在无机磷中，烟草主要吸收正磷酸盐，也吸收 偏磷酸盐和焦磷酸盐。后二者被转化后，很快 被转化为正磷酸盐供烟草利用。正磷酸盐又可 以生成三种阴离子。
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.阴影 面积的宽度表示植物体根系利用养分 的程度。
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。
可直接与土壤胶粒表面的离子交换，这就是接触交换。因为根系表面和土壤胶粒
表面所吸附的离子,是在一定的吸引力范围内振荡着的,当两者间离子的振荡面部
分重合时,便可相互交换。
离子交换按“同荷等价”的原理进行,即阳离子只同阳离子交换,阴离子只能
同阴离子交换,而且价数必须相等。由于H+和HCO-3.分别与周围溶液和土壤胶粒
8
1.19 0.47 0.48
43 140
9
1.63 0.38 0.61
32 72
方差分析
差异源
SS
组间
1.164693
组内
1.1498
总计
2.314493
df
MS
F
P-value F crit
4 0.291173 2.532382 0.106388 3.47805
10 0.11498
14
3、土壤PH
营养形态---有机氮
烟草对养分的吸收受养分形态和其营养元素相 对数量的影响。烟田使用的氮素形态主要有有 机态氮、硝态氮、铵态氮和酰胺态氮。
有机氮在微生物的作用下，首先水解为各种氨 基酸，然后再通过氨化作用水解成氨和铵盐才 能被吸收，其氮素释放受到土温，水分等因素 的影响，同时也受本身质量影响的制约，很难 预测，肥效慢。
图 3的-1阳3离土子壤和阴颗离粒子迅表速面地进阳行离交换子,因交此盐换类法离子则就会被吸附在根表面。
由于土壤颗粒表面带有负电荷，阳离子被土壤颗粒吸附于表面
。外部阳离子如钾离子可取代土壤颗粒表面吸附的另一个阳离子如
钙离子，使得Ca2+被根系吸收利用。
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