第三节植物对矿质元素的吸收
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把必需矿质元素按一定比例和浓度混合， 使植物生长发育良好，这种对植物生长有良 好作用而无毒害的溶液，称为平衡溶液。
二、根系吸收矿质元素的过程 （一）根系对溶液中矿质元素的吸收过程
1. 离子吸附在根部细胞表面（交换吸附--exchange absorption） 原因：根部细胞质膜表层有阴阳离子（ H+ 和 HCO3呼吸放 C02 和 H20 生成的H2C03 解离出来）。 H+ 和 HCO3- 迅速地分别与周围溶液阳,阴离子进行交换 吸附,盐类离子即被吸附在细胞表面(不需能量,速度快, 几分之一秒 ) 。
不溶解状态，不利于植物吸收； 土壤溶液酸性反应加强时，K＋、PO43 -、Ca2+、Mg2＋ 等离子易溶解，但植物来不及吸收就被雨水淋溶掉， 因此酸性土壤（如红壤）常缺乏这几种元素。 酸性土壤还导致重金属（Al、Fe、Mn等） 溶解度加大，易使植物受害； 土壤溶液反应也影响土壤微生物的活动: 酸性----易导致根瘤菌死亡，失去固氮能力; 碱性---促使反硝化细菌生育良好，使氮素损失。
2、吸附态矿质元素 两种方式：间接交换和接触交换
H+ + HCO3-
间接交换
三、影响根系吸收矿质元素的条件
（一）土壤温度状况 一定范围内，随温度升高而加快；超过反而降低 （酶活性，原生质粘性，根的发育如木栓化等--影响主动吸收） （二）土壤通气状况 排水----增进土壤通气。
（三）土壤溶液浓度 有饱和效应；太高造成“烧苗”。
（四）土壤pH状况
1.直接影响
— 随pH升高，阳离子吸收加快，阴离子吸收下降 根中蛋白质氨基酸解离---pH
H R C NH2 (pH>6) COO R H C COO R H C NH+ 3 (pH<5) COOH
NH+ 3 (pH5~6)
吸收阳离子
吸收阴离子
2.间接影响 （>>> 直接影 响） 土壤溶液碱性加强时，Fe2+、Ca2+、Mg2＋、Cu2+、Zn2＋等
2. 离子进入根系内部
质外体和共质体
根部表面 进入根内部
3.离子进入导管
根毛区吸收的离子经共质体和质外体到达输导组织
离子在根内径向运输图解 C．细胞质 V．液泡 ER. 内质网
(二)根部对被土粒吸附着的矿质元素的吸收
土粒表面带负电荷 , 吸附着矿质阳离子 ( 如 NH 4 + ,K + ), 不 易被水冲走 , 它们通过阳离子交换 (cation exchange) 与土 壤溶液中阳离子交换。 矿质阴离子 ( 如 NO3-,CI-) 被土粒表面负电荷排斥 , 溶解 在土壤溶液中,易流失。 但 PO43- 则被含铝和铁土粒束缚住 , 因 Fe2+,Fe3+ 和 Al3+ 等带有OH-,OH- 和PO43- 交换 , 于是 PO43- 被吸附在土粒上 , 不 易流失。 根呼吸: C0 2 + H20 → H2C03 H+ + HCO3分布在根表面，土粒表面营养矿质阳、阴离子分别与根表 面的 H+，HCO3- 交换 , 进入根部。
外连丝（ectodesmata）
表皮细胞质膜
叶脉韧皮部
影响叶片吸收矿质元素因素
A、叶片部位：嫩叶>>成熟叶快且多（表层结构和生理活性）；
B、温度：直接影响物质进入叶片； C、溶液在叶面上的时间越长，吸收的矿物质数量越多； D、影响液体蒸发因子:光，风，温度，大气湿度等。
吸盐----消耗代谢能量主动吸收为主，有饱和效应。 分配方向不同： 水分----叶片； 养分-----生长中心
（三）离子的选择吸收(selective absorption)
植物对同一溶液中的不同离子或同一盐溶液中的阴阳离子 吸收比例不同的现象
供 (NH4)2SO4时，根系吸收NH4＋多于SO42－，溶液中存留许 多SO42－，造成土壤酸性提高---生理酸性盐； 供NaNO3或Ca(NO3)2时，根系吸收NO3－多，溶液中留存很多 Na+或Ca2+，使碱性升高---生理碱性盐。 供KNO3时，植物对阴、阳离子几乎以同等速率被根系吸收， 土壤溶液的pH不发生明显变化---生理中性盐。
作物生育ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ适pH: 6-7
酸性环境-----茶，马铃薯，烟草 碱性环境-----甘蔗，甜菜
（五）离子间的相互作用
竞争和协助作用 1.竞争作用 一种离子存在抑制植物对另一种离子吸收。 易发生在具有相同理化性质（如化合价和离子半径）的离子 之间，可能与竞争同种离子载体有关。 NH4＋ Cl－ 2.离子协助作用 一种离子存在能促进植物对另一种离 子吸收（常发生在阴、阳离子间）。 K＋； Mn2＋、Ca2＋ NO3－；SO42－ Mg2+； SeO42－ 抑制效应
第三节
植物对矿质元素的吸收
根毛区（最活跃区域）
一、根系吸收矿质元素的特点
（一）根系吸盐区域
根尖
（二）吸盐与吸水的相对性，不成比例
相对独立的，既有关，又无关
有关： 盐分要溶于水中才能被根部吸收，并随水流一 起进入根部自由空间；降低水势，促进水分吸收。 无关，两者吸收机理不同
根部吸水---因蒸腾拉力而引起的被动过程，
试验结束时培养液中各种养分浓度占开始试验时％
物种间差异: 如番茄吸收Ca、Mg多 水稻吸收Si多（图） 对同种盐的不同离子吸收差异
图
水稻和番茄养分吸收差异
（四）单盐毒害 与离子对抗
1.单盐毒害 （toxicity of single salt ）
溶液中只有一种矿质盐对植 物起毒害作用的现象。
图
小麦根在盐类溶液中生长情况
（六）土壤有害物质状况
土壤中一些过量有害物质会不同程度地 伤害根部，降低植物吸收矿质元素的能力。
如 H2S、 某些有机酸、 过多Fe2＋、 重金属元素。
四、植物地上部对矿质元素的吸收
植物地上部分也可吸收矿质元素----根外营养 主要是叶片，所以亦称为叶片营养（foliar nutrition） 途径： 气孔、角质层
A. NaCl+ KCl+ CaCl2；B. NaCl+CaCl2 C. CaCl2； D. NaCl
2.离子对抗（ion antagonism）
在发生单盐毒害的溶液中，如再加入少量 其他矿质盐，即能减弱或消除这种单盐毒害。
离子间能相互减弱或消除单盐毒害作用的现 象叫做离子对抗。
3.平衡溶液（balanced solution）
二、根系吸收矿质元素的过程 （一）根系对溶液中矿质元素的吸收过程
1. 离子吸附在根部细胞表面（交换吸附--exchange absorption） 原因：根部细胞质膜表层有阴阳离子（ H+ 和 HCO3呼吸放 C02 和 H20 生成的H2C03 解离出来）。 H+ 和 HCO3- 迅速地分别与周围溶液阳,阴离子进行交换 吸附,盐类离子即被吸附在细胞表面(不需能量,速度快, 几分之一秒 ) 。
不溶解状态，不利于植物吸收； 土壤溶液酸性反应加强时，K＋、PO43 -、Ca2+、Mg2＋ 等离子易溶解，但植物来不及吸收就被雨水淋溶掉， 因此酸性土壤（如红壤）常缺乏这几种元素。 酸性土壤还导致重金属（Al、Fe、Mn等） 溶解度加大，易使植物受害； 土壤溶液反应也影响土壤微生物的活动: 酸性----易导致根瘤菌死亡，失去固氮能力; 碱性---促使反硝化细菌生育良好，使氮素损失。
2、吸附态矿质元素 两种方式：间接交换和接触交换
H+ + HCO3-
间接交换
三、影响根系吸收矿质元素的条件
（一）土壤温度状况 一定范围内，随温度升高而加快；超过反而降低 （酶活性，原生质粘性，根的发育如木栓化等--影响主动吸收） （二）土壤通气状况 排水----增进土壤通气。
（三）土壤溶液浓度 有饱和效应；太高造成“烧苗”。
（四）土壤pH状况
1.直接影响
— 随pH升高，阳离子吸收加快，阴离子吸收下降 根中蛋白质氨基酸解离---pH
H R C NH2 (pH>6) COO R H C COO R H C NH+ 3 (pH<5) COOH
NH+ 3 (pH5~6)
吸收阳离子
吸收阴离子
2.间接影响 （>>> 直接影 响） 土壤溶液碱性加强时，Fe2+、Ca2+、Mg2＋、Cu2+、Zn2＋等
2. 离子进入根系内部
质外体和共质体
根部表面 进入根内部
3.离子进入导管
根毛区吸收的离子经共质体和质外体到达输导组织
离子在根内径向运输图解 C．细胞质 V．液泡 ER. 内质网
(二)根部对被土粒吸附着的矿质元素的吸收
土粒表面带负电荷 , 吸附着矿质阳离子 ( 如 NH 4 + ,K + ), 不 易被水冲走 , 它们通过阳离子交换 (cation exchange) 与土 壤溶液中阳离子交换。 矿质阴离子 ( 如 NO3-,CI-) 被土粒表面负电荷排斥 , 溶解 在土壤溶液中,易流失。 但 PO43- 则被含铝和铁土粒束缚住 , 因 Fe2+,Fe3+ 和 Al3+ 等带有OH-,OH- 和PO43- 交换 , 于是 PO43- 被吸附在土粒上 , 不 易流失。 根呼吸: C0 2 + H20 → H2C03 H+ + HCO3分布在根表面，土粒表面营养矿质阳、阴离子分别与根表 面的 H+，HCO3- 交换 , 进入根部。
外连丝（ectodesmata）
表皮细胞质膜
叶脉韧皮部
影响叶片吸收矿质元素因素
A、叶片部位：嫩叶>>成熟叶快且多（表层结构和生理活性）；
B、温度：直接影响物质进入叶片； C、溶液在叶面上的时间越长，吸收的矿物质数量越多； D、影响液体蒸发因子:光，风，温度，大气湿度等。
吸盐----消耗代谢能量主动吸收为主，有饱和效应。 分配方向不同： 水分----叶片； 养分-----生长中心
（三）离子的选择吸收(selective absorption)
植物对同一溶液中的不同离子或同一盐溶液中的阴阳离子 吸收比例不同的现象
供 (NH4)2SO4时，根系吸收NH4＋多于SO42－，溶液中存留许 多SO42－，造成土壤酸性提高---生理酸性盐； 供NaNO3或Ca(NO3)2时，根系吸收NO3－多，溶液中留存很多 Na+或Ca2+，使碱性升高---生理碱性盐。 供KNO3时，植物对阴、阳离子几乎以同等速率被根系吸收， 土壤溶液的pH不发生明显变化---生理中性盐。
作物生育ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ适pH: 6-7
酸性环境-----茶，马铃薯，烟草 碱性环境-----甘蔗，甜菜
（五）离子间的相互作用
竞争和协助作用 1.竞争作用 一种离子存在抑制植物对另一种离子吸收。 易发生在具有相同理化性质（如化合价和离子半径）的离子 之间，可能与竞争同种离子载体有关。 NH4＋ Cl－ 2.离子协助作用 一种离子存在能促进植物对另一种离 子吸收（常发生在阴、阳离子间）。 K＋； Mn2＋、Ca2＋ NO3－；SO42－ Mg2+； SeO42－ 抑制效应
第三节
植物对矿质元素的吸收
根毛区（最活跃区域）
一、根系吸收矿质元素的特点
（一）根系吸盐区域
根尖
（二）吸盐与吸水的相对性，不成比例
相对独立的，既有关，又无关
有关： 盐分要溶于水中才能被根部吸收，并随水流一 起进入根部自由空间；降低水势，促进水分吸收。 无关，两者吸收机理不同
根部吸水---因蒸腾拉力而引起的被动过程，
试验结束时培养液中各种养分浓度占开始试验时％
物种间差异: 如番茄吸收Ca、Mg多 水稻吸收Si多（图） 对同种盐的不同离子吸收差异
图
水稻和番茄养分吸收差异
（四）单盐毒害 与离子对抗
1.单盐毒害 （toxicity of single salt ）
溶液中只有一种矿质盐对植 物起毒害作用的现象。
图
小麦根在盐类溶液中生长情况
（六）土壤有害物质状况
土壤中一些过量有害物质会不同程度地 伤害根部，降低植物吸收矿质元素的能力。
如 H2S、 某些有机酸、 过多Fe2＋、 重金属元素。
四、植物地上部对矿质元素的吸收
植物地上部分也可吸收矿质元素----根外营养 主要是叶片，所以亦称为叶片营养（foliar nutrition） 途径： 气孔、角质层
A. NaCl+ KCl+ CaCl2；B. NaCl+CaCl2 C. CaCl2； D. NaCl
2.离子对抗（ion antagonism）
在发生单盐毒害的溶液中，如再加入少量 其他矿质盐，即能减弱或消除这种单盐毒害。
离子间能相互减弱或消除单盐毒害作用的现 象叫做离子对抗。
3.平衡溶液（balanced solution）