植物生理学矿质营养 ppt课件
合集下载
植物生理学(矿质营养)ppt课件
;.
2
1699年英国John Woodward用雨水、河水、菜园土浸提水溶液培养薄荷实验。 瑞士科学家N.T.de Saussure（1767-1845）证明了灰分元素对植物生长的必需性。
;.
3
德国的C.S.Sprengel（1787-1859）提出，土壤若缺少一种对植物生长必需的元素，都会 影响植物生长。
植物需要量较少的元素称为微量元素，其在植物体内含量占干重的 0.01%以下。它们是 Mo、 Cu、 Zn、 Mn、 Fe、 B、Cl 、Ni 共8种。
;.
17
Hoaglang根据植物必需的矿质元素的需要量， 总结出了完全营养液配方，广泛应用与科研和农业 生产。
Dennis Hoagland
;.
18
;.
26
（三）必需元素的缺乏症
;.
27
1.氮 植物主要吸收无机态氮，即铵态氮（NH4+）和硝态氮（NO3-），也可以吸收利用有机 态氮（如尿素等）。氮的主要生理作用有：①氮是构成蛋白质的主要成分
②核酸、核苷酸、辅酶、磷脂、叶绿素、细胞色素及某些植物激素（如吲哚乙酸、细胞分 裂素）和维生素（如B1、B2、B6等）中也都含有氮。
6 4 2 1
;.
19
母液名称和 编号
5、微量元素
母液配方
ml/L 营养液
MnCl2∙4H2O 0.198g；H3BO3 3.092g；ZnSO4∙7H2O 0.288g； 1 CuSO4∙5H2O 0.125g ； H2MoO4∙H2O 0.081g ； *NiSO4∙6H2O 0.132g上述药品溶解在1L的蒸馏水中。
;.
44
植物缺乏必需矿质元素的病症检索表 A 较老的器官或组织先出现病症
植物生理学ppt课件ppt
植物的生殖过程
植物的生殖过程包括配子形成、受精和 胚胎发育等阶段。在配子形成阶段，花 药和胚珠分别产生精子和卵细胞；在受 精阶段，精子和卵细胞结合形成受精卵 ；在胚胎发育阶段，受精卵经过一系列 细胞分裂和分化，最终形成成熟的种子 。
VS
植物的发育过程
植物的发育过程包括营养生长期、生殖生 长期和衰老期等阶段。在营养生长期，植 物主要进行细胞分裂和扩大，形成各种组 织和器官；在生殖生长期，植物进行开花 、结实等生殖过程；在衰老期，植物逐渐 失去生理功养的吸收与利用
矿质营养的种类
植物所需的矿质营养包括氮、磷、钾、钙、镁、硫等大量元素和 铁、锰、锌、铜、硼、钼等微量元素。
矿质营养的吸收方式
植物通过根系吸收土壤中的矿质营养，主要通过质流和扩散作用进 入根部细胞。
矿质营养的运输和利用
吸收的矿质营养通过木质部导管向上运输到叶片和其他组织，参与 植物的光合作用、呼吸作用等生理过程。
植物在不同环境条件下，能够通过生理调节来适应水分和 矿质营养的变化，以保证正常的生长和发育。
05
植物的生长与发育
植物生长的概念与特点
植物生长的概念
植物生长是指植物通过吸收和利用环境中的水分、养分和光照等资源，实现细 胞分裂、扩大和组织分化等过程，从而增加其体积和质量的过程。
植物生长的特点
植物生长具有持续性和阶段性，不同生长阶段具有不同的生长特点。例如，在 营养生长期，植物主要进行细胞分裂和扩大，而在生殖生长期，植物则主要进 行开花、结实等生殖过程。
根部吸收的水分通过木质部导管向上运输到叶片，同时水分也在其他组
织间进行横向运输。
02
水分吸收的主要方式
被动吸水和主动吸水。被动吸水是指在蒸腾作用下，水分通过渗透作用
植物生理学03矿质营养
图3-5 植株缺磷症状
4、钾（K）
吸收形式：K+。 作用：
是酶的活化剂。 促进碳水化合物的合成和运输。
增加原生质的水合程度，提高细胞的保水能力，增强 抗旱性。 缺素症：叶色缺绿变黄，逐渐坏死。茎秆柔弱
易倒伏（图3-6、3-7）。 Ｋ的移动性大，缺乏时，症状在老叶出现。
图3-6 番茄缺钾初期叶缘失绿
图3-4 缺硫植株中上部叶色淡
3、磷（P）
吸收形式：H2PO4-。 作用:
磷是核酸、磷脂、辅酶和ATP的组成成分； 磷在碳水化合物代谢中起着重要作用； 磷对氮代谢也有影响。 缺素症：缺素症与Ｎ相似，生长缓慢，植株矮小， 叶片暗绿，有些植物呈紫色或红色。 Ｐ的移动性大，缺乏时，症状首先在老叶出现（图35）。
图3-9 缺钙幼叶叶尖变褐枯死
6、镁（Mg）
吸收形式：Mg2+。 作用：
是叶绿素的组成成分。 是酶的活化剂。
缺素症：缺绿病，严重时形成褐斑坏死。 Mg的移动性大，缺乏时，症状首先 在老叶出现（图3-10）。
图3-10 植株缺镁症状
7、铁（Fe）
作用： 是酶的辅助因子。 是叶绿素合成过程所必需的。
岩石圈的元素组成包括O、Si、Al、Fe、Ca、 Na、K、Mg等，其中O和Si的含量最丰富，约占岩 石圈元素总量的75%。
二、植物体内的元素
植物体
干物质(5-90％) 有机物(90％)
水分(10-95％) 无机物(10％)
105℃ 烘干
植物
干物质
600℃ 灰分
构成灰分的元素称为灰分元素(灰分中的元素直 接或间接地来自土壤矿质，故又称矿质元素）。
必需元素是指维持植物正常生理活动所必需的元素。
判断必需矿质元素的原则：
植物生理学03矿质营养
PPT文档演模板
植物生理学03矿质营养
•二、植物体内的元素
• 植物体
•干物质(5-90％) •有机物(90％)
•水分(10-95％) •无机物(10％)
PPT文档演模板
植物生理学03矿质营养
•105℃ 烘干
植物
干物质
600℃ 灰分
构成灰分的元素称为灰分元素(灰分中的元素 直接或间接地来自土壤矿质，故又称矿质元素）。
PPT文档演模板
植物生理学03矿质营养
PPT文档演模板
• 图3-4 缺硫植株中上部叶色淡 植物生理学03矿质营养
3、磷（P）
•吸收形式：H2PO4-。 •作用:
磷是核酸、磷脂、辅酶和ATP的组成成分； 磷在碳水化合物代谢中起着重要作用；
磷对氮代谢也有影响。
•缺素症：缺素症与Ｎ相似，生长缓慢，植株矮小， 叶片暗绿，有些植物呈紫色或红色。
植物生理学03矿质营养
PPT文档演模板
2020/11/20
植物生理学03矿质营养
植物必需的矿质元素 植物对矿质元素的吸收 矿质元素在植物体内的长距离运输与分
配 合理施肥的生理学基础
PPT文档演模板
植物生理学03矿质营养
植物矿质营养
是指植物对矿物质的吸收、转运和同化等过 程以及矿质元素在植物生命活动中的作用。
PPT文档演模板
植物生理学03矿质营养
大量元素：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 、 Si共10种。植物需要量大，占植物体干重的0.1～ 10％。
微量元素：Fe、B、Cu、Zn、Mn、Cl、Mo、 Na、Ni共9种。植物需要量小，占植物体干重的 0.01～0.00001％。
PPT文档演模板
植物生理学03矿质营养
中国农业大学植物生理学本科课件 第五章 植物的矿质营养和植物对氮、硫、磷的同化
Main micronutrient deficiencies worldwide
• Iron • Zinc • Iodine - not essential for plants • Selenium - not essential for plants • Vitamin A - not essential for plants
Micronutrient deficiency in 190 soils worldwide
Macronutrients can also be deficient in foods
Malformation in children due to insufficient Calcium in diets.
一般认为不可再利
苹
用，但也有研究表明
果
有一定程度的移动性。
黄
缺 Fe 时，幼叶发黄，
叶
如华北地区果树的
病
“黄叶病”。
Iron (Fe) Deficiency Symptoms
1
2
3
4
A
B
1-Piggyback Plant, 2- Petunia, 3-Silver Maple, 4-Rose (A-normal, B-Fe-deficient)
1.01
6
碳
C
CO2
12.01
45
氧
O
O2，H2O
16.00
45
氮
N
NO3-，NH4+
14.01
1.5
钾
K
K+
39.10
1.0
钙 镁 磷 硫 微量元素 氯 铁 硼 锰 锌 铜 镍 钼
Ca
• Iron • Zinc • Iodine - not essential for plants • Selenium - not essential for plants • Vitamin A - not essential for plants
Micronutrient deficiency in 190 soils worldwide
Macronutrients can also be deficient in foods
Malformation in children due to insufficient Calcium in diets.
一般认为不可再利
苹
用，但也有研究表明
果
有一定程度的移动性。
黄
缺 Fe 时，幼叶发黄，
叶
如华北地区果树的
病
“黄叶病”。
Iron (Fe) Deficiency Symptoms
1
2
3
4
A
B
1-Piggyback Plant, 2- Petunia, 3-Silver Maple, 4-Rose (A-normal, B-Fe-deficient)
1.01
6
碳
C
CO2
12.01
45
氧
O
O2，H2O
16.00
45
氮
N
NO3-，NH4+
14.01
1.5
钾
K
K+
39.10
1.0
钙 镁 磷 硫 微量元素 氯 铁 硼 锰 锌 铜 镍 钼
Ca
植物生理学第二章：矿质营养
叶片吸收：上行和下行都主 要通过韧皮部，也存在横 向运输。
运输速度：30～100cm/h。
3.矿物质在植物体内的利用（掌握） 是否可再利用： 1）参与循环的元素：呈离子状态、形成不
稳定化合物，可以转移到其他需要的器 官。 如： N 、K、P等，是可再利用元素。
2）不能参与循环的元素：在细胞中呈难溶 的稳定化合物，不能转移。
马铃薯 (缺镁)
（5）钙(Ca) A.吸收形式： B.存在形式： C.作用 D.供应 a.充足 b.不足：幼叶
马铃薯 (缺钙)
微量元素 （1）铁(Fe) A.吸收形式： B.存在形式： C.作用 D.供应 a.充足 b.不足
华北果树的“黄叶病”
（2）硼(B) A.作用:生殖生长 B.供应 a.充足 b.不足 花药、花粉发育不良 酚类，顶芽坏死
3.生物固氮 空气中的氮气：79％ 植物利用的限制：硝酸盐和铵盐
1）化肥生产： 条件：T:400~500℃,P:20MPa(200个大气压) 原料：氮、氢 年产量：2500万吨
2）生物固氮 年产量：9000万吨 定义：某些微生物将空气中的游离氮固定
转化为含氮化合物的过程。 （Biological nitrogen fixation）
1）简单扩散：高浓度至低浓度，跨膜 2）协助扩散：蛋白 参与，不耗能，也 称协助扩散 通道蛋白和载体蛋白
离子通道（ion channel ）
质膜上蛋白质构成的圆形孔道； 可由化学方式或电化学方式激活；选择性
已知的离子通道有：K+,Cl-,Ca2+,NO3运输速度：107～108个/sec 密度：1个/15㎛2,
Models of K+ channel
载体 (carrier)与载体运输
运输速度：30～100cm/h。
3.矿物质在植物体内的利用（掌握） 是否可再利用： 1）参与循环的元素：呈离子状态、形成不
稳定化合物，可以转移到其他需要的器 官。 如： N 、K、P等，是可再利用元素。
2）不能参与循环的元素：在细胞中呈难溶 的稳定化合物，不能转移。
马铃薯 (缺镁)
（5）钙(Ca) A.吸收形式： B.存在形式： C.作用 D.供应 a.充足 b.不足：幼叶
马铃薯 (缺钙)
微量元素 （1）铁(Fe) A.吸收形式： B.存在形式： C.作用 D.供应 a.充足 b.不足
华北果树的“黄叶病”
（2）硼(B) A.作用:生殖生长 B.供应 a.充足 b.不足 花药、花粉发育不良 酚类，顶芽坏死
3.生物固氮 空气中的氮气：79％ 植物利用的限制：硝酸盐和铵盐
1）化肥生产： 条件：T:400~500℃,P:20MPa(200个大气压) 原料：氮、氢 年产量：2500万吨
2）生物固氮 年产量：9000万吨 定义：某些微生物将空气中的游离氮固定
转化为含氮化合物的过程。 （Biological nitrogen fixation）
1）简单扩散：高浓度至低浓度，跨膜 2）协助扩散：蛋白 参与，不耗能，也 称协助扩散 通道蛋白和载体蛋白
离子通道（ion channel ）
质膜上蛋白质构成的圆形孔道； 可由化学方式或电化学方式激活；选择性
已知的离子通道有：K+,Cl-,Ca2+,NO3运输速度：107～108个/sec 密度：1个/15㎛2,
Models of K+ channel
载体 (carrier)与载体运输
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
母液配方
ml/L 营养液
5、微量元素 MnCl2∙4H2O 0.198g；H3BO3 3.092g； 1 ZnSO4∙7H2O 0.288g；CuSO4∙5H2O 0.125g ； H2MoO4∙H2O 0.081g ； *NiSO4∙6H2O 0.132g上述药品溶解 在1L的蒸馏水中。6、NaFeE源自TA1 mol/L1
20
各矿质元素在营养液中的终浓度
元素
终浓度 μmol/L
N K Ca P S Mg *Si 16000 6000 4000 2000 1003 1000 1000
元素
终浓度 μmol/L
B Cl Mn Zn Cu Mo Fe *Ni 50 2.0 1.0 1.0 0.5 0.5 20 0.5
植物需要量较少的元素称为微量元素，其在 植物体内含量占干重的 0.01%以下。它们是 Mo、 Cu、 Zn、 Mn、 Fe、 B、Cl 、Ni 共8种。
17
Hoaglang根据植物 必需的矿质元素的需要 量，总结出了完全营养 液配方，广泛应用与科 研和农业生产。
Dennis Hoagland
18
Hoagland营养液配制方法
法 国 学 者 J.Boussingault （ 1802-1899 ） 证明了植物体内的C、H、O是从空气和 水中得来的，而植物所需的矿质元素和氮 素来自于土壤。
4
1840年，德国J.Von Liebig（李比西）
提出：施矿质肥料以补充土壤营养的消 耗。从而创立了矿质营养学说，为化学
施肥提供了理论依据，成为利用化学肥 料理论的创始人。
15
（三）植物的必需元素
根据上述标准，并通过溶液培养法等分 析手段，现已确定有17种元素是植物的必需元 素，它们是：碳（C）、氧（O）、氢（H）、 氮（N）、磷（P）、钾（K）、钙（Ca）、 镁（Mg）、硫（S）、铁（Fe）、锰（Mn）、 硼（B）、锌（Zn）、铜（Cu）、钼（Mo）、 氯（Cl）、镍（Ni）。
2 砂基培养法：简称砂培法，是用洗净的石英 砂或玻璃球等，加入含有全部或部分营养元素 的溶液来栽培植物的方法。
也 可 用 珍 珠 岩 （ perlite ） 或 蛭 石 （vermiculite）作为支持物或介质加入营养液 中来栽培植物。
11
除了以上两种培养方法外，在科 研与生产实践中，溶液培养法还衍生 出气栽法（aeroponics）、营养膜法 （nutrient film）等。
21
注意事项： （1）*号的两种母液可选择性加入。其他化合 物中常混杂有Ni，所以可以不加NiSO4。 （2）上述母液最好用蒸馏水溶解，也可用凉 开水溶解。 （3）上述母液保存在阴暗处备用，不可见光。 否则会生绿藻和铁细菌。
第二章 植物的矿质营养
Mineral Nutrition
“庄稼一枝花，全靠粪当家”
通常把植物对矿质元素（包括氮） 的吸收、转运和同化称为矿质营养。
1
人类对植物矿质营养 的研究已有悠久的历史。 最早研究矿质营养的是 荷 兰 的 Van Helmont （ 1629 ） 年 的 柳 树 枝 条 实验。
分 别 溶 解 5.57g FeSO4∙7H2O 和 1
或NaFeDTPA 7.45g Na2EDTA于200ml蒸馏水中，加
热Na2EDTA溶液，加入FeSO4 ∙7H2O
溶液，不断搅拌。冷却后定容到1 L。
或直接称取13.46g NaFeDTPA直
接溶解在1 L蒸馏水中
7、*Na2SiO3∙6H2O
7
第一节 植物必需的矿质元素
一、植物体内的元素（灰分分析法）
8
植物体内有机物完全氧化后，所剩的 不能挥发的灰白色残烬即为灰分。构成灰 分的元素（C、H、O除外）被称为灰分 元素。
这些元素直接或间接来自土壤矿质， 故灰分元素亦称为矿质元素。
9
二、植物必需元素及其确定方法
（一）确定植物必需元素的三条标准
Van Helmont （1577-1644）
2
1699年英国John Woodward用雨水、 河水、菜园土浸提水溶液培养薄荷实验。
瑞士科学家N.T.de Saussure（17671845）证明了灰分元素对植物生长的必 需性。
3
德国的C.S.Sprengel（1787-1859）提 出，土壤若缺少一种对植物生长必需的元 素，都会影响植物生长。
母液名称和编号 分子量
1、KNO3 2、Ca(NO3)2∙4H2O 3、MgSO4∙7H2O 4、NH4H2PO4
101.10 236.16 246.48 115.08
母液配方
1 mol/L 1 mol/L 1 mol/L 1 mol/L
每升营养液中母 液的用量(ml) 6 4 2 1
19
母液名称和 编号
5
Liebig（1803-1873），德国农业化学家，21岁 成为德国Giessen‘s university（始建于1607） 教授，因李比西的贡献更名为“Justus-LiebigUniversity” 。
6
1860 年 ， 德 国 的 J.Sachs （1832-1897）和W.Knop创立了溶 液培养的方法。
①完全缺乏该元素，植物生长发育发生障碍， 不能完成生活史；
②完全缺乏该元素，则表现专一的缺素症，不 能被其它元素替代，只有加入该元素才可预防 或恢复；
③该元素的功能必需是直接的，绝对不是因土 壤或培养基的物理、化学、微生物条件的改变 所产生的间接效应。
10
（二）植物必需元素的确定方法
1 溶液培养法：简称水培法，是在含有全部或 部分营养元素的溶液中栽培植物的方法。
在上述元素中，除来自于CO2和水中的C、 O、H为非矿质元素外，其余14种元素均为植 物所必需的矿质元素。
16
大量元素(major element) 植物需要量较大的元素称为大量元素，其在
植物体内含量占干重 0.1 % 以上。它们是C、H、 O、N、P、K、Ca、Mg、S ，共9种。 微量元素(trace element)
12
几种常见的无土栽培技术
13
植物的溶液培养
14
用植物的溶液培养法研究植物的必需元 素，应重点注意以下几个方面： ①要保证营养液通气良好。 ②盛放溶液的容器不宜透光。 ③必须保证所用的试剂、容器、介质、水等 十分纯净。 ④应经常更换或补充营养液。 ⑤对于种子较大的植物，应注意种子内部原 有营养物的影响，最好去除种子。 ⑥种子必须严格消毒，以免微生物污染。