【PPT】植物对养分的吸收.
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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 。
植物对养分的吸收
植物对养分的吸收植物对养分的吸收植物作为生命的载体，需要摄取足够的养分来确保其正常生长发育。
养分从植物根系吸收，通过植物体内的管道输送到各个部位，包括茎、叶、花和果实等。
不同类型的植物对养分的吸收方式有所不同，下面将按类别进行阐述。
一、叶茎类植物叶茎类植物主要是指凤梨、仙人掌、龙舌兰、竹子等植物，它们的养分主要以空气和雨水为来源。
这些植物通常生长在具有潮湿环境的热带气候中，因此它们的表面通常会有许多小孔，这些孔被称为气孔。
气孔可以让植物通过表面吸收养分，如植物在光照充足时，可以通过光合作用吸收二氧化碳和水来合成含碳的有机物。
二、根茎类植物根茎类植物，如姜、葱、蒜、马蹄等，其养分主要通过它们的根和根茎来摄取。
这些植物的根部常常被分为主根和侧根，主根向下生长，而侧根则向各个方向生长。
根和根茎可以通过吸收土壤中的水和养分来滋养植物。
由于土壤中养分的分布不均匀，植物的根部也会在土中搜索水和养分。
此外，根茎类植物通常能够存储大量的水分和养分，以应对干旱和饥饿的情况。
三、草本植物草本植物是指一些草本的矮生植物，如小麦、稻谷、玉米等，它们的养分主要通过根部吸收。
草本植物的根部通常较浅，但非常集中，以便充分吸收土壤中的水和养分。
由于它们的根部集中，因此它们的茎和叶子呈现繁茂的样子，以最大限度地吸收光线和二氧化碳，为光合作用提供条件。
四、果蔬类植物果蔬类植物，如西红柿、胡萝卜、橙子等，它们的养分主要通过它们的根部吸收。
与草本植物不同的是，果蔬类植物的根部通常生长比较深，以便利用土壤中深层地区的水和养分。
此外，这些植物还会通过根际微生物来获取一些有机物和矿物质元素。
总之，植物对养分的吸收方式主要分为通过叶、根茎、根吸收土壤中的营养物质。
对于不同类型的植物，它们的养分吸收方式也会有所不同。
了解植物吸收营养物质的方式，可以更好地护理和管理植物，从而更好地增加作物产量和品质。
植物对养分的吸收和运输
第三章植物对养分的吸收和运输养分的吸收主要是通过根系进行一、根系对养分的吸收养分向根表的迁移方式：土壤中养分到达根表有两种机理：其一是根对土壤养分的主动截获；其二是在植物生长与代谢活动（如蒸腾、吸收等）的影响下，土壤养分向根表的迁移（包括质流和扩散)。
（1、截获2、质流3、扩散）截获是根直接从所接触的土壤中获取养分而不经过运输。
截获所得的养分实际是根系所占据土壤容积中的养分,它主要决定于根系容积大小和土壤中有效养分的浓度。
质流：养分离子随蒸腾流迁移到根表的过程扩散：由于根系吸收养分而使根圈附近和离根较远处的离子浓度存在浓度梯度而引起土壤中养分的移动。
在植物养分吸收总量中，通过根系截获的数量很少。
大多数情况下,质流和扩散是植物根系获取养分的主要途径。
对于不同营养元素来说，不同供应方式的贡献是各不相同的，钙、镁和氮（NO3-）主要靠质流供应，而H2PO4—、K+、NH4+等扩散是主要的迁移方式.在相同蒸腾条件下，土壤溶液中浓度高的元素，质流供应的量就大。
二、影响养分吸收的因素•植物的遗传特性•植物的生长状况：根的代谢活性、苗龄、生育时期、植物体内营养状况。
•环境因素：介质养分浓度、温度、光照强度、土壤水分、通气状况、土壤pH值养分离子的理化性质苗龄和生育阶段一般在植物生长初期，养分吸收的数量少,吸收强度低。
随时间的推移，植物对营养物质的吸收逐渐增加，往往在生殖生长初期达到吸收高峰.到了成熟阶段，对营养元素的吸收又逐渐减少.在植物整个生育期中，根据反应强弱和敏感性可以把植物对养分的反应分为营养临界期和最大效率期。
营养临界期是指植物生长发育的某一时期，对某种养分要求的绝对数量不多但很迫切,并且当养分供应不足或元素间数量不平衡时将对植物生长发育造成难以弥补的损失，这个时期就叫植物营养的临界期.不同作物对不同营养元素的临界期不同。
大多数作物磷的营养临界期在幼苗期.氮的营养临界期，小麦、玉米为分蘖期和幼穗分化期。
《植物营养学》幻灯片PPT
四、根系对阴离子的吸收
阴离子呼吸学说:
(瑞典著名植物生理学家 Lundegardh)
阴离子进入与细胞色素系统密切相关， 细胞色素中心局部含有铁原子，铁由二价变 三价，导致细胞色素的复原与氧化，阴离子 便沿着电子传递的相反方向进入细胞。
这一学说有致命的弱点，很少有人赞同。
质子－阴离子“ 共运输
〞
阴离子先同质子结合而质子化，带正
自1844年法国植物学家E.Gris把FeSO4 溶液涂抹在发黄的葡萄叶片上用以矫正因 缺铁引起的黄叶病以来，叶面施肥在生产 实践中的应用及机理的研究有了长足的开 展。1940年，美国开场用尿素作为根外追 肥并获得成功。但某些农业科学家对叶面 肥的作用依旧保持疑心，认为叶面吸收养 分是一个不清楚的过程，只在某些特殊条 件下有一定的效果。事实上，关于叶面渗 透吸收养分机理的研究远远落后于叶面肥 的实际应用。
营养元素
吸收形态
生物化学功能
第一组 C、H、 O、N、 S
第二组 P、B、 Si
第三组 K、Na、 Mg、Ca、 Mn、Cl
第四组 Fe、Cu、 Zn、Mo
CO2、HCO3-、H2O、 O2、NO3-、NH4+、 N2、SO4=、SO2离子 来自土壤溶液气体来 自大气
是有机物质的主要组成成分，是酶催化过 程中原子团的必需元素。通过氧化还原反 应而同化
微量营养元素：
Fe Mn Cu Zn B Mo Cl(一般占植物干重的0.1%以下)
大量与微量没有严 格的界限,随着环境的变 化微量元素含量可超过 大量元素含量。
两个重要的定律
同等重要律:
必需营养元素在植物体内不管数量多 少都是同等重要的。
不可代替律:
任何一种营养元素的特殊功能都不能 为其它元素所代替。
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。
《植物生长养分需求》课件
果树植物在生长过程中需要较多的氮 肥和钾肥，以促进果实的生长和发育 。
在果实生长期间，果树植物需要定期 施肥，以满足果实生长所需的养分。
例如，苹果、梨等果树需要较多的氮 肥，而桃、杏等则需要较多的钾肥。
蔬菜植物的养分需求
蔬菜植物在生长过程中需要各种养分，以满足其生长和产量的需求。 例如，叶菜类蔬菜需要较多的氮肥，而根茎类蔬菜则需要较多的磷肥和钾肥。
植物的健康生长。
城市绿化中的养分管理
01
城市绿化植物的养分需求特点
城市绿化植物生长环境较差，养分需求不同于农业和家庭园艺植物，需
要特别关注。
02
城市绿化植物的养分管理措施
根据不同植物种类和生长环境，制定合理的施肥方案，提高城市绿化植
物的生长质量和景观效果。
03
城市绿化植物的养分管理意义
合理的养分管理有利于提高城市绿化植物的抗逆性和适应性，减少病虫
在蔬菜生长期间，需要定期施肥，以满足其生长所需的养分，提高产量和品质。
04
养分的合理施用与植物生长的 关系
养分的配比与施用方法
养分种类与需求
植物在不同生长阶段对氮、磷、钾等 主要养分的需求比例不同，需根据植 物特性和生长阶段进行合理配比。
施肥方法
根据植物类型和土壤特性，选择合适 的施肥方法，如土壤施肥、叶面喷施 等，以确保养分有效供给。
病虫害防治
合理施肥可以改善作物营养状况， 提高抗病性，减少病虫害的发生和 危害。
ห้องสมุดไป่ตู้
家庭园艺中的养分管理
合理施肥
家庭园艺中应选择适当的肥料类 型和施肥时机，以满足植物生长 需求，避免过度施肥造成损害。
土壤维护
定期松土、除草和翻耕，保持土 壤疏松、透气，有利于植物根系
植物根系对养分的吸收
定义：膜外养分逆浓度梯度 (分子) 或电化学势梯度 (离子)、需要消耗代谢能量、有选择性地进入 原生质膜内的过程。
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
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)
植物的水分和养分吸收
植物的水分和养分吸收
植物通过根系来吸收水分和养分。
根系具有细长的根毛，这些根毛能增大吸收面积，并与土壤中的水分和养分进行交换。
水分吸收：植物通过根毛吸收土壤中的水分。
根毛表面存在一层细胞膜，负责选择性地吸收水分和离子。
当土壤中的水分浓度较高时，根毛细胞膨大，吸收水分。
水分通过植物细胞间的细胞壁和细胞膜传导到根部的导管组织中，最终运输到植物体的各个部分。
养分吸收：植物通过根毛吸收土壤中的养分，包括氮、磷、钾等元素。
这些养分以离子形式存在于土壤中，在根毛表面与根毛细胞膜上的离子通道结合，进入根毛细胞内部。
养分经过根部的导管组织转运到植物体的其他部分，供应植物的生长和代谢所需。
除了根毛的作用外，植物的根系结构也对水分和养分的吸收起到重要的作用。
比如，细长的主根能深入土壤中，吸收深层水分和养分；侧根则增加了吸收表层水分和养分的能力。
同时，植物的水分和养分吸收还受到土壤环境的影响，如土壤的质地、湿度、pH值等。
不同植物对水分和养分的需求也有所不同，因此，合理的灌溉和施肥管理对植物的生长和发育至关重要。
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
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植物营养与施肥优秀ppt课件
三、植物营养与施肥的内容和研究方法
? 内容
? 研究植物营养的原理，阐明植物营养的一些基本知 识，使之能被应用于实际，生产更多的植物产品。
? 植物营养的实用方面就是施用肥料。肥料是提供植 物营养的物质。研究肥料问题在我国农业现代化中 具有重要意义。
? 植物营养是施肥的理论基础。合理施肥应按 照植物营养的原理、植物营养特性、植物营 养状况、肥料特点、土壤供肥能力，综合气 候、土壤和栽培技术等因素进行综合考虑。
研究植物营养与施肥的最基本的手段。
第一章 植物营养原理
植物营养原理是进行植物营养诊断
(nutritional diagnosis)、指导合理施肥的理
论基础。而要做到合理施肥，科学调节植物 营养，就应当了解植物营养与施肥的原理。
主要内容： 第一节 植物的营养 第二节 土壤的营养 第三节 肥料与植物营养
质外体：原生质以外的所有空间，包括细胞间隙、 细胞壁与原生质膜的间隙以及木质部导管等。 扩散、质流、主动运输。对养分吸收作用不 大。
共质体：相邻各细胞的细胞质统一体，扩散和主 动运输。
② 长距离运输（纵向运输）：共质体中的 离子要运输到木质部再往植物地上部运 输，称为长距离运输。
? 途径：木质部和韧皮部微管组织 ? 运输物质：水、无机离子和有机化合物。
? 归还学说：把植物从土壤中取走的矿质养分以肥料的形式还 给土壤。
? 最小养分律：植物产量的高低决定于最小的养分因子，尽管 其他因子很充足，如这个因子得不到满足，植物的产量也得 不到提高。
? 第一次世界大战后
肥料施用有了相当大的发展，是矿质营养学说的 发展时期。对土壤肥力有了新认识、发现了微量元素 （20世纪初发现缺素症）。
? 研究植物营养应深入了解植物、土壤和肥料 三者的相互关系。
植物营养与施肥PPT课件
2、用量少:NPK1%－3％，是土壤施用的1/5－ 1/10；
3、有利于作物后期和密植作物的追肥； 4、吸收快，转化快能及时满足植物需要；:32P
肥示踪表明5分钟后各器官有PO43-； 5、是施肥的辅助性方法，需和主要措施配合。
第27页/共49页
第三节 影响作物吸收养分的环境条 件
一、光照和温度
☻在一定范围内，养分吸收随温度增 加而加快，温度过高，酶变性失活。
K+
>
SO42->
Mg2+> Cl- > 第29页/共49页
Ca2+
二、通气
•大气地面含氧量20.34％，土壤 空气含氧量10－20％，正常情况 下够用，但如果含水过多、通气 不畅，造成氧气下降。 • 棉花在O2小于3％、玉米小于6％ 生长受影响。
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•通气影响吸收的原因：
1、根系的有氧呼吸； 2、土壤的Eh（氧化还原电位）； 3、养分的形态及转化； 4、二氧化碳含量。 • 深翻整地、中耕松土、形成良好结构 等都有利于通气，促进吸收。
人畜粪尿厩肥绿肥杂肥基肥种肥追肥含义播前或定植前施用的肥料播时或定植时施用的肥料生长过程中施用的肥料目的满足作物全生育期对养分的要求满足作物苗期对养分的要求满足作物各生育期对养分要施用原则培肥土供养肥料种类有机肥为主失的化肥充分腐熟的有机速效化肥化肥为主腐熟的有机肥施用方法结合深耕撒施集中施条施穴施拌种浸种沾秧根穴施根外追肥条施穴施一植物体内元素组成及含量水分7595新鲜作物c1h3o2n49599干物质525灰分元素caclalnafe
第34页/共49页
一、植物营养
植物营养与施肥原理
植物生长发育从环境中吸收营养物质，施肥是 满足作物营养的手段。要合理施肥，就要研究作 物需要什么营养元素，作物怎样吸收这些元素以 及植物营养的特性？
3、有利于作物后期和密植作物的追肥； 4、吸收快，转化快能及时满足植物需要；:32P
肥示踪表明5分钟后各器官有PO43-； 5、是施肥的辅助性方法，需和主要措施配合。
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第三节 影响作物吸收养分的环境条 件
一、光照和温度
☻在一定范围内，养分吸收随温度增 加而加快，温度过高，酶变性失活。
K+
>
SO42->
Mg2+> Cl- > 第29页/共49页
Ca2+
二、通气
•大气地面含氧量20.34％，土壤 空气含氧量10－20％，正常情况 下够用，但如果含水过多、通气 不畅，造成氧气下降。 • 棉花在O2小于3％、玉米小于6％ 生长受影响。
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•通气影响吸收的原因：
1、根系的有氧呼吸； 2、土壤的Eh（氧化还原电位）； 3、养分的形态及转化； 4、二氧化碳含量。 • 深翻整地、中耕松土、形成良好结构 等都有利于通气，促进吸收。
人畜粪尿厩肥绿肥杂肥基肥种肥追肥含义播前或定植前施用的肥料播时或定植时施用的肥料生长过程中施用的肥料目的满足作物全生育期对养分的要求满足作物苗期对养分的要求满足作物各生育期对养分要施用原则培肥土供养肥料种类有机肥为主失的化肥充分腐熟的有机速效化肥化肥为主腐熟的有机肥施用方法结合深耕撒施集中施条施穴施拌种浸种沾秧根穴施根外追肥条施穴施一植物体内元素组成及含量水分7595新鲜作物c1h3o2n49599干物质525灰分元素caclalnafe
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一、植物营养
植物营养与施肥原理
植物生长发育从环境中吸收营养物质，施肥是 满足作物营养的手段。要合理施肥，就要研究作 物需要什么营养元素，作物怎样吸收这些元素以 及植物营养的特性？
植物的养分ppt课件
探究新知
绿色植物的光合作 用有什么意义？
探究新知
绿色植物通过光合作用制造的 养分不仅满足了植物的生长， 还为动物和人类提供食物，同 时，植物吸收了二氧化碳，产 生了氧气，起到净化空气的作 用。
绿色植物在地球上的出现，不仅推动了地球的发展，也推动了生物 界的发展。
①整个动物界都是依靠植物才获得生存和发展。 ②为地球上一切生命提供能源。 ③通过光合作用，吸收二氧化碳，释放氧气，净化空气。 ④促进自然界的物质循环。
说明植物的光合作用只有在光下才能进行，长期黑 暗中不能进行光合作用。
思考:在光合作用过程中植物分别吸收和生成的物质有哪些？
在光合作用过程中，植物吸收了水、二氧化碳、阳光，生成了 养分（淀粉）和氧气。
氧气 二氧化碳
养分（淀粉） 叶绿素
水
探究新知
绿色植物的叶和根分别吸 收外界的二氧化碳和水，并通 过吸收阳光，在绿叶中制造其 生存所需要的养分，同时放出 氧气，这就是植物的光合作用。
拓展应用
绿色植物释放氧气的实验
实验方法： 1、向水槽内加入干净新鲜的水，把一些水藻或 水生植物放入水中。用三个洗衣夹夹住一个漏斗， 倒扣在植物上面，在漏斗上盖一个盛满水的试管。 2、把水槽放在阳光下晒一会儿，观察发生了什 么现象 3、想一想，用什么方法能证明试管中生成的是 氧气？
拓展应用
实验现象：有气泡从植物上慢慢上升，进入试管。
待试管里的水被排除2/3后，用手堵住试管口，取出水面。 将点燃后熄灭的木棍放进试管，发现木棍重新燃烧，证明试
管中生成的是氧气。
课堂小结
通过本节课的学习，我们了解了绿色植物在阳 光下能进行光合作用，把吸收的二氧化碳和水转变 成其生存所需的养分，同时放出氧气。
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通过比较由方程计算出的和实际测定的膜 内外离子浓度及膜的电化学势，可以确定 某个离子是主动运输还是被动运输。
为什么说膜上存在转运蛋白？
细胞膜上存在3种类型的转运蛋白：
离子通道(ion channel): 膜上的选择性孔隙。由 它调节的离子运输属被动扩散，速度快，主要用 于水和离子,如，水通道、K+通道、Ca2+离子通 道。
阳离子交换量(CEC)：由根自由空间中的阳离子 交换位点的数目决定，双子叶植物>单子叶植物
三、离子的跨膜运输
(一)基本概念
化学势：驱动溶质跨膜运输的各种势能的总和， 包括浓度梯度、水稳压、电场等。由于离子带有 电荷，化学势的变化导致电势的变化，故膜内的 化学势可用电势来衡量，也称电化学势 (electrochemical potential)。植物细胞膜的电 化学势差一般在-60mV至-240mV。
离子泵 (pump)：逆电化学势直接将分子或离子 泵出膜内或膜外，与能量供应直接偶联。也称为 初级主动运输。根据离子运输是否使膜内外产生 净电荷而分为致电泵与电中性泵。
致电泵：离子的运输使膜内外产生净电荷，如H+泵，即 H+-ATP酶，它通过催化ATP水解而产生H+，并将其泵 出膜外。
电中性泵：离子的运输不使膜内外产生净电荷，如动物 中的H+/K+-ATP酶。
植物对养分的吸收
第二章
一、根细胞对养分离子吸收的特点
选择性吸收——植物赖 以生存的基础。
二、根自由空间中养分离子的移动
质外体与共质体
质外体(apoplast)：由细胞壁和细胞间隙 所组成的连续体。
共质体(symplast)：由穿过细胞壁的胞间 连丝把细胞相连，构成一个相互联系的原 生质的整体（不包括液泡）
次级主动运输分为2种方式： 协同运输(symport)：主要是阴离子，如 NO3-、H2PO4-、SO42-、及蔗糖等。 反向运输(antiport):如主要是阳离子，如 K+、Na+
四 养分吸收的动力学曲线
为什么要研究养分吸收动力学曲线？
在简单扩散方式下，养分吸收速率应与细胞膜 外界浓度呈正比。而载体调节的吸收方式下，吸 收速率倾向达到一个最大值(Vmax)，之后不再 增加。这是因为，载体对溶质的结合位点是有限 的，这些位点的多少，而非外界溶液浓度，决定 养分吸收速率。因此，研究养分吸收动学曲线， 也可以了解养分跨膜运输的机制。
养分吸收动力学曲线的参数
一、介质中养分的浓度 不同离子的吸收动力学曲线不同 短期中断养分供应促进植物对该养分的吸收 持续供应养分使养分吸收速率下降
二、环境条件
温度: 6-38ºC 光照: 气孔开闭，光合作用 水分分的有效性和植物根系吸收。 1、通过影响细胞膜的电化学势。 2、H+置换细胞膜中的Ca2+离子，破坏
电化学势是区分主动运输与被动运输的重要指标。
被动运输：顺(电)化学势梯度，不需能量 供应。如阳离子（钙、镁、钾、钠）向膜 内的运输。 主动运输：逆(电)化学势梯度，需能量供 应。如阴离子（NO3-、H2PO4-）向膜内 的运输，某些阳离子（如钠、钙）向膜外 的运输。
Nernst方程：膜内外离子的浓度 差可由电化学势差来平衡。
五、离子间的相互作用
拮抗作用: 溶液中某一离子的存在能抑制 另一离子的吸收。
协助作用：溶液中某一离子的存在有利于 根系对另一离子的吸收。
拮抗作用
阳离子间：如K+ K+、Rb+、Cs+、NH4+间； Ca2+、Sr2+、Ba2+间
阴离子间：如NO3-与 H2PO4--, NO3- -与CCl-1 间
1、离子水合半径相似，在载体蛋白上竞争同一 结合位点。
如K+、Rb+、Cs+、NH4+的水合半径均为 0.5nm左右。
2、离子对电荷的竞争—离子吸收总量的平衡。
提高镁浓度对向日葵中各种阳离子含量的影响
K+1
Na+1
Ca+2
Mg+2
阳离子总量
处理
（cmol/kg干物质）
Mg1
49
4
42
49
Ca2+对选择性吸收K+ / Na+ 的影响
吸收速率（µmol/g鲜重*4h）
外部溶液
NaCl+KCl (各10m
mol/L)
Na+1
玉米 K+1 Na+1+ K+1 Na+1
甜菜 K+1 Na+1+ K+1
无钙 有钙
9.0 11.0
20.0
18.8
8.3
27.1
5.9 15.0
20.9
15.4 10.7
植物中只有H+泵和Ca2+泵，泵出的方向为膜外。 载体(carrier): 在膜的一侧与被转运分子或离子结合，再
到另一侧释放。速度慢，运输物质的形式多样。如NO3-， H2PO4-等。 载体需要与质子泵配合才能进行离子的运输。首先由 H+泵运输H+，使膜内外产生电化学势和H+梯度，产生 推动力，由载体运输另一个离子跨膜进行逆(该离子)浓 度的运输。这种运输方式也称为次级主动运输。
根自由空间
根自由空间：根部某些组织或细胞允许外部溶液 中离子自由扩散进入的区域。基本上包括了细胞 膜以外的全部空间，相当于质外体系统。 1、水分自由空间：根细胞壁的大孔隙，离子可 随水分自由移动。 2、杜南自由空间：因细胞壁和质膜中果胶物质 的羧基解离而带有非扩散负电荷的空间，离子移 动通过交换与吸附的方式，不能自由扩散。
144
Mg2
57
3
31
61
152
Mg3
57
2
23
68
150
协助作用
协助作用主要表现在阴离子促进阳离子的 吸收。原因可能与植物体内的阴、阳离子 平衡有关。
Ca2+具有稳定细胞膜结构的功能，因而有 助于质膜的选择性吸收，称“维茨效应”。 这种效应对于盐害条件下，K+/Na+的选择 性具有重要意义。
（增加）膜的透性，引起离子外渗。 3、通过与K+、Ca2+、Mg2+等阳离子的
竞争。
蛋白质—COO- — Ca2+ —PO4- — 磷脂—
三、离子理化性状
离子半径：与吸收速率呈负相关，但受膜 转运蛋白对离子的亲合力的影响。
离子化合价数：化合价数越高，吸收速率 越低。
四、根部碳水化合物供应
为什么说膜上存在转运蛋白？
细胞膜上存在3种类型的转运蛋白：
离子通道(ion channel): 膜上的选择性孔隙。由 它调节的离子运输属被动扩散，速度快，主要用 于水和离子,如，水通道、K+通道、Ca2+离子通 道。
阳离子交换量(CEC)：由根自由空间中的阳离子 交换位点的数目决定，双子叶植物>单子叶植物
三、离子的跨膜运输
(一)基本概念
化学势：驱动溶质跨膜运输的各种势能的总和， 包括浓度梯度、水稳压、电场等。由于离子带有 电荷，化学势的变化导致电势的变化，故膜内的 化学势可用电势来衡量，也称电化学势 (electrochemical potential)。植物细胞膜的电 化学势差一般在-60mV至-240mV。
离子泵 (pump)：逆电化学势直接将分子或离子 泵出膜内或膜外，与能量供应直接偶联。也称为 初级主动运输。根据离子运输是否使膜内外产生 净电荷而分为致电泵与电中性泵。
致电泵：离子的运输使膜内外产生净电荷，如H+泵，即 H+-ATP酶，它通过催化ATP水解而产生H+，并将其泵 出膜外。
电中性泵：离子的运输不使膜内外产生净电荷，如动物 中的H+/K+-ATP酶。
植物对养分的吸收
第二章
一、根细胞对养分离子吸收的特点
选择性吸收——植物赖 以生存的基础。
二、根自由空间中养分离子的移动
质外体与共质体
质外体(apoplast)：由细胞壁和细胞间隙 所组成的连续体。
共质体(symplast)：由穿过细胞壁的胞间 连丝把细胞相连，构成一个相互联系的原 生质的整体（不包括液泡）
次级主动运输分为2种方式： 协同运输(symport)：主要是阴离子，如 NO3-、H2PO4-、SO42-、及蔗糖等。 反向运输(antiport):如主要是阳离子，如 K+、Na+
四 养分吸收的动力学曲线
为什么要研究养分吸收动力学曲线？
在简单扩散方式下，养分吸收速率应与细胞膜 外界浓度呈正比。而载体调节的吸收方式下，吸 收速率倾向达到一个最大值(Vmax)，之后不再 增加。这是因为，载体对溶质的结合位点是有限 的，这些位点的多少，而非外界溶液浓度，决定 养分吸收速率。因此，研究养分吸收动学曲线， 也可以了解养分跨膜运输的机制。
养分吸收动力学曲线的参数
一、介质中养分的浓度 不同离子的吸收动力学曲线不同 短期中断养分供应促进植物对该养分的吸收 持续供应养分使养分吸收速率下降
二、环境条件
温度: 6-38ºC 光照: 气孔开闭，光合作用 水分分的有效性和植物根系吸收。 1、通过影响细胞膜的电化学势。 2、H+置换细胞膜中的Ca2+离子，破坏
电化学势是区分主动运输与被动运输的重要指标。
被动运输：顺(电)化学势梯度，不需能量 供应。如阳离子（钙、镁、钾、钠）向膜 内的运输。 主动运输：逆(电)化学势梯度，需能量供 应。如阴离子（NO3-、H2PO4-）向膜内 的运输，某些阳离子（如钠、钙）向膜外 的运输。
Nernst方程：膜内外离子的浓度 差可由电化学势差来平衡。
五、离子间的相互作用
拮抗作用: 溶液中某一离子的存在能抑制 另一离子的吸收。
协助作用：溶液中某一离子的存在有利于 根系对另一离子的吸收。
拮抗作用
阳离子间：如K+ K+、Rb+、Cs+、NH4+间； Ca2+、Sr2+、Ba2+间
阴离子间：如NO3-与 H2PO4--, NO3- -与CCl-1 间
1、离子水合半径相似，在载体蛋白上竞争同一 结合位点。
如K+、Rb+、Cs+、NH4+的水合半径均为 0.5nm左右。
2、离子对电荷的竞争—离子吸收总量的平衡。
提高镁浓度对向日葵中各种阳离子含量的影响
K+1
Na+1
Ca+2
Mg+2
阳离子总量
处理
（cmol/kg干物质）
Mg1
49
4
42
49
Ca2+对选择性吸收K+ / Na+ 的影响
吸收速率（µmol/g鲜重*4h）
外部溶液
NaCl+KCl (各10m
mol/L)
Na+1
玉米 K+1 Na+1+ K+1 Na+1
甜菜 K+1 Na+1+ K+1
无钙 有钙
9.0 11.0
20.0
18.8
8.3
27.1
5.9 15.0
20.9
15.4 10.7
植物中只有H+泵和Ca2+泵，泵出的方向为膜外。 载体(carrier): 在膜的一侧与被转运分子或离子结合，再
到另一侧释放。速度慢，运输物质的形式多样。如NO3-， H2PO4-等。 载体需要与质子泵配合才能进行离子的运输。首先由 H+泵运输H+，使膜内外产生电化学势和H+梯度，产生 推动力，由载体运输另一个离子跨膜进行逆(该离子)浓 度的运输。这种运输方式也称为次级主动运输。
根自由空间
根自由空间：根部某些组织或细胞允许外部溶液 中离子自由扩散进入的区域。基本上包括了细胞 膜以外的全部空间，相当于质外体系统。 1、水分自由空间：根细胞壁的大孔隙，离子可 随水分自由移动。 2、杜南自由空间：因细胞壁和质膜中果胶物质 的羧基解离而带有非扩散负电荷的空间，离子移 动通过交换与吸附的方式，不能自由扩散。
144
Mg2
57
3
31
61
152
Mg3
57
2
23
68
150
协助作用
协助作用主要表现在阴离子促进阳离子的 吸收。原因可能与植物体内的阴、阳离子 平衡有关。
Ca2+具有稳定细胞膜结构的功能，因而有 助于质膜的选择性吸收，称“维茨效应”。 这种效应对于盐害条件下，K+/Na+的选择 性具有重要意义。
（增加）膜的透性，引起离子外渗。 3、通过与K+、Ca2+、Mg2+等阳离子的
竞争。
蛋白质—COO- — Ca2+ —PO4- — 磷脂—
三、离子理化性状
离子半径：与吸收速率呈负相关，但受膜 转运蛋白对离子的亲合力的影响。
离子化合价数：化合价数越高，吸收速率 越低。
四、根部碳水化合物供应