【PPT】植物对养分的吸收.共42页文档
c03第三章植物对营养元素的吸收 144页PPT文档
各类离子通道
不同通道对不同离子的通透性不同,即离子 选择性(ionic selectivity)。这是由通道的结 构所决定的,只允许具有特定离子半径和电
荷的离子通过。根据离子选择性的不同,通
道可分为钠通道、钙通道、钾通道、氯通道
等。但通道的离子选择性只是相对的而不是 绝对的。比如,钠通道除主要对Na+通透外, 对NH4+也通透,甚至于对K+也稍有通透。
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
酶
内
载体假说图解
a. 细胞内线粒体氧化磷酸化产生ATP,供载体活化 所需
b. 非活化载体(IC)在磷酸激酶的作用下发生磷酸化, 成为活化载体(AC-P)
c. 活化载体(AC-P)移到膜外侧,与某一专一离子 (例如K+)结合成为离子载体复合物(AC-P-K+)
pH 5.5
pH 7.5
Em ≈ -100 - -200
质子推动力: (Proton Motive Force- pmf)
由于位于细胞膜上的ATP酶(又叫质子泵)的泵H+ 作用,使膜两边H+的自由能发生变化(⊿ H+) ,这 个自由能的变化包括H+浓度变化所引起的化学势变化和 电势的变化(故称为电化学势变化),可表示为:
dμ/dx: 化学势梯度
化学驱动力
chemical potential gradient chemical driving force)
zFdψ/dx: 电势梯度 电驱动力
electrical potential gradient electrical driving force
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。
【PPT】植物对养分的吸收.
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: 通气状况: 土壤pH
通气状况
土壤pH
影响土壤养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
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。
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
什么条件下可以采用根外施肥措施?
1、基肥不足,作物有严重脱肥现象。 2、作物根系受到伤害。 3、遇自然灾害,需要迅速恢复作物的正 常
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。
养分的吸收PPT课件
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Picture by Jim Haseloff
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
原因:根毛的存在,使根系的外表面积增加到原来的 增强了植物对养分和水分的吸收。
2~10倍,
植物的根毛
大豆根系根毛示意图
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钾吸收速率 (pmol.cm-1s-1)
(一)、有益元素的概念 某些元素适量存在时能促进植物的生长
发育;或者是某些特定的植物、在某些特定 条件下所必需的,这些类型的元素称为“有 益元素”,也称“农学必需元素”。
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(二)、有益元素在植物体内的含量、分布和形态
元素
含量
分布
形态
莎草科,禾本科:10-15% 硅(Si) 旱地禾本科等:1-3%
2. 根的类型直根与系和养须根分系示吸意收图 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。
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(二)根的数量
用单位体积或面积土壤中根的总长度表示,如: LV(cm/cm3)或 LA(cm/cm2) 一般,须根系的LV > 直根系的LV 根系数量越大,总表面积越大, 根系与养分接触的机率越高 --反映根系的营养特性
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
双子叶植物根立体结构图
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• 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
植物对养分的吸收
植物对养分的吸收一、根系对养分的吸收根系是植物体吸收养分和水分的主要器官。
植物体与环境之间的物质交换,在很大程度上是通过根系来完成的。
因而,植物根系的粗壮发达,生活力强,耐肥耐水是植物丰产的基础。
(1)根吸收养分的部位大多数陆生植物都有庞大的根系。
据离体根研究,根吸收养分最活跃的部位是根尖以上的分生组织区,大致离根尖1cm,这是因为,在营养结构上,内皮层的凯氏带尚未分化出来,韧皮部和木质部都开始了分化,初具输送养分和水分能力;在生理活性上,也是根部细胞生长最快,呼吸作用旺盛,而质膜正急骤增加的地方。
就一条根而言,幼嫩根吸收能力比衰老根强,同一时期越靠近基部吸收能力越弱。
根毛因其数量多、吸收面积大、有粘性、易与土壤颗粒紧贴而使根系养分吸收的速度与数量成十倍、百倍甚至千倍地增加。
根毛主要分布在根系的成熟区,因此根吸收养分最多的部位大约在离根尖10cm 以内,愈靠近根尖的地方吸收能力愈强。
根系吸肥的特点决定了在施肥实践中应注意肥料施用的位置及深度。
一般来讲,种肥(除与种子混播的肥料外)施用深度应距种子一定距离和播种相适应的地方,而基肥则应将肥料施到根系分布最稠密的耕层之中(20cm左右)。
在植物生长期间进行追肥时,也应根据肥料的性质和种植状况,把它施到近根的地方。
这样可以使溶解度小的肥料(如磷肥)提高其溶解度,减少铵态氮的挥发和硝态氮的流失所造成的损失。
(2)根可吸收的养分形态植物根能吸收的养分形态有气态、离子态和分子态3种。
气态养分有二氧化碳、氧气、二氧化硫和水汽等。
气态养分主要通过扩散作用进入植物体内,也可以从多孔的叶子进入,即由气孔经细胞间隙进入叶内。
植物根吸收的离子态养分,可分为阳离子和阴离子两组,阳离子有NH4+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+等;阴离子有NO3-、H2PO4-、HPO42-、SO42-、H2BO3-、B4O72-、M0O42-、Cl-等。
土壤中能被植物根吸收的分子态养分种类不多,而且也不如离子态养分易进入植物体,植物只能吸收一些小分子的有机物。
第七章-养分的吸收PPT课件
3、范围
内皮层凯氏带是养分离子迁移至中柱的真 正障碍。
内皮层以外的自由空间包括表皮、皮层薄 壁细胞的细胞壁、中胶层和细胞间隙;
内皮层以内的自由空间包括中柱各部分的 细胞壁、细胞间隙和导管。
在内外两个自由空间之间,离子和水分均
不能自由扩散。
2021
20
第二节、根系吸收养分的机理
一、养分进入根的自由空间 二、养分离子通过生物膜
阳离子 单子叶 交换量 植 物
65.1
春小麦
48.0
玉米
36.5
大麦
36.1
冬小麦
33.2
水稻
2021
阳离子 交换量
22.8 17.0 12.3
9.0 8.4
28
大麦对锌的吸收和运输
锌的供应 形态*
吸收与运输量(Zn µg/g 干物重/24h)
根
地上部
ZnSO4
4598
305
ZnEDTA
45
35
*营养液中锌的浓度:1mg/L
细胞膜上主要有两类蛋白质对离子吸收起促进 作用,即离子通道和载体。
离子通道是细胞膜上具有选择性的孔状跨膜蛋 白,孔的大小和表面荷电状况决定着它的专一性。
载体是生物膜上携带离子通过膜的蛋白质。
2021
39
运载分子
通道蛋白
载体蛋白
高 膜脂
电化学势梯度
简单扩散
易化扩散
被动运输
能量 主动运输
细胞膜上两2种021离子运载蛋白
细胞膜的化学成分主要是类脂和蛋白质, 两者含量大致相等。
脂类主要是磷脂,有一个极性的头,一 般带负电,具有亲水性;还有一个非极性的 尾,一般不带电,具有疏水性;为双亲性的 化合物。磷脂是膜的骨架,对膜的透性有重 要意义。
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
植物对养分的吸收
• 根外追肥(叶面施肥):将肥料稀释成一定 浓度的溶液喷洒到叶面,使之通过气孔和角 质层进入叶内,这种通过叶面吸收养分的营 养方式称为根外追肥,也叫叶面施肥。
• 叶面肥:以叶面吸收为目的,将作物所需养 分直接喷施到叶面的肥料,称为叶面肥。
影响叶面吸收的因素:
①作物叶片的性质 双子叶植物一般喷施效果较好;单子 叶植物相反 。
是一些小分子有机物,如尿素、氨基酸、磷脂、生
长素、维生素等。大部分有机态养分需经微生物
分解转化成
离养子分态后,才能被作物吸收利用。
课后练习
4.作物根系通过 截获 、质流、 扩散 等方 式获取养分。
5. 截获 的养分数量很少,根系获得养分的 方式以 扩散 和 质流 为主,并且 质流 比 扩散的作用距离更远一些。
植物营养特性
植物营养特性是指植物在生长发育 过程中,依靠外界环境获得营养物质构 建其有机体,以完成新成代谢和整个生 活周期的能力和特点。通常包括植物吸 收利用养分的种类、数量、比例、速率 的差异,植物营养个性与共性、植物营 养关键期、营养物质代谢特点及与产量 的关系。
学习内容
一、植物体的组成
新鲜 植株
• 作物所需要的各种养分, 通过庞大的根系从土壤 中吸取,是主要吸收途 径。
(一)根系对养分的吸收 根系对养分吸收的过程包括:
迁移
吸收
养分:土壤
根表
根内
截获 质流 扩散
主动 被动
植物体
运输 横向运输 纵向运输
(一)根吸收养分的部位
离根尖10cm以内是根 吸收养分最多的部位。
根系吸肥的特点决定 了在施肥实践中应注意肥 料施用的位置及深度。
扩散:由于根系的不断吸收,造成土壤养分从高浓度向 根系附近低浓度不断地迁移称为扩散。
植物的养分与吸收
养分浓度:过高或过低都会 影响植物吸收
土壤酸碱度:影响养分的溶 解度和有效性
土壤湿度:过干或过湿都会 影响植物吸收养分
Part Four 植物对养分的利用与转
化
养分利用方式
直接利用:植 物通过根系直 接吸收土壤中
的养分
转化利用:植 物通过光合作 用将二氧化碳 和水转化为有 机物,同时释
放氧气
循环利用:植 物死亡后,其 残体通过微生 物分解为无机 物,再次被植
物吸收利用
协同利用:植 物与微生物之 间形成共生关 系,共同利用 土壤中的养分
养分转化过程
植物吸收养分:通过根部吸收土壤中的水分和养分 养分运输:养分从根部运输到叶片和其他组织 养分转化:养分在植物体内经过一系列的转化和利用,合成有机物 养分储存:养分在植物体内的储存和再利用
水中的养分
植物通过根部吸收水分和养分
水中的养分包括无机盐和微量 元素
植物的根部与土壤中的微生物 相互作用,促进养分吸收
水分在植物体内的运输和利用 也是养分吸收的重要环节
腐殖质中的养分
腐殖质是土壤中有机物分解的产物
腐殖质能够改善土壤结构,提高土 壤肥力
添加标题
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添加标题
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腐殖质为植物提供氮、磷、钾等主 要养分
养分转化效率
植物对养分的吸收方式:根系吸收、叶片吸收等 养分转化过程:植物将吸收的养分转化为有机物质,如蛋白质、碳水化合物等 养分转化效率的影响因素:土壤质量、气候条件、植物品种等 提高养分转化效率的方法:合理施肥、改善土壤质量、选择适宜的植物品种等
养分利用与转化的影响因素
气候因素:光照、温度、降雨 等影响植物的生长和养分转化
植物营养与施肥PPT课件
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?
植物对营养物质的吸收PPT课件
“根际效应”反过来又强烈地影响着 植物对养分的吸收。
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(二)根际养分
1. 根际养分浓度分布 根际养分的分布与土体比较可能有以下三
种状况:
养分富集:根系对水分的吸收速率> 养分的吸收速率 养分亏缺:根系对水分的吸收速率< 养分的吸收速率 养分持平:根系对水分的吸收速率=养分的吸收速率
(2) 主要类型:外生菌根和内生菌根
(3) 共生体系的生理基础:
植物根系
提供碳水化合物 提供吸收的营养物质
菌根真菌
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(4) 作用:促进养分的吸收
主要原因:
▪ 通过外延菌丝大大增加吸磷表面积 ▪ 降低菌丝际pH值,有利于磷的活化。 ▪ VA真菌膜上运载系统与磷的亲合力高于寄主植
物根细胞膜与磷的亲合力。 ▪ 植物所吸收的磷以聚磷酸盐的形式在菌丝中运
钾吸收速率 (pmol.cm-1s-1)
0.6
0.5
番茄 油菜
0.4
0.3
黑麦草属
0.2
玉米
0.1
洋葱 0.0
0
20
40 60 80
根毛园柱体的容积 (mm3.cm-1)
在粉沙土壤上,植物根毛容积对吸K+速率的影响
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三、根的生理特性
(一)根的阳离子交换量(CEC)
1. 含义:单位数量根系吸附的阳离子的厘摩尔数, 单位为:cmol/kg 一般,双子叶植物的CEC较高,单子叶植物的
较低 2. 根系CEC与养分吸收的关系 (1) 二价阳离子的CEC越大,被吸收的数量也越多 (2) 反映根系利用难溶性养分的能力
植物叶片对养分的吸收
63.8 127.4
17.1 52.0
14.0 79.3
15min. to 2h 吸收 棉叶 32P 喷施5min. 15d Urea 1-2d 4-5d
叶表皮的蜡质层
七、叶面肥种类
1、大量元素 2、微量元素 3、大量元素和微量元素 4、植物生长调节剂(化工和天然) 5、大量元素和植物生长调节剂 6、微量元素和植物生长调节剂 7、大量元素、微量元素和植物生 长调节剂
什么条件下可以采用根外施肥?
1、基肥不足,作物有严重脱肥现象。
2、作物根系受到伤害。
3、遇自然灾害,需要迅速恢复作物的正常 生长。 4、深根作物(如果树)用传统施肥方法不 宜收效。 5、需要矫正某种养分缺乏症。 6、植株密度太大,已无法土壤施肥。
应用效果举例
1. 水稻旱育秧矫正-Fe、-Zn、-Mn 2. 小麦生长后期喷 N改善品质
在缺铜土壤上叶面施铜对小麦生长和产量的影响
处
理
穗数/m2 穗粒数 籽粒重(g/m2) 37.0 28.8 58.5 0.14 2.3 2.9 0.03 1.0 2.3
不施铜 土壤施铜CuSO4(kg/ha) 2.5 10.0 叶面施铜12%,2CuSO4(kg/ha) 拔节喷施一次 拔节及抽穗期各施一次
参与代谢快 用量省,效益高
经济
trace element
四、影响叶面营养的因素
(一) 矿质养分的种类
(二) 矿质养分的浓度及pH
(三) 植物的叶片类型、叶龄
(四) 溶液浸润叶片的时间
叶片对钾的吸收速率为: KCl>KNO3> K2HPO4; 对氮的吸收为: 尿素>硝酸盐>铵盐。
在一定浓度范围内,矿质养分进入 叶片的速率和数量随浓度的提高而增加, 但浓度过高会灼伤叶片。不产生肥害为 前提。