植物营养学课件-磷

(三）积极参与体内的代谢
1、碳水化合物代谢
在光合作用中，光合磷酸化作用必须 有磷参加； 光合产物的运输也离不开磷。
二、磷的营养功能
Pi对光合作用中蔗糖及淀粉形成的调节
蔗糖合成不同途径的示意图
Pi
磷酸蔗糖
磷酸蔗糖 合成酶
葡萄糖 6-磷酸葡萄糖 6-磷酸果糖
蔗糖
蔗糖合成酶
果糖
2.氮素代谢
磷是氮素代谢过程中一些重要酶的组分 硝酸还原酶 氨基转移酶
4.植素
OH
OH OH
OH OH
OH
+ 6H PO (- 6 H O )
O
O PO OH
O
O
O P OO P O
OH
OH O
O O PO
O PO OH
OH
O
O PO
OH
环己六醇
植酸
植素是磷脂类化合物中的一种，它是植酸的钙、 镁盐或钾、镁盐，而植酸是六磷酸肌醇，它是由 环己六醇通过羟基酯化而生成的。
生物固氮 氨的同化
因此，缺磷将使氮素代谢明显受阻
3.脂肪代谢:
脂肪合成过程中需要多种含磷化合物
糖
↑↓ 1,6- 二磷酸果糖
↑↓
脂肪合成途径示意图
3-磷酸甘油醛→磷酸二羟丙酮→磷酸甘油→甘油 ↓
3-磷酸甘油酸 ↓
丙酮酸 ───→乙酰辅酶 A ───→脂肪酸
脂肪
（四）提高作物抗逆性和适应能力
1.抗旱和抗寒 抗旱: 磷能提高原生质胶体的水合度和细胞结构的充水度， 能增加原生质的粘度和弹性， 增强了原生质抵抗脱水的能力 抗寒:
影响吸收磷的主要因素
3、温度 温度升高有利于磷的吸收。增加 水分也有利于土壤溶液中磷的扩散，因此能提高 磷的有效性。
4、养分的相互关系 磷与氮在植物的吸收 和利用方面相互影响。施用氮肥能促进磷的吸收。
三、作物对磷的吸收和利用
（三）利用
根系吸收的磷酸盐进入细胞后迅速参与代谢作用(?)
磷被吸收10分钟内就有80%的磷酸盐 可结合到有机化合物中，即形成 有机含磷化合物。
木质部
韧皮部
供磷对烟草叶片磷组分的影响
供磷水平 (mg/L)
2 6 8 20
叶片干重 磷组分（P mg/100g干重） （g/叶） 脂 核酸 酯 无机磷
0.82 32 74 36
33
1.08 83 134 91
83
1.10 89 133 104 123
1.08 91 142 109 338
四、植物对缺磷和供磷过多的反应
单半乳糖甘油二酯
硫代奎诺糖甘油二酯
磷酸二酯的形式(C- P -C)桥接，这在生物膜的磷脂中很常见。
ATP的结构就是高能焦磷酸键与另一磷酸相连
二、磷的营养功能
（二）多种重要化合物的组分
1.核酸和核蛋白 2.磷脂
➢生物膜的组分 ➢生物膜控制和调节植物与外界介质进行物质
交流、能量交流和信息交流
3.腺苷三磷酸(ATP)
提高体内可溶性糖和磷脂的含量
细胞原生质的冰点降低
增强细胞对温度变化的适应性
2.缓冲性:
磷酸二氢根 H2PO4-
H+ OH-
磷酸氢根 HPO4-
缓冲系统 pH6-8
三、作物对磷的吸收和利用
（一）吸收
部位：主要通过根毛区逆浓度主动吸收
驱动力：离子泵（H + -ATP酶），
H+与H2PO4－共运方式
（二）运输
（一）缺磷
植物光合作用 呼吸作用 生物合成过程
植物缺磷的症状常首先出现在老叶
叶色暗绿，或叶茎基部紫红色
缺磷的植株因为体内碳水化合物代谢受阻， 有糖分积累而形成花青素(糖苷)，许多一年 生植物的茎呈现典型症状：紫红色
生长延缓，植株矮小，分枝和分蘖减少, 结实不正常，品质差
缺磷条件下，短期内植物表现为地上部受抑制，而根系生长增强， 结果根冠比增加。但如果缺磷时间延长到一定程度，则随全株营养 体变小，根系也变小
磷含量 (mg P/100籽粒)
6 全磷
4 植素磷
2
Pi
0
0
10
20
30
开花后天数
水稻籽粒发育过程中，
籽粒中无机磷和植素磷含量的变化
磷酸化葡萄糖
淀粉＋Pi 植素
开花后，进入灌浆时期
植素 磷脂 无机磷 磷酸酯 RNA+DNA
3Fra Baidu bibliotek2.5
含量（%）
2
1.5
1
0.5
0 0
24
48
72
发芽时间（h)
在发芽期间水稻种子中磷组分的变化
出现生长明显受抑制的症状(施用磷肥过多还会诱发 缺铁、锌、镁等养分)。
2、磷肥过量可加速繁殖器官成熟进程，由此而导致 营养体小，茎叶生长受抑制，地上部与根系生长 比例失调产量降低。（谷类作物的无效分蘖和瘪籽 增加）
3、品质下降 4、环境问题
减轻土壤侵蚀，防止磷素污染环境
一、植物体内磷的含量和分布
（一）含量
一般的规律是： 油料作物含磷量>豆科作物>谷类作物； 生育前期的幼苗含磷量>后期老熟的秸秆； 就器官来说，则表现为 幼嫩器官>衰老器官、繁殖器官>营养器官 种子>叶片>根系>茎秆
（二）分布
磷在细胞及植物组织内的分布存在： 明显的区域化现象
一般来讲，无机磷的 大部分是在液泡中，只有 一小部分存在于细胞质和 细胞器内。
棉 花 缺 磷
油菜缺磷叶序
梨树缺磷
草莓缺磷的叶片
缺磷导致成熟期禾谷类作物籽粒退化 较重，如玉米秃尖，
缺磷 正常
缺磷导致作物植株矮 小，禾谷类作物分蘖
减少，叶色暗绿
（二）供磷过多
植物呼吸作用加强，消耗大量糖分和能量，对植 株生长产生不良影响。 1、叶片肥厚而密集，叶色浓绿；植株矮小，节间过短；
第三节
磷
磷是植物生长发育不可缺少的营养元素之一。它对作 物高产及保持品种的优良特性有明显的作用。因此，研究 如何提高磷的利用率也是近年来学术领域的热点。
一、植物体内磷的含量和分布
（一）含量
植物体的含磷量一般为干物重的 0.2-1.1％ 有机态磷，约占全磷量的85％，稳定 无机磷仅占15％左右，易变化 幼叶中含有机态磷较高， 老叶中则含无机态磷较多
共质体途径进入木质部导管（无机磷酸盐） ， 然后运往植物地上部 还可通过韧皮部上运或下运（有机磷化合物和 无机磷酸盐）
影响吸收磷的主要因素
植物生物学特性
环境条件
1、作物特性 不同植物种类，甚至不同的栽培品种，对磷的吸收 都有明显的影响。
根毛 排根 菌根
缺磷诱导形成 排根及其效应
菌根
菌根能增强植物 吸磷的能力
90
含磷量（nmol/g 鲜重）
60
30 细胞质
0
1
2
3
4
5
时间（小时）
巨藻细胞和液泡中无机磷浓度的变化(Raven，1974)
二、磷的营养功能
（一）构成大分子物质的结构组分
磷酸基团是许多大分子结构物质的桥 键物，它可以连接各种结构单元形成 复杂结构的大分子。
磷脂酰胆碱(卵磷脂)
(长链多聚不饱和脂肪酸)
（二）磷的分布
Pi
Pi
细
+P Pi
胞
液
质
泡
-P Pi
有机磷化合物 稳定
无机磷酸盐 为主
液泡是细胞中磷的贮存库，而细胞质则是磷的代谢库
Raven(1974)研究了巨藻吸磷数量与细胞质及 液泡中无机磷变化的关系。 他发现，磷酯只存在 细胞质中，约10％的无机磷位于细胞质，而90％ 存在于液泡中，而且液泡中磷的数量随巨藻对磷 吸收时间的延长而不断地增加。Loughman(1984) ，玉米根尖细胞，约10％的无机磷位于细胞质， 而90％存在于液泡中，
扩大根系吸收面积
提高土壤磷的空间有效性
缩短了根吸收养分的距离
菌根的分泌物也能促进难溶性磷的溶解度。
影响吸收磷的主要因素
植物生物学特性
环境条件
1、作物特性 不同植物种类，甚至不同的栽培品种，对磷的吸收 都有明显的影响。
2、土壤供磷状况 植物能利用的磷主要是土壤中的 无机磷。虽然植物可吸收少量有机态磷，但通常有 机磷必须转化为无机磷后才能被大量吸收。因此， 土壤中磷的形态直接影响着土壤供磷状况及植物对 磷的吸收。