植物生理学 植物的矿质营养ppt课件
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植物生理学(矿质营养)ppt课件
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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。
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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。
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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
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（三）必需元素的缺乏症
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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
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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。
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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
植物生理学经典课件植物的矿质营养
装流动营养液的膜槽内培养的方法。
❖ 溶液培养中的注意事项：
❖
(1) 通气；
❖
(2) 及时更换或补充营养液；
❖
(3) 注意消毒，以免微生物污染；
❖
(4) 研究植物的必需矿质时，必须保
证所用的试剂、容器、介质、水等十分纯
净
❖
轻微的污染都会导致错误的结果。
无土栽培的优点和发展前景
(1) 不受环境条件限制 (2) 提高土地使用效率 (3) 高产、优质 (4) “绿色”无污染 (5) 节约水肥 (6) 工厂化生产
成熟期延迟。然而对叶菜类作物多施一些氮肥，还是
有好处的。
❖
植株缺氮时，植物生长矮小,分枝、分蘖少,叶片小
而薄；叶片发黄发生早衰,且由下部叶片开始逐渐向上
小麦 缺氮
马铃薯 缺氮
苹果 缺氮
菜豆 缺氮
❖ 2. 磷
❖
生理作用：① 磷脂和核酸的组分，参与生物膜、
细胞质和细胞核的构成。所以磷是细胞质和细胞核的
1804年，瑞士的索苏尔报告：若将种子种在蒸馏水中， 长出来的植物不久即死亡，它的灰分含量也没有增加；若 将植物的灰分和硝酸盐加入蒸馏水中，植物便可正常生长， 这证明了灰分元素对植物生长的必需性。
布森格(J·Boussingault)进一步在石英砂和木炭中 加入无机化学药品培养植物，并对植物周围的气体作 定量分析，证明碳、氢、氧是从空气和水中得来，而 矿质元素是从土壤中得来。
叶绿体结构会破坏、解体。叶片脉间失绿，有坏死斑
点。
❖
锌：色氨酸合成酶的组分，催化吲哚与丝氨酸成
色氨酸。玉米“花白叶病”，果树“小叶病”。
3.2 植物必需的矿质元素及其生理作用
铜：① 参与氧化还原过程。② 光合电子传递链中
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
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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％)
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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）。
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• 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
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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
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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。
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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％。
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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
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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
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氧
O
O2，H2O
16.00
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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
第二章植物的矿质营养 ppt课件
二 、在植物体内的分布
参与循环的矿素：如N、P、Mg等，多分布在代 谢较旺盛的部分。
不参与循环的矿素：如S、Ca、Fe、B等，多分 布在茎和老叶中。
第五节 无机养料的同化
一、 硝酸盐的代谢还原
植物从土壤中吸收硝酸盐后,必须还原成铵盐才能被吸收利用. 硝酸盐还原步骤如下:
HNO3
硝酸
HNO2
亚硝酸
这种转运可以是被动/主动的（顺/逆电化学势梯度）
载体有三种类型：
• 单向运输载体： 如Fe2+、Mn2+、Zn2 + 、Cu 2+等载体
• 同向运输载体： • 反向运输载体：
H+与CI-、NO3-、PO43-等 H+与其它分子或离子（如Na+）
三 、胞饮作用(pinocytosis):
• 指物质吸附在质膜 上，通过膜的内折 而转移到细胞内的 攫取物质的过程。 是非选择性吸收
➢ 施磷肥可提高作物抗寒性、抗旱性，使植株生长发育良好 ➢ 缺磷时，影响细胞分裂，使分蘖分枝少，生长缓慢，植株矮小，
叶片呈暗绿或紫红色，开花期和成熟期延迟，产量降低。
3钾
▪ 利用形式： K+
土壤中有KCI、K2SO4等
▪ 生理作用： ① 可作为60多种酶的活化剂
② 可促进呼吸进程及核酸和蛋白质的形成
➢ 微量元素(9种): CI、Fe、Mn、B、Zn、 Na、 Cu、Mo和Ni
二 植物必需元素的生理作用及缺乏症状
1 是细胞结构物质的组成成分 2 是植物生命活动的调节者,参与酶的活动 3 起电化学作用, 即离子浓度的平衡、胶体的稳定
和电荷的中和等.
研究方法:溶液培养法
㈠ 大量元素
1 氮：
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Linyi University
第一节 植物必需的矿质元素及其生理意义
一、植物体内的元素 二、植物必需的矿质元素及确定方法 三、植物必需的矿质元素的生理作用 四、植物缺乏矿质元素的诊断
Plant Physiology 植物生理学 2011年
临沂大学生命科学学院 贾洪涛
适用于2010级园林科学专2 业
Plant Physiology 植物生理学 2011年
临沂大学生命科学学院 贾洪涛
适用于2010级园林科学专4 业
(一) 判断植物必需元素的标准
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1、由于缺乏该元素，植物生长发育受阻，不能完成其生活史。 2、除去该元素，则表现出专一的缺乏症，这种缺乏症是可以 通过加入该元素的方法预防或恢复正常的。 3、该元素在植物营养生理上应表现直接的效果，绝不是因土 壤的物理、化学、微生物条件的改变而产生的间接效果。 *4、植物对该元素的需求必须是大多数物种，而不仅仅是一 种或两种。
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适用于2010级园林科学专3 业
二、植物必需的矿质元素及确定方法
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(一) 判断植物必需元素的标准 (二) 判断植物必需矿质元素的方法 (三) 必需元素、大量元素和微量元素 (四) 有益元素(beneficial elements) (五) 有毒元素 (六) 无土栽培技术 (七) 可参与循环元素与不参与循环元素
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第三章 植物的矿质营养
第一节 植物必需的矿质元素及其生理意义 第二节 植物细胞对矿质元素的吸收 第三节 矿物质在植物体内的运输 第四节 合理施肥的生理基础
Plant Physiology 植物生理学 2011年
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适用于2010级园林科学专1 业
1、溶液培养法(solution culture method)或砂基培养法(sand culture method)： 溶液培养法亦称水培法，是在含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法； 砂基培养法是在洗净的石英砂或玻璃球等基质中加入营养液来培养植物的方法。
2、气培法(aeroponics)：将根系置入营养液气雾中培养植物的方法。 营养液一定是平衡溶液。
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适用于2010级园林科学专6 业
确定必需元素的方法
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适用于2010级园林科学专7 业
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一、植物体内的元素
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植物材料
(洗净)
105℃杀青
75℃烘干 至恒重
水分 干物质
(5%~90%)
(10%~95%)
挥发
550℃
有机物 (90%~95%) 灰分
残留
矿质元素以氧化物的形式存在于灰分中，因而，也称为灰分元素。
鲜材料→洗净，105℃杀死，75℃烘干至恒重→称取定量干材料，磨碎，550℃灰化 →定容和测定→植物体的成分。
适用于2010级园林科学专9 业
(四) 有益元素(beneficial elements)
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某些元素并非是植物必需的(至少不是所有植物必需的)，但能促进某
些植物的生长发育，这些元素被称为有益元素。 1.钠：对固氮蓝藻柱状鱼腥藻生长(Allen，1955)；藜科植物是必需
Zi B Mo Cl (Na Ni ) 2、必需元素对生物体的效应――Bertrand规律：
必需元素低浓度时对植物的生长发育有促进 作用，过量则对植物产生毒害。
marginal [‘mɑ:dʒinəl] zone 临界区
Plant Physiology 植物生理学 2011年
临沂大学生命科学学院 贾洪涛
灰分、灰分元素、矿物质元素； 灰分含量随植物种类、不同植物器官、不同年龄、不同生长环境而变化。 木本植物灰分含量 ；比较草本植物与木本植物；水生植物与陆生植物。 自然界存在的92种元素中，植物体内发现有70多种。分三种情况： 1、含量较大的元素：10～0.01％(100，000～1000ppm)C H O N Si K Ca P S Al等。 2、含量甚微的元素：0.001～0.00001％(10～0.1ppm)Mn B Sr Cu Zn Br Ti Li Ba Ni Mo Co I 等。 3、含量极微的元素：n×10－6～n×10－12％(10－2～10－8ppm)Ag Au Hg Se Ra等。
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适用于2010级园林科学专8 业
(三)必需元素、大量元素和微量元素
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1、必需元素(essential element)：是指植物生 长发育必不可少的元素。共有16种(或19种)，它 们是：C H O N P K Ca Mg S Fe Mn Cu Zi B Mo Cl (Na Ni Si)。分为两类：判断的标准是植 物对这些元素的需要量。 (1)大量元素(major element ；macroelement)： 9种(10种)；需要量大于100ppm(或1000ppm)。 它们是：C H O N P K Ca Mg S (Si) (2)微量元素(minor element；microelement ； trace element)：7种(9种)。它们是：Fe Mn Cu
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适用于2010级园林科学专5 业
(二)判断植物必需矿质元素的方法
Linyi University
建立在Hoagland溶液配方的基础上，调节配方成分使之成为各种缺素培养液。
※培养液对水的要求：纯水；离子交换水→重蒸馏→二次重蒸馏 ※培养液对药品的要求：超纯度，至少要达ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ优级纯或更高。 ※培养液对容器的要求：容器是石英的，不能溶解出任何离子。