高级植物营养学20711PPT课件
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第二章 植物对营养物质的吸收
(四) 菌根（图2-8）
1、菌根的种类与分布
• 指土壤真菌与根系建立共生关系所形成的共生体。
• 菌根真菌包括担子菌、子囊菌、藻状菌，可侵染2000种植物。
• 根据形态结构，分为内生、外生、石南、乔木和兰属菌根。
其中最重要的：外生菌根(ectomycrorhiza)、
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第二章 植物对营养物质的吸收
底土供应作物养分的作用越来越被重视 根系发达则对土壤养分供应强度要求小 3、不同根类型组合与养分吸收（图2-5） 不同根类型植物搭配种植有利于吸收土壤养分 4、根分布状况与养分吸收（图2-6） 密植，土壤养分利用率高 5、排根 山龙眼科植物(Proteaceae)以及某些豆科植物如羽扇豆 排根形成于贫瘠土壤上，主要集中在0-10cm表土
内生菌根(endomycrorhiza)
• 形成VA菌根的真菌的寄主植物很广泛
大多数农作物都能形成菌根
• VA菌根对温度很敏感 ；土壤肥沃则菌根形成少
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第二章 植物对营养物质的吸收
2、菌根促进植物吸收养分的原因（表2-2） 菌根的最重要作用在于促进磷的吸收利用 1）菌根扩大了根的吸收面积（主要原因） 菌根提高植物吸收磷并非由于其可以直接利用难溶性磷 2）菌根真菌的外分泌物促进难溶物溶解 如草酸——难溶性磷酸盐；磷酸酶——有机磷 3）菌根真菌改变了寄主根的吸收特性 分泌激素、生长调节剂；直接提供根系养分 4）其他 菌根吸收磷的Km值较小；可以在很低的磷溶液中吸收磷； 菌根改变阴/阳离子平衡
CO2、矿质盐类 根系分泌CO2作用：微生物繁殖；酸化介质、溶解养分 2、有机物
1）种类：小分子、大分子有机物
2）作用：改善根际性状；微生物繁殖；保护根尖
3）影响根系分泌因素：缺素、有害元素等
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第二章 植物对营养物质的吸收
(二) 根际微生物 1、 作用 1） 矿化分解有机质、释放养分。 2）产生和分泌有机酸等物质，提高土壤养分有效性。 3）固定和转化大气中的养分供应植物利用。 4）产生释放生理活性物质，促进根生长和养分吸收。 (三) 根际pH
（五）根际养分动态 2、根际养分的亏缺与富集 • 易亏缺元素：K、P、Zn、Mo； 易富集元素：Ca、Mg、S，盐土的Na、Cl，有时B、NO3-。 • 根际养分亏缺与富集的定性、定量
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第二章 植物对营养物质的吸收
三、根的生理特性与养分吸收 (一) 根的阳离子交换量 CEC主要来源于细胞壁（糖醛酸含量 ） 植物CEC一般10-70me/100g干根（史p68表3-3） 双子叶植物是单子叶植物的一倍 根细胞壁也可以吸附少量阴离子 CEC与离子吸收有一定关系，尤其钙、镁，但是对一价阳离 子吸收影响小。 有些结果认为根CEC与通过共质体途径吸收的养分如K+、 NH4+、H2PO4-关系不大，而对于主要通过质外体途径吸收的养 分如Ca2+、Mg2+则作用不可忽视。
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第二章 植物对营养物质的吸收
(二) 根的氧化还原能力 根氧化力强，吸收养分能力强，尤其对水稻 根还原力对以还原态吸收的养分重要，如铁、硝态氮 (三) 根的代谢和酶活性 1） 根呼吸 2） 酶活性
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第二章 植物对营养物质的吸收
四、根际效应与养分吸收
根际的概念
(一) 根系分泌物（图2-7）
1、无机物
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第二章 植物对营养物质的吸收
(二) 根的形态、构型特性与养分吸收 1、根形态与养分吸收
可用根数量（LV或LA）反映根形态
几种植物根系长度（史p51表3-1）： 大豆总长度和表土中根系密度都较小，牧草则大得多，禾本 科植物介于中间 2、 根构型与养分吸收（图2-4） 对土壤中难移动养分（如P）的吸收影响大 玉米：随着生长根系下扎，成熟期表土根系量降至30％； 大豆：随着生长表土根系量所占比例增大，117天增至59％； 可见，玉米利用深层土壤水分和养分、抗旱能力高于大豆。
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第二章 植物对营养物质的吸收
（五）根际养分动态 1． 根际养分的测定 （1）手工剥离法：简单易行，适于田间进行，较多应用；
有两个问题 （2）放射自显影：基本保持了养分原位状况；有两个问题 （3）冰冻切片法：要避免根毛或分枝根进入土壤；只能短期
试验 （4）微电极的应用 （5）电子探针的应用
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第二章 植物对营养物质的吸收
不定根 （adventitious root1）
ຫໍສະໝຸດ Baidu 整体概况
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第二章 植物对营养物质的吸收
一、根的解剖学特点与养分的吸收（图2-2） 1、根的纵切面结构（根分区） 分根冠、分生区、伸长区、根毛区、成熟区 （1）根冠：a. 保护顶端生长点；b. 分泌大量粘胶物质
第二章 植物对营养物质的吸收
第一节 植物根系生物学特性与养分吸收（图2-1） 根的功能： a. 吸收养分和水分；b. 锚定植物；c. 合成激素并上运地上部。
直根系 （tap root system） 根系
须根系 （fibrous root system）
主根 （tap root） 基根 （basal root） 不定根 （adventitious root） 种子根 （seminal root）
c. 与根的向地性生长有关。 （2）分生区：细胞不断分裂，逐渐形成各种根的初生组织 （3）伸长区：细胞已逐渐分化为一些形态不同的组织 （4）根毛区：其内部细胞已分化为各种成熟组织 （5）成熟区： 养分吸收旺盛部位：分生区、伸长区 养分吸收最快最多部位：根毛区
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第二章 植物对营养物质的吸收
2、根的横切面结构（图2-2） 分表皮、皮层、中柱 （1）表皮：根毛 ，吸收养分尤为磷钾；锚定植物 （2）皮层：凯氏带(Casparian strip) （3）中柱：包括中柱鞘、木质部和韧皮部 ；
中柱鞘细胞分裂形成侧根原基，分化形成侧根
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第二章 植物对营养物质的吸收
二、根的形态、构型特性与养分吸收 (一) 根的形态、构型概念（图2-3） 根形态： 指根系的形态学特征，常用根数、根长、根表面积、根分枝 数、根毛数量和长度等参数描述。 根构型： 指同一根系中不同类型根（直根系）或不定根（须根系）在 生长介质中的空间造型和分布（Lynch,1995），包括三维空间 分布和二维平面分布。
第二章 植物对营养物质的吸收
(四) 菌根（图2-8）
1、菌根的种类与分布
• 指土壤真菌与根系建立共生关系所形成的共生体。
• 菌根真菌包括担子菌、子囊菌、藻状菌，可侵染2000种植物。
• 根据形态结构，分为内生、外生、石南、乔木和兰属菌根。
其中最重要的：外生菌根(ectomycrorhiza)、
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第二章 植物对营养物质的吸收
底土供应作物养分的作用越来越被重视 根系发达则对土壤养分供应强度要求小 3、不同根类型组合与养分吸收（图2-5） 不同根类型植物搭配种植有利于吸收土壤养分 4、根分布状况与养分吸收（图2-6） 密植，土壤养分利用率高 5、排根 山龙眼科植物(Proteaceae)以及某些豆科植物如羽扇豆 排根形成于贫瘠土壤上，主要集中在0-10cm表土
内生菌根(endomycrorhiza)
• 形成VA菌根的真菌的寄主植物很广泛
大多数农作物都能形成菌根
• VA菌根对温度很敏感 ；土壤肥沃则菌根形成少
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第二章 植物对营养物质的吸收
2、菌根促进植物吸收养分的原因（表2-2） 菌根的最重要作用在于促进磷的吸收利用 1）菌根扩大了根的吸收面积（主要原因） 菌根提高植物吸收磷并非由于其可以直接利用难溶性磷 2）菌根真菌的外分泌物促进难溶物溶解 如草酸——难溶性磷酸盐；磷酸酶——有机磷 3）菌根真菌改变了寄主根的吸收特性 分泌激素、生长调节剂；直接提供根系养分 4）其他 菌根吸收磷的Km值较小；可以在很低的磷溶液中吸收磷； 菌根改变阴/阳离子平衡
CO2、矿质盐类 根系分泌CO2作用：微生物繁殖；酸化介质、溶解养分 2、有机物
1）种类：小分子、大分子有机物
2）作用：改善根际性状；微生物繁殖；保护根尖
3）影响根系分泌因素：缺素、有害元素等
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第二章 植物对营养物质的吸收
(二) 根际微生物 1、 作用 1） 矿化分解有机质、释放养分。 2）产生和分泌有机酸等物质，提高土壤养分有效性。 3）固定和转化大气中的养分供应植物利用。 4）产生释放生理活性物质，促进根生长和养分吸收。 (三) 根际pH
（五）根际养分动态 2、根际养分的亏缺与富集 • 易亏缺元素：K、P、Zn、Mo； 易富集元素：Ca、Mg、S，盐土的Na、Cl，有时B、NO3-。 • 根际养分亏缺与富集的定性、定量
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第二章 植物对营养物质的吸收
三、根的生理特性与养分吸收 (一) 根的阳离子交换量 CEC主要来源于细胞壁（糖醛酸含量 ） 植物CEC一般10-70me/100g干根（史p68表3-3） 双子叶植物是单子叶植物的一倍 根细胞壁也可以吸附少量阴离子 CEC与离子吸收有一定关系，尤其钙、镁，但是对一价阳离 子吸收影响小。 有些结果认为根CEC与通过共质体途径吸收的养分如K+、 NH4+、H2PO4-关系不大，而对于主要通过质外体途径吸收的养 分如Ca2+、Mg2+则作用不可忽视。
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第二章 植物对营养物质的吸收
(二) 根的氧化还原能力 根氧化力强，吸收养分能力强，尤其对水稻 根还原力对以还原态吸收的养分重要，如铁、硝态氮 (三) 根的代谢和酶活性 1） 根呼吸 2） 酶活性
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第二章 植物对营养物质的吸收
四、根际效应与养分吸收
根际的概念
(一) 根系分泌物（图2-7）
1、无机物
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第二章 植物对营养物质的吸收
(二) 根的形态、构型特性与养分吸收 1、根形态与养分吸收
可用根数量（LV或LA）反映根形态
几种植物根系长度（史p51表3-1）： 大豆总长度和表土中根系密度都较小，牧草则大得多，禾本 科植物介于中间 2、 根构型与养分吸收（图2-4） 对土壤中难移动养分（如P）的吸收影响大 玉米：随着生长根系下扎，成熟期表土根系量降至30％； 大豆：随着生长表土根系量所占比例增大，117天增至59％； 可见，玉米利用深层土壤水分和养分、抗旱能力高于大豆。
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第二章 植物对营养物质的吸收
（五）根际养分动态 1． 根际养分的测定 （1）手工剥离法：简单易行，适于田间进行，较多应用；
有两个问题 （2）放射自显影：基本保持了养分原位状况；有两个问题 （3）冰冻切片法：要避免根毛或分枝根进入土壤；只能短期
试验 （4）微电极的应用 （5）电子探针的应用
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第二章 植物对营养物质的吸收
不定根 （adventitious root1）
ຫໍສະໝຸດ Baidu 整体概况
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第二章 植物对营养物质的吸收
一、根的解剖学特点与养分的吸收（图2-2） 1、根的纵切面结构（根分区） 分根冠、分生区、伸长区、根毛区、成熟区 （1）根冠：a. 保护顶端生长点；b. 分泌大量粘胶物质
第二章 植物对营养物质的吸收
第一节 植物根系生物学特性与养分吸收（图2-1） 根的功能： a. 吸收养分和水分；b. 锚定植物；c. 合成激素并上运地上部。
直根系 （tap root system） 根系
须根系 （fibrous root system）
主根 （tap root） 基根 （basal root） 不定根 （adventitious root） 种子根 （seminal root）
c. 与根的向地性生长有关。 （2）分生区：细胞不断分裂，逐渐形成各种根的初生组织 （3）伸长区：细胞已逐渐分化为一些形态不同的组织 （4）根毛区：其内部细胞已分化为各种成熟组织 （5）成熟区： 养分吸收旺盛部位：分生区、伸长区 养分吸收最快最多部位：根毛区
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第二章 植物对营养物质的吸收
2、根的横切面结构（图2-2） 分表皮、皮层、中柱 （1）表皮：根毛 ，吸收养分尤为磷钾；锚定植物 （2）皮层：凯氏带(Casparian strip) （3）中柱：包括中柱鞘、木质部和韧皮部 ；
中柱鞘细胞分裂形成侧根原基，分化形成侧根
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第二章 植物对营养物质的吸收
二、根的形态、构型特性与养分吸收 (一) 根的形态、构型概念（图2-3） 根形态： 指根系的形态学特征，常用根数、根长、根表面积、根分枝 数、根毛数量和长度等参数描述。 根构型： 指同一根系中不同类型根（直根系）或不定根（须根系）在 生长介质中的空间造型和分布（Lynch,1995），包括三维空间 分布和二维平面分布。