植物生理学课件 植物的矿质营养
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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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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。
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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—矿质营养3
• 再吸收功能的执行——转移细胞：排列于导管 周围的薄壁细胞，细胞壁皱折，质膜折叠。可 对导管中的溶质进行主动吸收并转运至周围细 胞，起矿质运输的中转站作用
• 再吸收减少了溶质到达茎叶数量的现象。导管 中的溶质浓度，随运输距离而降低。 • 还存在释放与截留现象
• 韧皮部中的矿质分配
• 存在矿质分配的源和库
根系对溶液中离子吸收的过程
• 根系对KCl 和
86RbCl
的吸收和交换 吸 收 量
WFS DFS 胞内
根系对离子的吸收过程，
首先是根外离子向根系 内侧自由空间的扩散，
在此基础上发生主动吸收。
• 根内自由空间，又称表面 自由空间，分为水自由空间 (WFS)和道南自由空间(DFS) 两部分
86RbCl
• pH • 直接影响：改变原生质电荷状态，pH高，促进阳 离子吸收；pH低，促阴离子吸收。氨基酸两性 • 间接影响：土壤溶液反应的改变，导致盐可利用 性、溶解状态的改变；对微生物活动的影响 • 水分及地上部分营养供应 • 根际微生物 • 多数植物的根系与某些特殊的真菌有共生关系， 可以增进对矿质的吸收和转移 • 菌根：高等植物根的尖端和土壤真菌形成的具有 固定结构的共和体。
多的吸收面积
• 外部土壤因素
• 温度 • 过高，根易栓化、老化，细胞膜透性增大；过 低，呼吸、根系生长、水的活度、离子活度、 体内离子运输均下降 • 通气状况 • 在一定氧分压范围，提高氧分压利于吸收，存 在一个氧饱和点；CO2通过对根代谢和生长的影 响作用于矿质吸收 • 溶液浓度 • 低浓度范围，正比；较高浓度范围内，吸收速 度保持最大；高浓度下，烧苗
时间
吸收曲线
• 进入导管
水对86RbCl的洗脱曲线
KCl对86RbCl的交换
• 再吸收减少了溶质到达茎叶数量的现象。导管 中的溶质浓度，随运输距离而降低。 • 还存在释放与截留现象
• 韧皮部中的矿质分配
• 存在矿质分配的源和库
根系对溶液中离子吸收的过程
• 根系对KCl 和
86RbCl
的吸收和交换 吸 收 量
WFS DFS 胞内
根系对离子的吸收过程，
首先是根外离子向根系 内侧自由空间的扩散，
在此基础上发生主动吸收。
• 根内自由空间，又称表面 自由空间，分为水自由空间 (WFS)和道南自由空间(DFS) 两部分
86RbCl
• pH • 直接影响：改变原生质电荷状态，pH高，促进阳 离子吸收；pH低，促阴离子吸收。氨基酸两性 • 间接影响：土壤溶液反应的改变，导致盐可利用 性、溶解状态的改变；对微生物活动的影响 • 水分及地上部分营养供应 • 根际微生物 • 多数植物的根系与某些特殊的真菌有共生关系， 可以增进对矿质的吸收和转移 • 菌根：高等植物根的尖端和土壤真菌形成的具有 固定结构的共和体。
多的吸收面积
• 外部土壤因素
• 温度 • 过高，根易栓化、老化，细胞膜透性增大；过 低，呼吸、根系生长、水的活度、离子活度、 体内离子运输均下降 • 通气状况 • 在一定氧分压范围，提高氧分压利于吸收，存 在一个氧饱和点；CO2通过对根代谢和生长的影 响作用于矿质吸收 • 溶液浓度 • 低浓度范围，正比；较高浓度范围内，吸收速 度保持最大；高浓度下，烧苗
时间
吸收曲线
• 进入导管
水对86RbCl的洗脱曲线
KCl对86RbCl的交换
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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植物生理学03矿质营养
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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
4
A
B
1-Piggyback Plant, 2- Petunia, 3-Silver Maple, 4-Rose (A-normal, B-Fe-deficient)
1.01
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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
植物生理学第二章：矿质营养
叶片吸收：上行和下行都主 要通过韧皮部，也存在横 向运输。
运输速度：30～100cm/h。
3.矿物质在植物体内的利用（掌握） 是否可再利用： 1）参与循环的元素：呈离子状态、形成不
稳定化合物，可以转移到其他需要的器 官。 如： N 、K、P等，是可再利用元素。
2）不能参与循环的元素：在细胞中呈难溶 的稳定化合物，不能转移。
马铃薯 (缺镁)
（5）钙(Ca) A.吸收形式： B.存在形式： C.作用 D.供应 a.充足 b.不足：幼叶
马铃薯 (缺钙)
微量元素 （1）铁(Fe) A.吸收形式： B.存在形式： C.作用 D.供应 a.充足 b.不足
华北果树的“黄叶病”
（2）硼(B) A.作用:生殖生长 B.供应 a.充足 b.不足 花药、花粉发育不良 酚类，顶芽坏死
3.生物固氮 空气中的氮气：79％ 植物利用的限制：硝酸盐和铵盐
1）化肥生产： 条件：T:400~500℃,P:20MPa(200个大气压) 原料：氮、氢 年产量：2500万吨
2）生物固氮 年产量：9000万吨 定义：某些微生物将空气中的游离氮固定
转化为含氮化合物的过程。 （Biological nitrogen fixation）
1）简单扩散：高浓度至低浓度，跨膜 2）协助扩散：蛋白 参与，不耗能，也 称协助扩散 通道蛋白和载体蛋白
离子通道（ion channel ）
质膜上蛋白质构成的圆形孔道； 可由化学方式或电化学方式激活；选择性
已知的离子通道有：K+,Cl-,Ca2+,NO3运输速度：107～108个/sec 密度：1个/15㎛2,
Models of K+ channel
载体 (carrier)与载体运输
运输速度：30～100cm/h。
3.矿物质在植物体内的利用（掌握） 是否可再利用： 1）参与循环的元素：呈离子状态、形成不
稳定化合物，可以转移到其他需要的器 官。 如： N 、K、P等，是可再利用元素。
2）不能参与循环的元素：在细胞中呈难溶 的稳定化合物，不能转移。
马铃薯 (缺镁)
（5）钙(Ca) A.吸收形式： B.存在形式： C.作用 D.供应 a.充足 b.不足：幼叶
马铃薯 (缺钙)
微量元素 （1）铁(Fe) A.吸收形式： B.存在形式： C.作用 D.供应 a.充足 b.不足
华北果树的“黄叶病”
（2）硼(B) A.作用:生殖生长 B.供应 a.充足 b.不足 花药、花粉发育不良 酚类，顶芽坏死
3.生物固氮 空气中的氮气：79％ 植物利用的限制：硝酸盐和铵盐
1）化肥生产： 条件：T:400~500℃,P:20MPa(200个大气压) 原料：氮、氢 年产量：2500万吨
2）生物固氮 年产量：9000万吨 定义：某些微生物将空气中的游离氮固定
转化为含氮化合物的过程。 （Biological nitrogen fixation）
1）简单扩散：高浓度至低浓度，跨膜 2）协助扩散：蛋白 参与，不耗能，也 称协助扩散 通道蛋白和载体蛋白
离子通道（ion channel ）
质膜上蛋白质构成的圆形孔道； 可由化学方式或电化学方式激活；选择性
已知的离子通道有：K+,Cl-,Ca2+,NO3运输速度：107～108个/sec 密度：1个/15㎛2,
Models of K+ channel
载体 (carrier)与载体运输
植物生理学2矿质营养1.2节
柑桔
苹果
-Zn
亚 麻
CK
-Zn
大 豆
CK
10、硼
H3BO3
与植物的生殖有关，利于花粉的形成 ， 促进花粉萌发、花粉管伸长、受精；与糖结 合使糖带有极性从而容易通过质膜 促进运输； 与蛋白质合成、激素反应、根系发育等 有关； 抑制植物体内咖啡酸、绿原酸的合成。 缺硼症状： ① 花而不实。 ② 顶芽死亡，从叶基起枯死。 ③ 嫩叶先表现病症。
缺镁病症：
①叶脉仍绿而叶脉之间变黄，有时呈红紫色。 ②有坏死褐斑。 ③老叶先表现病症。
镁 的 缺 素 症 状
棉花缺Mg网状脉
Mg2+
首先表现在老的叶片上
叶肉变黄而叶脉仍保持绿色 Mg是可再利用元素 影响叶绿素合成
缺镁时，脉间失绿变黄，有时呈紫红色；严重 时形成坏死褐斑。
7、铁
Fe2+
◆Fe：许多重要酶的辅基；传递电子；叶绿素 合成有关的酶需要它激活 缺铁症状： ①黄叶病，叶脉仍绿。 ②无坏死斑点。 ③嫩叶先表现病症。
生理作用 缺素症
生理功能：
①氮是蛋白质、核酸、磷脂的主要成分，而这三者 又是原生质、细胞核和生物膜等的重要组成部分。 ②氮是酶、 ATP 、 多种辅酶和辅基的成分，它们在 物质和能量代谢中起重要作用。 ③氮还是某些植物激素如生长素和细胞分裂素、 维 生素如B1、 B2 、 B6 等的成分，它们对生命活动起 调节作用。 ④氮是叶绿素的成分，与光合作用有密切关系。
外在蛋白与内在蛋白 通道蛋白与载体蛋白
（3）类脂、蛋白质等在膜内外的排列都是 不对称分布的，具不对称性。 （4）膜在不断运动、变化、更新之中。
二、细胞对溶质的吸收
据是否需能分为：主动运输和被动运输 据运输蛋白及吸收方式不同分为：※ ㈠、扩散 ㈡、离子通道 ㈢、载体 ㈣、离子泵 ㈤、胞饮作用
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鲜材料→洗净，105℃杀死，75℃烘干至恒重→称取定量干材料，磨碎，550℃ 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。 定容和测定→植物体的成分。 灰分、灰分元素、 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。 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。 ；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。 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。 含量较大的元素：10～ 01％ 100，000～1000ppm)C 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 含量甚微的元素：0 001～ 00001％ 10～ 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。 含量极微的元素：n Ra等
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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级园林科学专业 适用于2010级园林科学专业 2010
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(六)无土栽培技术
无土栽培(soilless culture)：是指用营养液(化学肥料溶液)代替土壤栽培植物的方法。 无土栽培(soilless culture)：是指用营养液(化学肥料溶液)代替土壤栽培植物的方法。
1、 种类和设施
(1) 种类 水培(water culture)：如营养膜技术(nutrient technique；NFT)。 水培(water culture)：如营养膜技术(nutrient film technique；NFT)。 砂培(sand culture)：固体颗粒直径小于3mm。 砂培(sand culture)：固体颗粒直径小于3mm。 砂砾栽培(gravel culture)：固体颗粒直径大于3mm。 砂砾栽培(gravel culture)：固体颗粒直径大于3mm。 蛭石栽培(vermiculaponics)：植物根系生长在蛭石或蛭石与其它无机物的混合物中。 蛭石栽培(vermiculaponics)：植物根系生长在蛭石或蛭石与其它无机物的混合物中。 岩棉栽培(rockwool culture)：植物根系生长在岩棉(石棉) 玻璃棉或其他同类物质中。 岩棉栽培(rockwool culture)：植物根系生长在岩棉(石棉)、玻璃棉或其他同类物质中。 还有其他多种形式。 还有其他多种形式。 (2)设施：主要分为两大系统：即NFT系统和固体栽培系统。 (2)设施 主要分为两大系统： NFT系统和固体栽培系统 设施： 系统和固体栽培系统。
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适用于2010级园林科学专业 适用于2010级园林科学专业 2010
确定必需元素的方法
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适用于2010级园林科学专业 适用于2010级园林科学专业 2010
marginal [‘mɑ:dʒinəl] zone 临界区 [‘mɑ:dʒinə
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(四) 有益元素(beneficial elements) 有益元素(beneficial
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(三)必需元素、大量元素和微量元素
1、 必需元素 、 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 种 ， 长发育必不可少的元素。 共有 种 (或19种)，它 们是： 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 。分为两类： 物对这些元素的需要量。 物对这些元素的需要量。 (1)大量元素 (major element ； macroelement)： 大量元素(major macroelement)： 9种(10种)；需要量大于 种 种 ； 需要量大于100ppm(或1000ppm)。 或 。 它们是： 它们是：C H O N P K Ca Mg S (Si) (2)微量元素(minor element；microelement ； 微量元素(minor element； trace element)：7种(9种)。它们是：Fe Mn Cu element)： 种 种 。它们是： Zi B Mo Cl (Na Ni ) 2、 必需元素对生物体的效应 规律： 、 必需元素对生物体的效应――Bertrand规律 ： 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。 作用，过量则对植物产生毒害。
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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
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适用于2010级园林科学专业 适用于2010级园林科学专业 2010
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(二)判断植物必需矿质元素的方法
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 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。 溶液配方的基础上 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 培养液对水的要求：纯水；离子交换水→重蒸馏→ 培养液对药品的要求：超纯度，至少要达到优级纯或更高。 ※培养液对药品的要求：超纯度，至少要达到优级纯或更高。 培养液对容器的要求：容器是石英的，不能溶解出任何离子。 ※培养液对容器的要求：容器是石英的，不能溶解出任何离子。 1、溶液培养法(solution culture method)或砂基培养法(sand culture method)： 溶液培养法(solution method)或砂基培养法 或砂基培养法(sand method)： 是在含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法； 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； 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。 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。 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。 营养液一定是平衡溶液。
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二、植物必需的矿质元素及确定方法
(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 必需元素、 (三) 必需元素、大量元素和微量元素 (四) 有益元素(beneficial elements) 有益元素(beneficial (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
(五)有毒元素
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有些元素少量或过量时对植物有毒，将这些 有些元素少量或过量时对植物有毒， 元素称之为有毒元素。 元素称之为有毒元素。如汞、铅、钨、铝、铬等。
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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) 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 并非是植物必需的( 些植物的生长发育，这些元素被称为有益元素。 些植物的生长发育，这些元素被称为有益元素。 柱状鱼腥藻生长(Allen 1955) (Allen， 1. 钠 ： 对固氮 蓝藻 柱状鱼腥藻生长 (Allen ， 1955) ； 藜科植物是必需 (Brownell，1975) 缺钠会出现黄化病；苋科、 的(Brownell，1975)，缺钠会出现黄化病 ；苋科 、矶松科等盐生植物 及甜 五青、芹菜、大麦、棉花、亚麻、胡萝卜、番茄等； 菜 、 五青 、 芹菜 、 大麦 、 棉花 、 亚麻 、 胡萝卜 、 番茄等 ； C4 植物 对钠是需 要的。 要的。 硅的存在形式是二氧化硅(SiO 2. 硅 ： 硅的存在形式是二氧化硅 (SiO2) ， 植物吸收的形式是单硅酸 裸子植物木贼和禾本科植物含量高， ［Si(OH)4］。裸子植物木贼和禾本科植物含量高，随着水稻体内硅含量的 增加，水稻产量亦会增加，但超过12 后产量降低。 12％ 增加，水稻产量亦会增加，但超过12％后产量降低。 许多植物特别是微生物需要钴，豆科植物需要钴。 3.钴：许多植物特别是微生物需要钴，豆科植物需要钴。 硒在土壤中含量很低，一般含有0 mg· 4.硒：硒在土壤中含量很低，一般含有0.2mg·kg-1。在植物中蔬菜和水 果不超过0 001～ 01mg mg· 黄芪属植物含硒量很高，亦称富硒植物。 果不超过0.001～0.01mg·kg-1。黄芪属植物含硒量很高，亦称富硒植物。低 浓度硒对植物生长有利，高浓度时对植物有害。 浓度硒对植物生长有利，高浓度时对植物有害。 钒是动物的一种必需元素， 5.钒：钒是动物的一种必需元素 ，给作物施用适量的钒可以增加产量 和改善品质。如喷施硫酸钒可增加甜菜蔗糖的含量， 和改善品质 。如喷施硫酸钒可增加甜菜蔗糖的含量， 增加玉米籽粒中蛋白 质和淀粉的含量。 质和淀粉的含量。
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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
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适用于2010级园林科学专业 适用于2010级园林科学专业 2010
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(六)无土栽培技术
无土栽培(soilless culture)：是指用营养液(化学肥料溶液)代替土壤栽培植物的方法。 无土栽培(soilless culture)：是指用营养液(化学肥料溶液)代替土壤栽培植物的方法。
1、 种类和设施
(1) 种类 水培(water culture)：如营养膜技术(nutrient technique；NFT)。 水培(water culture)：如营养膜技术(nutrient film technique；NFT)。 砂培(sand culture)：固体颗粒直径小于3mm。 砂培(sand culture)：固体颗粒直径小于3mm。 砂砾栽培(gravel culture)：固体颗粒直径大于3mm。 砂砾栽培(gravel culture)：固体颗粒直径大于3mm。 蛭石栽培(vermiculaponics)：植物根系生长在蛭石或蛭石与其它无机物的混合物中。 蛭石栽培(vermiculaponics)：植物根系生长在蛭石或蛭石与其它无机物的混合物中。 岩棉栽培(rockwool culture)：植物根系生长在岩棉(石棉) 玻璃棉或其他同类物质中。 岩棉栽培(rockwool culture)：植物根系生长在岩棉(石棉)、玻璃棉或其他同类物质中。 还有其他多种形式。 还有其他多种形式。 (2)设施：主要分为两大系统：即NFT系统和固体栽培系统。 (2)设施 主要分为两大系统： NFT系统和固体栽培系统 设施： 系统和固体栽培系统。
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级园林科学专业 适用于2010级园林科学专业 2010
确定必需元素的方法
Linyi University
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marginal [‘mɑ:dʒinəl] zone 临界区 [‘mɑ:dʒinə
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(四) 有益元素(beneficial elements) 有益元素(beneficial
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(三)必需元素、大量元素和微量元素
1、 必需元素 、 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 种 ， 长发育必不可少的元素。 共有 种 (或19种)，它 们是： 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 。分为两类： 物对这些元素的需要量。 物对这些元素的需要量。 (1)大量元素 (major element ； macroelement)： 大量元素(major macroelement)： 9种(10种)；需要量大于 种 种 ； 需要量大于100ppm(或1000ppm)。 或 。 它们是： 它们是：C H O N P K Ca Mg S (Si) (2)微量元素(minor element；microelement ； 微量元素(minor element； trace element)：7种(9种)。它们是：Fe Mn Cu element)： 种 种 。它们是： Zi B Mo Cl (Na Ni ) 2、 必需元素对生物体的效应 规律： 、 必需元素对生物体的效应――Bertrand规律 ： 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。 作用，过量则对植物产生毒害。
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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
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(二)判断植物必需矿质元素的方法
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 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。 溶液配方的基础上 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 培养液对水的要求：纯水；离子交换水→重蒸馏→ 培养液对药品的要求：超纯度，至少要达到优级纯或更高。 ※培养液对药品的要求：超纯度，至少要达到优级纯或更高。 培养液对容器的要求：容器是石英的，不能溶解出任何离子。 ※培养液对容器的要求：容器是石英的，不能溶解出任何离子。 1、溶液培养法(solution culture method)或砂基培养法(sand culture method)： 溶液培养法(solution method)或砂基培养法 或砂基培养法(sand method)： 是在含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法； 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； 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。 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。 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。 营养液一定是平衡溶液。
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二、植物必需的矿质元素及确定方法
(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 必需元素、 (三) 必需元素、大量元素和微量元素 (四) 有益元素(beneficial elements) 有益元素(beneficial (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
(五)有毒元素
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有些元素少量或过量时对植物有毒，将这些 有些元素少量或过量时对植物有毒， 元素称之为有毒元素。 元素称之为有毒元素。如汞、铅、钨、铝、铬等。
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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) 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 并非是植物必需的( 些植物的生长发育，这些元素被称为有益元素。 些植物的生长发育，这些元素被称为有益元素。 柱状鱼腥藻生长(Allen 1955) (Allen， 1. 钠 ： 对固氮 蓝藻 柱状鱼腥藻生长 (Allen ， 1955) ； 藜科植物是必需 (Brownell，1975) 缺钠会出现黄化病；苋科、 的(Brownell，1975)，缺钠会出现黄化病 ；苋科 、矶松科等盐生植物 及甜 五青、芹菜、大麦、棉花、亚麻、胡萝卜、番茄等； 菜 、 五青 、 芹菜 、 大麦 、 棉花 、 亚麻 、 胡萝卜 、 番茄等 ； C4 植物 对钠是需 要的。 要的。 硅的存在形式是二氧化硅(SiO 2. 硅 ： 硅的存在形式是二氧化硅 (SiO2) ， 植物吸收的形式是单硅酸 裸子植物木贼和禾本科植物含量高， ［Si(OH)4］。裸子植物木贼和禾本科植物含量高，随着水稻体内硅含量的 增加，水稻产量亦会增加，但超过12 后产量降低。 12％ 增加，水稻产量亦会增加，但超过12％后产量降低。 许多植物特别是微生物需要钴，豆科植物需要钴。 3.钴：许多植物特别是微生物需要钴，豆科植物需要钴。 硒在土壤中含量很低，一般含有0 mg· 4.硒：硒在土壤中含量很低，一般含有0.2mg·kg-1。在植物中蔬菜和水 果不超过0 001～ 01mg mg· 黄芪属植物含硒量很高，亦称富硒植物。 果不超过0.001～0.01mg·kg-1。黄芪属植物含硒量很高，亦称富硒植物。低 浓度硒对植物生长有利，高浓度时对植物有害。 浓度硒对植物生长有利，高浓度时对植物有害。 钒是动物的一种必需元素， 5.钒：钒是动物的一种必需元素 ，给作物施用适量的钒可以增加产量 和改善品质。如喷施硫酸钒可增加甜菜蔗糖的含量， 和改善品质 。如喷施硫酸钒可增加甜菜蔗糖的含量， 增加玉米籽粒中蛋白 质和淀粉的含量。 质和淀粉的含量。