最新 植物营养原理
植物的营养吸收与转运
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植物的营养吸收与转运植物是自养生物,通过光合作用将阳光能量转化为化学能,从而生长和发育。
然而,光合作用只是植物生长的一部分,植物还需要吸收和转运各种营养物质来维持正常的生理功能。
本文将探讨植物的营养吸收与转运的过程和机制。
一、水分吸收与转运水分是植物生长的基本需求,它通过根系吸收并通过植物体内的导管系统进行转运。
植物的根系具有丰富的根毛,根毛的存在增加了根系与土壤的接触面积,提高了水分吸收的效率。
水分通过根毛的渗透作用进入根细胞,并通过细胞间隙和细胞壁的通道进入根的导管系统。
根的导管系统主要由两种类型的细胞组成:木质部和韧皮部。
木质部是植物的主要水分导管,它由一系列连通的细胞组成,这些细胞形成了一个连续的管道,称为木质部导管。
韧皮部则起到保护和支持的作用。
水分在导管中通过毛细现象和根压力的作用进行上升运输,最终到达植物的地上部分。
二、无机盐吸收与转运除了水分,植物还需要从土壤中吸收各种无机盐,如氮、磷、钾等。
植物根系通过离子吸附、离子交换和渗透作用等方式吸收无机盐。
吸收的无机盐进入根细胞后,通过细胞间隙和细胞壁的通道进入根的导管系统。
无机盐在植物体内的转运主要依赖于根的导管系统和茎的维管束系统。
在茎的维管束中,无机盐通过细胞间隙和细胞壁的通道进行转运。
茎的维管束将无机盐从根部输送到植物的地上部分,供给叶片和其他器官使用。
三、有机物质的吸收与转运除了水分和无机盐,植物还需要吸收和转运各种有机物质,如葡萄糖、氨基酸等。
有机物质的吸收与转运主要通过植物的细胞膜进行。
细胞膜上有各种载体蛋白,这些载体蛋白能够与特定的有机物质结合,将其吸收到细胞内。
吸收的有机物质在植物体内的转运主要依赖于细胞间隙和细胞壁的通道。
有机物质在细胞间隙中通过扩散作用进行转运,最终到达植物的各个器官。
四、营养吸收与转运的调控植物的营养吸收与转运过程受到多种因素的调控。
其中,根系的生长和发育状态、土壤中营养物质的浓度和形态、植物体内的激素水平等都会对营养吸收和转运产生影响。
植物营养元素吸收和转运调控机制
![植物营养元素吸收和转运调控机制](https://img.taocdn.com/s3/m/ca9b67c7710abb68a98271fe910ef12d2af9a984.png)
植物营养元素吸收和转运调控机制植物营养元素是指植物生长发育所必需的各种元素,如氮、磷、钾、镁、钙、铁等。
植物通过根系吸收土壤中的营养元素,然后通过细胞膜转运到各个部位,在维持生命活动的过程中发挥作用。
植物吸收和转运营养元素的过程是一个复杂的调控系统,涉及到许多基因、蛋白质、激素等,下面将从以下几个方面探讨植物营养元素的吸收和转运调控机制。
根系对营养元素的吸收根系是植物吸收营养元素的结构基础,一般分为顶端、毛根和侧根三部分。
顶端主要负责感受环境和引导生长,毛根则是吸收营养元素的主要结构;侧根则可以增加根表面积,增强植物吸收能力。
营养元素在土壤中以离子形式存在,每种营养元素都有自己的吸收方式和影响因素。
例如,氮以硝态和铵态两种形式存在于土壤中,硝态氮的吸收需要能够合成亲硝的蛋白质,而铵态氮则需要与磷酸根离子形成复合物才能被吸收。
植物对不同营养元素的吸收速度也不同,一般来说,植物对钾的吸收速度最快,其次是磷和氮,其他元素则较慢。
同时,土壤的pH值、盐度、水分等因素也会影响植物对营养元素的吸收速率。
转运途径植物吸收后的营养元素首先需要通过根毛细胞体内的转运蛋白质进入细胞内部,然后通过植物体内的转运蛋白质转运到需要的部位。
转运蛋白质有被动转运和主动转运两种方式,被动转运是指营养元素随着水分和电极势的密度梯度通过细胞膜进入细胞;主动转运是指因为负离子电位差的存在,转运蛋白质将离子从低浓度区域转移至高浓度区域的一种转运方式。
不同的营养元素有不同的转运蛋白质,例如:PHT1家族的蛋白质可以转运磷;KUP、HAK、AKT等蛋白质可以转运钾;AtNRAMP1、AtIRT1、OsIRT1等蛋白质可以转运二价铁。
激素调控植物的生长发育和营养元素的吸收转运与激素息息相关。
植物体内的激素主要有生长素、赤霉素、脱落酸、乙烯和脱落酸等,这些激素可以影响植物所需营养元素的吸收、分配和利用。
例如,生长素可以促进根毛的生长和发育,增加根毛表面积,增强植物吸收能力;赤霉素则可以促进钾和铁的吸收,同时抑制磷和氮的吸收;而脱落酸则会促进营养元素的转运和分配。
植物营养与施肥平衡的核心原理
![植物营养与施肥平衡的核心原理](https://img.taocdn.com/s3/m/1701c528842458fb770bf78a6529647d2628346a.png)
植物营养与施肥平衡的核心原理植物如同人类一样,需要各种各样的营养物质来维持生长、发育和繁殖。
这些营养物质在植物体内发挥着不同的功能,从构建细胞结构到参与各种生理生化反应。
施肥平衡则是确保植物能获取到适量且比例合适的各种营养元素的关键,这其中蕴含着诸多核心原理。
一、植物必需营养元素的种类与功能植物需要多种营养元素,其中大量元素包括氮、磷、钾。
氮是植物体内许多重要有机化合物的组成成分,如蛋白质、核酸等。
氮素充足时,植物枝叶繁茂,叶片浓绿。
磷参与植物体内能量代谢、遗传物质的组成等过程。
缺乏磷时,植物生长迟缓,叶片可能会呈现暗绿色甚至发紫。
钾在调节植物细胞渗透压、促进光合作用产物的运输等方面有着重要作用。
缺钾的植物叶片边缘容易发黄、焦枯。
除了大量元素,植物还需要微量元素,如铁、锰、锌、铜、硼、钼、氯等。
虽然这些元素植物需要量极少,但它们在植物体内同样不可或缺。
例如,铁是植物叶绿素合成所必需的元素,缺铁会导致叶片失绿黄化。
硼对植物的生殖生长影响很大,缺硼时植物花而不实。
二、营养元素的相互关系协同作用不同营养元素之间存在协同作用。
例如,氮和磷配合施用时,能够促进植物根系的生长发育。
氮为根系生长提供物质基础,磷则有助于根系细胞的分裂和分化。
钾与氮的协同作用能提高植物的抗逆性,在适量钾的存在下,植物对氮的吸收和利用效率更高。
拮抗作用某些营养元素之间会有拮抗作用。
比如钙和钾,当土壤中钾离子浓度过高时,可能会抑制植物对钙的吸收。
这是因为它们在离子通道的吸收过程中存在竞争关系。
过量的锌也可能会影响植物对铁的吸收,因为它们在植物体内的转运机制有部分重叠。
三、土壤肥力与施肥平衡土壤是植物获取营养元素的重要来源。
土壤肥力状况直接影响植物对营养元素的吸收。
肥沃的土壤含有丰富的有机质、大量元素和微量元素。
随着农业生产的不断发展,土壤肥力常常因为过度耕种、不合理施肥等原因而下降。
土壤的缓冲能力土壤具有一定的缓冲能力,能够在一定范围内调节土壤溶液中营养元素的浓度。
《植物营养原理》课件
![《植物营养原理》课件](https://img.taocdn.com/s3/m/8e3bd85111a6f524ccbff121dd36a32d7275c74a.png)
例如,氮素影响叶绿素合成,进而影响光合作用和植物生长;磷素对果实着色和 口感有重要作用;钾素可增强植物抗逆性,提高农产品耐贮性。
植物营养与环境保护的关系
植物营养与土壤健康
合理施肥可以改善土壤结构,提高土壤微生物活性,促进土壤养 分循环,从而维护土壤健康。
植物营养与水体保护
、钾等。根系吸收的方式包括主动运输和被动运输。
叶片吸收
02 植物的叶片也能吸收营养元素,如气孔吸收气体营养
元素和水分。
共质体与质外体运输
03
营养元素在植物体内通过共质体和质外体的途径进行
运输。
植物对营养元素的运输和分布
01
短距离运输
营养元素在植物体内的短距离运输主要通过细胞之间的 转移。
02
长距离运输
植物营养与环境互作
探讨植物如何适应不同环境条件下的营养需求 ,以及如何提高植物的抗逆性。
新型肥料与施肥技术
研究新型肥料和施肥技术的开发与应用,以提高肥料利用率和减少环境污染。
未来研究方向与展望
植物营养与全球气候变化
研究气候变化对植物营养的影响,以及如何 通过调整施肥策略来应对气候变化。
植物营养与其他学科的交叉 研究
营养元素在植物体内长距离运输主要通过木质部和韧皮 部进行。
03
元素在植物体内的分布
营养元素在植物体内的分布受到遗传因素、环境因素和 植物生理状态的影响。
植物对营养元素的利用与转化
01
合成代谢
植物利用营养元素合成各种有机 化合物,如蛋白质、核酸、碳水 化合物等。
分解代谢
02
03
元素循环与再利用
分解代谢是植物体内营养元素释 放的过程,如呼吸作用和光合作 用等。
第一章 植物营养原理
![第一章 植物营养原理](https://img.taocdn.com/s3/m/7d5170da3186bceb19e8bba4.png)
0.18 1.75
51.0 59.0
37.0 5.0
40.0 35.0
33.0 60.0
表1.6 三叶草和黑麦草根系的一些重要参数 (Steffens,1982)
鲜根重(g) 根系密度(横截面上 根尖数) 根长 根表面积(m2) 深度(cm) 直径(mm)
三叶草 63.7 489.0
510.0 0.88 80.0 0.37 Y=1.72X-594 R=0.91**
表1.2 不同基因型小麦在缺锌和施锌条件下的籽 粒产量(t/hm2)比较[4]
供锌状况 基因型 供锌 Aroona Durati 1.42 1.12 不供锌 1.31 0.45 锌效率 % 92 41
注:锌效率(%)=缺锌处理的产量/施锌处理的产量 ×100
第二节植物根部营养
一、根部吸收养分的特点 选择性 植物优先吸收某些矿质元素, 并排斥另一些元素 积累现象 植物细胞中矿质元素浓度 比外界溶液高很多 基因型差异 植物种之间在吸收离子 的特性上有明显差异
表1.3基质中离子浓度与丽藻属(Nitella)和法囊藻属 (Valonia)的细胞中离子浓度的关系(Hoagland,1948) 丽藻属(Nitella) 浓度(mM) 法囊藻属(Valonia) 浓度(mM)
离子
A 池水
0.05 0.22
B B/A 细胞液
54 10 1080 45
A 海水 12 498
作物 黑麦 春小麦 冬小麦 大麦 多年生牧草 晚马铃薯 菜豆 大白菜 黄瓜 番茄 N 40 47 51 36 29 9 6 6 5 5 P2O5 15 15 15 14 13 3 2 3 2 2 K2O 44 41 39 38 38 11 8 12 8 5
第三章 植物营养原理
![第三章 植物营养原理](https://img.taocdn.com/s3/m/599311e86294dd88d0d26b46.png)
dμ/dx:
化学势梯度
化学驱动力
chemical potential gradient chemical driving force)
zFdψ/dx: 电势梯度
electrical potential gradient force
细胞膜上的蛋白质对离子运输具有专一性,可以转运 同一类物质。
外侧 H+
C
D D
X
ADP+Pi
ATP
A
B
K+, NO3-
H+
内侧
流动镶嵌模型中离子传递与信息传导机理示意图
A、离子泵 B、离子通道 C、载体 D、信息传导的耦合蛋白
生物膜的流动镶嵌模型:
(二) 细胞膜特点
细胞膜的结构特性:具有一定的流动性 细胞膜的功能特性:是具有选择透过性
把气体常数、法拉第常数、绝对温度的值代进去,并用常 用对数表示,则方程可简化为:
E=
58 z
log
(外部溶液离子浓度) (细胞内部离子浓度)
(mV)
对于一价阳离子来说,当膜内某离子浓度是膜外 该离子浓度的100倍时,z = 1, log(1/100) = -2 , 则: E = -116 mV 对于一价阴离子来说,当膜外某离子浓度是膜内 该离子浓度的100倍时,z = -1, log(100/1) = 2 , 则:
第三章 植物营养原理
Plant Nutrition
第二节 植物对养分的吸收
一、细胞膜结构与特点 二、载体、通道概念 三、质子泵、膜电位、主动运输与被动动输 四、根细胞对养分离子的积累特点 五、根自由空间(质外体)中养分离子的移 动及其影响因素
园艺植物营养及调控原理
![园艺植物营养及调控原理](https://img.taocdn.com/s3/m/004fb4c3bb0d4a7302768e9951e79b8968026884.png)
园艺植物营养及调控原理第一篇:园艺植物营养及调控原理1、品质:指产品某种使用价值全部有利于特征的总和。
2、园艺植物营养学:是研究营养物质对植物的营养作用研究植物对营养物质吸收运输转化和利用的规律以及植物与外界环境之间营养物质和能量和交换的学科。
3、根际:指受植物根系活动的影响,在物理、化学和生物学性质上不同于土体的那部分微土域。
一般指离根轴表面数毫米之内。
4、最小养分率:作物产量受土壤中相对含量最少的养分因子所控制,产量高低随最小养分补充量的多少而变化,如果这个因子得不到满足,即使增加其他的养分因子,作物产量也不可能提高。
5、根际效应:在植物根际中植物根系不仅影响介质土壤中的无机养分的溶解度也影响土壤生物的活性从而构成一个根际效应。
6、自由空间:指根部某些组织或细胞能允许外部溶液通过自由扩散而进入那些区域包括细胞间隙细胞壁到原生质膜之间的空隙。
7、被动吸收:指养分顺着浓度梯度(分子和离子)或电化学势梯度(离子)由介质溶液进入细胞内的过程。
8、主动吸收:膜外养分逆浓度梯度或电化学势梯度需要代谢能量、有选择性的进入原生质膜的过程9、叶部营养(根部营养):植物通过地上部分器官吸收养分和进行代谢的过程10、短距离运输:(横向运输)根外介质中的养分从根表皮细胞进入根内经皮层组织到达中柱的迁移过程。
也称横向运输。
包括共质体途径和质外体途径。
11、长距离运输:(纵向运输)指养分延木质部导管向上或向下过程。
由于养分迁移距离较长故称长距离运输。
12、晶格固定:在土壤干湿交替影响下,速效性钾进入2:1型粘土矿物晶片层间而被固定的现象。
13、有机:指有机认证标准描述的生产体系以及由该体系生产的特定品质的而不是化学上的定义。
14、有机产品:是根据有机农业原则和有机产品生产方式及标准生产、加工出来的,并通过合法的有机产品认证机构认证并颁发证书的一切农产品。
15、果树:能生产人们食用的果实、种子及其衍生物的木本或多年生草本植物16、蔬菜:可供人们佐餐的植物总称17、花卉:具有一定观赏价值的植物18、土壤养分向根表面迁移的方式:截获、质流、扩散截获:根系在生长过程中直接接触养分而使养分转移至根表面的过程质流:由于水分吸收形成的水流而引起的养分离子向根表面迁移的过程扩散:由于植物根系对养分离子的吸收,导致根表面形成浓度梯度,使养分离子从高浓度土体向低浓度根表迁移的过程。
植物营养原理
![植物营养原理](https://img.taocdn.com/s3/m/614dcb3287c24028915fc3d5.png)
第二章养分吸收养分吸收的主要特征:选择性,累积性和基因型。
1 被动吸收包括被动扩散和易化扩散两种方式。
1)被动扩散:指溶质沿电化学势梯度,不需要借助任何转运蛋白而穿过生物膜的转运过程。
2)易化扩散:指溶质借助离子通道或转运蛋白沿电化学势梯度穿过生物膜的转运过程。
包括:离子通道和转运蛋白两种可能机制。
(选择性,被动,饱和性)A 离子通道(ion channel)在生物膜上的贯穿双重磷脂层的蛋白质,其分子中的多肽链以某种形式折叠成为β螺旋,从而形成了一条能透过一定类型离子的通道。
它在一定条件下开启并透过离子。
B 转运蛋白(Transport protein)带电离子或半径大于甘油的不带电极性分子。
转运蛋白在离子电化学势的作用下与离子结合并产生构型变化,从而将离子翻转而“倒入”膜。
2 主动吸收主动吸收的两种假说和转运子(ATP酶、协同运输)(1) 载体(Carrier):是生物膜上能携带离子穿过膜的蛋白质或其它物质。
载体假说的依据: 酶动力学离子吸收的二重图形(dual isotherm)及多重动力学(multiphasic kinetics)能较好地解释下面三个问题:离子的选择性吸收;离子通过质膜以及在质膜上的转移;离子吸收与代谢作用的密切关系。
(2)离子泵假说目前发现的离子泵主要有四种:H+-ATP酶,Ca2+ -ATP酶,H+-焦磷酸酶,ABC 型离子泵。
(3)转运子(Transporter)转运子是指植物的细胞膜上具有控制溶质或信息出入膜的蛋白质体系。
3 离子间的相互作用A. Antagonism (拮抗作用)拮抗作用:在溶液中某一离子的存在能抑制另一离子吸收的现象。
其主要表现在离子的选择性吸收上。
一竞争载体结合位点;二竞争电荷B. Synergism (协助作用)阴离子促进阳离子的吸收,维持细胞间电荷平衡的一种必要反应4 Rhizosphere 根际围绕在根周围被根所影响的土壤层mm-1cm 范围受植物和土壤性质影响5菌根(Mycorrhiza或Mycorrhizae)是指真菌与植物根系形成的共生体。
植物的营养吸收和调节机制
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植物营养与分子生物学的交叉研究: 研究植物基因在营养吸收和调节中 的作用
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植物营养与微生物学的交叉研究: 研究微生物对植物营养吸收和调节 的作用
植物营养与生态学的交叉研究:研 究植物营养吸收和调节对生态系统 的影响
未来研究方向和展望
深入研究植物营养吸收和调节机制,提高作物产量和品质
营养元素之间 的拮抗作用: 如氮磷钾之间 的拮抗作用, 可能会导致植
物生长受阻
营养元素与环境因子的关系
营养元素:氮、磷、钾等
环境因子:光照、温度、湿度等
营养元素与环境因子的相互作用: 影响植物的生长和发育
营养元素与环境因子的调节机制: 植物通过自身调节来适应环境变 化,保证营养元素的吸收和利用
植物激素对营养吸收的调节
提高吸收速率和效率的方法:合理 施肥、改良土壤、调节植物激素等
植物营养调节机制
营养元素之间的相互关系
氮磷钾:植物 生长的基本元 素,相互影响,
共同作用
微量元素:如 铁、锌、硼等, 虽然需求量少, 但对植物生长
有重要影响
营养元素之间 的协同作用: 如氮磷钾与微 量元素之间的 协同作用,可 以提高植物的 抗逆性和产量
植物营养吸收和调节机制的应 用
植物营养诊断
植物营养诊断的目的:了解植物营养状况,指导施肥和灌溉 植物营养诊断的方法:土壤和叶片分析、植物组织分析、遥感技术等 植物营养诊断的应用:农业生产、园林绿化、生态修复等领域 植物营养诊断的发展趋势:智能化、精准化、实时化
植物营养元素的合理施用
根据植物种类和生长阶段,选择合适的肥料类型和浓度 采用科学的施肥方法,如根施、叶面喷施等,提高肥料利用率 合理搭配氮、磷、钾等营养元素,保持土壤肥力平衡 监测土壤和植物营养状况,及时调整施肥策略,避免营养过剩或不足
植物营养和养分吸收
![植物营养和养分吸收](https://img.taocdn.com/s3/m/91d3367711661ed9ad51f01dc281e53a5902516f.png)
植物营养和养分吸收植物是一种通过光合作用获取能量与碳源的生物,不同于人类和动物,植物没有咀嚼和吞咽的能力,它们在土壤中吸收必要的养分进行生长和代谢。
植物吸收的养分对其生长发育、结构和功能起着极为重要的作用。
本文将从植物对营养的需求,植物养分的来源和吸收机制三个方面探讨植物营养和养分吸收的相关知识。
一、植物对营养的需求植物是光合合成的产物,能量和碳素都来自于光照和大气中的二氧化碳。
但是植物还需要其他营养物质来完成它的生长和代谢需求。
营养元素是植物体内组成成分和代谢物的重要来源,不同种类的营养元素对植物的贡献不尽相同。
营养元素可分为宏量元素和微量元素两大类。
前者包括植物体内含量较高的元素,如氮、磷、钾、钙、镁和硫等,对于植物的生长、增殖和代谢过程极为重要。
后者包括植物体内含量较低的元素,如铁、锰、锌、铜、钼和氯等,虽然所需量较少,但对植物的生长和代谢也起到至关重要的作用。
二、植物养分的来源和吸收机制养分在土壤中以不同的形态和含量存在,基本上可分为离子态和有机态两种形式。
植物通常从土壤水分中吸收溶解的化合物和游离离子,然后进行转化利用。
1.氮素氮为植物生长发育和代谢所必需的宏量元素,它在其生命周期里需求量最多。
土壤中氮素的营养状态通常以硝态、铵态和有机态为主,基于植物对不同氮素形态的需求,植物对氮素的吸收机制可分为三种途径:硝传导途径、铵传导途径和有机氮利用途径。
2.磷素磷为植物生长发育和代谢所必需的宏量元素。
磷的土壤营养状态主要有水溶性磷和吸附态磷两种,前者包括磷酸氢二根和磷酸盐,后者则为长期滞留和难以被植物吸收的磷化合物。
植物利用水溶性磷的主要途径是经过根毛吸收。
3.钾素钾为植物生长发育和代谢所必需的宏量元素。
土壤中钾素主要以氢钾离子的形式或吸附态形式存在。
植物吸收钾的主要途径包括扩散作用和能动作用。
4.钙素钙为植物细胞壁形成、细胞分裂、花粉活性、骨质硬化等必需元素,它以可溶性的Ca2+离子形式存在。
植物的营养循环
![植物的营养循环](https://img.taocdn.com/s3/m/93d5de8188eb172ded630b1c59eef8c75ebf9514.png)
植物的营养循环植物是自养生物,通过光合作用将阳光能转化为化学能,完成自身的生长和繁殖。
植物的营养循环是指植物获取营养物质、利用和循环这些营养物质的过程。
养分的吸收、转运、利用和循环是植物生长发育的基础,也是维持生态系统平衡的关键。
本文将从植物对不同营养元素的需求和吸收途径、养分转运和利用、营养循环等方面探讨植物的营养循环。
一、植物对不同营养元素的需求和吸收途径植物需要各种营养元素来维持正常的生理机能和生长发育。
常见的营养元素包括氮、磷、钾、镁、铁等。
不同的营养元素对植物的影响不同,例如氮元素对植物的叶绿素合成和蛋白质合成至关重要,磷元素对植物的能量转移和传递起着重要作用。
植物通过根系吸收土壤中的营养元素。
一般来说,阳离子(如钙、钾、镁等)通过活性转运进入根细胞,而阴离子(如磷、硝酸根等)则通过被动扩散进入根细胞。
植物根系具有丰富的毛根,能够增大根表面积,提高养分吸收的效率。
根系还能分泌有机酸和根黏质,促进土壤中阳离子的释放和吸收。
二、养分转运和利用植物在根系吸收到养分后,需要将其转运到其他器官和组织中供给生长发育所需。
养分的转运主要依赖于植物的维管束系统。
维管束系统由导管组成,包括木质部和韧皮部。
木质部主要负责水分和无机盐的上行运输,韧皮部主要负责有机物质的上行运输。
养分在植物体内的分配和利用由植物的生理需求决定。
例如,对于氮元素,植物会将其优先运输到需要新生物质合成的器官和组织,如叶片、茎尖等。
而对于老叶片等不再进行生物质积累的组织,则会回收其中的养分,将其重新分配到需要的地方。
三、营养循环植物的营养循环是指植物在生长过程中,通过吸收和释放养分来完成养分循环的过程。
植物吸收土壤中的养分后,通过生长发育、代谢等过程将养分积累在不同器官和组织中。
随着植物的生长和发育,一部分养分会积累在地上部分,如茎、叶等;而一部分养分则积累在地下部分,如根系等。
当这些器官和组织老化或死亡时,其中的养分会被释放出来,被其他植物或微生物利用。
2 植物营养与施肥原理
![2 植物营养与施肥原理](https://img.taocdn.com/s3/m/af9be227dd36a32d7375812f.png)
第一章植物营养与施肥原理第一节必须营养元素主要内容植物必需的营养成分和根系吸收养分的机制;主要作物的营养特性及影响养分吸收的外界环境条件。
施肥方法1.植物的组成成分含水量75-95%干物质5-25%干物质组成灰分含量3-5%植物根系吸收土壤水分中离子态的矿质养分,植物吸收养分受多种因素的影响2 影响植物体内养分含量的因素1、基因型:吸收营养元素的能力2、土壤或水体中营养元素的有效性3、植物不同器官的比例(例如叶片与果实4、植株的生理年龄3 必须营养元素植物必须营养元素的概念是1939年确定的,他们总结了确定植物必需营养素元素的三条标准必需性—这种化学元素对所有植物的生长发育是不可缺少的。
缺少这种元素植物就不能完成其生命周期;专一性—缺乏这种元素后,植物会表现出特有的症状,只有补充这种元素后症状才能减轻或消失;直接性—这种元素必须是直接参与植物的新陈代谢,对植物起直接的营养作用,而不是改善环境的间接作用;17种必需营养元素Carbon (C) Hydrogen (H) Oxygen (O)Nitrogen (N) Phosphorus (P) Potassium (K)Calcium (Ca) Magnesium (Mg) Sulfur (S)Iron (Fe) Manganese (Mn) Copper (Cu) Zinc (Zn) Molybdenum (Mo) Boron (B) Chlorine (Cl) Nickel(Ni)必须营养元素的两种分类方法A 根据元素含量划分大量元素和微量元素1 大量元素植物需要量相对比较大(%或g/kg)Carbon (C) Hydrogen (H) Oxygen (O) Nitrogen (N) Phosphorus (P) Potassium (K)2 中量元素Calcium (Ca) Magnesium (Mg) Sulfur (S)3 微量元素植物需求量相对较小(μg/g or mg/kgIron (Fe) Manganese (Mn) Copper (Cu) Zinc (Zn) Molybdenum (Mo) Boron (B) Chlorine (Cl) Nickel(Ni)植物体内大量元素的含量通常是微量元素含量的1000倍甚至更多B 根据功能划分(1)构成植物体的结构物质、贮藏物质和生活物质结构物质:纤维素、半纤维素、木质素、果胶物质等;贮藏物质:淀粉、脂肪、植素等;生活物质:氨基酸、蛋白质、核酸、叶绿素、酶及辅酶等。
植物根系吸收营养的原理
![植物根系吸收营养的原理](https://img.taocdn.com/s3/m/0fc4e561905f804d2b160b4e767f5acfa1c78301.png)
植物根系吸收营养的原理
植物根系吸收营养的原理主要包括以下几个方面:
1.矿物质元素的吸收:植物根系吸收的营养素主要是矿物质元素,如钙、镁和硝
态氮等。
这些元素主要以离子的形式存在,但由于离子带有电荷,它们不能直接通过自由扩散穿过细胞膜。
为了进入细胞,它们需要通过载体蛋白的帮助,利用主动运输机制完成逆浓度梯度的移动。
1
2.离子交换:根部细胞的呼吸作用会释放出二氧化碳,形成碳酸并解离出氢离子
和碳酸氢根离子。
这些离子与土壤溶液中的离子发生交换,并通过载体蛋白进入细胞。
这个过程需要ATP提供能量,并且通常涉及阳离子与阳离子交换的原则。
3.质流和扩散:在根系截获和质流不足以满足需求的情况下,土壤溶液中的养分
会通过扩散作用向根表迁移。
质流是由植物的蒸腾作用和根系吸水引起,养分随水流向根表;扩散则是由于土体与根表之间存在养分浓度梯度,养分沿此梯度移动。
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4.细胞膜外的吸收:养分离子必须穿过细胞间隙、细胞壁微孔以及细胞壁与原生
质膜之间的空隙,才能到达细胞质膜。
细胞壁主要由纤维素构成,纤维素微纤维形成网架状结构,其中的微孔构成物质的通道。
带电粒子的移动还会受到细胞壁上电荷的影响。
5.共质体的主动转运:离子通过质外体途径运送到内皮层后,可能通过共质体的
主动转运及对离子的选择性吸收进一步进入根部内部或导管。
共质体是植物体内细胞原生质体通过胞间连丝和内质网等膜系统相联成的连续体,溶质在此通过主动运输过程。
综上所述,植物根系吸收营养是一个复杂的过程,涉及离子交换、扩散、质流、细胞膜等。
植物营养原理
![植物营养原理](https://img.taocdn.com/s3/m/dba18f6825c52cc58bd6bed8.png)
植物的有机物代谢-正文植物体内有机物的合成、转化和降解过程。
光合作用和呼吸作用(见植物呼吸作用)是植物代谢的两个枢纽。
通过光合作用把外界的无机物质同化为有机物质;通过呼吸作用则使已同化的有机物质被重新分解,分解过程所形成的中间产物及释放的能量为生物合成过程提供所需要的原料和能量。
植物体内有机物代谢过程中一系列复杂的生化反应由于有酶的催化才能在常温、常压、化学中性或接近中性的条件下进行。
酶催化效率高,专一性强。
不同的酶在细胞内的空间分布不同,因而在活细胞的不同部位能有不同的代谢途径,它们之间又相互联系、相互制约,保证了多种生化反应的协调。
主要有机物质的代谢包括碳水化合物、蛋白质、脂类、核酸等的代谢。
碳水化合物代谢绿色植物通过光合作用形成的碳水化合物,是细胞内各种代谢物碳架的来源。
在叶绿体内通过光合碳循环同化 CO2的初产物是丙糖磷酸。
丙糖磷酸通过叶绿体内膜中的磷酸运转器从叶绿体间质转运到细胞溶质,转化为己糖磷酸,再经蔗糖磷酸合成酶-蔗糖磷酸酶系统转化为蔗糖;或丙糖磷酸在叶绿体内转化为己糖磷酸,再通过腺苷二磷酸葡糖(ADPG)焦磷酸化酶及淀粉合成酶转化为淀粉(图1)。
一般在缺磷的条件下,叶绿体内积累的淀粉较多;而在供磷充分时,则丙糖磷酸可继续不断地从叶绿体运出,在细胞溶质内形成蔗糖。
植物在光合作用中合成淀粉或合成蔗糖也受遗传性控制。
如水稻和小麦的光合产物直接以蔗糖形式输出;而大豆和棉花的光合产物则先转化为淀粉积累在叶中,夜间淀粉降解为糖类再输出。
从叶片输出的蔗糖或淀粉降解产物通过韧皮部运到正在生长的部位(茎尖生长锥、幼叶、新根等),形成新细胞所需要的结构物质,或作为呼吸底物;同时也运到各贮藏组织形成贮藏物质。
除淀粉及蔗糖外,葡糖-1-磷酸还可经一系列转化过程形成纤维素,后者也是一种重要的多糖,它是细胞壁的主要结构物质,与纤维作物的产量和品质都有很大关系。
淀粉及蔗糖也可水解为己糖磷酸,后者通过呼吸代谢途径氧化降解,其中间产物可作为生物合成过程的原料,使碳水化合物代谢与脂肪代谢、蛋白质代谢和核酸代谢等相互联系(图2)。
绿色植物吸取营养的原理
![绿色植物吸取营养的原理](https://img.taocdn.com/s3/m/344d1318a36925c52cc58bd63186bceb18e8ed09.png)
绿色植物吸取营养的原理今天来聊聊绿色植物吸取营养的原理。
咱们平时啊,看到花园里的花啊,路边的树啊,都长得郁郁葱葱的。
你有没有想过,它们不用像咱们吃饭一样咬一口馒头喝一口水,那是怎么获取营养的呢?这其实就涉及到很有意思的原理了。
其实绿色植物吸取营养呢,主要通过根部吸收土壤里的水分和矿物质,就像咱们用吸管吸水一样。
根部有很多细小的根毛,它们非常非常细,这就可以大大增加与土壤的接触面积,就好比一张大网,把土壤里有用的东西都给网住了。
打个比方,土壤是个大超市,里面的水分和各种矿物质养分就是商品,而植物的根毛就是购物小推车,尽可能地把需要的东西都装上。
说到这里,你可能会问,植物光是靠根部吸收那些东西就能长大了么?那当然不是啦。
绿色植物还有一个非常神奇的能力——光合作用。
叶子里有一种绿色的小颗粒叫叶绿素,这东西可神奇了。
在阳光充足的时候,植物就像一个小工厂利用叶绿素这个“小机器”把二氧化碳和水加工成葡萄糖和氧气呢。
二氧化碳从哪儿来?咱们人或者动物呼出的那些气体就有二氧化碳,植物就可以把这些利用起来。
这就像植物开了个神奇的转化车间,左边进二氧化碳和水,右边就出葡萄糖和氧气啦。
葡萄糖可是好东西,是植物生长所需能量和形成其他物质的基础,就像是咱的存钱罐,能积累能量用来长叶、开花、结果。
有意思的是,我一开始也不明白为啥植物需要那么复杂的过程来获取营养呢。
后来看书学习才知道,这就是大自然长期演变的结果。
在学习的过程中,我也发现好多好玩的事情。
比如说有的植物会和一些真菌共生,真菌能帮助植物吸收更多的养分特别到那些植物根部难以到达的角落去“搜刮”营养。
这就似人类之间相互帮助一样。
不过呢,植物吸取营养也会受到很多因素影响。
比如说要是土壤太酸或者太碱,可能像磷啊这种重要的矿物质就被“锁住”了,植物就吸收不了。
这就好比有好东西放在玻璃柜里,但你就是没钥匙拿不出来一样。
这告诉我们要是想种好花花草草,就要注意调节土壤酸碱度呀。
从植物获取营养这个事情,我也想到咱们人类和植物生存其实在很多方面都是息息相关的。