第8章 植物营养与施肥原理 《土壤肥料学》课件
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Fe、Mn、Zn、Cu、 B、Mo、Cl、Ni
来自土壤
植物必需营养元素的一般功能、必需营养元 素的主要功能
第一类：C、H、O、N、S 1. 组成有机体的结构物质和生活物质 2. 组成酶促反应的原子基团
第二类：P、B 1. 形成连接大分子的酯键 2. 储存及转换能量
第三类：K、Mg、Ca、Mn、Cl 1.维护细胞内的有序性，如渗透调节、电性平
2）质流（Mass flow）
由于水分吸收形成的水流而引起养分离子向根表 迁移的过程
作用力：蒸腾拉力
特点：长距离运输；运送速度快。 质流吸收量%=（土壤溶液养分浓度×全生育期水分蒸发量
/植物吸收养分量）×100
贡献：养分主要吸收方式
影响因素：土壤含水量；蒸腾作用强弱；离子
种类；作物代谢势；离子在土壤中的溶解度。
养分离子的扩散系数 土壤质地 土壤温度
迁移的离子：磷、钾、氮（氨态氮）
2、养分进入质外体
由于质外体与外界相通，养分离子能以质流、扩 散或静电吸引的方式自由进入质外体（自由空间）。
自由空间——是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的那些区域，包括细胞间隙、 细胞壁到原生质膜之间的空隙。习惯上可分为水分自由 空间和杜南自由空间
衡等
2. 活化酶类 3. 稳定细胞壁和生物膜构型 第四类：Fe、Cu、Zn、Mo、Ni 1. 组成酶辅基 2. 组成电子转移系统
植物必需营养元素的各种功能一般通过植物表现 出来。而当植物缺乏或过量吸收某一元素时，会出现 特定的外部症状，这些症状统称为“植物营养失调 症”，包括“元素缺乏症”和“元素毒害症”。
水分自由空间——是指被水分占据并能和外部介质
溶液达到物理化学平衡的那部分质外体区域
杜南自由空间----是指质外体中因受电荷影响，养 分离子不能自由移动和扩散的那部分区域
质外体和共质体的概念
对于植物的吸收和运输而言，植物体可以分为二部 分：
1) 质外体（Apoplast）——指细胞原生质膜以外的 空间，包括细胞壁、细胞间隙和木质部导管。
60 80 125 250 1000
30000 40000
60000
0.1
-
0.6
-
20
-
50
-
100
-
20
-
100
-
-
0.1
-
0.2
-
0.2
-
0.5
-
1.0
-
1.5
-
45
-
45
-
60
二三、、植植物物必的需必营需养元营素养元素
（一）标准
1. 这种元素对所有高等植物的生长发育是不可缺少 的。如果缺少该元素，植物就不能完成其生活史
必需营养元素间的相互关系
1. 同等重要律——植物必需营养元素在植物体内的 数量不论多少都是同等重要的。 2. 不可代替律——植物的每一种必需营养元素都有 特殊的功能，不能被其它元素所代替。
生产上要求——平衡供给养分
四、植物的根部营养
植物的养分吸收——是指养分进入植物体内的过程 离子或无机分子——主要 有机形态的物质——次要
2)共质体（Symplast）——指原生质膜以内的物质和 空间，包括原生质体、内膜系统及胞间连丝等。
胞间连丝——相邻细胞之间的原生质丝，是细胞之间 物质运输的主要通道。
3、养分进入共质体
例：豆科作物——钴； 藜科作物——钠； 硅藻、水稻——硅
三、必需营养元素的分组和来源及功能
1、大量元素(0.1%以上) ： 1）非矿质元素 C、H、O——又称天然营养元素，来自空气和
水; 2）矿质元素 N、P、K——又称肥料三要素物营养三要素
Ca、Mg、S ——中量元素 2、微量元素(0.1%以下) ：
1、养分向根表面的迁移
1）截获（Interception）
定义：是指植物根系在生长过程中直接接触养分而 使养分转移至根表的过程
作用力：离子的接触交换，由静电引力所致。 特点：根与粘粒表面相距5毫微米时才能产生；代 换的离子在细胞壁外未能真正吸收；代换的离子受种类的 影响。 贡献：数量少，远不能满足需要，土壤中仅1%左 右有效养分能以该方式达到根表。 影响因素：与根系CEC、根量、根系与土壤的接触 面积有关。
迁移的离子：氮(硝态氮)、钙、镁、硫
3）扩散（Diffusion）
由于植物根系对养分离子的吸收，导致根表离子浓度 下降，从而形成土体－根表之间的浓度梯度，使养分离子 从浓度高的土体向浓度低的根表迁移的过程。
作用力：化学势的差异，浓度梯度。 特点：分子或离子形态，短距离运输；进入细胞壁 或膜内 。 贡献：养分的主要吸收形式，特别是养分胁迫时。 影响因素：土壤水分含量
C
N
Cl
S
Mo
Mn B Fe
Cu
Zn
Ni
H
Mg
Ca
K
P
O
镍是脲酶和许多氢化酶的组成成分。
1987年由Brown利用无镍营养液种植 大麦连续收获三代才发现明显的缺镍症 状，从而证实镍是非豆科植物的必需营 养元素。
有人推测硅也许不久会成为必需营
养元素成员之一。
非必需营养元素中一些特定的元素，对特 定植物的生长发育有益，或为某些种类植物所 必需，这些元素为有益元素。
第八章
植物营养与施肥原理
必需营养元素
非必需营养元素
植物的营ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ成分
有益元素 其它元素
正常生长植株的干物质中营养元素的平均含量
元素
符号
mol/克（干重 ）
mg/kg
%
钼
Mo
铜
Cu
锌
Zn
锰
Mn
铁
Fe
硼
B
氯
Cl
硫
S
磷
P
镁
Mg
钙
Ca
钾
K
氮
N
氧
O
碳
C
氢
H
0.001 0.1 0.30 1.0 2.0 2.0 3.0 3.0
2. ——必要性；
2. 这种元素的功能不能由其它元素所代替。缺乏这 种元素时，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——专一性；
3. 这种元素必须直接参与植物的代谢作用，对植物 起直接的营养作用，而不是改善环境的间接作 用 ——直接性。
（二）植物必需营养元素的种类：
目前 国内外公认的高等植物所必需的营养元 素有17种。它们是碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、 镁、硫、铁、硼、锰、铜、锌、鉬、氯、镍 。
植物吸收养分的部位： 矿质养分－根为主 气态养分－叶为主
根部吸收 叶部吸收
（一）植物根系对无机养分的吸收
根系对养分吸收的过程包括： 养分向根表面的迁移 养分进入质外体（即进入根内自由空间） 养分进入共质体（包括养分跨膜进入原生质体；养
分由根部运输到地上部分）
迁移
吸收
养分：土壤 截获 质流 扩散 根表 主动 被动 根内
来自土壤
植物必需营养元素的一般功能、必需营养元 素的主要功能
第一类：C、H、O、N、S 1. 组成有机体的结构物质和生活物质 2. 组成酶促反应的原子基团
第二类：P、B 1. 形成连接大分子的酯键 2. 储存及转换能量
第三类：K、Mg、Ca、Mn、Cl 1.维护细胞内的有序性，如渗透调节、电性平
2）质流（Mass flow）
由于水分吸收形成的水流而引起养分离子向根表 迁移的过程
作用力：蒸腾拉力
特点：长距离运输；运送速度快。 质流吸收量%=（土壤溶液养分浓度×全生育期水分蒸发量
/植物吸收养分量）×100
贡献：养分主要吸收方式
影响因素：土壤含水量；蒸腾作用强弱；离子
种类；作物代谢势；离子在土壤中的溶解度。
养分离子的扩散系数 土壤质地 土壤温度
迁移的离子：磷、钾、氮（氨态氮）
2、养分进入质外体
由于质外体与外界相通，养分离子能以质流、扩 散或静电吸引的方式自由进入质外体（自由空间）。
自由空间——是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的那些区域，包括细胞间隙、 细胞壁到原生质膜之间的空隙。习惯上可分为水分自由 空间和杜南自由空间
衡等
2. 活化酶类 3. 稳定细胞壁和生物膜构型 第四类：Fe、Cu、Zn、Mo、Ni 1. 组成酶辅基 2. 组成电子转移系统
植物必需营养元素的各种功能一般通过植物表现 出来。而当植物缺乏或过量吸收某一元素时，会出现 特定的外部症状，这些症状统称为“植物营养失调 症”，包括“元素缺乏症”和“元素毒害症”。
水分自由空间——是指被水分占据并能和外部介质
溶液达到物理化学平衡的那部分质外体区域
杜南自由空间----是指质外体中因受电荷影响，养 分离子不能自由移动和扩散的那部分区域
质外体和共质体的概念
对于植物的吸收和运输而言，植物体可以分为二部 分：
1) 质外体（Apoplast）——指细胞原生质膜以外的 空间，包括细胞壁、细胞间隙和木质部导管。
60 80 125 250 1000
30000 40000
60000
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100
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20
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0.2
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0.2
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0.5
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1.0
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1.5
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45
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45
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60
二三、、植植物物必的需必营需养元营素养元素
（一）标准
1. 这种元素对所有高等植物的生长发育是不可缺少 的。如果缺少该元素，植物就不能完成其生活史
必需营养元素间的相互关系
1. 同等重要律——植物必需营养元素在植物体内的 数量不论多少都是同等重要的。 2. 不可代替律——植物的每一种必需营养元素都有 特殊的功能，不能被其它元素所代替。
生产上要求——平衡供给养分
四、植物的根部营养
植物的养分吸收——是指养分进入植物体内的过程 离子或无机分子——主要 有机形态的物质——次要
2)共质体（Symplast）——指原生质膜以内的物质和 空间，包括原生质体、内膜系统及胞间连丝等。
胞间连丝——相邻细胞之间的原生质丝，是细胞之间 物质运输的主要通道。
3、养分进入共质体
例：豆科作物——钴； 藜科作物——钠； 硅藻、水稻——硅
三、必需营养元素的分组和来源及功能
1、大量元素(0.1%以上) ： 1）非矿质元素 C、H、O——又称天然营养元素，来自空气和
水; 2）矿质元素 N、P、K——又称肥料三要素物营养三要素
Ca、Mg、S ——中量元素 2、微量元素(0.1%以下) ：
1、养分向根表面的迁移
1）截获（Interception）
定义：是指植物根系在生长过程中直接接触养分而 使养分转移至根表的过程
作用力：离子的接触交换，由静电引力所致。 特点：根与粘粒表面相距5毫微米时才能产生；代 换的离子在细胞壁外未能真正吸收；代换的离子受种类的 影响。 贡献：数量少，远不能满足需要，土壤中仅1%左 右有效养分能以该方式达到根表。 影响因素：与根系CEC、根量、根系与土壤的接触 面积有关。
迁移的离子：氮(硝态氮)、钙、镁、硫
3）扩散（Diffusion）
由于植物根系对养分离子的吸收，导致根表离子浓度 下降，从而形成土体－根表之间的浓度梯度，使养分离子 从浓度高的土体向浓度低的根表迁移的过程。
作用力：化学势的差异，浓度梯度。 特点：分子或离子形态，短距离运输；进入细胞壁 或膜内 。 贡献：养分的主要吸收形式，特别是养分胁迫时。 影响因素：土壤水分含量
C
N
Cl
S
Mo
Mn B Fe
Cu
Zn
Ni
H
Mg
Ca
K
P
O
镍是脲酶和许多氢化酶的组成成分。
1987年由Brown利用无镍营养液种植 大麦连续收获三代才发现明显的缺镍症 状，从而证实镍是非豆科植物的必需营 养元素。
有人推测硅也许不久会成为必需营
养元素成员之一。
非必需营养元素中一些特定的元素，对特 定植物的生长发育有益，或为某些种类植物所 必需，这些元素为有益元素。
第八章
植物营养与施肥原理
必需营养元素
非必需营养元素
植物的营ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ成分
有益元素 其它元素
正常生长植株的干物质中营养元素的平均含量
元素
符号
mol/克（干重 ）
mg/kg
%
钼
Mo
铜
Cu
锌
Zn
锰
Mn
铁
Fe
硼
B
氯
Cl
硫
S
磷
P
镁
Mg
钙
Ca
钾
K
氮
N
氧
O
碳
C
氢
H
0.001 0.1 0.30 1.0 2.0 2.0 3.0 3.0
2. ——必要性；
2. 这种元素的功能不能由其它元素所代替。缺乏这 种元素时，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——专一性；
3. 这种元素必须直接参与植物的代谢作用，对植物 起直接的营养作用，而不是改善环境的间接作 用 ——直接性。
（二）植物必需营养元素的种类：
目前 国内外公认的高等植物所必需的营养元 素有17种。它们是碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、 镁、硫、铁、硼、锰、铜、锌、鉬、氯、镍 。
植物吸收养分的部位： 矿质养分－根为主 气态养分－叶为主
根部吸收 叶部吸收
（一）植物根系对无机养分的吸收
根系对养分吸收的过程包括： 养分向根表面的迁移 养分进入质外体（即进入根内自由空间） 养分进入共质体（包括养分跨膜进入原生质体；养
分由根部运输到地上部分）
迁移
吸收
养分：土壤 截获 质流 扩散 根表 主动 被动 根内