《植物生理学》课件第三章

图3-12 缺锰植株中位叶失绿
图 3 13 -
9、锌（Zn） 、 ） 作用： 作用： 的生物合成所必需的。 是IAA的生物合成所必需的。 的生物合成所必需的 参与叶绿素的形成。 参与叶绿素的形成。 缺素症：缺绿病。植株矮化，节间变短， 缺素症：缺绿病。植株矮化，节间变短，叶片 变小（ 变小（图3-14、3-15）。 、 ）。 Zn的移动性大，缺乏时，症状首先在 的移动性大， 的移动性大 缺乏时， 老叶出现。 老叶出现。
图3-5 植株缺磷症状
4、钾（K） 、 ）
吸收形式： 吸收形式：K+。 作用： 作用： 是酶的活化剂。 是酶的活化剂。 促进碳水化合物的合成和运输。 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， 增加原生质的水合程度，提高细胞的保水能力，增强 抗旱性。 抗旱性。 缺素症：叶色缺绿变黄，逐渐坏死。 缺素症：叶色缺绿变黄，逐渐坏死。茎秆柔弱 易倒伏（ 易倒伏（图3-6、3-7）。 、 ）。 Ｋ的移动性大，缺乏时，症状在老叶出现。 的移动性大，缺乏时，症状在老叶出现。
溶液培养法必须注意的事项： 溶液培养法必须注意的事项：
营养液中必须含有植物必需的矿质养分； 营养液中必须含有植物必需的矿质养分； 各种养分必须以植物可利用的形态存在； 各种养分必须以植物可利用的形态存在； 各种养分成一定比例； 各种养分成一定比例； 营养液的水势不能太低，以防植物脱水； 营养液的水势不能太低，以防植物脱水； 经常调整营养液pH，使其与植物的生长相适应； 经常调整营养液 ，使其与植物的生长相适应； 注意给根系通气以保持适当的根系活力； 注意给根系通气以保持适当的根系活力； 经常更换营养液（如每星期一次）。 经常更换营养液（如每星期一次）。
13、氯（Cl） 、 ）
作用： 作用： 在光合作用水的光解过程中起活化剂作用。 在光合作用水的光解过程中起活化剂作用。 缺素症：叶片缺绿，萎蔫坏死。 缺素症：叶片缺绿，萎蔫坏死。
14、镍（Ni） 、 ）
作用： 作用： Ni是脲酶的金属成分，而脲酶催化尿素水解 是脲酶的金属成分， 是脲酶的金属成分 成CO2和NH4+。 缺素症： 缺素症：缺Ni时由于叶尖处积累过量脲而出现黄化 时由于叶尖处积累过量脲而出现黄化 坏死现象，有些植物在缺Ni条件下产生的种子不能 坏死现象，有些植物在缺 条件下产生的种子不能 萌发。 萌发。
图3-6 番茄缺钾初期叶缘失绿
图3-7 植株缺钾症状
5、钙（Ca） 、 ）
吸收形式： 吸收形式：Ca2+。 作用： 作用： 构成细胞壁的胞间层。 构成细胞壁的胞间层。 维持染色体和膜结构的稳定性。 维持染色体和膜结构的稳定性。 是酶的活化剂。 是酶的活化剂。 具有第二信使的功能。 具有第二信使的功能。 缺素症：幼嫩器官溃烂坏死，嫩叶尖或叶缘变黄， 缺素症：幼嫩器官溃烂坏死，嫩叶尖或叶缘变黄， 逐渐向内坏死。 逐渐向内坏死。 Ca的移动性小，缺乏时，症状首先在嫩叶出现（图3的移动性小，缺乏时，症状首先在嫩叶出现（ 的移动性小 8、3-9）。 、 ）。
图4-15 缺铜顶叶呈罩盖状上卷
图4-16 缺铜顶叶上卷呈杯状
11、钼（Mo） 、 ）
作用：是固氮酶、硝酸还原酶的成分， 作用：是固氮酶、硝酸还原酶的成分，在固氮代谢 方 面起作用。 面起作用。 缺素症： 缺素症： 叶片缺绿并出现斑点，叶缘卷曲。 叶片缺绿并出现斑点，叶缘卷曲。 Mo的移动性大，缺乏时，症状首先在老叶出现。 的移动性大，缺乏时，症状首先在老叶出现。 的移动性大
缺锌节间短叶小（ 图3-14 缺锌节间短叶小（右）
图3-15 缺锌叶变黄外卷
10、铜（Cu） 、 ）
作用： 作用： 是某些氧化酶的成分； 是某些氧化酶的成分； 在光合作用中起作用。 在光合作用中起作用。 缺素症：嫩叶扭卷（ 缺素症：嫩叶扭卷（图3-16、3-17）。 、 ）。 Cu的移动性小，缺乏时，症状首先 的移动性小， 的移动性小 缺乏时， 在嫩叶出现。 在嫩叶出现。
一、植物所处大环境的元素组成
植物所处的大环境包括岩石圈、水圈和 植物所处的大环境包括岩石圈、水圈和大气 岩石圈 圈，其中岩石圈和水圈中的矿质是植物体内矿质 元素的来源。 元素的来源。 岩石圈的元素组成包括O、 、 、 、 、 岩石圈的元素组成包括 、Si、Al、Fe、Ca、 Na、K、Mg等，其中 和Si的含量最丰富，约占岩 的含量最丰富， 、 、 等 其中O和 的含量最丰富 石圈元素总量的75%。 石圈元素总量的 。
12、硼（B） 、 ）
作用： 作用： 促进碳水化合物的运输。 促进碳水化合物的运输。 促进花粉萌发和花粉管伸长，有利于受精。 促进花粉萌发和花粉管伸长，有利于受精。 缺素症：花丝、花药萎缩，花粉发育不良（ 缺素症：花丝、花药萎缩，花粉发育不良（花而 不实）。 不实）。 B的移动性小，缺乏时，症状首先在 的移动性小，缺乏时， 的移动性小 嫩叶出现。 嫩叶出现。
图3-2 萝卜缺氮的老叶变黄
老叶发黄枯死，新叶色淡,生长矮小， 图3-3 缺N老叶发黄枯死，新叶色淡,生长矮小，根 系细长，分枝（ 减少。 系细长，分枝（蘖）减少。
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2、硫（S） 、 ）
吸收形式： 吸收形式：SO42-。 作用： 作用： 是蛋白质的成分。 是蛋白质的成分。 CoA中的硫氢基 中的硫氢基(-SH)具有固定能量的作用，参与氨 具有固定能量的作用， 中的硫氢基 具有固定能量的作用 基酸、脂肪和糖类的合成。 基酸、脂肪和糖类的合成。 缺素症：叶片黄绿色 与 相似 相似)。 缺素症：叶片黄绿色(与N相似 。 S的移动性小，缺乏时，症状首先在嫩叶出现（图3-4）。 的移动性小，缺乏时，症状首先在嫩叶出现（ 的移动性小 ）。
五、必需矿质元素的生理功能及缺素症 （一）必需矿质元素的生理功能
是细胞结构物质的组成成分； 是细胞结构物质的组成成分； 调节植物的生命活动； 调节植物的生命活动； 起电化学作用。 起电化学作用。
（二）植物缺素症及中毒症
1、氮（生命元素、N） 、 生命元素、 ）
被吸收的形式： 被吸收的形式：NO3-、NH4+、尿素。 尿素。 作用：氮是蛋白质、核酸、磷脂、 作用：氮是蛋白质、核酸、磷脂、酶、激素、维生素 激素、 和叶绿素的组成成分。 和叶绿素的组成成分。 缺素症：生长缓慢、植株矮小，叶小色淡（ 缺素症：生长缓慢、植株矮小，叶小色淡（图3-2）。 ）。 Ｎ移动性大，缺乏时，症状首先在老叶出现（图3-3）。 移动性大，缺乏时，症状首先在老叶出现（ ）。 供应充足，植物生长健壮，叶大色浓；Ｎ供应过多， ；Ｎ供应过多 Ｎ供应充足，植物生长健壮，叶大色浓；Ｎ供应过多，植物 贪青徒长。 贪青徒长。
二、植物体内的元素
植物体 干物质(5 90％ 干物质 5-90％) 有机物(90％ 有机物 ％)
水分(10-95％) ％ 水分 无机物(10％ 无机物 ％)
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 构成灰分的元素称为灰分元素(灰分中的元素直 灰分元素 接或间接地来自土壤矿质，故又称矿质元素）。 接或间接地来自土壤矿质，故又称矿质元素）。
图 3 10 植 株 缺 镁 症 状 -
7、铁（Fe） 、 ）
作用： 作用： 是酶的辅助因子。 是酶的辅助因子。 是叶绿素合成过程所必需的。 是叶绿素合成过程所必需的。 缺素症：缺绿病（黄叶病），幼叶呈白色。 ），幼叶呈白色 缺素症：缺绿病（黄叶病），幼叶呈白色。 Fe的移动性小，缺乏时，症状首先在嫩叶出现 的移动性小， 的移动性小 缺乏时， （图3-11）。 ）。
三、植物的溶液培养
溶液培养法: 溶液培养法:即用纯化了的化合物配制成水溶液来
培养植物以确定植物必需的矿质元素种类和数量 （图3-1）。 ）。
图3-1 植物的溶液培养
溶液培养法的形式： 溶液培养法的形式：
水培法（无土栽培）：植物直接栽培于营养液中。 水培法（无土栽培）：植物直接栽培于营养液中。 ）：植物直接栽培于营养液中 砂培法：支撑物（石英砂、蛭石、珍珠岩）。 砂培法：支撑物（石英砂、蛭石、珍珠岩）。 气培法（雾培）：根系置于营养液气雾中。 气培法（雾培）：根系置于营养液气雾中。 ）：根系置于营养液气雾中 营养薄膜技术：流动的营养液在根系表面形成一层 营养薄膜技术： 营养液薄膜。 营养液薄膜。
图3-8 苗期缺钙心叶叶缘枯死
图3-9 缺钙幼叶叶尖变褐枯死
6、镁（Mg） 、 ） 吸收形式： 吸收形式：Mg2+。 作用： 作用： 是叶绿素的组成成分。 是叶绿素的组成成分。 是酶的活化剂。 是酶的活化剂。 缺素症：缺绿病，严重时形成褐斑坏死。 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 的移动性大， 的移动性大 缺乏时， 在老叶出现（ 在老叶出现（图3-10）。 ）。
图3-4 缺硫植株中上部叶色淡
3、磷（P） 、 ）
吸收形式： 吸收形式：H2PO4-。 作用: 作用: 磷是核酸、磷脂、辅酶和 的组成成分； 磷是核酸、磷脂、辅酶和ATP的组成成分； 的组成成分 磷在碳水化合物代谢中起着重要作用； 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。 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， 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。 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3的移动性大，缺乏时，症状首先在老叶出现（ 5）。 ）。
相互独立：吸收矿质和水分的机理不同； 相互独立：吸收矿质和水分的机理不同；吸收矿质以耗
大量元素： 、 、 、 、 、 、 、 、 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 ～ 共 种 植物需要量大，占植物体干重的0.1～ 10％。 ％。 微量元： 、 、 、 、 微量元：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 共 种 植物需要量小，占植物体干重的0.01～ ～ 0.00001％。 ％。
第三章 植物的矿质营养
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
植物矿质营养
是指植物对矿物质的吸收、转运和同化等 是指植物对矿物质的吸收、 过程以及矿质元素在植物生命活动中的作用。 过程以及矿质元素在植物生命活动中的作用。
第一节 植物必需的矿质元素
第二节 植物对矿质元素的吸收
一、植物吸收矿质元素的特点 1. 对盐分和水分的相对吸收
相互依赖：矿质须在溶液状态才被吸收，矿质随水分一 相互依赖：矿质须在溶液状态才被吸收，
起进入根部的质外体中； 起进入根部的质外体中；根系对矿质的主动吸收使根部的 水势降低，有利于水分进入根部。 水势降低，有利于水分进入根部。
图3-11 缺铁新叶鲜黄色
8、锰(Mn) 、 作用： 作用： 能稳定叶绿体的结构，参与光合作用水的裂解。 能稳定叶绿体的结构，参与光合作用水的裂解。 是酶的活化剂。 是酶的活化剂。 缺素症：缺绿病，黄叶出现坏死斑点。 缺素症：缺绿病，黄叶出现坏死斑点。 Mn的移动性小，缺乏时，症状首先在嫩叶 的移动性小，缺乏时， 的移动性小 出现（图3-12、3-13）。 出现（ 、 ）。
四、植物必需的元素的确定
必需元素是指维持植物正常生理活动所必需的元素。 必需元素是指维持植物正常生理活动所必需的元素。 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： 判断必需矿质元素的原则：
缺乏该元素，植物生长发育发生障碍，不能完成生活史。 缺乏该元素，植物生长发育发生障碍，不能完成生活史。 缺乏该元素，植物会表现出特殊的症状，只有加入该元素后， 缺乏该元素，植物会表现出特殊的症状，只有加入该元素后， 缺素症状才能消失。 缺素症状才能消失。 该元素对植物生长发育的作用是直接的， 该元素对植物生长发育的作用是直接的，不是由于土壤的 物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接效果。 物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接效果。