植物营养学课件- 微量营养元素
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含铁量较高
豆科植物含铁量比禾本科植物高，水稻、玉米的 含铁量相对较低
• 不同植株部位铁含量也不相同: 根系> 地上部，
秸秆>籽粒
一、植物体内铁的含量和分布
禾本科植物和豆科植物的含铁量比较
食物名称
稻米 糯米 黄豆 赤豆 绿豆 黑豆 小米 紫菜 黑木耳
含量/mg （在100 g可食部分中）
2.4 6.7 11.0 4.5 6.8 7.0 5.1 54 185
硫的同化
e-
氮素同化
亚硝酸还原
铁氧还蛋白传递电子的示意图
（三）参与蔗糖的合成
葡萄糖
Fe
6-磷酸葡萄糖
磷酸蔗糖
磷酸蔗糖 合成酶
6-磷酸果糖
Pi
蔗糖
蔗糖合成酶
果糖
三、铁的营养功能
三、植物对缺铁的反应
机理I：适用于双子叶和非禾本科单子叶植物 根系形态的变化：
根系伸长受阻，根尖直径增加，大量根毛形成， 在表皮细胞和皮层细胞中形成转移细胞
500ml/株tree
分解
Fe2+
自由螯合物
铁螯合物在原生质膜上还原、分离的示意图
250 +Fe -Fe
200
150
100
50
0 叶绿素含量 苹果酸
柠檬酸
其它
总量
供铁与植物叶片中叶绿素含量以及根系有机酸含量的关系
三、植物缺铁及其对缺铁的反应
机理II：适用于禾本科单子叶植物
在缺铁条件下，大量分泌植物高铁载 体（phytosiderophore，简称PS），
0.52
100
100
20
56
（二）参与体内氧化反应和电子传递
Fe3++ e-
Fe2
铁血红蛋白：豆血红蛋白 细胞色素、细胞色素酶 过氧化物酶、过氧化氢酶
非血红蛋白：铁氧还蛋白（铁硫蛋白） 钼铁蛋白
铁卟啉
铁氧还蛋白对豆科作物根瘤固氮的影响
光系统 I
ee-
铁血红蛋白 e-
铁氧还蛋白
eO2
e- NADP+
根系生理学变化：
H+－ATP酶活性增强；向膜外泵出H+，使根际值降低； 低pH值促使根系向外分泌螯合剂和还原剂；低pH值还 使原生质膜上可诱导产生还原酶，并提高其活性
根际 螯合物
质外体
细胞膜
细来自百度文库质
双子叶和非禾本科植物缺铁的适应性机制
还原酶
Fe(II) 运载体
原生质膜
Fe3+
结合
Fe3+
铁螯合物
Fe2+
（一）叶绿素合成所必需
叶绿素相对含量
（%）
100
50
0
-Fe
+Fe
供铁对燕麦叶片中叶绿素含量的影响
供铁对番茄叶片中叶绿素含量和酶活性的影响
处理 叶片含铁量 叶绿素含量 酶活性（相对%） (µg/g.FW) (µg/g.FW) 过氧化氢酶 过氧化物酶
+Fe 18.5
3.52
-Fe 11.1
适量施用石灰，合理灌溉或适时排水晒田 可选用优良品种
水 稻 铁 毒
• 水稻铁中毒：青铜色叶片
大青枣断根
营养袋+根际袋+蛭石+营养液
断根插入根际袋和营养袋
营养穴断根定位施肥
常绿果树缺铁症
大青枣营养袋定位施肥复绿状
距干1m左右， 5条D0.5-1cm 根，100ml铁 肥/根，5上
N-Fe5.99*10--33mol/L+0.1%邻二氮杂啡
Fe3+在高pH值条件下溶解度很低，大多数植物都很 难利用
Fe2+被根吸收后，大部分在根细胞中被氧化为Fe3+， 并被柠檬酸螯合，通过木质部被运输到地上部
三、铁的营养功能
大部分铁存在于叶绿体中。铁不是叶绿素的组分， 但合成叶绿素必须有铁存在。
合成叶绿素中卟啉环的前体物质需要铁
缺铁时叶绿体结构被破坏，导致叶绿素不能形成。 严重缺铁时，叶绿体变小，甚至解体或液泡化。
黄绿相间明显
• 严重缺铁时，叶片白化，并出现坏死斑点，
逐渐枯死
大 豆 缺 铁
甜菜缺铁
五、亚铁的毒害
在排水不良的土壤和长期渍水的水稻土上经常 会发生亚铁中毒现象。
造成亚铁毒害的原因可能是植物吸收亚铁过多 导致氧自由基的产生。 铁中毒的症状表现为老叶上有褐色斑点，根部 呈灰黑色，易腐烂。
一、植物体内铁的含量和分布
• 植物体内，90%的铁分布在叶绿体 在叶绿体中主要存在于类囊体膜上
• 10%的铁存在于细胞质和含有血红素蛋白 或铁-硫蛋白等的其它细胞器中。
二、铁的吸收和运输
Fe2+是植物吸收的主要形式，螯合态铁也可被吸收， 但数量较少
植物吸收铁受多种离子的影响，Mn2+、Cu2+、Mg2+、 K+、Zn2+等，它们与Fe2+有明显的竞争作用
（麦根酸，非蛋白氨基酸）
植物高铁载体对铁极强的螯溶能力， 并形成亲和力很高的Fe(Ⅲ)－PS复合体， 并以该复合体的形式经膜上的专一性 运载蛋白进入细胞内。
根际
土粒
细胞壁 质膜 细胞质
铁载体（PS)
E
Tr
禾本科植物耐低铁营养条件机理的示意图
四、植物缺铁症状
• 部位：植物缺铁首先从幼叶开始 • 典型症状：叶片脉间失绿黄化，叶脉深绿，
Fe
Mn
Cu
Zn
Ni
B
Mo
Cl
微量元素与动物、人类相关疾病
缺铁(Iron)引起的疾病
缺铁性贫血——体内铁缺乏影响正常铁血红素合 成所引起的贫血；
溶血性贫血——由于体内铁的利用率很低，造成 红细胞破坏增速，超过造血补偿 能力范围发生的一种贫血；
第四节
• 大多数植物的含铁量在100-300mg/kg(干重） • 蔬菜作物(菠菜、甘蓝、莴苣）、果树（苹果、桃）
豆科植物含铁量比禾本科植物高，水稻、玉米的 含铁量相对较低
• 不同植株部位铁含量也不相同: 根系> 地上部，
秸秆>籽粒
一、植物体内铁的含量和分布
禾本科植物和豆科植物的含铁量比较
食物名称
稻米 糯米 黄豆 赤豆 绿豆 黑豆 小米 紫菜 黑木耳
含量/mg （在100 g可食部分中）
2.4 6.7 11.0 4.5 6.8 7.0 5.1 54 185
硫的同化
e-
氮素同化
亚硝酸还原
铁氧还蛋白传递电子的示意图
（三）参与蔗糖的合成
葡萄糖
Fe
6-磷酸葡萄糖
磷酸蔗糖
磷酸蔗糖 合成酶
6-磷酸果糖
Pi
蔗糖
蔗糖合成酶
果糖
三、铁的营养功能
三、植物对缺铁的反应
机理I：适用于双子叶和非禾本科单子叶植物 根系形态的变化：
根系伸长受阻，根尖直径增加，大量根毛形成， 在表皮细胞和皮层细胞中形成转移细胞
500ml/株tree
分解
Fe2+
自由螯合物
铁螯合物在原生质膜上还原、分离的示意图
250 +Fe -Fe
200
150
100
50
0 叶绿素含量 苹果酸
柠檬酸
其它
总量
供铁与植物叶片中叶绿素含量以及根系有机酸含量的关系
三、植物缺铁及其对缺铁的反应
机理II：适用于禾本科单子叶植物
在缺铁条件下，大量分泌植物高铁载 体（phytosiderophore，简称PS），
0.52
100
100
20
56
（二）参与体内氧化反应和电子传递
Fe3++ e-
Fe2
铁血红蛋白：豆血红蛋白 细胞色素、细胞色素酶 过氧化物酶、过氧化氢酶
非血红蛋白：铁氧还蛋白（铁硫蛋白） 钼铁蛋白
铁卟啉
铁氧还蛋白对豆科作物根瘤固氮的影响
光系统 I
ee-
铁血红蛋白 e-
铁氧还蛋白
eO2
e- NADP+
根系生理学变化：
H+－ATP酶活性增强；向膜外泵出H+，使根际值降低； 低pH值促使根系向外分泌螯合剂和还原剂；低pH值还 使原生质膜上可诱导产生还原酶，并提高其活性
根际 螯合物
质外体
细胞膜
细来自百度文库质
双子叶和非禾本科植物缺铁的适应性机制
还原酶
Fe(II) 运载体
原生质膜
Fe3+
结合
Fe3+
铁螯合物
Fe2+
（一）叶绿素合成所必需
叶绿素相对含量
（%）
100
50
0
-Fe
+Fe
供铁对燕麦叶片中叶绿素含量的影响
供铁对番茄叶片中叶绿素含量和酶活性的影响
处理 叶片含铁量 叶绿素含量 酶活性（相对%） (µg/g.FW) (µg/g.FW) 过氧化氢酶 过氧化物酶
+Fe 18.5
3.52
-Fe 11.1
适量施用石灰，合理灌溉或适时排水晒田 可选用优良品种
水 稻 铁 毒
• 水稻铁中毒：青铜色叶片
大青枣断根
营养袋+根际袋+蛭石+营养液
断根插入根际袋和营养袋
营养穴断根定位施肥
常绿果树缺铁症
大青枣营养袋定位施肥复绿状
距干1m左右， 5条D0.5-1cm 根，100ml铁 肥/根，5上
N-Fe5.99*10--33mol/L+0.1%邻二氮杂啡
Fe3+在高pH值条件下溶解度很低，大多数植物都很 难利用
Fe2+被根吸收后，大部分在根细胞中被氧化为Fe3+， 并被柠檬酸螯合，通过木质部被运输到地上部
三、铁的营养功能
大部分铁存在于叶绿体中。铁不是叶绿素的组分， 但合成叶绿素必须有铁存在。
合成叶绿素中卟啉环的前体物质需要铁
缺铁时叶绿体结构被破坏，导致叶绿素不能形成。 严重缺铁时，叶绿体变小，甚至解体或液泡化。
黄绿相间明显
• 严重缺铁时，叶片白化，并出现坏死斑点，
逐渐枯死
大 豆 缺 铁
甜菜缺铁
五、亚铁的毒害
在排水不良的土壤和长期渍水的水稻土上经常 会发生亚铁中毒现象。
造成亚铁毒害的原因可能是植物吸收亚铁过多 导致氧自由基的产生。 铁中毒的症状表现为老叶上有褐色斑点，根部 呈灰黑色，易腐烂。
一、植物体内铁的含量和分布
• 植物体内，90%的铁分布在叶绿体 在叶绿体中主要存在于类囊体膜上
• 10%的铁存在于细胞质和含有血红素蛋白 或铁-硫蛋白等的其它细胞器中。
二、铁的吸收和运输
Fe2+是植物吸收的主要形式，螯合态铁也可被吸收， 但数量较少
植物吸收铁受多种离子的影响，Mn2+、Cu2+、Mg2+、 K+、Zn2+等，它们与Fe2+有明显的竞争作用
（麦根酸，非蛋白氨基酸）
植物高铁载体对铁极强的螯溶能力， 并形成亲和力很高的Fe(Ⅲ)－PS复合体， 并以该复合体的形式经膜上的专一性 运载蛋白进入细胞内。
根际
土粒
细胞壁 质膜 细胞质
铁载体（PS)
E
Tr
禾本科植物耐低铁营养条件机理的示意图
四、植物缺铁症状
• 部位：植物缺铁首先从幼叶开始 • 典型症状：叶片脉间失绿黄化，叶脉深绿，
Fe
Mn
Cu
Zn
Ni
B
Mo
Cl
微量元素与动物、人类相关疾病
缺铁(Iron)引起的疾病
缺铁性贫血——体内铁缺乏影响正常铁血红素合 成所引起的贫血；
溶血性贫血——由于体内铁的利用率很低，造成 红细胞破坏增速，超过造血补偿 能力范围发生的一种贫血；
第四节
• 大多数植物的含铁量在100-300mg/kg(干重） • 蔬菜作物(菠菜、甘蓝、莴苣）、果树（苹果、桃）