第二章植物的矿质营养

• （3）根对溶液中离子的吸收
•
——离子交换
• （4）对土壤胶体上离子的吸收
•
——离子交换、 接触交换
• （5）对难溶于水的矿质元素的吸收
•
——呼吸产生H2CO3，分泌有机酸，
溶解 难溶物， 再交换吸收。
• 3.土壤状况对根系吸收矿质元素的影响
• （1）土壤温度
呼吸→主动吸收
• （2）土壤通气状况 呼吸→主动吸收
• 叶面追肥的优点 • （1）补充养料 • （2）节省肥料 • （3）见效迅速
• 四.矿质元素的运转与分配
• 1.运输形式
• ①金属元素——离子
• ②非金属元素——离子、小分子有机物质
• 2.运输途径：
• ①根系径向
• ②木质部纵向，也可横向进入韧皮部。
• ③叶片吸收的元素向下——韧皮部，向上——韧皮部、 木质部
• 二.磷酸盐同化
ADP + Pi → ATP
二酰甘油 + Pi → 磷脂酸 + H2O
三.硫酸盐的同化
• 1.活化阶段 • SO42- + ATP → ASP + PPi • ASP + ATP → PASP + ADP 2.还原阶段 途径Ⅰ：
途径Ⅱ：
• 第四节 作物合理施肥的生理基础
• 一.作物需肥的规律 1.不同作物需肥不同（谷物—N、P，块根、块茎—
受体控制的离子通道
• 2.载体运输——主动或被动
（1）载体蛋白(载体,透过酶) ①单向运输载体（Fe2+、 Zn2+ 、Mn2+ 、Cu2+ 载体） ②同向运输器：与氢离子结合的同时与另一离子
或分子结合，同一方向运输。（Cl-、NO3 - 、 PO43-、SO42- 、氨基酸、肽、蔗糖、己糖） ③反向运输器：结合氢离子后，再和其它离子或 分子结合，二者反向运输。（Na+） （2）说明载体参与离子吸收的事实： ①细胞吸收离子存在饱和效应。
（2）P（膜、细胞核成分，辅酶成分，参与能量代谢，糖 运输，调节pH值）
（3）K（调节水分代谢，渗透调节物、气孔运动，影响 氧化磷酸化，提高抗性，参与物质运输）
(4)S (Cys、GSH、CoA、Fd、Sd、Acp) (5)Ca (果胶酸钙，磷脂与蛋白质结合的桥梁，草酸钙，原生质水合
度↓，酶成分、激活剂，信号转导） (6)Mg (叶绿素组分，酶组分、激活剂） 3.微量元素的作用 (1)Fe (铁卟啉—细胞色素、过氧化物酶、Fd、固氮酶、叶绿素合成） (2)Cu （Cytaa3、抗坏血酸氧化酶、多酚氧化酶、PC、SOD） (3)Zn （ Trp合成酶成分—IAA合成前体，碳酸酐酶成分——光合作
• （2）完全缺乏某种元素，植物出现的缺素症状 是专一的，不能被其它元素替代，只有加入该元 素之后植物才能恢复正常。
• （3）某种元素的功能必须是直接的，绝对不是 由于改善土壤或培养基的物理、化学和微生物条 件所产生的间接效应。
• 2.必需元素的确定方法
• (1)水培法
• (2)砂培法
• 三.植物必需元素的作用
• （2）有害元素：少量或过量对植物有毒害 作用。汞、铅、钨、铝等。
• 第二节 植物对矿质元素的吸收与运转
• 一.植物细胞对矿质元素的吸收 运输方式：①被动吸收——扩散
②主动吸收
③胞饮
• 1.离子通道运输——被动 • 脂膜上的内在蛋白构成圆形孔道（通道蛋
白），跨膜两侧，通道蛋白由化学方式和电化学 方式激活，控制离子顺着电化学势梯度单向跨膜 运输。（K+、Cl-、Ca2+、NO3 -通道） • 运输速度比载体蛋白快1000倍。 • 每个保卫细胞脂膜上有250个K+通道。
• （3）土壤pH值
• ①直接影响：不同pH值下，原生质蛋白质带电 不同 ，对带正、负电荷的离子吸收速度不同。
• ②间接影响：
• 碱性——不溶解——难吸收，根瘤菌死亡，不能 固氮
• 酸性——易溶解——淋溶，重金属盐中毒，硝化 细菌生长，N素损失
（4）土壤离子相互作用 • ①协和作用与竞争作用 • 协和作用：一种离子的存在促进植物对另一种离
• 3.分配和再分配
•
根系吸收的元素只有少部分留在根系，大部分运到
地上部分，生长中心分配较多，老组织分配很少。衰老
组织中可溶性的成分可运到新组织或器官再利用，不溶
解的成分不能再利百度文库。
第二节 氮磷硫的同化
• 一.硝酸盐的同化 • 硝酸盐还原——亚硝酸盐还原——氨基酸合成 • NO3-→NO2-→NH3 →Gln →Glu
用）
(4)Mn （光反应，激活剂，SOD） (5)B （花粉管生长，尿嘧啶合成—糖代谢、核酸代谢，糖运输） (6)Mo（硝酸还原酶、固氮酶） (7)Cl（光合放氧、电荷平衡）
(8)Na (9)Ni（脲酶的成分）
• 4.植物缺乏必需元素的症状
• （1）易运转的元素能再循环利用，缺素症 表现在老叶。
• （2）不易运转的元素不能再循环利用，缺 素症表现在幼叶。
• 5.有益元素和有害元素
• （1）有益元素：能促进某些植物生长的非 必需元素。硅、钴、硒、矾、稀土元素等。
• 农业上用的主要是轻稀土元素镧、铈、 镨、钕，以硝酸盐为主。
• 稀土元素具有短暂性、突发性、敏感 性。
（3）选择性 生理酸性盐——（NH4）2SO4 生理碱性盐——NaNO3 生理中性盐——NH4NO3 （4）单盐毒害与离子拮抗性
①单盐毒害：因溶液中只有一种金属离子而对植物造成的 毒害。
②离子拮抗 ：离子间相互消除单盐毒害的现象。
异价离子之间才有拮抗作用，如：K+和Ca+
2.根系吸收矿质元素的过程
•
②胞外H+顺着浓度梯度扩散到胞内的同时，
阴离子与H+一道经载体蛋白同向运输到胞内。
• 质子泵利用能量逆着电化学势梯度运转H+的过程 为初级主动运输，矿质元素利用这种跨膜电化学
势梯度被吸收，是一种间接利用能量的方式，为 次级主动运输。
3.胞饮作用
• 二.根系对矿质元素的吸收
• 1.吸收特点 • （1）区域性（伸长区） • （2）相对性（与吸水不成比例）
子的吸收。 • 竞争作用：一种离子的存在抑制植物对另一种离
子的吸收。 • ②浓缩效应与稀释效应 • 浓缩效应：由于某种元素缺乏使植物生长受阻，
而导致其他元素积累。 • 稀释效应：补充缺乏的元素后，植物生长加快，
其他元素被消耗而稀释。 • （5）土壤有毒物质 • （6）土壤溶液浓度
• 三.叶片对矿质元素的吸收
• 1.一般作用
• (1)细胞结构物质的组分（细胞壁、细胞膜） • (2)调节生命活动（酶成分、激活剂、激素成分）
• (3)参与植物体内的醇基酯化(磷酸酯、硼酸酯）
• (4)电化学作用（稳定离子浓度、电荷平衡）
• 2.大量元素的作用
• N、P、K——肥料的三要素
（1）N（生命元素，核酸、蛋白质、磷脂、叶绿素、维 生素、酶、辅酶等）
K、B，叶菜类—N） 2.不同生育期需肥不同（开花结实期最高） 3.生长中心需肥量最大 二.合理施肥的指标 1.形态指标 2.生理指标 • 三.合理施肥增产的原因 1.生理基础 2.生态基础生态基础
• （1）质外体运输——内皮层以外
• 内皮层有凯氏带，需进入共质体。
• 根的幼嫩部分内皮层没有形成凯氏带以前可经质 外体运输。
• 内皮层有个别细胞（通道细胞）壁不加厚，可作 为水分和离子通道。
• （2）共质体运输：通过内质网和胞间 连丝从表皮细胞到木质部薄壁细胞， 再释放到导管。
共质体与质外体运输
②细胞吸收离子存在竞争现象。
• 3.离子泵运输——主动
• 脂膜上的ATP酶催化ATP水解释放能量，驱 动离子运输。
• 1.质子泵（生电质子泵，H+-泵， H+-ATP酶）
•
ATP驱动H+-ATP酶将胞内H+泵出，产生跨膜
电化学势梯度。
• ①胞外阳离子利用电化学势梯度经通道蛋白 进入胞内。
第二章 植物的矿质营养
第一节 植物必需元素及其作用
一.植物体内元素及其含量
• 1.挥发性元素：燃烧时以气态进入大气。 • 2.灰分元素：燃烧时以氧化物或盐的形式存在于
灰分中。 • 植物体中发现的元素60种以上。
• 二.必需元素的确定方法
• 1.必需元素的标准
• （1）完全缺乏某种元素，植物不能正常生长发 育，不能完成生活史。