土壤养分的植物吸收和迁移
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
机态养分。
土壤溶液中的养分是化学形态上对植物有效的养分， 但并不一定是对植物实际有效的养分。由于空间分布的
原因，化学有效养分并不等于实际有效养分。
与化学有效养分相对应的是缓效养分，即释放速率
较慢的那部分养分。
21
空间有效性 是指植物根系能够接触到的化学有效养分。
土壤养分要与根系接触主要通过： (1) 养分离子运动到达根表； (2) 根系自身伸展到达养分所在部位。 前者包括质流和扩散两个过程，后者为根系截获过程。
化和释放。
酶促反应
释放酸性磷酸酶、蛋白酶、氨基酸 水解酶、脲酶等。
有机氮、磷和硫的矿化和释放。
三、土壤养分的供应
土壤对植物养分吸收量的影响主要表现在土壤养 分的供应能力上，它包括土壤液相中养分的浓度、 土壤固相对液相养分补充能力以及养分向根表迁移 的方式和速率等。
1 土壤养分的供应过程
2 土壤养分的缓冲因素
机酸类物质、酚类物质和氨基酸类 素的植物有效性提高；矿物的
物质以及植物铁载体。
分解和钾的有效性增加。
还原溶解作用
铁、锰氧化物和氢氧化物的还 由质子和有机酸分泌、O2消耗引起 原溶解和铁锰的释放；以及与 的根际Eh值下降；根系释放有机酸、铁锰结合的磷、铜、锌等元素 酚类和氨基酸类物质的还原作用。 的释放；有机氮、磷和硫的矿
①养分必须处于能被植物吸收的化学形态； ②养分与植物根系接触。
① 是植物有效性的基础， ② 是植物有效性的条件。
土壤养分有效性方面的研究
（三个方面）
① 土壤中矿质态养分的强度、容 量及动态变化；
② 根系对土壤养分的获取与养分 向根系迁移的方式和速率；
③ 在植物根系生长和吸收的作用 下，土壤养分的有效化过程以及环境 因素对养分有效性的影响。
本章从植物营养的角度， 探讨与土壤养分元素植物有效 性有关的一些基本概念及土壤 养分的迁移过程。
一、植物的养分需要
1 植物的内部养分需要 2 植物的外部养分需要
营养
利用
转移
运输
养分
吸收
1.1 植物的内部养分需要
植物达到某一特定产量所需要营养元 素的最低量，它是一个容量因素。
也有人把它定义为：植物达到最高 产量时体内养分的浓度，而这就成为了 一个强度因素。（主要考虑体内的养分 浓度）
在土壤养分植物有效性的动态研 究中，以植物根际养分的有效性最受 关注。
2.1.2 土壤养分的化学有效性和空间有效性
化学有效性 是指土壤中植物能够吸收利用的矿质态养
分和简单有机态养分。
在实际应用时，往往是指用某种化学浸提剂提取的养 分，它包括可溶性的离子态与简单的分子态养分，易释 放的土壤固相表面吸附态养分以及植物易吸收分解的有
土壤学 植物生理学 生态学
光合作用
-
植 物 土 壤 关 养分和水分的储藏与供应 系
2.1 土壤中的植物有效养分
2.1.1 定义
植物根系能够接触到且以能够被植物所吸 收的形态存在的养分。
Barber,1984 Purdue University ，
Distinguished professor
土壤中的养分被植物实际吸收必须具备的两个条件：
Adaptive significance of roots in native plant species
living in soil where no crop survives
植物的适应性
12
13
14
15
二、土壤养分的植物有效性
1 土壤中的植物有效养分 2 植物根系对难溶性养分的利用
注意 Attention please！
根系的上述作用往往难以与根际生物作用区 分开来。但是，在根际养分的活化过程中，植物 根系一般起主导作用，因为土壤生物需要的碳源 和能源主要来自根系淀积物。
根系对难溶性养分的活化和利用能力具有明 显的植物种类和基因型差异。不同植物种类以及 同一植物的不同基因型释放有机物质的种类和数 量差异很大，活化和利用难溶性养分的能力显著 不同。而且，许多植物只有在营养胁迫下才表现 出对难溶性养分的活化能力。
矿质元素的土壤化学
Chapter 2 土壤养分的植物吸收和迁移
本章的重要知识点：
植物的养分需要及土壤中植物有效养分概念 土壤养分的供应方式及其影响因素 土壤养分的迁移及其影响因素
2
植物吸收养分的数量
取决于植物的养分需要和 土壤养分的供应能力，也受到 与植物生长和土壤养分元素转 化过程的有关因素的影响。
“举目皆黄它独绿” 说明在同样的生长环境下， 不同植物具有不同的适应机制
Genetics and Developmental Biology of Plant Nutrition
P
Baidu NhomakorabeaNP
PN
NN
高效基因型缺钾处理，提前1周垮秆，迅速完成其生命 周期，但却能达到较高的产量，把有限的土壤钾发挥 了最大的效益。
活化和利用方式 根际酸化作用、有机配位体 的螯溶作用、根际氧化还原电位改变和还原性物 质的还原溶解作用等促进根际无机固相养分物质 的活化，以及释放酶类对有机态养分物质转化的 影响等。
根际 Rhizosphere
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 那部分微域土 区。根际的范 围很小，一般 指离跟轴表面 数毫米之内。
因此，空间有效养分除了近根溶液中的养分外还包括迁移 到根土界面的养分以及根际土壤固相释放的可溶性养分。
由此可见，养分空间有效性除了与土壤性质有关，还取 决于植物根系的形态和分布特征，根系吸收水分和养分的 能力以及根系活化和利用土壤固相难溶性养分的能力。
22
2.2 植物根系对难溶性养分的利用
植物根系能够直接活化和利用根系附近的难 溶性无机和有机固相养分。
根 际 过 程 pH
Eh 根分泌物
微生物种群、数量、活性…
根系对难溶性土壤固相养分的活化和利用
方式
产生原因
作用机理
根际酸化
质子的主动分泌；根系和根际生物 难溶性含磷和微量元素化合物
呼吸作用释放CO2；吸收阳离子多 的溶解；非交换性钾和矿物钾
于阴离子；有机酸的分泌。
的释放。
螯溶作用
有机螯合配体的释放，主要包括有 促进难溶性磷的释放和微量元
钾高效基因型
钾低效基因型
9
1.2 植物的外部养分需要
与植物的内部养分需要相对应；植物对介质中 养分也有一定的数量要求，这种数量要求称为植 物的外部养分需要。
定义：满足植物内部养分需要时其介质中养分 的最低数值，或者是与该数值成比例的值。
也可用强度指标来定义，即用满足植物的营养 需要相对应的生长介质中的养分浓度来表示。 （主要考虑植物对外部介质养分浓度的要求）
土壤溶液中的养分是化学形态上对植物有效的养分， 但并不一定是对植物实际有效的养分。由于空间分布的
原因，化学有效养分并不等于实际有效养分。
与化学有效养分相对应的是缓效养分，即释放速率
较慢的那部分养分。
21
空间有效性 是指植物根系能够接触到的化学有效养分。
土壤养分要与根系接触主要通过： (1) 养分离子运动到达根表； (2) 根系自身伸展到达养分所在部位。 前者包括质流和扩散两个过程，后者为根系截获过程。
化和释放。
酶促反应
释放酸性磷酸酶、蛋白酶、氨基酸 水解酶、脲酶等。
有机氮、磷和硫的矿化和释放。
三、土壤养分的供应
土壤对植物养分吸收量的影响主要表现在土壤养 分的供应能力上，它包括土壤液相中养分的浓度、 土壤固相对液相养分补充能力以及养分向根表迁移 的方式和速率等。
1 土壤养分的供应过程
2 土壤养分的缓冲因素
机酸类物质、酚类物质和氨基酸类 素的植物有效性提高；矿物的
物质以及植物铁载体。
分解和钾的有效性增加。
还原溶解作用
铁、锰氧化物和氢氧化物的还 由质子和有机酸分泌、O2消耗引起 原溶解和铁锰的释放；以及与 的根际Eh值下降；根系释放有机酸、铁锰结合的磷、铜、锌等元素 酚类和氨基酸类物质的还原作用。 的释放；有机氮、磷和硫的矿
①养分必须处于能被植物吸收的化学形态； ②养分与植物根系接触。
① 是植物有效性的基础， ② 是植物有效性的条件。
土壤养分有效性方面的研究
（三个方面）
① 土壤中矿质态养分的强度、容 量及动态变化；
② 根系对土壤养分的获取与养分 向根系迁移的方式和速率；
③ 在植物根系生长和吸收的作用 下，土壤养分的有效化过程以及环境 因素对养分有效性的影响。
本章从植物营养的角度， 探讨与土壤养分元素植物有效 性有关的一些基本概念及土壤 养分的迁移过程。
一、植物的养分需要
1 植物的内部养分需要 2 植物的外部养分需要
营养
利用
转移
运输
养分
吸收
1.1 植物的内部养分需要
植物达到某一特定产量所需要营养元 素的最低量，它是一个容量因素。
也有人把它定义为：植物达到最高 产量时体内养分的浓度，而这就成为了 一个强度因素。（主要考虑体内的养分 浓度）
在土壤养分植物有效性的动态研 究中，以植物根际养分的有效性最受 关注。
2.1.2 土壤养分的化学有效性和空间有效性
化学有效性 是指土壤中植物能够吸收利用的矿质态养
分和简单有机态养分。
在实际应用时，往往是指用某种化学浸提剂提取的养 分，它包括可溶性的离子态与简单的分子态养分，易释 放的土壤固相表面吸附态养分以及植物易吸收分解的有
土壤学 植物生理学 生态学
光合作用
-
植 物 土 壤 关 养分和水分的储藏与供应 系
2.1 土壤中的植物有效养分
2.1.1 定义
植物根系能够接触到且以能够被植物所吸 收的形态存在的养分。
Barber,1984 Purdue University ，
Distinguished professor
土壤中的养分被植物实际吸收必须具备的两个条件：
Adaptive significance of roots in native plant species
living in soil where no crop survives
植物的适应性
12
13
14
15
二、土壤养分的植物有效性
1 土壤中的植物有效养分 2 植物根系对难溶性养分的利用
注意 Attention please！
根系的上述作用往往难以与根际生物作用区 分开来。但是，在根际养分的活化过程中，植物 根系一般起主导作用，因为土壤生物需要的碳源 和能源主要来自根系淀积物。
根系对难溶性养分的活化和利用能力具有明 显的植物种类和基因型差异。不同植物种类以及 同一植物的不同基因型释放有机物质的种类和数 量差异很大，活化和利用难溶性养分的能力显著 不同。而且，许多植物只有在营养胁迫下才表现 出对难溶性养分的活化能力。
矿质元素的土壤化学
Chapter 2 土壤养分的植物吸收和迁移
本章的重要知识点：
植物的养分需要及土壤中植物有效养分概念 土壤养分的供应方式及其影响因素 土壤养分的迁移及其影响因素
2
植物吸收养分的数量
取决于植物的养分需要和 土壤养分的供应能力，也受到 与植物生长和土壤养分元素转 化过程的有关因素的影响。
“举目皆黄它独绿” 说明在同样的生长环境下， 不同植物具有不同的适应机制
Genetics and Developmental Biology of Plant Nutrition
P
Baidu NhomakorabeaNP
PN
NN
高效基因型缺钾处理，提前1周垮秆，迅速完成其生命 周期，但却能达到较高的产量，把有限的土壤钾发挥 了最大的效益。
活化和利用方式 根际酸化作用、有机配位体 的螯溶作用、根际氧化还原电位改变和还原性物 质的还原溶解作用等促进根际无机固相养分物质 的活化，以及释放酶类对有机态养分物质转化的 影响等。
根际 Rhizosphere
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 那部分微域土 区。根际的范 围很小，一般 指离跟轴表面 数毫米之内。
因此，空间有效养分除了近根溶液中的养分外还包括迁移 到根土界面的养分以及根际土壤固相释放的可溶性养分。
由此可见，养分空间有效性除了与土壤性质有关，还取 决于植物根系的形态和分布特征，根系吸收水分和养分的 能力以及根系活化和利用土壤固相难溶性养分的能力。
22
2.2 植物根系对难溶性养分的利用
植物根系能够直接活化和利用根系附近的难 溶性无机和有机固相养分。
根 际 过 程 pH
Eh 根分泌物
微生物种群、数量、活性…
根系对难溶性土壤固相养分的活化和利用
方式
产生原因
作用机理
根际酸化
质子的主动分泌；根系和根际生物 难溶性含磷和微量元素化合物
呼吸作用释放CO2；吸收阳离子多 的溶解；非交换性钾和矿物钾
于阴离子；有机酸的分泌。
的释放。
螯溶作用
有机螯合配体的释放，主要包括有 促进难溶性磷的释放和微量元
钾高效基因型
钾低效基因型
9
1.2 植物的外部养分需要
与植物的内部养分需要相对应；植物对介质中 养分也有一定的数量要求，这种数量要求称为植 物的外部养分需要。
定义：满足植物内部养分需要时其介质中养分 的最低数值，或者是与该数值成比例的值。
也可用强度指标来定义，即用满足植物的营养 需要相对应的生长介质中的养分浓度来表示。 （主要考虑植物对外部介质养分浓度的要求）