2022年医学专题—第五章-植物营养...ppt

第五章 作物(zuw)营养,作物生长发育从环境中吸收营养物质，施肥是满足作物营养的手段。要合理施肥，就要研究作物需要(xyo)什么营养元素，作物怎样吸收这些元素以及受哪些环境条件的影响？,第一页，共四十一页。,第一节 作物(zuw)生长发育必需的营养元素,灰分(hu fn)元素：将作物干物质进行煅烧后，C、H、O、N以气体形态挥发（气态元素）残留下的不挥发的物质称灰分，灰分中的元素称灰分元素。,自然界的元素在植物体内几乎都能找到，但并非全部必需。判断植物必需营养元素的三条标准：1.缺少这种元素，作物生长发育受阻，不能完成生活周期。2.缺少这种元素，作物出现(chxin)某些特定症状，只有补充该元素才能恢复正常或预防。3.该元素在植物营养生理上表现出直接的效果，而不是改善了植物生长的环境条件而产生的间接效果。,第二页，共四十一页。,目前认为植物(zhw)必需营养元素有16种（大量元素9种，微量元素7种）：,大量营养元素 主要吸收形态 主要来源 在干物质中的含量(hnling)（）C CO2 大气 45 H H2O 土壤水 45 O CO2 O2 大气和土壤空气 6 N NH4+NO3-土壤 1.5 P H2PO4-HPO42-土壤 0.2 K K+土壤 1.0 Ca Ca2+土壤 0.5 Mg Mg2 土壤 0.2 S SO42+土壤 0.1,第三页，共四十一页。,微量营养元素,种类 吸收形态 含量 主要(zhyo)来源Cl Cl-0.01 土壤Fe Fe3、Fe2 0.01 土壤Mn Mn2+0.005 土壤B BO33-、B4O72-0.002 土壤Zn Zn2+0.002 土壤Cu Cu+Cu2+0.0006 土壤Mo MoO42-0.00001 土壤,第四页，共四十一页。,十六种必需的营养元素不能缺少，但不一定都需要通过(tnggu)施肥补充。C、H、O：过去认为大气中取之不尽，用之不竭。现在保护地施CO2肥:2NH4HCO3+H2SO4(NH4)2SO4+2CO2+2H2ON P K:土壤中含量少（相对），作物需要多，需施肥补充，称肥料三要素。S Ca Mg:北方土壤一般够用，施磷肥时有所补充Fe Mo Cu Zn B Mn Cl:一般土壤够用，但随产量提高需补充Zn B Fe等。,第五页，共四十一页。,必需元素的作用(zuyng),1、构成(guchng)作物活体的结构物质及生活物质:C H O N S Ca Mg 如纤维素、半纤维素、木质素、果胶等 蛋白质、氨基酸、核酸、脂类、叶绿素等2、加速作物体内代谢:Zn Cu Mn Cl Mo B Fe Ca Mg K.是酶的辅基或活化基 3、对作物具特殊功能的元素:K Ca Mg.调节渗透势，增强抗逆性,第六页，共四十一页。,营养元素的同等重要性和不可(bk)替代律,作物必需的营养元素有十六种，它们含量相差几十到几十万倍，但它们对作物所起的作用是同等重要和不可替代的。氮不能代替磷，磷不能代替钾。各种营养元素既具有各自的生理功能、不可替代，又需要相互协调，有适当的配比，生产上可见到单施氮肥(dnfi)或单施磷肥的增产效果不如二者配合的好。即：两种元素配合施用的增产效果大于这两种养分分施的增产之和，这叫交互作用(连应效应)。,第七页，共四十一页。,第二节 植物(zhw)对养分的吸收,一、根部对养分的吸收（一）根吸收养分的形态和部位根是作物吸收养分的主要器官(qgun)，吸收最集中的部位在根毛区。吸收形态：离子态：NO3-NH4+HPO42-分子态：尿素 生长素 CO2,第八页，共四十一页。,（二）根对养分的吸收(xshu)1、土壤养分的迁移,（1）截获：植物根系与土壤(trng)中各养分直接接触时获取养分的方式。因根系与土壤(trng)所占体积相比，一般只有14，该方式获取养分较少。,（2）扩散：土壤中的养分(yngfn)离子从高浓度向低浓度的运动叫扩散。,（3）质流：土壤中养分离子随水流动到达根表的过程叫质流。,质流、扩散和截获这三种方式是同时存在并相互作用的。磷、铜、锰、铁、锌、氯、钾、硝酸盐以扩散为主，铵盐、钙、镁以质流为主；硼以质流和扩散各占一半；钼含量低时以扩散为主，含量高时以质流为主。,第九页，共四十一页。,2、根对离子态养分(yngfn)的吸收,（1）被动吸收(xshu)特点：不需能量，无选择性，顺浓度梯度进行。,（2）主动(zhdng)吸收,特点：消耗能量、选择吸收、逆浓度梯度,第十页，共四十一页。,3、根部对有机养分的吸收植物根系(gnx)不仅能吸收无机养分，也能吸收有机养分：,水稻幼苗直接(zhji)吸收氨基酸和酰胺 大麦能吸收赖氨酸 玉米能吸收甘氨酸 并不是所有的有机养分都能被根系吸收，仅是小部分小分子有机物,有被动吸收，也有主动(zhdng)吸收现象（胞饮作用）,第十一页，共四十一页。,二、植物的根外营养（一）根外营养特点：1、直接吸收，提高肥料利用率（无土壤中的固定和转化）；2、转化吸收转化速度快，能及时满足作物需要:32P肥示踪表明5分钟后各器官有PO43-；3、叶部营养直接影响生理过程，有促进根部营养的作用。4、用量少，节约(jiyu)肥料:NPK1%3，是土壤施用的1/5 1/10；*是施肥的辅助性方法，需和主要措施配合。*有利于作物后期和密植作物的追肥。,第十二页，共四十一页。,（二）叶部吸收的影响(yngxing)因素：,1、养分种类(zhngli)：钾肥 KClKNO3KH2PO4 氮肥 尿素硝态氮肥铵态氮肥 硝酸钾进入体内时间 1小时 氯化钾进入体内时间 30分钟 硫酸镁进入体内时间 20分钟 氯化镁进入体内时间 15分钟 铵态氮进入体内时间 2小时 硝态氮进入体内时间 15分钟,第十三页，共四十一页。,2、溶液(rngy)的pH值,溶液酸性，吸收(xshu)负离子多，有利于H2PO4-、SO42-、BO33-、NO3-吸收。溶液碱性，吸收阳离子多，有利于K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+吸收。,第十四页，共四十一页。,3、溶液与叶面接触时间 时间少，吸收不完全，无风傍晚(bngwn)好，遇雨重喷，营养液加湿润剂。4、叶子部位 叶背面有气孔，易吸收；叶正面液体易存留，注意喷施。,第十五页，共四十一页。,5、作物种类双子叶植物：叶片大，角质层薄，有利吸收单子叶植物：稻、麦、谷子(g zi)等作物叶片小、厚、加大喷施浓度,第十六页，共四十一页。,影响作物(zuw)吸收养分的环境条件,一、温度在一定范围内，养分(yngfn)吸收随温度增加而加快，温度过高，酶变性失活。温度影响：ATP生成量；养分移动速度；根系酶活性。,第十七页，共四十一页。,低温时，阴离子吸收的影响(yngxing)比阳离子明显，如:NO3-NH4+,这可能与阴离子主要是主动吸收有关，因ATP少。越冬作物施水溶性磷，与温度低、磷扩散系数小、以阴离子吸收有关。影响顺序：PO33-NH4+K+SO42-Mg2+Cl-Ca2+,第十八页，共四十一页。,二、通气(tng q),大气地面含氧量20.34，土壤(trng)空气含氧量1020，正常情况下够用，但如果含水过多、通气不畅，造成氧气下降。棉花在O2小于3、玉米小于6生长受影响。,第十九页，共四十一页。,通气(tng q)影响吸收的原因：1、根系的有氧呼吸；2、土壤的Eh；3、养分的形态及转化；4、二氧化碳含量。深翻整地、中耕松土、形成良好结构等都有利于通气，促进吸收。,第二十页，共四十一页。,三、酸碱反应(fnyng),影响吸收形态(xngti)：COOH COOH H+R 利于吸收阴离子 R NH3+NH2 OH-COO-H2O R 利于吸收阳离子 NH2,第二十一页，共四十一页。,影响(yngxing)养分形态：各种养分在中性时有效性高 影响养分外渗：玉米外根在pH5.5时，外渗钾达40，因膜的稳定受了影响 O CH2 COO-Ca2+O-P O CH2 O HC O COR2 CH2 O COR1 蛋白质与磷脂通过钙桥形式连接，pH值低时，H+代Ca2，透性增加。,第二十二页，共四十一页。,四、土壤水分,各种养分溶解在水中方可吸收，土 壤水分太多，造成通气不畅。田间持水量的7080有利于吸 收。水分影响(yngxing)：养分溶解；养分扩散；土壤通气。,第二十三页，共四十一页。,五、养分(yngfn)状况,1、养分浓度：在一定浓度范围内，随浓度增加养分吸收增加，过多烧伤根系（生理干旱）。2、离子间的关系（1）对抗（拮抗、颉颃(xihng)）作用：一种离子的存在能降低另一种离子的吸收。,第二十四页，共四十一页。,对抗(dukng)的原因：（1）载体：离子竞争载体同一 位置（2）离子性质：电性平衡（3）Ca使膜孔性变小，限制 Mg、促进K的吸收。Mg抗Ca、Na+的吸收，NO3-、PO43-、SO42-之间对抗，P Zn 对抗。,第二十五页，共四十一页。,（2）协助作用：一种离子的存在能增加(zngji)另一种离子 的吸收。阴离子促进阳离子吸收，N P K之 间相互促进。,第二十六页，共四十一页。,维茨效应：溶液中Ca2Mg2Al3等二价(r ji)、三价离 子，特别是Ca2能促进K、Rb以及 Br的吸收。根内Ca2并无此促进作用。Ca2是通过影响质膜，并非影响代谢而 起作用的。,第二十七页，共四十一页。,离子间的关系(gun x)是复杂的，一种条件下对 抗，另一种条件下可能相助。大麦根试验：Ca：K=30:1时相互促进 Ca：K30:1时相互对抗,第二十八页，共四十一页。,第三节 植物(zhw)营养的阶段性,一、不同作物的营养特点1、数量：作物需16种必需元素是通性；但作物不同所要求(yoqi)的数量不同：块根、块茎类作物如：马铃薯、甘蔗需钾多；以收获叶子为主的蔬菜、茶、桑需氮多；豆类作物能固氮，需氮少，需磷、钾多；油菜、甜菜需硼多；大豆、马铃薯需钙多；水稻需硅多。,第二十九页，共四十一页。,2、比例：各种作物对不同(b tn)营养的要 求有一定适宜比值，如：,Ca/B：甜菜100 大豆500 烟草(ynco)1200Fe/Mn：大豆1.53.5 小麦2.5K/Mg 8 烟草缺镁症P/Zn 400 马铃薯缺锌作物每生产100斤籽粒需N:P2O5:K2O约为3：1：3斤。,第三十页，共四十一页。,3、形态：作物(zuw)营养特性不同，对营 养元素的形态有特殊要求,马铃薯：以NH4+_N为好，马铃薯喜S，施氮肥应优 选(NH4)2SO4，不宜用NH4Cl。忌Cl作物：茶、烟草、柑桔、甜菜、甘薯、甘 蔗、葡萄等。甜菜：以NO3-_N为好，因喜Na，施用氮肥优选 硝酸钠。烟草：硝酸(xio sun)根有利燃烧，NH4+促进芳香族挥发油 形成（香味），优选NH4NO3。水稻：优选NH4Cl，因S形成H2S毒害根系，Cl 抑制亚硝化细菌的活性。,第三十一页，共四十一页。,反硝化NH4+NO2-HNO3 HNO2 N2 N2O 挥发 亚消化细菌 硝化细菌 流失氯离子抑制反硝化作用示意图 油菜、萝卜、大豆、田菁：对难溶性磷 肥利用(lyng)力强，小麦、谷子差。,Cl,第三十二页，共四十一页。,二、作物体内(t ni)矿质养分的运转与分配,少部分根利用 根吸收养分 多数以离子、氨基酸、酰胺、己糖磷酸脂形式进入(jnr)茎中柱导管 叶肉细胞利用 地上各部分 少量随光合产物通过叶脉 筛管 叶柄 茎 根,第三十三页，共四十一页。,在上述养分循环中，优先分配于代谢旺盛，合成(hchng)能力和长势强的生长中心。如：分蘖期增加分蘖数，拔节期增 加有效分蘖。营养元素不足时，新形成的生长中心会摄取前一个生长中心的养分。如：开花期氮不足，会摄取茎叶养分，使茎叶早衰。,第三十四页，共四十一页。,N P K Mg：易运转(ynzhun)，可再利 用力强，缺素症易表现在老 叶上。Ca Fe Mn B：难运转，再利 用力差，缺素症易表现在新 叶上。,第三十五页，共四十一页。,三、作物(zuw)营养的阶段性和连续性,作物营养的阶段性：作物的生育期不