第三章 植物的矿质与氮素营养2008(1)s.PPT

第二篇 代谢生理第三章 植物的矿质与氮素营养(1),熊 飞,矿质营养：植物对矿质的吸收、运输、利用以及矿质在植物生命活动中的作用。氮素营养：植物对氮素的吸收和利用。,了解和掌握植物对矿质和氮素的吸收和利用规律,对在农业生产上指导合理施肥，提高作物产量和改善品质具有重要的意义。,意 义,鲜样,干物质,C CO2 H、O H2O N NOx S H2S、SO2,105杀青,80烘干,600,灰分（灰分元素：少量N，多数S,全部的金属元素和不可挥发的非金属元素共60余种）,第一节 植物体内的必需元素,一、植物体内的元素,原子吸收光谱仪,二、植物必需的矿质元素和确定方法,(一)植物必需的矿质元素必需元素 是指对植物生长发育必不可少的元素。三条标准:(1)不可缺少性 缺乏该元素,植物生长发育受阻,不能正常完成生活史；,二、植物必需的矿质元素和确定方法,(2)不可替代性 专一的缺素病症。(3)直接功能性 在植物营养生理上表现为直接效应，而不是由于该元素改善了植物生长的环境条件而促进植物生长发育的间接效应。,K,P,Fe,Zn,Ca,Mg,Cu,Mo,CK,植物必需元素,19种：碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、铜、硼、锌、锰、钼、氯、硅、镍、钠。在植物体内的含量,分为大量元素和微量元素。大量元素：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Si，植物体干重的10-2%10%；微量元素：Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni、Na等，占干重的10-5%10-2%。,2010年考研题,确定植物必需元素的标准是什么？根据该标准已确定的必需元素有哪些？（8分）,(二)确定植物必需矿质元素的方法,人为配制的、可控制成分的营养液，采用溶液培养法或砂基培养法来确定植物必需矿质元素以及它们的作用。,三、植物必需元素的生理作用,(一)植物必需元素的一般作用,1.细胞构成物质的组分 C、H、O、N是糖类、脂类、蛋白质和核酸组分2.生命活动的调节者酶的组分和酶的激活剂。Mo(NR);Mg2+(Rubisco)3.电化学作用K+、Na+、Cl-调节细胞的渗透势。4.作为信使物质 钙元素,1.氮 Nitrogen(N)-生命元素吸收形态：NH4+和NO3-，尿素。,(二)大量元素的缺素症,缺氮症状：(1)生长受抑 植株矮小(2)黄化失绿 老叶先发黄,油菜缺 N,CK,CK,小麦缺 N,萝卜缺 N 老叶发黄,甜菜左侧缺氮,右侧氮充足,氮过多：(1)植株徒长 叶大浓绿；(2)机械组织不发达 易倒伏和被病虫害侵害。(3)贪青迟熟 生育期延迟。(4)造成环境污染,2.磷 Phosphorus(P),吸收形态：H2PO-或HPO2-,缺磷症状(1)生长受抑 植株瘦小；(2)叶片暗绿色或紫红色 糖运输受阻有利于花青素的形成。,缺 P油菜老叶呈紫红色大麦生长矮小，叶色深绿老叶发红玉米植株矮小茎叶发红,3.钾 Potassium(K),烟草缺K,缺钾症状1)茎杆柔弱 2)叶色变黄而逐渐坏死病症首先出现在下部老叶。,小麦缺K茎秆柔弱,易倒伏,棉花缺钾老叶呈褐色烧焦状枯死,缺钙症状：(1)幼叶淡绿色 叶尖出现典型的钩状,随后坏死。(2)生长点坏死 首先表现在幼茎幼叶上,4.钙 Calcium(Ca),2008年考研题,下列元素缺乏时,导致植物幼叶首先出现病症的元素是（）A.N B.P C.Ca D.K,大白菜“干心病”,番茄“脐腐病”,辣椒果实腐烂,5.镁 Magnesium(Mg),吸收形态：Mg2+,缺镁症状最明显的病症是叶片失绿:叶肉变黄而叶脉仍保持绿色,这是与缺氮病症的主要区别。,油菜脉间失绿发红,缺镁,棉花葡萄网状脉,柑桔缺镁果实脐部失绿,缺镁,6.硫 Sulfur(S)吸收形态：以SO2-的形式吸收,缺硫症状硫不易移动,缺乏时幼叶先表现症状;新叶均衡失绿，黄化。,大豆植株矮小,新叶均一失绿发黄不坏死,缺硫,豇豆新叶失绿发黄,油菜开花结实延迟,玉米新叶失绿发黄,缺硫,禾本科植物中硅含量很高,增强对病虫害的抵抗力和抗倒伏的能力,7.硅 Silicon(Si)吸收形态：以H4SiO4 的形式吸收,1.氯 Chlorine(Cl)吸收形态：Cl,缺氯症状番茄缺Cl叶易失水萎蔫,(三)微量元素的缺素症,2.铁 Iron(Fe),吸收形态：Fe2+或螯合态铁的形式,缺铁症状最明显的症状是幼芽幼叶缺绿发黄,甚至变为黄白色。,缺Fe 柑桔，大豆新叶脉间失绿到全叶发黄,缺硼症状(1)受精不良,籽粒减少油菜“花而不实”、大麦、小麦“穗而不实”。,油菜缺B“花而不实”,小麦缺B“亮穗”,3.硼Boron(B),(2)易感病害,甜菜“心腐病”,缺锰症状:新叶脉间缺绿,有坏死小斑点(褐或黄)。,大麦新叶有褐色小斑点,4.锰 Manganese(Mn),缺锰黄瓜叶片脉间失绿,葡萄叶脉间失绿，果实成熟不一,5.钠 Sodium(Na),吸收形态：以Na+,缺钠症状缺钠时植物呈现黄化和坏死现象。,6.锌 Zinc(Zn),吸收形态：Zn2+,缺锌症状缺锌时会影响生长素合成，导致植物幼叶的生长受阻，产生所谓的“小叶病”和“丛叶病”。,北方果园在春季易出现此病,缺铜症状柑桔缺Cu裂果。蚕豆缺铜,花瓣上黑色“豆眼”退色。,7.铜Copper(Cu),-Cu,8.镍 nickel(Ni),吸收形态：以Ni2+形式被植物吸收。脲酶的成分缺镍镍症状缺镍时，叶尖积累较多的尿素，使叶片异常甚至坏死。,缺钼症状缺钼时叶较小,叶脉间失绿,叶边缘焦枯,向内卷曲。,番茄缺Mo、脉间失绿变得呈透明,大豆缺Mo根瘤发育不良,9.钼 Molybdenum(Mo),-Mo,固氮酶（MoFe蛋白）,四、元素的重复利用与作物的缺素诊断,氮、磷、钾、镁、锌等体内易于运转，可重复利用，缺素症状首先较老的叶片或组织上；钙、铁、铜、硫等不易被重复利用，缺素症状首先在幼或叶生长点上。,N P K Ca Mg Fe,第一,要分清生理病害、病虫危害和其它因环境条件不适而引起的病症。第二,若肯定是生理病害,再根据症状归类分析。,作物缺素诊断:,调查研究，分析病症,第三,结合土壤情况加以分析。土壤PH值,作物缺素诊断,以上方法只能帮助作一些可能性推断,要确知缺乏什么元素,必须做植物成分的测定并加入元素试验。,离子的被动吸收 不需要能量的顺电化学势梯度吸收矿质的过程。离子的主动吸收 需要能量，逆电化学势梯度吸收矿质。,第二节 植物细胞对溶质的吸收,（离子的跨膜运输）,一、被动吸收,(一)扩散作用扩散作用（简单扩散）分子或离子顺电化学势梯度转移。,例如：O2、CO2、NH3,高溶质浓度区,低溶质浓度区,扩散方向,(二)协助扩散（易化扩散）：小分子物质经膜转运蛋白顺浓度梯度或电化学梯度跨膜的转运,1.离子通道,K+K+K+K+,质膜,感应蛋白,