植物的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)plantmineralnu

植物的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)plantmineralnu

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1、第二章植物的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)Plantmineralnutrition[學(xué)習(xí)要求]了解高等植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的概念、研究方法、植物必需元素的名稱及其在植物體內(nèi)的生理作用、植物缺乏必需元素所出現(xiàn)的特有癥狀;理解營(yíng)養(yǎng)離子跨膜運(yùn)輸?shù)臋C(jī)理、植物根系吸收養(yǎng)分的過程、特點(diǎn)以及根外營(yíng)養(yǎng)的意義;掌握植物對(duì)氮、硫和磷的同化過程及這些同化物是如何在植物體內(nèi)進(jìn)行運(yùn)輸?shù)?;了解合理施肥的生理基礎(chǔ)和指標(biāo),并能夠提出合理施肥的措施。[重點(diǎn)和難點(diǎn)]本章重點(diǎn)是必需元素及其生理作用、養(yǎng)分的可利用形態(tài)、缺素癥狀,離子跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞郊皺C(jī)理,植物根系吸收礦質(zhì)養(yǎng)分過程、特點(diǎn)及環(huán)境因素對(duì)植物吸收礦質(zhì)養(yǎng)分的影響,N素的同化過程,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中合理施肥的生理

2、基礎(chǔ)。難點(diǎn)是營(yíng)養(yǎng)離子跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞郊皺C(jī)理、氮素的同化過程及缺素癥狀的診斷。[知識(shí)要點(diǎn)]礦質(zhì)元素和水分一樣,主要存在于土壤中,由根系吸收進(jìn)入植物體內(nèi),運(yùn)輸?shù)叫枰牟课患右酝?,以滿足植物生命活動(dòng)的需要。植物對(duì)礦物質(zhì)的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和同化,通稱為礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)(mineralnutrition)。2.1Plantessentialelements植物必需的礦質(zhì)元素:植物體內(nèi)的化學(xué)元素并非全部是植物生命活動(dòng)所必需的,只有其中一部分為植物生命活動(dòng)所不可缺少。要確定植物體內(nèi)各種元素是否為植物所必需,只根據(jù)灰分分析得到的數(shù)據(jù)是不夠的。通過溶液培養(yǎng)或砂基培養(yǎng),并按照Arnon&Stout于1939年提出的植物必須元

3、素的標(biāo)準(zhǔn):(1)如缺乏該元素,植物生育發(fā)生障礙,不能完成生活史;(2)除去該元素,則表現(xiàn)出專一的病癥,而且這種缺乏癥是可以預(yù)防和恢復(fù)的;(3)該元素在植物營(yíng)養(yǎng)生理上應(yīng)表現(xiàn)直接的效果,絕不是因土壤或培養(yǎng)基的物理、化學(xué)、微生物條件的改變而產(chǎn)生的間接效果。目前已經(jīng)明確碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、硅、鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬、氯、鎳、鈉19種元素為大多數(shù)高等植物所必需的,其中碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、硅10種元素植物需要量相對(duì)較大,稱為大量元素;其余鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬、氯、鎳、鈉9種元素植物需要量極微,稍多即發(fā)生毒害,故稱為微量元素。必需的礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的生理作用有3個(gè)方面:

4、(1)是細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組成成分,如N,P,S等;(2)是植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)者,參與酶的活動(dòng),如Mn,Mg,F(xiàn)e等;⑶起電化學(xué)作用,即離子濃度的平衡、膠體的穩(wěn)定和電荷中和等,如K+。根據(jù)生化功能植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)可分為4組:(1)作為碳化合物部分的營(yíng)養(yǎng),N,S;(2)能量貯存和結(jié)構(gòu)完整性的營(yíng)養(yǎng),P,Si,B;(3)保留離子狀態(tài)的營(yíng)養(yǎng),K,Ca,Mg,Cl,Mn,Na;(4)參與氧化還原反應(yīng)的營(yíng)養(yǎng),F(xiàn)e,Zn,Cu,Ni和Mo。Beneficialelement(有益元素)是指能促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育,但不為植物普遍所必需的,或在一定的條件下為植物所必需,或只有某些植物生長(zhǎng)所必需的元素。目前了解得較多的有鋁

5、(Al)、鈷(Co)、鈦(Ti)、釩(V)、鋰(Li)、鉻(Cr)、硒(Se)、碘(I)等每種元素都有其各自的生理功能,缺乏某一元素往往會(huì)使植物出現(xiàn)特有的癥狀和出現(xiàn)部位,根據(jù)這些可以進(jìn)行缺素的簡(jiǎn)單診斷,比較準(zhǔn)確的方法是化學(xué)分析法。2.2.Absorptionofmineralelementsbyplantcell植物細(xì)胞對(duì)礦質(zhì)元素的吸收:植物細(xì)胞吸收離子的方式可分為被動(dòng)吸收和主動(dòng)吸收,其中被動(dòng)吸收的機(jī)理被理解為簡(jiǎn)單擴(kuò)散和離子通道運(yùn)輸,主動(dòng)吸收是通過離子泵和離子載體實(shí)現(xiàn)的。主動(dòng)吸收的突出特點(diǎn)是,可逆電化學(xué)梯度進(jìn)行,因此要消耗能量。除了上述兩種吸收方式外,植物細(xì)胞還可以通過胞飲方式(pinocy

6、tosis)吸收礦質(zhì)養(yǎng)分,但這種方式不具有選擇性。2.3.Absorptionofmineralelementsbyplant植物體對(duì)礦質(zhì)元素的吸收:植物體吸收礦質(zhì)元素可通過葉片進(jìn)行,但主要是通過根部,而且主要吸收部位為根毛區(qū)。鹽分和水分被植物的吸收是相對(duì)的,既有關(guān)、又無(wú)關(guān)。有關(guān),表現(xiàn)在鹽分一定要溶解于水中,才能被根部吸收;無(wú)關(guān),表現(xiàn)在兩者的吸收機(jī)理不同。植物吸收離子的特點(diǎn)表現(xiàn)在3個(gè)方面:(1)鹽分和水分被植物的吸收是相對(duì)的;(2)對(duì)離子的吸收具有選擇性;(3)單鹽毒害(toxicityofsinglesalt)與離子拮抗(ionantagonism)。根部吸收溶液中的礦物質(zhì)經(jīng)過以下幾個(gè)步驟

7、:(1)離子吸附在根部細(xì)胞表面;(2)離子進(jìn)入根部?jī)?nèi)部;(3)離子進(jìn)入導(dǎo)管。溫度、土壤通氣狀況、土壤溶液濃度、土壤pH值等環(huán)境因素均對(duì)植物根系吸收礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)有影響。植物地上部分也可以吸收礦物質(zhì),這個(gè)過程稱為根外營(yíng)養(yǎng),又叫葉片營(yíng)養(yǎng)(foliarnutrition)。根外施肥的優(yōu)點(diǎn)是:作物在生育后期根部吸肥能力衰退時(shí),或營(yíng)養(yǎng)臨界時(shí)期,可根外噴施N素等以補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng);某些肥料(如磷肥)易被土壤固定,而根外噴施無(wú)此問題,且

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