《植物與植物生理學》課件單元五植物的新陳代謝植物的礦質元素

植物的礦質與氮素營養

一、植物體內必需元素

二、植物對礦質元素的吸收及運輸(重點)

三、氮的代謝(難點)

四、合理施肥的基礎一、植物體內必需元素（一）植物體內的元素（二）植物必需元素的生理功能及缺素癥一、植物體內的必需元素（一）植物體內的元素植物材料水分干物質有機物灰分105°C600°C（10%—95%）（5%—90%）（90%—95%）（5%—10%）揮發殘留一、植物體內的必需元素

必需元素是指在植物完成生活史中，起著不可替代的直接生理作用的、不可缺少的元素。(二)判斷必需元素的標準完全缺乏某種元素，植物不能正常的生長發育完全缺乏某種元素，植物出現專一的缺素癥狀該元素對植物的功能必須是直接的一、植物體內的必需元素(三)植物體內的必需元素分類植物生長必需的元素有16種，根據植物需要的多寡將其分為大量元素和微量元素。1、大量元素：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S。它們約占植物體干重的0.01%～10%。2、微量元素：Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Cl。約占植物體干重的10-5%～10-3%。一、植物體內的必需元素（四）必需元素的確定水培法(solutionculturemethod)砂培法(sandculturemethod)：石英沙、蛭石、營養液一、植物體內的必需元素（五）植物必需元素的生理功能及缺素癥1.生理功能

（1）細胞結構物質的組成成分，如：C、H、O、N、P、Ca、Mg、S等（2）生命活動的調節者，參與酶活性的調節，如：K、Mg、Zn、Fe等（3）起電化學作用及滲透調節作用，如：K、Cl等一、植物體內的必需元素2.各種必需元素生理作用及缺素癥狀（1）氮（可移動）1）生理作用：蛋白質、核酸及各種生物膜組成，可在體內移動2）缺素癥狀：先表現在下部老葉病癥一、植物體內的必需元素（五）各種必需元素生理作用及缺素癥狀2、磷（可移動）（1）生理作用：核苷酸的組分（磷酸、戊糖、含氮堿基）在糖類代謝中的作用

a直接參與發酵過程;

b.糖類合成,分解和轉變都需要ATP,磷酸和核苷二磷酸參加;

c.磷促進糖類運輸;

d.光合作用需磷.

C對氮代謝的作用（2）缺素癥：先表現在下部老葉一、植物體內的必需元素一、植物體內的必需元素（五）各種必需元素生理作用及缺素癥狀3、鉀（可移動）（1）生理作用：促進呼吸進程及核酸和蛋白質的合成對糖類的合成運輸有影響提高抗旱性(形成滲透勢)（2）缺素癥：首先表現在下部老葉一、植物體內的必需元素一、植物體內的必需元素

草莓葉缺磷和在缺鉀癥狀比較一、植物體內的必需元素（五）各種必需元素生理作用及缺素癥狀4、其它元素：（1）硫（不可移動）：分布均勻

不足時蛋白質含量顯著減少,葉綠素的形成也受到影響,缺乏時葉片呈黃綠色.（2）鈣（不可移動）：主要存在于老器官

缺鈣生長受抑制,嚴重時幼嫩器官(根尖,莖端)潰爛壞死.（3）鎂（可移動）：主要才能在于幼嫩器官和組織

缺鎂時葉綠素不能合成,葉脈仍綠脈間變黃,有時呈紅紫色,嚴重時形成褐斑壞死.

一、植物體內的必需元素（五）各種必需元素生理作用及缺素癥狀4、其它元素：（4）鐵：黃葉病（5）硼：花而不實，根系分孽少，影響豆類植物根瘤。（6）鋅：與IAA合成有關。“花白葉”病,“小葉病”（7）錳：葉綠體破壞解體(缺綠)，葉脈呈綠色，脈間失綠。

一、植物體內的必需元素二、植物對礦質元素的吸收和運輸（一）吸收方式（二）吸收部位（三）吸收過程（四）影響吸收的因素（五）葉片對礦質元素的吸收二、植物對礦質元素的吸收和運輸

（一）吸收方式

方式被動吸收主動吸收二、植物對礦質元素的吸收和運輸1.被動吸收：（1）

概念：

被動吸收指由于擴散作用或其他物理過程而進行的吸收，是不消耗代謝能量的吸收過程，亦稱非代謝吸收。（2）類型：擴散作用:分了或離子沿著化學勢或電化學勢梯度轉移的現象。

協助擴散：小分了物質經膜轉運蛋白順濃度梯度或電化學梯度跨膜的轉運。

二、植物對礦質元素的吸收與運輸擴散作用:

杜南平衡：細胞內的可擴散負離子和正離子濃度的乘積等于細胞外可擴散正、負離子濃度乘積時的平衡，叫杜南(道南)平衡。［Na1+］×［Cl1-］＝［Na0+］×［Cl0-］。

二、植物對礦質元素的吸收與運輸2.主動吸收：概念：

主動吸收是指細胞利用呼吸釋放的能量作功而逆著電化學勢梯度吸收離子的過程。

ATP酶（載體蛋白）

二、植物對礦質元素的吸收與運輸載體蛋白載體蛋白具有離子專一的結合位點，能選擇性地跨膜吸收和轉運離子。由載體蛋白介導的跨膜離子運轉可以是被動的，也可以是主動的二、植物對礦質元素的吸收和運輸2.主動吸收：ATP酶和載體二、植物對礦質元素的吸收和運輸ATP酶和載體二、植物對礦質元素的吸收和運輸（二）吸收部位：葉片根系根毛區為主二、植物對礦質元素的吸收和運輸1.根系吸收礦質的特點：（1）對礦質和水分的相對吸收；1）無機鹽：主動吸收2）水分：被動吸收二、植物對礦質元素的吸收和運輸根系吸收礦質的特點：（2）對離子的吸收具有選擇性；生理酸性鹽：對于(NH4)2SO4一類鹽，根對NH４＋吸收多于和快于SO42-，故溶液中留存許多SO42-，導致溶液變酸，這種鹽類叫生理酸性鹽。生理堿性鹽：對于NaNO3一類鹽，植物吸收NO3-較Na+多而快，這種選擇吸收的結果使溶液變堿，故稱這類鹽為生理堿性鹽。生理中性鹽：對于NH4NO3-一類的鹽，植物吸收其陰離子與陽離子的量幾乎相等，不改變周圍介質的pH值，故稱這類鹽為生理中性鹽。二、植物對礦質元素的吸收和運輸根系吸收礦質的特點：（3）單鹽毒害及離子拮抗

單鹽毒害溶液中只有一種金屬離子對植物起毒害作用的現象離子拮抗在發生單鹽毒害的溶液中加入少量其他金屬離子，即能減弱或消除這種單鹽毒害，離子間的這種作用稱為離子拮抗，也稱離子對抗。二、植物對礦質元素的吸收和運輸根系吸收礦質的特點：（4）平衡溶液

在含有適當比例的多種鹽溶液中，各種離子的毒害作用被消除，植物可以正常生長發育，這種溶液稱為平衡溶液

二、植物對礦質元素的吸收和運輸（三）根系吸收礦質的過程土壤養分根表養分植物體內養分第一步第二步（三）根系吸收礦質的過程1.離子交換（離子吸附在根部細胞表面由于根細胞吸附離子具有交換的性質）土壤溶液交換接觸交換二、植物對礦質元素的吸收和運輸二、植物對礦質元素的吸收和運輸（三）根系吸收礦質的過程2.離子進入根部導管質外體途徑（自由空間）共質體途徑二、植物對礦質元素的吸收和運輸二、植物對礦質元素的吸收和運輸（四）影響根系吸收礦質的因素1.溫度2.通氣狀況3.土壤溶液濃度4.土壤pH二、植物對礦質元素的吸收和運輸（五）葉片對礦質的吸收根外營養植物除了根部吸收礦質元素外，地上部分主要是通過葉片吸收礦質營養的過程。方式：氣孔，角質層

1.影響因素：內因

外因

保證溶液附著在葉面上溶液在葉片下停留的時間溫度呼吸作用二、植物對礦質元素的吸收和運輸2.葉片營養的優點（1）補充養料（2）節省肥料（3）見效迅速（4）利用率高二、植物對礦質元素的吸收和運輸（六）礦質元素在植物體內的運輸1.運輸的形式N：主要以酰胺和氨基酸，少量以硝酸鹽形式P：主要以磷酸鹽形式，也可磷酰膽堿形式S：主要以硫酸根形式，少數以蛋氨酸形式金屬離子形式二、植物對礦質元素的吸收和運輸（六）礦質元素在植物體內的運輸2.運輸的途徑短距離通過共質體和質外體。長距離通過木質部。三、氮的同化（一）植物的氮源空氣N2土壤無機氮化物有機氮化物（氨基酸、尿素等）氨態氮硝態氮三、氮的同化（二）硝酸鹽的還原硝酸鹽硝酸鹽還原酶亞硝酸鹽氨亞硝酸鹽還原酶三、氮的同化（二）硝酸鹽的還原三、氮的同化（三）氨的同化三、氮的同化（三）氨的同化三、氮的同化谷氨酸+丙酮酸酮戊二酸+丙氨酸四、合理施肥的生理基礎（一）作物的需肥特點1.不同作物或同一作物的不同品種需肥情況不同如：葉菜類多施氮肥，豆類多施磷、鉀肥，油料類需鎂2.作物不同需肥形態不同如：煙草既需銨態氮又需硝態氮；水稻宜施硝態氮3.同一作物在不同生育期需肥不同四、合理施肥的生理基礎（二）施肥的指標

1.土壤營養指標

2.作物營養指