根系吸收矿质

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章 植物的矿质与氮素营养,(,Mineral Nutrition and Nitrogen Nutrition in Plant),第三节 植物对矿质的吸收及运输,一、,吸收部位：,叶片,根系,根毛区为主,第三节 植物对矿质的吸收及运输,二、根系吸收矿质的特点：,1.对矿质和水分的相对吸收,矿质元素须溶解在水中,才能被植物吸收。,矿质吸收并不与水分吸收成比例。,水分吸收主要是以蒸腾作用引起的被动吸水为主,而矿质吸收则是以消耗代谢能的主动吸收为主。,第三节 植物对矿质的吸收及运输,二、根系吸收矿质的特点：,2.对离子的吸收具有选择性；,生理酸性盐：,对于(,NH,4,),2,SO,4,一类盐，根对,NH,吸收多于和快于,SO,4,2-,，,故溶液中留存许多,SO,4,2-,，,导致溶液变酸，这种盐类叫生理酸性盐。,生理碱性盐,：,对于,NaNO,3,一类盐，植物吸收,NO,3,-,较,Na,+,多而快，这种选择吸收的结果使溶液变碱，故称这类盐为生理碱性盐。,生理中性盐,：,对于,NH4NO,3,-,一类的盐，植物吸收其阴离子与阳离子的量几乎相等，不改变周围介质的,pH,值，故称这类盐为生理中性盐,。,第三节 植物对矿质的吸收及运输,二、根系吸收矿质的特点：,3.单盐毒害及离子颉颃；,单盐毒害,溶液中只有一种金属离子对植物起毒害作用的现象,离子拮抗,在发生单盐毒害的溶液中加入少量其他金属离子，即能减弱或消除这种单盐毒害，离子间的这种作用称为离子颉颃，也称离子对抗或离子拮抗。,第三节 植物对矿质的吸收及运输,二、根系吸收矿质的特点：,4.平衡溶液,在含有适当比例的多种盐溶液中，各种离子的毒害作用被消除，植物可以正常生长发育，这种溶液称为平衡溶液,第三节 植物对矿质的吸收及运输,三、根系吸收矿质的过程,土壤养分,根表养分,植物体内养分,第一步,第二步,三、根系吸收矿质的过程,1.离子被吸附在根系细胞的表面,离子交换,接触交换,根系吸收矿质元素步骤,(1),把离子吸附在根部细胞表面。阳离子同根部细胞质膜表面的,H,+,交换，阴离子同根部细胞质膜表面的,HCO,3,-,交换,(2)离子进入根细胞内部。吸附在根细胞表面的离子即可被根细胞吸收后通过共质体途径进入木质部,也可以通过质外体途径扩散进入根的内皮层以外的质外体部分。但由于根内皮层上有凯氏带,必须转入共质体才能继续向内运送至木质部,(3)离子进入导管。离子经共质体途径最终进入木质部后,通过主动的或被动的方式由木质薄壁细胞进入导管,第三节 植物对矿质的吸收及运输,三、根系吸收矿质的过程,2.离子进入根部导管,质外体途径,（自由空间）,共质体途径,Diagram showing electrochemical potentials of K,+,and Cl-across a maize root.,质外体途径,根部有一个与外界溶液保持扩散平衡、自由出入的外部区域称为质外体又称自由空间自由空间的大小虽然无法直接测定,但可间接地推知其表观自由空间(,apparent free space，AFS),的大小,即推知组织中自由空间的表观体积,共质体途径,离子通过自由空间到达原生质表面后,可通过主动吸收或被动吸收的方式进入原生质。在细胞内离子可以通过内质网及胞间连丝从表皮细胞进入木质部薄壁细胞，然后再从木质部薄壁细胞释放到导管中,Water and solutes can move from cell to cell along either of two parallel aqueous pathways.,Concentration gradients over short distances tend to drive both diffusion and osmotically generated pressure flow(OGPF).,第三节 植物对矿质的吸收及运输,四、影响根系吸收矿质的因素,1.温度,2.通气状况,3.土壤溶液浓度,4.土壤,pH,土壤温度,土温是否适宜影响根系生长,影响根细胞的主动吸收,影响矿质元素在土壤溶液和细胞内的扩散,土壤通气状况,一方面影响根系呼吸,从而直接影响根系的主动吸收；,另一方面,影响土壤微生物的活动,从而影响土壤氮素营养的有效含量,。,土壤溶液浓度,当土壤溶液浓度较低时,根系吸收矿质元素的速率随土壤溶液浓度的增加而增加。但是,土壤溶液浓度增加到一定程度以后浓度再增加,根系对离子的吸收速率不再增加。,农业生产上一次性施用化学肥料过多,不仅有烧伤植物的弊病,同时根部也吸收不了,造成浪费。,土壤,pH,首先，土壤,pH,对矿质元素的吸收有直接影响。一般阳离子的吸收速率随,pH,升高而加速；而阴离子吸收速率则随,pH,升高而下降。,其次是间接影响。改变土壤盐分的溶解度而影响矿物质在土壤溶液中的有效浓度；通过影响土壤微生物的活动而影响根系对矿质元素的吸收。,第三节 植物对矿质的吸收及运输,五、叶片对矿质的吸收,根外营养,植物除了根部吸收矿质元素外，地上部分主要是通过叶片吸收矿质营养的过程。,方式：,气孔，角质层,影响因素：内因,外因,保证溶液附着在叶面上,溶液在叶片下停留的时间,温度,呼吸作用,第三节 植物对矿质的吸收及运输,六、矿质元素在植物体内的运输,1.运输的形式,N：,主要以酰胺和氨基酸，少量以硝酸盐形式,P：,主要以磷酸盐形式，也可磷酰胆碱形式,S：,主要以硫酸根形式，少数以蛋氨酸形式,金属离子形式,第三节 植物对矿质的吸收及运输,六、矿质元素在植物体内的运输,2.运输的途径,短距离通过共质体和质外体。,长距离通过木质部。,矿质元素的利用,大部分与体内的同化物合成复杂的有机物质;有的作为酶的活化剂;有的作为渗透物质,调节植物水分的吸收,已参加到生命活动中去的矿质元素,经过一个时期后也可分解并运到其它部位去,被重复利用,必需元素被重复利用的情况,N、P、K、Mg,易重复利用,它们的缺乏病症,首先从下部老叶开始,Cu、Zn,有一定程度的重复利用,S、Mn、Mo,较难重复利用,Ca、Fe,不能重复利用,它们的病症首先出现于幼嫩的茎尖和幼叶,氮、磷可多次参与重复利用;有的从衰老器官转到幼嫩器官(如从老叶转到上部幼叶幼芽);有的从衰老叶片转入休眠芽或根茎中,待来年再利用;有的从叶、茎、根转入种子中等等,