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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,*,Mn,B,Fe,S,N,C,O,H,Ca,K,P,Cu,Cl,Zn,Mg,Mo,Ni,第二章,植物营养与施肥的基本原理,Chapter 2 Plant nutrition and the basal principles of fertilization,1,植物必需营养元素,The essential nutrients of plants,一、植物体内元素的组成,二、植物必需营养元素,三、植物有益元素,2,植物对养分的吸收,The nutrient uptake of plants,一、,植物根系的营养特性,二、,植物根系对养分的吸收,三、,影响植物吸收养分的因素,四、,植物的叶面营养,3,养分的运输与分配,The transport and distribution of nutrient,一、养分的短距离运输,二、养分的长距离运输,三、植物体内养分循环与再利用,4,矿质营养与植物生长、产量和品质的关系,The relationship between mineral nutrition and the growth,，,output and quality of plant,一、矿质养分与植物生长,二、源,-,库关系与产量,三、矿质营养对源,-,库及其相互关系的影响,四、矿质营养与品质的关系,二、植物根系对养分的吸收,吸收（,uptake),的含义：,植物的养分吸收,是指养分进入植物体内的过程。,泛义的吸收,指养分从外部介质进入植物体中的任何部分。,根系对养分吸收的过程包括：,1.,养分向根表面的,迁移,2.,养分进入,质外体,3.,养分进入,共质体,nutrient,迁移,截获 质流 扩散,主动吸收,被动吸收,长距离运输短距离运输,Nutrient uptake steps,截获,（,interception,）,Jeny,Overstreet,于,1939,年发现。,概念：指植物根在土壤中伸长并与其紧密接触，使根释放出的,H,+,和,HCO,3,-,与土壤胶体上的阴离子和阳离子直接交换而被根系吸收的过程。,两个特点：直接进行交换,;,靠截获获得的养分数量少，约占,1,，远小于植物的需要。,Ca,2+,通过截获一般比较多些，其次是,Mg,2+,。,质流,（,mass-flow,）,概念：因植物蒸腾、根系吸水而引起水流中所携带的溶质由土壤向根部流动的过程。,迁移量主要取决于水分蒸腾量和土壤养分浓度。一般来说，在土壤中溶解性和移动性较大的离子如,NO,3,-,、,SO,4,2-,、,Na,+,、,Cl,-,以质流迁移为主。,扩散,（,diffusion,）,概念：由于根系吸收养分而使根圈附近和离根较远处的离子浓度存在浓度梯度而引起土壤中养分的移动。,扩散对钾迁移的贡献最大，其次是磷和氮。,影响扩散作用因素,:,土壤中水分含量、离子浓度以及根的活力等条件。,土壤中养分向根部迁移方式,植物吸收养分的基因型差异,环境因素对养分吸收的影响,光照,温度,水分,通气,pH,养分的浓度,离子间的相互作用,三、影响植物吸收养分的因素,根系代谢产物,苗龄和生育阶段,(,二,),离子间的相互作用,离子间的拮抗作用是指在溶液中某一离子的存在能抑制另一离子吸收的现象。,主要表现在对离子的选择性吸收上。,化学性质近似的离子在质膜上占有同一结合位点。,阳离子：,K,+,、,Rb,+,和,Cs,+,之间；,Ca,2+,、,Mg,2+,和,Ba,2+,之间。,一价与二价之间：,NH,4,+,和,H,+,对,Ca,2+,、,K,+,对,Fe,2+,阴离子：,Cl,-,，Br,-,和,I,-,之间；,HPO,4,2-,与,SO,4,2-,之间；,H,2,PO,4,-,与,Cl,-,之间；,NO,3,-,与,Cl,-,之间，都有拮抗作用。,1.离子间的拮抗作用,（,ion antagonism,）,机制：,a：,具有拮抗作用的离子可能竞争载体上的结合部位，比如,K,+,NH,4,+,Rb,+,Cs,+,，,它们的水合半径相近在载体上可能具有相同的结合部位，从而产生拮抗作用。,b：,具有拮抗作用的离子可能影响到原生质膜的通透性（主要是指,Ca,2+,对一些离子产生的拮抗作用）。,c：,其它一些影响。比如水稻上的,K,+,对,Fe,2+,的拮抗作用，因为,K,+,可增加水稻根系的氧化力，从而减少,Fe,2+,的有效性。,离子间的协助作用是指在溶液中某一离子的存在有利于根系对另一些离子的吸收。这种作用主要表现在阳离子和阴离子之间，以及阳离子与阳离子之间。,Ca,2+,对多种离子的吸收有协助作用，一般认为是由于它具有稳定质膜结构的特殊功能，有助于质膜的选择性吸收。这种协助作用也称“维茨效应”。溶液中,Ca,2,、,Mg,2,、,Al,3,等二价及三价离子，特别是,Ca,2,离子，能促进,K,+,、,Rb,+,以及,Br,-,的吸收。,2.离子间的协助作用,（,ion synergism,）,1,、温度,温度 呼吸作用 氧化磷酸化,ATP,吸收,一般,638C,的范围内，根系对养分的吸收随温度升高而增加。温度过,高,（超过,40C,）,时，高温使体内,酶钝化,，从而减少了可结合养分离子载体的数量，同时高温使细胞膜透性增大，增加了矿质养分的被动溢泌。,低温,往往是植物的,代谢活性降低,，从而减少养分的吸收量。,(,三,),温度、水分、光照的影响,2,、水分,作用：,(1)促进养分的释放：溶解肥料、,矿化有机质,。,(2)加速养分的流失：稀释养分,。,水分状况对植物生长，特别是对根系的生长有很大影响，从而间接影响到养分的吸收。,适宜的水分条件：,田间持水量的6080,3,、光照,光照 光合作用 光合磷酸化,ATP,吸收,光照还可通过影响植物叶片的光合强度而对某些,酶的活性,、,气孔的开闭,和,蒸腾强度,等产生间接影响，最终影响到根系对矿质养分的吸收。,1,、通气状况,土壤通气状况主要从三个方面影响植物对养分的吸收：,1.,根系的,呼吸作用,2.,有毒物质,的产生,3.,土壤养分,的形态和有效性,良好的通气环境，能使根部供氧状况良好，并能使呼吸产生的,CO,2,从根际散失。这一过程对根系正常发育、根的有氧代谢以及离子的吸收都有十分重要的意义。,(,四,),土壤理化性状的影响,2,、土壤,pH,土壤反应对植物根系吸收离子的影响很大。,pH,对离子的影响主要是通过根表面。特别是细胞壁上的电荷变化及其与,K,+,Cu,2+,Mg,2+,等阳离子的竞争作用表现出来的。,pH,改变了介质中,H,+,和,OH,-,的比例，并对植物的养分吸收有很显著的影响。当外界溶液,pH,值较低时，可抑制植物对,NH,4,+,-N,的吸收；而介质,pH,较高时，则会抑制,NO,3,-,-N,的吸收，而对,NH,4,+,-N,的吸收数量有所增加。,氮 5.58.0,磷,6,.57.,5,钾,/,钙,/,镁 6.0,硫 5.5,铁,/,锰,/,锌,/,铜 6.0,硼,5.0,7.0,总的来说，,pH5.5,6.5,时，,各种养分的有效性均较高,pH,值,土壤反应和植物有效养分含量的关系,土壤反应与植物有效养分含量的关系,营养 土中有效含量,元素 较多时的,pH,范围,介质反应与植物吸收阴、阳离子的关系,偏酸性：吸收,阴,离子,阳离子,偏碱性：吸收,阳,离子,阴离子,原因：,酸性,反应时，根细胞的蛋白质分子带,正电荷,为主，故能多吸收外界溶液中的,阴离子。,碱性,反应时，根细胞的蛋白质分子带,负电荷,为主，故能多吸收外界溶液中的,阳离子。,代谢活性,由于离子和其它溶质在很多情况下是逆浓度梯度的累积，所以需要直接或间接地,消耗能量,。在不进行光合作用的细胞和组织中（包括根），,能量的主要来源是呼吸作用,。因此，所有影响呼吸作用的因子都可能影响离子的累积。,（五）根系的代谢及代谢产物的影响,1,、离子半径,吸收,同价离子,的速率与离子半径之间的关系通常呈,负相关,。,2,、离子价数,细胞膜组分中的磷脂、硫酸脂和蛋白质等都是带有电荷的基团，离子都能与这些基团相互作用。其,相互作用的强若顺序,为：不带电荷的分子,一价的阴、阳离子,二价的阴、阳离子,硝酸盐,铵盐,钾肥：氯化钾,硝酸钾,磷酸二氢钾 浓度：,0.1,2,3.,溶液反应：酸性：有利于阴离子吸收,中性微碱性：有利于阳离子吸收,4.,喷施时间：清晨、傍晚或阴天,5,.,喷施次数和部位,：,移动性强的元素如,N,、,K,、,Na,，其中,NKNa,能够移动的元素如,P,、,Cl,、,S,部分移动的元素,Zn,、,Cu,、,Mn,、,Fe,、,Mo,不移动的元素,B,、,Ca,6.,湿润剂：可加入“润湿剂”，,0.1,0.2,洗涤剂或中性皂,影响根外营养的因素,-,叶片类型,与单子叶作物相比，双子叶作物叶面积大，角质层薄，溶液中的养分较易被吸收。,叶片背面比正面更易吸收养分。,叶面施肥的局限性在于肥效短暂，每次施用养分总量有限，又易从疏水表面流失或被雨水淋洗；有些养分元素（如钙）从叶片的吸收部位向植物其它部位转移相当困难，喷施的效果不一定好。,总之，植物的根外营养不能完全代替根部营养，仅是一种辅助的施肥方式，适于解决一些特殊的植物营养问题。,叶面施肥的局限性,复 习 题,一、概念,1、截获 2、质流 3、扩散 4、根外营养,5、植物营养的最大效率期 6、植物营养临界期,二、简答,1、土壤中养分向根表迁移的方式。,2,、根外营养的特点。,3,、影响根外营养的因素。,
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