1、有收无收在于(ziy)水 收多收少在于肥,第一页，共七十三页。,第一节 植物必需的矿质元素(yun s)一、植物体内的元素,植物(zhw)材料,105,干物质(wzh),水分,灰分,燃烧,有机物(C、H、O、N）,氧化物硫酸盐磷酸盐硅酸盐,灰分元素：构成灰分中各种氧化物和盐类的元素,它们直接或间接地来自土壤矿质,故又称为矿质元素。N不是矿质元素,第二页，共七十三页。,二、植物(zhw)的必需元素（essential element）,（一）植物必需元素的标准(biozhn)（三条）,（1）不可(bk)缺少性。,（2）不可替代性。,（3）直接功能性。,必需元素是指植物生长发育必不可少的元素。,第
2、三页，共七十三页。,二、植物(zhw)必需的矿质元素,已确定植物必需的矿质(含氮)元素有13种，加上碳、氢、氧共16种。1.大量(dling)元素(major element，macroelement)9种 氮、磷、钾、钙、镁、硫、碳、氢、氧 约占植物体干重的0.01%10%，2.微量元素(minor element,trace element)7种 铁、铜、硼、锌、锰、钼、氯 约占植物体干重的10-5%10-2%。,第四页，共七十三页。,（二）确定(qudng)必需矿质元素的方法,1.溶液培养法(水培法)将植物的根系浸没在含有(hn yu)全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法。,2.砂基
3、培养法(砂培法)在洗净的石英砂或玻璃球等基质中加入营养液来培养植物(zhw)的方法。,第五页，共七十三页。,溶液(rngy)培养法(solution culture method)和砂基培养法(sand culture),第六页，共七十三页。,气 栽（aeroponics）法,第七页，共七十三页。,营 养 膜(nutrient film)法,第八页，共七十三页。,问题(wnt),如何判断一种矿质元素是否是植物必需的矿质元素？请写出你的判断思路(sl)和方法。,第九页，共七十三页。,在培养液中，除去某一元素，植物生长不良，并出现特有的病症，加入该元素后，症状消失(xiosh),说明该元素为植物的
4、必需元素。,第十页，共七十三页。,（三）必需元素在植物(zhw)体内的生理功能及其缺素症,1、细胞结构物质的组成成分2、生命活动的调节者,如酶的成分和酶的活化剂3、起电化学作用，如渗透调节、胶体(jio t)稳定和电荷中和等,第十一页，共七十三页。,第一组作为(zuwi)碳水化合物的营养氮 Nitrogen(N)生理功能：,A.构成(guchng)蛋白质的主要成分：1618；B.细胞质、细胞核和酶的组成成分C.其它：核酸、辅酶、叶绿素、激素、维生素、生物碱等氮在植物生命活动中占有首要的地位，故又称为生命元素。,第十二页，共七十三页。,缺氮症状：A.生长受抑植株矮小,分枝少,叶小而薄,花果少易脱
5、落；B.黄化失绿枝叶(zhy)变黄,叶片早衰甚至干枯，老叶先发黄氮过多：A.植株徒长 叶大浓绿,柔软披散，茎柄长，茎高节间疏；B.机械组织不发达 植株体内含糖量相对不足,机械组织不发达,易倒伏和被病虫害侵害。C.贪青迟熟，生育期延迟。,第十三页，共七十三页。,玉米缺 N：老叶发黄，新叶色淡，基部发红（花色(hus)苷积累其中）,大麦(dmi)缺 N：老叶发黄，新叶色淡,萝卜(lu bo)缺 N 老叶发黄,正常,缺氮,第十四页，共七十三页。,吸收形式：SO42-作用(zuyng)：半胱氨酸、蛋氨酸、辅酶A、ATP等的组成成分,硫 Sulfur(S),缺S：植株矮小，硫不易(b y)移动，幼叶先表
6、现症状,新叶均衡失绿，呈黄白色并易脱落。,第十五页，共七十三页。,缺硫,玉米(ym)新叶失绿发黄,油菜开花结实(ki hu ji sh)延迟,第十六页，共七十三页。,磷 Phosphorus（P）,A.细胞中许多重要化合物的组成成分 核酸、核蛋白和磷脂的主要成分。B.物质代谢和能量转化(zhunhu)中起重要作用 AMP、ADP、ATP、UTP、GTP等能量物质的成分，也是多种辅酶和辅基如NAD+、NADP+等的组成成分。,第二组能量贮存和结构(jigu)完整性的营养,第十七页，共七十三页。,缺磷症状A.生长(shngzhng)受抑植株瘦小,成熟延迟；B.叶片暗绿色或紫红色 糖运输受阻,有利于
7、花青素的形成。,第十八页，共七十三页。,硼Boron(B),A.硼能促进花粉(hufn)萌发与花粉(hufn)管伸长 花粉形成、花粉管萌发和受精有密切关系。B.促进糖的运输 参与糖的运转与代谢,硼与细胞壁的形成有关。,第十九页，共七十三页。,缺硼症状 A.受精不良,籽粒减少 花药花丝萎缩,花粉母细胞不能向四分体分化(fnhu)。油菜“花而不实”、大麦、小麦“穗而不实”、“亮穗”，棉花“蕾而不花”。,小麦(xiomi)缺B“亮穗”,玉米缺B结实(ji shi)不良,第二十页，共七十三页。,B.生长点停止生长 侧根侧芽大量发生,其后侧根侧芽的生长点又死亡(swng),而形成簇生状。C.易感病害甜菜
8、的心腐病、花椰菜的褐腐病、马铃薯的卷叶病、萝卜“黑心病”和苹果的缩果病等都是缺硼所致。,缺B棉叶有褐色(h s)坏死斑，叶柄有绿白相间的环纹,缺B甜菜(tinci)“心腐病”,第二十一页，共七十三页。,钾Potassium(K),A.酶的活化剂 B.促进蛋白质的合成C.促进糖类(tn li)的合成与运输D.调节水分代谢,缺钾症状A.茎杆柔弱 B.叶色变黄而逐渐(zhjin)坏死叶缘(双子叶)或叶尖(单子叶)先失绿焦枯，有坏死斑点，形成杯状弯曲或皱缩。病症首先出现在下部老叶。,第3组保留(boli)离子状态的营养,第二十二页，共七十三页。,钙Calcium(Ca),A.细胞壁等的组分(zfn)B
9、.提高膜稳定性 C.提高植物抗病性D.一些酶的活化剂 E.具有信使功能,Ca2+CaM复合体,行使第二信使功能(gngnng)，钙在植物体内主要分布在老叶或其它老组织中。,第二十三页，共七十三页。,缺钙症状(zhngzhung)A.幼叶淡绿色 继而叶尖出现典型的钩状,随后坏死。B.生长点坏死 钙是难移动，不易被重复利用的元素,故缺素症状首先表现在幼茎幼叶上，如大白菜缺钙时心叶呈褐色“干心病”，蕃茄“脐腐病”。,苹果(pnggu)苦痘病,第二十四页，共七十三页。,大白菜“干心病(xnbng)”,番茄(fnqi)“脐腐病”,苹果(pnggu)“水心病”,第二十五页，共七十三页。,镁Magnesiu
10、m(Mg),A.参与光合作用B.酶的激活剂或组分(zfn)C.参与核酸和蛋白质代谢,缺镁症状(zhngzhung)叶片失绿 从下部叶片开始,往往是叶肉变黄而叶脉仍保持绿色。严重缺镁时可形成坏死斑块，引起叶片的早衰与脱落。,第二十六页，共七十三页。,油菜(yuci)脉间失绿发红,缺镁,棉花(min hua)葡萄网状脉,第二十七页，共七十三页。,氯 Chlorine(Cl),A.参与光合作用 参加光合作用中水的光解放氧B.参与渗透(shntu)势的调节,缺氯症状:缺氯时,叶片萎蔫(winin),失绿坏死,最后变为褐色;同时根系生长受阻、变粗，根尖变为棒状。,番茄(fnqi)缺Cl 叶易失水萎蔫,第
11、二十八页，共七十三页。,锰Manganese(Mn),A.参与光合作用锰是光合放氧复合体的主要(zhyo)成员B.酶的活化剂 如柠檬酸脱氢酶、草酰琥珀酸脱氢酶、柠檬酸合成酶等,缺锰症状:叶脉间失绿褪色,新叶脉间缺绿,有坏死(hui s)小斑点(褐或黄)。,第二十九页，共七十三页。,铁 Iron(Fe),A.多种酶的辅基 以价态的变化传递电子（Fe3+e-=Fe2+)，在呼吸和光合电子传递中起重要作用。B.合成叶绿素所必需C.参与(cny)氮代谢 硝酸及亚硝酸还原酶中含有铁，豆科根瘤菌中固氮酶的血红蛋白也含铁蛋白。,第4组参与氧化还原反应(fnyng)的营养,第三十页，共七十三页。,缺铁症状不易
12、重复利用，最明显(mngxin)的症状是幼芽幼叶缺绿发黄,甚至变为黄白色。在碱性土或石灰质土壤中,铁易形成不溶性的化合物而使植物缺铁。,第三十一页，共七十三页。,锌Zinc(Zn),A.参与生长素的合成是色氨酸合成酶的成分 B.锌是多种酶的成分和活化剂是碳酸酐酶(carbonic anhydrase,CA)、谷氨酸脱氢酶、RNA聚合酶及羧肽酶的组成(z chn)成分,在氮代谢中也起一定作用。,第三十二页，共七十三页。,缺锌症状(zhngzhung),果树“小叶病”是缺锌的典型症状。如苹果、桃、梨等果树的叶片小而脆,且节间短丛生(cngshng)在一起,叶上还出现黄色斑点。北方果园在春季易出现此
13、病。,缺Zn柑桔小叶症伴脉间失绿 大田(dtin)玉米有失绿条块,第三十三页，共七十三页。,铜Copper(Cu),A.一些酶的成分 多酚氧化酶、抗坏血酸、SOD、漆酶的成分,在呼吸的氧化还原中起重要作用(zuyng)。B.铜是质蓝素(PC)的组分,缺铜症状生长缓慢,叶片呈现蓝绿色,幼叶缺绿,随之出现枯斑,最后死亡(swng)脱落。树皮、果皮粗糙,而后裂开,引起树胶外流。,第三十四页，共七十三页。,钼Molybdenum(Mo),是需要量最少的必需元素。A.硝酸还原酶和豆科植物固氮酶钼铁蛋白的成分(chng fn)B.钼还能增强植物抵抗病毒的能力,缺钼症状缺钼时叶较小,叶脉间失绿,有坏死斑点,
14、且叶边缘(binyun)焦枯,向内卷曲。,番茄(fnqi)缺Mo、脉间失绿变得呈透明,大豆缺Mo根瘤发育不良,第三十五页，共七十三页。,三、作物缺乏(quf)矿质元素的诊断,（一）化学分析(huxu fnx)诊断法,一般以分析病株叶片的化学成分与正常植株(zhzh)的比较。,（二）病症诊断法（缺素症状）,缺乏Ca、B、Cu、Mn、Fe、S时幼嫩的器官或组织先出现病症。缺乏N、P、Mg、K、Zn等时较老的器官或组织先出现病症。,第三十六页，共七十三页。,第三十七页，共七十三页。,第三十八页，共七十三页。,营养诊断顺口溜：营养诊断有特点，功能症状是关键N长枝叶K长根，开花结实用P喷幼叶黄化缺Fe素
15、，苦痘水心Ca病因(bngyn)花而不实是缺B，叶小簇生要补Zn老叶先病好诊断，主要NPKMgZnFeBCaMo 难运转，使显症状组织新PKB存在糖好运，缺之茎叶紫红韵,第三十九页，共七十三页。,第二节植物体对矿质元素(yun s)的吸收,根系是植物吸收矿质的主要器官,吸收矿质的部位和吸水的部位都是根尖未栓化的部分。根毛区是吸收矿质离子(lz)最快的区域,大麦(dmi)根尖不同区域P的积累和运出,第四十页，共七十三页。,一、根系对溶液(rngy)中矿质元素的过程,1.离子被吸附在根部细胞表面 根部细胞呼吸作用放出CO和HO。CO2溶于水生成H2CO3,H2CO3能解离出H+和HCO3离子,这些
16、(zhxi)离子同土壤溶液和土壤胶粒上吸附的离子交换,离子交换按“同荷等价”的原理进行,即阳离子只同阳离子交换(jiohun),阴离子只能同阴离子交换(jiohun),而且价数必须相等。,H+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,K+,HCO3-,NO3-Cl-,第四十一页，共七十三页。,2.离子进入根的内部吸附根表面的离子可通过质外体和共质体两种途径 1)质外体途径外界溶液(rngy)中的离子可顺着电化学势梯度扩散进入根部质外体，故质外体又称自由空间。,各种离子通过(tnggu)扩散作用进入根部自由空间,但是因为内皮层细胞上有凯氏带,离子和水分都不能通过。,第四十二页，共七十三页。,2)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(zhdng)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(shfng)到导管中。,第四十三页，共七十三页。,根毛区吸收的离子(lz)经共质体和质外体到达输导组织,第四十四页，共七十三页。,两种看法(kn f),3.离子(lz)进入导管 1、离子从薄壁细胞被动