7植物营养 中量元素培训讲学.docx
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7植物营养中量元素培训讲学
7植物营养中量元素
第五章中量元素
第一节植物体内的钙和钙肥
1.植物体内钙的含量
一般为干物质重的0.5~3%
作物种类:
豆科植物、甜菜等需钙较多,而禾谷类作物需钙较少
钙生植物>避钙植物
双子叶植物>单子叶植物
器官:
一般地上部比较多,根部较少,老叶较多,果实、籽粒较少
土壤钙含量:
土壤交换性钙含量>10µmol/kg时,作物通常不缺钙
2、植物体内钙的形态
在植物组织的细胞中,钙通常以游离Ca2+形态存在
钙也可与阴离子(羧基,磷酸根,羟基)形成草酸盐、磷酸盐等形态沉淀于液泡中
种子中,钙以植素的形态存在
在细胞壁中,钙以果胶酸钙的形态存在
3.钙的功能
(1)钙能调节介质的生理平衡
中和作物代谢过程中所形成的有机酸
调节植物体内pH值
(2)稳定生物膜
钙能与生物膜表面的磷脂分子结合,在维持膜的结构和功能上起重要作用
(3)参与细胞壁的形成
钙是细胞壁中果胶酸钙的成分,影响细胞壁的形成
(4)降低原生质的分散度促使原生质浓缩,增强原生质的粘滞性,减少根中阳离子外渗
(5)钙作为第二信使,通过次级受体,如钙调素和钙调蛋白等调节植物体内许多复杂的生理过程
4.钙的吸收
植物体内较高的钙离子浓度与植物生长介质中钙离子浓度较高有关,而与植物根细胞的吸收机制无关
植株吸收钙离子的数量受器官中阳离子代换量和草酸含量的影响
钙离子的吸收速率通常低于钾离子
钙离子的吸收速率低是因为钙离子只能被没有发生木栓化的根尖吸收
5.钙的运输
尽管植株顶端的呼吸作用远低于下部老叶片,但是钙离子通常优先向地上部的顶端输送
植株向下运输钙离子的速度非常慢,因为韧皮部中的钙离子浓度很低,植株通过韧皮部液体获得钙离子的器官,其钙离子的浓度远低于叶片中钙离子的浓度
植株体内的钙离子一旦在老叶片中沉淀,就不会再向植株生长点运输了
6植物对钙的反应
(1)植株缺钙症状
植株矮小,生长点或根尖易粘连弯曲;
分生组织生长受到抑制。
缺钙植株的顶芽、侧芽、根尖等分生组织首先出现缺素症.
幼叶蜷曲变形,失绿,缺钙程度加重,叶缘出现坏死
缺钙导致细胞壁溶解,使组织变软
自然土壤不易缺钙,通常发生在人工培养的环境中
(2)钙不足导致的植株失调
苹果:
苦痘病,木栓病,水心病
西红柿,西瓜,马铃薯和辣椒:
脐腐病
芹菜:
黑心病
胡萝卜:
空洞病
樱桃:
硬化与开裂病
卷心菜,莴苣,大白菜:
叶焦病
(3)导致缺钙的原因
v过量施氮
v钾,铵,镁的离子竞争
v缺硼
v过度修剪
v收获量过大(如果树)
v气候原因:
湿度过大或干旱
土壤因素:
水浸土壤,盐分高,气性差,低温
7.土壤中的钙
地壳中钙的平均含量为35.4g/kg
湿度较大条件下,酸化可导致缺钙
土壤中石灰和钙的作用
改良土壤的结构
中和土壤酸性
降低铝毒
给作物提供钙营养,特别是对酸性泥炭土
8.钙肥
(1)生石灰
v90%-96%CaO
v强碱性
v中和土壤酸性的能力很强
v具有杀虫、灭草和土壤消毒的
(2) 熟石灰
Ø由生石灰加水处理或贮存时吸湿而成CaO+H2O→Ca(OH)2+energy
Ø主要成分:
Ca(OH)2
ØCaO含量:
70%
Ø碱性
Ø中和土壤酸度的能力小于生石灰
(3)碳酸石灰
Ø石灰石,白云石或贝壳直接磨细而成
Ø主要成份:
CaCO3,
ØCaCO392-98%,CaO55%
Ø碳酸石灰的溶解度较小,中和土壤酸性的能力较缓和但持久。
一般细度以通过60-80目筛孔为宜
(4)其他石灰肥料
9石灰肥料的作用
(1)增加土壤有效养分
增加微生物活性
增加铁磷、铝磷和钼的有效性
(2)改善土壤理化性状
(3)供给作物钙、镁营养
(4)中和土壤酸性,消除铁锰毒害
(5)改善作物品质,减少病害
缺点
Ø对有机质的影响:
石灰用量过多会使土壤有机质分解过速,腐殖质难于积累,土壤结构变坏
Ø对微量元素的影响:
土壤中有效磷、铁、锰、硼、锌、铜等的有效性降低
Ø对大量元素的影响;石灰过量还会抑制作物对钾、镁的吸收。
所以石灰用量必须适当,并应配合施用有机肥料
10施用石灰应注意的问题
石灰肥料的施用
土壤性质
石灰用量:
质地粘重>质地疏松;旱地>水田
作物种类根据作物耐酸能力:
马铃薯,燕麦>水稻,豌豆>小麦,玉米,大豆
第二节植物镁营养与镁肥
1.植物体内Mg的含量
植物体内镁的含量:
干物重的0.05-0.7%
作物种类:
豆科植物.〉和谷类作物
器官:
种子〉茎秆和叶片〉根系
成熟叶片中的含量:
0.2-0.25%
2.植物体内镁的形态
70%的镁是可扩散的,并且与有机物或无机物结合在一起,例如苹果酸。
在叶片中与叶绿素结合在一起
与非扩散阴离子如羧基,磷酰基结合
在谷物种子中以植酸盐形式储存
3.镁的吸收与运输
镁向根系的移动
v镁主要通过质流供应给根系
v与钙相比,根系截获提供的镁离子要少得多
3.1镁的吸收
(1)镁通过根系以离子态被吸收
(2)镁的吸收是被动吸收(协助扩散)
(3)酸性土壤上,镁离子的吸收通常很低(受到H+的拮抗)
(4)当介质中其它阳离子含量很大时,镁离子的吸收受到抑制,尤其是K+和NH4+
(5)作物体内K/Mg>8时,易缺镁,Ca/Mg<2时,作物易减产
3.2镁的运输
1.镁从根系向地上部的运输受到K+和Ca2+的控制
2.镁在韧皮部移动性很强,因此可以从老叶转移到幼叶或植株顶端
3.增加钾的供给,对植物不同器官镁离子浓度的影响不同。
钾离子促进镁向果实和储藏器官中运输
4.镁的功能
(1)叶绿素的成分
镁位叶绿素的中心原子,10~20%的镁存在于叶绿体内
(2)镁是多种酶的活化剂
几乎所有的磷酸化酶、激酶、烯醇酶等都需要Mg2+来活化,促进光合作用
(3)促进脂肪合成
Mg2+通过活化ATP和辅酶A形成乙酰辅酶A促进脂肪的合成
(4)促进氮的代谢
活化谷氨酰胺合成酶和肽合成酶,促进谷氨酰胺和蛋白质合成
促进果实中维生素A和维生素C合成,改进果品品质
5.缺镁症状
v对于双子叶植物,多数植物的主要症状是脉间黄化
极度缺镁时叶脉间出现坏死
v叶片会出现萎蔫状态,叶片变硬易碎。
有些植物,叶片会提早脱落
缺镁症状先出现在老叶
v谷物和单子叶植物的缺镁症状通常不一样
v基部的老叶先出现由于叶绿素积累出现深绿色斑点,与叶片浅黄色的背景呈鲜明对比
v继续缺乏则导致叶片失绿并呈条纹状。
叶尖出现坏死。
6.镁过量
1.镁过量不会对植物或其它生物产生毒害作用,过量的镁存贮在植物细胞的液泡中
2.过高的镁或减少其它阳离子如钾离子的吸收
7.镁肥
7.1按溶解性分为:
Ø水溶性镁肥:
硫酸镁、硝酸镁、氯化镁和含钾硫酸镁等
Ø微水溶性镁肥:
原生矿物和次生矿物,如白云石、蛇纹石、磷酸镁、磷酸镁铵和光卤石
7.2镁肥管理
对镁的推荐与钙相同
(1)少量的镁应条施作为种肥
(2)镁肥可以与其他养分(如硅肥)一起施用
在缺镁地区,奶牛由于缺镁而患缺镁症而手足抽搐,只有通过其它途径在饮食中添加镁才能得以缓解和消除
7.3镁肥的有效施用
(1)根据作物种类
块根块茎作物>豆科作物>禾本科作物
在蔬菜中,果菜类和根菜类>叶菜类
(2)根据土壤性质
一般酸性土、高度淋溶和阳离子交换量低的土壤应注意施用镁肥
(3)依据肥料特性
水溶性镁肥宜作追肥,生育中期可用1-2%的硫酸镁进行叶面喷施.
微水溶性镁肥宜作基肥,一般每公顷施Mg15-22.5Kg即可.
在镁不足的土壤上,N肥引起缺Mg的顺序(NH4)SO4>CO(NH2)2>NH4NO3>Ca(NO3)2
第三节植物中的硫和硫肥
1.硫的含量
通常为干重的0.1~0.5%(与磷在同样的数量级)
谷物(小麦,玉米)需硫量5-20kgS/ha
饲草(苜蓿)需要10-35kgS/ha
十字花科、百合科、豆科等作物需硫较多
作物各器官中硫的分布是种子中较多,茎杆中较少
2硫的吸收
硫通过根系主要以无机态的硫酸盐形式被吸收
主动吸收,H+/SO4-2协同运输或OH-/SO4-2对向运输
二氧化硫和硫化氢还可以通过叶片吸收
3硫的运输
硫在植物体内是一种相对不易移动的元素
S不从老叶向幼叶迁移,因此缺硫先出现在幼叶
4植物体内硫的功能
硫是植物需求量相对较大的植物(与P,Ca,Mg相近,少于N和K)
(1)componentofactivecompounds
(a)componentofcysteineandmethionine.
是必需氨基酸半胱氨酸和蛋氨酸的成分
Theyarethebuildingblocksforproteins.About90%theSinplantsiscontainedinproteins.
半胱氨酸和蛋氨酸是合成蛋白质的主要氨基酸。
植物体内90%的硫贮存于蛋白质中
N/S>20inplantwillcause:
N/S>20时可导致:
1)Todecreasgthesynthesisofprotein
蛋白质合成减弱
2)Toincreasethehydrolysisofprotein
水解加强
3)ccumulationofnon-protein-N(NPN)
非蛋白氮的积累
4)AnimalscannotutilizetheNinforagegrasseffectively
动物不能有效利用饲草中的氮素
5)Toreducethenutrientvalueoftheagricultureproducts
降低了农产品的营养价值
(b)componentofmolybdoironproteinandferritin..
是固氮酶中的钼铁蛋白和铁蛋白两个组分中的成分
SoSfertilizercanimprovetheN2fixationforlegume
施用硫肥能增加豆科作物固氮量
(c)componentofsomephysiologicalactivator--e.g.CoenzymeA,GSHandVB1.
是一些生理活性物质的成分,如CoA
(d)SH-isaimportantgroupinsomeproteinwhichcarrieselectronsinphotosynthesis,nitrogenfixation,nitratereductionandsulfatereduction
巯基是一些蛋白质中重要的基团,在光合、固氮、硝酸还原和硫酸还原中有重要作用。
(e)componentofferredoxin.WhichisimportantinthereductionofCO2inphotosynthesisandthereductionofNO3-andthesynthesisofglutamate
硫是铁氧还蛋白的组分,铁氧还蛋白在CO2的还原和NO3-还原过程中有重要作用
(2
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