植物营养学整理重点Word格式文档下载.docx

植物营养学整理重点Word格式文档下载.docx

《植物营养学整理重点Word格式文档下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《植物营养学整理重点Word格式文档下载.docx（54页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

1）直根系2）须根系从个体上分：

1）定根2）不定根

（三）根的构型：

指同一根系中不同类型的根（直根系）或不定根（须根系）在生长介质中的空间造型和分布。

具体来说，包括立体几何构型和平面几何构型。

从根尖向根茎基部分为根冠、分生区、伸长区和成熟区（根毛区）和老熟区五个部分

从根的横切面从外向根内可分为表皮、（外）皮层、内皮层和中柱等几个部分

对于一条根：

分生区和伸长区：

养分吸收的主要区域；

根毛区：

吸收养分的数量比其它区段更多

根的阳离子交换量（CEC）：

单位数量根系吸附的阳离子的厘摩尔数，单位为：

cmol/kg

一般，双子叶植物的CEC较高，单子叶植物的较低

2.根系CEC与养分吸收的关系:

（1）二价阳离子的CEC越大，被吸收的数量也越多

（2）反映根系利用难溶性养分的能力

根际：

由于植物根系的影响而使其理化生物性质与原土体有显著不同的那部分根区土壤。

根际效应：

在根际中，植物根系不仅影响介质土壤中的无机养分的溶解度，也影响土壤生物的活性，从而构成一个“根际效应”。

（二）根际养分

1.根际养分浓度分布

根际养分的分布与土体比较可能有以下三种状况：

养分富集：

养分亏缺：

养分持平

2.影响根际养分分布的因素：

土壤因素：

养分因素：

植物因素，农事因素

（三）根际土壤环境

1.根际pH环境

影响因素：

a呼吸作用b根系分泌的有机酸c养分的选择吸收（影响最大）阴离子>

阳离子，pH升高；

阳离子>

阴离子，ph降低

（2）作用：

影响养分的有效性

2.根际Eh环境

影响因素：

作物种类旱作根际Eh<

周围土体；

水稻根际Eh>

周围土体

介质养分状况－－指养分的氧化态或还原态

（四）根际生物学环境

1.根系分泌物

（1）根系分泌物的种类：

无机物；

有机物

（2）根系分泌物的农业意义：

①微生物的能源和营养材料②促进养分有效化③间作或混作中有互利作用

2.根际微生物

对植物吸收养分的影响如下：

（1）矿化有机物

（2）产生和分泌有机酸（3）固定和转化大气中的养分（4）产生和释放生理活性物质

3.菌根（mycorrhiza）：

菌根是土壤真菌与植物根系建立共生关系所形成的共生体

（4）作用：

促进养分的吸收

“第一节植物根系的营养特性”小结：

1.植物根系的类型丛整体上可分为和。

2.理论上，根系的数量（总长度）越多，植物吸收养分的机率也就。

3.不同植物具有不同的根构型，由于其在土壤表层的根相对较多而更有利于对表层养分的吸收；

则相反。

4.水稻根系的颜色较白，表明根系的氧化力较强，亦即根系的活力较强，因此，吸收养分的能力也较强。

5.根系还原力较强的作物在石灰性土壤上生长不易缺铁。

6.根际是指由于受影响而使其理化生物性质与有显著不同的。

厚度通常只有。

7.植物根系吸收阴离子（a.大于;

b.等于;

c.小于）阳离子时，根际pH值有所将上升；

8.水稻根际的Eh值一般（a.大于;

c.小于）原土体，因此，可保护其根系少受（a.氧化物质;

b.还原物质）的毒害。

第二节植物根系对养分的吸收

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

一、土壤养分向根表面迁移：

（1.截获2.质流3.扩散）

（一）截获：

是指植物根系在生长过程中直接接触养分而使养分转移至根表的过程。

（二）质流：

是指由于水分吸收形成的水流而引起养分离子向根表迁移的过程。

（三）扩散1.定义：

是指由于植物根系对养分离子的吸收，导致根表离子浓度下降，从而形成土体－根表之间的浓度梯度，使养分离子从浓度高的土体向浓度低的根表迁移的过程。

植物的大量矿质元素各通过什么途径迁移到根系表面

1.截获：

钙、镁（少部分）2.质流：

氮（硝态氮）、钙、镁、硫3.扩散：

氮、磷、钾

二、植物根系对离子态养分的吸收

1.质外体（Apoplast）－－指细胞原生质膜以外的空间，包括细胞壁、细胞间隙和木质部导管。

2.共质体（Symplast）－－指原生质膜以内的物质和空间，包括原生质体、内膜系统及胞间连丝等。

胞间连丝－－相邻细胞之间的原生质丝，是细胞之间物质运输的主要通道。

（二）养分进入质外体

由于质外体与外界相通，养分离子能以质流、扩散或静电吸引的方式自由进入

质外体也被称作自由空间（也称表观自由空间AFS或外层空间）

自由空间－－是指根部某些组织或细胞能允许外部溶液通过自由扩散而进入的那些区域，包括细胞间隙、细胞壁到原生质膜之间的空隙.。

习惯上可分为水分自由空间和杜南自由空间

（三）养分进入共质体

原生质膜的特点：

具有选择透性的生物半透膜

原生质膜的结构：

“流动镶嵌模型”

1.被动吸收定义：

膜外养分顺浓度梯度（分子）或电化学势梯度（离子）、不需消耗代谢能量而自发地（即没有选择性地）进入原生质膜的过程。

形式：

（1）简单扩散

（2）易化扩散：

被动吸收的主要形式。

机理如下：

a.通道蛋白：

（跨海大桥或海底隧道）b.运输蛋白：

（轮渡）

2.主动吸收定义：

膜外养分逆浓度梯度（分子）或电化学势梯度（离子）、需要消耗代谢能量、有选择性地进入原生质膜内的过程。

机理

（1）载体解说

①载体－－指生物膜上存在的能携带离子通过膜的大分子。

这些大分子形成载体时需要能量

③载体的酶动力学理论（E.Epstein,1952）（图）

载体学说能够比较圆满地从理论上解释关于离子吸收中的三个基本问题：

离子的选择性吸收；

离子通过质膜以及在膜上的转移；

离子吸收与代谢的关系。

（2）离子泵假说

①离子泵（ion’sbump）：

是位于植物细胞原生质膜上的ATP酶，它能逆电化学势将某种离子“泵入”细胞内，同时将另一种离子“泵出”细胞外。

阳离子的吸收实质上是H＋的反向运输；

阴离子的吸收实质上是OH－的反向运输

目前发现的离子泵主要分为四种类型：

H+-ATP酶；

Ca2+-ATP酶；

H+-焦磷酸酶；

ABC型离子泵。

（3）转运子。

转运子是指植物的细胞膜上具有控制溶质或信息出入膜的蛋白质体系。

3.主动吸收与被动吸收的判别

区别：

是否逆电化学梯度；

是否消耗代谢能量；

是否有选择性

（1）温商法

（2）电化学势法（电化学驱动法）

原理：

理论上，当离子在半透膜内外达到物理化学平衡时，服从能斯特（Nernst）方程。

通常情况下对于阳离子大多数是被动吸收；

对于阴离子相反即主动吸收。

三、植物根系对有机态养分的吸收

（二）吸收机理：

1.被动吸收－－亲脂超滤解说2.主动吸收－－载体解说3.胞饮作用解说

（三）吸收的意义：

1.提高对养分的利用程度2.减少能量损耗

第二节小结：

植物根系对养分的吸收

1.植物吸收养分的全过程可人为地分为、和等三个阶段。

2.土壤中的养分一般通过、和等三种途径迁移至植物根系表面。

3.被动吸收和主动吸收的区别在于：

浓度梯度或电化学势梯度代谢能量选择性

被动吸收

主动吸收

4.我们学过的主动吸收的机理有和。

5.植物吸收有机态养分的意义在于和。

第三节影响植物吸收养分的因素

一、介质中养分浓度

1.介质养分浓度对植物吸肥及吸水有什么影响

2.简述温度条件和光照条件如何影响植物对养分的吸收。

3.简述水分与通气条件如何影响植物对养分的吸收。

4.土壤反应对植物吸收阴、阳离子有什么影响它与植物有效养分含量之间有什么关系

5.离子间的相互作用有哪些各表现在哪些离子之间

6.简述植物的苗龄和生育阶段对养分吸收的影响。

（一）影响养分吸收速率的因素

1.中断养分供应的影响（中断某种养分的供应，往往会促进植物对这一养分的吸收。

）

2.长期供应的影响（某一矿质养分的吸收速率与其外界浓度间的关系还取决于养分的持续供应状况。

（二）养分吸收速率的调控机理

植物根系对养分吸收的反馈调节机理，可使植物在体内某一养分离子的含量较高时，降低其吸收速率；

反之，养分缺乏时，能明显提高吸收速率。

净吸收速率的降低包括流入量的降低和溢泌量的增加。

二、温度

一般6~38º

C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40º

C）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、光照

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。

四、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

五、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

六、介质反应

1.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

七、离子理化性状和根的代谢作用

（一）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。

（二）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<

三价的阴、阳离子。

相反，吸收速率常常以此顺序递减。

水化离子的直径随化合价的增加而加大，这也是影响该顺序的另一因素。

（三）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。

八、离子间的相互作用

1.拮抗作用：

溶液中某种离子存在或过多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。

2.协助作用：

溶液中某种离子的存在有利于根系吸收另一离子的现象。

九、苗龄和生育阶段（植物营养的阶段性）

（一）作物的种子营养

种子发芽前后，依靠种子中贮存的物质进营养。

三叶期以后则依靠介质提供营养。

（二）作物不同生育阶段的营养特点

一般在植物生长初期，养分吸收的数量少，吸收强度低。

随时间的推移，植物对营养物质的吸收逐渐增加，往往在性器官分化期达到吸收高峰。

到了成熟阶段，对营养元素的吸收又逐渐减少。

（三）营养生长期中需肥的关键时期

1.植物营养临界期：

是指营养元素过少或过多或营养元素间不平衡，对植物生长发育起着明显不良影响的那段时间

2.植物营养最大效率期：

是指营养物质在植物体内能产生最大效能的那段时间。

特点：

这一时期，作物生长迅速，吸收养分能力特别强，如能及时满足作物对养分的需要，增产效果将非常显著。

第四节植物叶部对养分的吸收

叶部营养（或根外营养）－－植物通过叶部或非根系部分吸收养分来营养自己的现象

一、叶部吸收养分的途径

（一）表皮细胞途径

（二）气孔途径

三、叶部吸收养分的机理：

1.被动吸收2.主动吸收

三、叶部营养的特点：

1叶部营养具有较高的吸收转化速率，2叶部营养直接促进植物体内的代谢作用，

3.叶部喷施可以防止养分在土壤中固定

问题：

叶部营养可否代替根部营养

叶面施肥的局限性：

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。

因此，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。

对于微量元素，是常用的一种施用手段；

对于大量元素，只能作为根际营养的补充

四、叶部营养的应用条件（影响因素）

1.叶片结构（作物种类）2.溶液的组成5.溶液浓度4.溶液反应3.湿润时间

五、叶面肥概述

1.叶面肥的含义

狭义——凡是喷在叶片上能为植物提供营养元素的物质

广义——凡是喷在叶片上能对植物起营养作用或生理调节作用的物质

3.叶面肥的优点：

针对性强、肥效好、避免土壤固定和淋溶、省肥方便

4.叶面肥的分类：

纯营养型，生长调节剂型营养与生长调节剂综合型

5.叶面肥的种类市场上产品繁多，多数是由纯营养型和生长调节剂型配比制成。

6.影响叶面肥使用效果的因素：

环境因素、叶面肥质量和使用技术的影响

第五节植物的营养特性与施肥方法

一、植物营养的共性和个性

（一）共性：

所有高等植物都需要17种必需营养元素

（二）个性：

不同植物、或同种植物的不同品种、甚至同一植物在不同生育期

1.对营养元素的种类和数量需要不同2.对介质养分的吸收能力不同3.对肥料的需要量不同

4.对肥料形态的要求不同

二、施肥方法

（一）传统施肥方法特点：

把肥料施入土壤，补给作物最缺的养分，通常是土壤缺什么养分就施什么肥料。

一般根据施用时期的不同分为基肥、种肥和追肥三种施肥方式及其相应的施肥方法。

（二）现代施肥方法

1.喷施多元微肥2.喷施多功能叶面肥3.灌溉施肥：

喷灌、滴灌4.二氧化碳施肥

本章复习题三：

1.影响植物吸收养分的环境因素包括、、、、和等。

2.介质中的离子间存在着作用和作用，从而影响着植物对养分的吸收。

3.植物需肥的关键时期有和。

4.植物叶部吸收养分的途径有和。

5.影响叶部营养的因素有、、、和等。

6.叶面肥的类型一般可分为、和等三类。

7.根据施肥时期的不同，施肥方法一般分为、和等三种。

第四章养分在植物体内的运输和分配

吸收了的养分的去向：

1.在原细胞被同化，参与代谢或物质形成，或积累在液泡中成为贮存物质

2.转移到根部相邻的细胞（短距离运输）

3.通过输导组织转移到地上部各器官（长距离运输）

4.随分泌物一道排回介质中

第一节养分的短距离运输

含义：

也称横向运输，是指介质中的养分沿根表皮、皮层、内皮层到达中柱（导管）的迁移过程。

由于其迁移距离短，故称为短距离运输。

一、养分的运输途径

（一）质外体途径

1.运输部位：

根尖的分生区和伸长区

2.运输方式：

自由扩散、静电吸引

3.运输的养分种类：

Ca2+、Mg2+、Na+等

（二）共质体途径

根毛区

2.方式：

扩散作用、原生质流动（环流）、水流带动

3.运输的离子：

NO3－、H2PO4－、K＋、SO42－、Cl－

二、养分进入木质部

是指养分从中柱薄壁细胞向木质部导管的转移过程。

实际上是离子自共质体向质外体的过渡过程。

（一）养分进入机理

双泵模型：

第一次是将离子由介质或自由空间主动泵入细胞膜内，进入共质体；

第二次是将离子由木质部薄壁细胞主动泵入木质部导管，进入质外体。

养分从介质到达木质部导管至少通过2次原生质膜

（二）影响因素

1.外界离子浓度2.温度3.呼吸作用

第二节养分的长距离运输

也称纵向运输，是指养分沿木质部导管向上，或沿轫皮部筛管向上或向下移动的过程。

由于养分迁移距离较长，故称为长距离运输。

一、木质部运输

（一）动力和方向

动力：

蒸腾作用——一般起主导作用；

根压——当蒸腾作用微弱或停止时，起主导作用

蒸腾对木质部养分运输作用的大小取决于植物生育阶段、昼夜时间、离子种类和离子浓度等因素。

在植物生长旺盛期，蒸腾强度大，木质部养分的运输主要靠蒸腾拉力。

白天木质部运输主要靠蒸腾作用，驱动力较强，且运输量大。

夜间主要靠根压，其动力弱，养分运输量小。

一般以质外体运输的养分受蒸腾作用影响较大，而以共质体运输为主的养分则受影响较小。

高蒸腾强度对K+的木质部运输速率影响不大但能大幅度提高Na+的运输速率。

植物体内以分子态运输的养分，其木质部运输也受蒸腾作用的强烈影响，最为典型的是硅和硼。

钙的木质部运输与蒸腾作用也有密切关系。

蒸腾强度越大和生长时间越长的植物器官，经木质部运入的养分就越多。

油菜各器官中硼的含量有明显影响。

叶片蒸腾量大，硼的含量就高，而且施硼量对含量的影响十分明显；

荚果蒸腾量小，硼的含量较低，受施硼量的影响较小；

甚至在同一叶片上也会因蒸腾量的局部差异而造成含硼量的明显变化。

一般，叶尖蒸腾量最大，硼的含量最高；

叶柄蒸腾量最小，相应地含硼量也最低。

当介质中硼过高时，植物硼毒害的症状首先出现在叶尖和叶缘。

在生产实践中，茄果类的番茄、辣椒等在结果期若遇较长时间的低温或阴雨天，蒸腾强度低，常会发生果实生理性缺钙而出现脐腐病。

方向：

单向，自根部向地上部运输目的地：

叶子、果实和种子养分进入叶片的过程称为“卸”

（二）运输机理

1.质流：

指养分离子在木质部导管中随着蒸腾流向上运输的方式——主要

2.交换吸附：

由于木质部导管壁上有很多带负电荷的阴离子基团，它们将导管汁液中的阳离子吸附在管壁上。

所吸附的离子又可被其它阳离子交换下来，继续随汁液向上移动。

结果：

降低了离子的运输速率，出现滞留作用（导管周围组织带负电荷的细胞壁也参与吸引滞留在导管中的阳离子的作用）

离子种类、离子浓度、离子活度、竞争离子、导管壁电荷密度等。

三）养分的再吸收和释放

1.再吸收：

溶质在木质部导管运输过程中，部分离子可被导管周围的薄壁细胞吸收，从而减少了溶质到达茎叶数量的现象。

使木质部汁液的离子浓度自下而上递减

植物的生物学特性和离子性质

2.释放含义：

木质部运输过程中，导管周围的薄壁细胞将吸收了的离子重新释放到导管中的现象

维持木质部汁液中养分浓度的稳定性

木质部导管养分浓度高，再吸收→木质部薄壁细胞

←养分浓度下降，释放

二、韧皮部运输

（一）特点：

养分在活细胞内双向运输

筛管：

管状活细胞，端壁有筛孔

轫皮部的结构伴胞：

以胞间连丝与筛管相通

薄壁细胞

（二）韧皮部汁液的组成

韧皮部汁液的组成与木质部比较有显著的差异：

第一，韧皮部汁液的pH值高于木质部；

第二，韧皮部汁液中干物质和有机化合物远高于木质部；

第三，某些矿质元素，如钙和硼在韧皮部汁液中的含量远小于木质部，其它矿质元素的浓度高于木质部；

无机态阳离子总量大大超过无机阴离子总量，过剩正电荷由有机阴离子，主要是氨基酸进行平衡。

（三）韧皮部中养分的移动性

钙在韧皮部中难从移动可能一方面是由于钙向韧皮部筛管装载时受到限制，使钙难以进入韧皮部中；

另一方面，即使有少量钙进入了韧皮部，也很快被韧皮部汁液中高浓度的磷酸盐所沉淀而不能移动。

硼是另一个在韧皮部难以移动的营养元素，但原因尚不明。

三、木质部与韧皮部之间的养分转移

韧皮部顺浓度梯度渗漏作用→木质部

←逆浓度梯度转移细胞

意义：

木质部向韧皮部养分的转移对调节植物体内养分分配，满足各部位的矿质营养起着重要作用。

第三节植物体内养分的循环

一、含义：

指在轫皮部中移动性较强的矿质养分，通过木质部运输和轫皮部运输形成自根至地上部之间的循环流动。

二、过程地上部木质部→轫皮部

↑↓

根木质部←轫皮部

↑

介质养分

四、养分循环的作用：

调控根系吸收养分的速率主要通过“反馈控制”来实现

运输养分的数量>

某一临界值：

营养状况良好V吸收下降

运输养分的数量<

养分缺乏V吸收上升

第四节养分的再利用

植物某一器官或部位中的矿质养分可通过轫皮部运往其它器官或部位而被再度利用的现象。

一、养分再利用的过程

第一步：

养分的激活第二步：

养分进入轫皮部第三步：

进入新器官

经历：

共质体（老器官细胞内激活）质外体（装入轫皮部之前）共质体（轫皮部）质外体（卸入新器官之前）共质体（新器官细胞内）

只有移动能力强的养分元素才能被再利用

三、养分再利用与生殖生长

植物生长进入生殖生长阶段后，根的活力减弱，养分吸收功能衰退。

此时，植物体内养分总量增加不多，各器官中养分含量主要靠体内再分配进行调节。

营养器官将养分不断地运往生殖器官，随着时间的延长，营养器官中的养分，所占比例逐渐减少。

植物根系从介质中吸收的矿质养分，一部分在根细胞中被同化利用；

另一部分经皮层组织进入木质部输导系统向地上部输送，供应地上部生长发育所需要。

植物地上部绿色组织合成的光合产物及部分矿质养分则可通过韧皮部系统运输到根部，构成植物体内的物质循环系统，调节着养分在植物体内的分配。

1.养分的横向运输是指养分沿根的、、，最后到达