植物生理生化.docx
- 文档编号:8260430
- 上传时间:2023-01-30
- 格式:DOCX
- 页数:6
- 大小:52.53KB
植物生理生化.docx
《植物生理生化.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《植物生理生化.docx(6页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
植物生理生化
一、植物生长需要的营养
1.必需营养元素:
所谓植物必需营养元素,它们对植物来讲是生长发育过程中不可缺少的。
如果缺少了,植物就不能完成其生育周期(由种子萌发经生长、发育到最后结出种子)。
营养元素在植物体内的含量不同,所引起的作用也不同,有些元素在植物体内含量很少,但是是不可缺少的,判断必需营养元素的三个依据:
(1)如缺少某种营养元素,植物就不能完成生长史;
(2)必须营养元素的功能不能由其它营养元素代替;
(3)必需营养元素直接参与植物代谢作用.
2.目前已发现16种必需营养元素:
(1)大量营养元素:
C、H、O、N、P、K;
(2)中量营养元素Ca、Mg、S;
(3)微量营养元素:
Fe Mn Cu Zn B Mo Cl(一般占植物干重的0.1%以下)。
3.有益元素:
在16种营养元素之外,还有一类营养元素,它们对一些植物的生长发育具有良好的作用,或为某些植物在特定条件下所必需,但不是所有植物所必需,人们称之为“有益元素”,其中主要包括:
Si NaCo Se Ni Al等.
4.为什么大量施肥并不能获得高产?
(1)各类元素的同等重要性
大量、中量和微量营养元素具有同等重要性,必需营养元素在植物体内不论数量多少都是同等重要的,作物的产量和品质是有最缺乏的营养元素决定的,要想节约肥料的投入成本又能获得高产,必须做的平衡施肥。
(2)常见土壤营养元素的缺乏状况表
土壤类型
土壤pH<6.0
土壤pH6.0-7.0
土壤pH>7.0
沙土
氮、磷、钾、钙、镁、铜、
锌、钼
氮、镁、锰、硼、铜、
锌
氮、镁、锰、硼、铜、
锌、铁
轻壤土
氮、磷、钾、钙、镁、铜、
钼
氮、镁、锰、硼、铜
氮、镁、锰、硼、铜、
锌
壤土
磷、钾、钼
锰、硼
锰、硼、铜、铁
粘壤土
磷、钾、钼
锰
硼、锰
粘土
磷、钼
硼、锰
硼、锰
髙有机质土
磷、锌、铜
锰、锌、铜
锰、锌、铜
白浆土
镁
镁、铜
镁、铜
二、植物根系吸收养分
植物所获得的养分大部分是通过根系的吸收获得的,根部营养使作物获得高产的前提与保证
(1)根部吸收养分的过程
1)通过交换吸附将离子吸附在根部细胞表面,所谓交换吸附是指根部细胞表面的正负离子(主要是细胞呼吸形成的CO2和H2O生成H2CO3再解离出的H+和HCO3-)与土壤中的正负离子进行交换,从而将土壤中的离子吸附到根部细胞表面的过程。
2)离子进入根部内部:
①通过质外体途径进入根部内部,质外体是指植物体内由细胞壁、细胞间隙、导管等所构成的允许矿物质、水分和气体自由扩散的非细胞质开放性连续体系。
离子经质外体运送至内皮层时,由于有凯氏带的存在,离子(和水分)最终必须经共质体途径才能到达根部内部或导管。
这使得根系能够通过共质体的主动转运及对离子的选择性吸收控制离子的运转,共质体是指植物体内细胞原生质体通过胞间连丝和内质网等膜系统相联而成的连续体,溶质经共质体的运输以主动运输为主。
3)离子进入导管:
离子经共质体途径最终从导管周围的薄壁细胞进入导管。
(2)影响植物根系吸收矿质元素的因素
1)土壤温度土壤温度过高或过低,都会使根系吸收矿物质的速率下降。
高温(如超过40℃)使酶钝化,影响根部代谢,也使细胞透性加大而引起矿物质被动外流。
温度过低,代谢减弱,主动吸收慢,细胞质粘性也增大,离子进入困难。
同时,土壤中离子扩散速率降低。
2)土壤通气状况根部吸收矿物质与呼吸作用密切有关。
土壤通气好,增强呼吸作用和ATP的供应,促进根系对矿物质的吸收。
3)土壤溶液的浓度土壤溶液的浓度在一定范围内增大时,根部吸收离子的量也随之增加。
但当土壤浓度高出此范围时,根部吸收离子的速率就不再与土壤浓度有密切关系。
此乃根细胞膜上的传递蛋白数量有限所致。
而且,土壤溶液浓度过高,土壤水势降低,还可能造成根系吸水困难。
因此,农业生产上不宜一次施用化肥过多,否则,不仅造成浪费,还会导致“烧苗”发生。
4)土壤溶液的pH值
直接影响根系的生长。
大多数植物的根系在微酸性(pH5.5~6.5)的环境中生长良好,也有些植物(如甘蔗、甜菜等)的根系适于在较为碱性的环境中生长。
影响土壤微生物的活动而间接影响根系对矿质的吸收。
当土壤偏酸(pH值较低)时,根瘤菌会死亡,固氮菌失去固氮能力。
当土壤偏碱(pH值较高)时,反硝化细菌等对农业有害的细菌发育良好,这些都会对植物的氮素营养产生不利影响。
影响土壤中矿质的可利用性。
土壤溶液中的pH值较低时有利于岩石的风化和K+、Mg2+、Ca2+、Mn2+等的释放,也有利于碳酸盐、磷酸盐、硫酸盐等的溶解,从而有利于根系对这些矿物质的吸收。
但pH值较低时,易引起磷、钾、钙、镁等的淋失;同时引起铝、铁、锰等的溶解度增大,而造成毒害。
相反,当土壤溶液中pH值增高时,铁、磷、钙、镁、铜、锌等会形成不溶物,有效性降低。
5)土壤水分含量土壤中水分的多少影响土壤的通气状况、土壤温度、土壤pH值等,从而影响到根系对矿物质的吸收。
6)土壤颗粒对离子的吸附土壤颗粒表面一般都带有负电荷,易吸附阳离子。
7)土壤微生物菌根的形成可增强根系对矿物质和水的吸收。
固氮菌、根瘤菌等有固氮能力。
而反硝化细菌则引起NO3—N损失。
8)土壤中离子间的相互作用溶液中某一离子的存在会影响另一离子的吸收。
例如,溴的存在会使氯的吸收减少;钾、铷和铯三者之间互相竞争。
三、.通过植物叶片吸收
(1)叶面营养是植物根外营养的重要途径,叶面施肥可以补充植物后期由于土壤中吸收养分不足而带来的养分亏缺,保证作物的增产;可在植物根系受到严重影响时,及时弥补作物所遭受到的损失,如磷、锌、硼、铁等易被土壤固定而使植物难以利用的养分通过叶面施用可以为植物较快吸收,发挥更好的增产效果;叶面肥可以在作物不同生长阶段、不同种植密度和高度下进行,有利于集约农业的大规模机械化施肥操作。
(2)植物对养分的吸收具有选择性和适应性,在植物整个营养期中有两个关键时期,即植物营养临界期和植物营养最大效率期。
在植物营养临界期,植物对某种养分要求很迫切,该养分过多或过少都可能影响植物的生长发育,于后期难以纠正或弥补。
在植物营养最大效率期,植物生长迅速,吸收养分能力特别强,及时满足植物养分需要,对提高产量有明显的效果,植物除了能够由根部从土壤中吸收养分外,叶面营养又是一种重要的养分吸收途径。
(3)叶子能直接吸收和利用有效养分,对养分的利用率较高,并可防止或避免由于土壤对有效养分的固定而降低其有效性。
因此,植物叶面喷施肥料,特别是某些容易被土壤固定的元素如磷、铜、锰、铁、锌等,具有营养效果好的特点。
叶面对养分吸收、运转比根快,有利于及时满足作物生长发育的要求。
一般尿素施在土壤中4-5天后才有效果,采用叶面喷施只要1-2天即可见效。
因此,采用喷施技术可以用作及时防治或矫正某些缺素症或因自然灾害而需要迅速供给养分的补救措施。
自叶面吸收的养分能直接影响体内代谢,参与植物新陈代谢,增强体内酶的活性。
通过叶面施肥可提高植物的抗逆性,延迟叶片早衰,并可促进早熟等。
叶面喷施用量少,节省投入,尤其是磷、钾肥和微量元素肥料,一般为土壤施用量的1/10-1/5,还可避免微量元素肥料用量过多造成危害的问题。
叶面施肥不能代替根部施肥,因为植物吸收养分的绝大多时还是通过根系吸收的;叶面施肥与根部施肥结合,可以起到相互促进、相互补充的作用。
(4)叶面喷施的养分是通过叶片的角质层和气孔进入植物体内。
植物叶片对养分吸收速率和叶面肥料利用率有密切关系。
植物易吸收氮、钾,并很快被运转参与植物代谢,相对而言,磷、硫以及锌、铜、锰、铁、钼移动性较差,而硼、镁、钙等元素则滞留在该叶片中极难移动,一般新叶片吸收能力强。
四、各种营养元素的主理作用
氮:
是构成植物体的最小单位—细胞的重要组成部分之一。
蛋白质是细胞的主要组成部分,而氮在蛋白质中约含:
6~18%。
氮也是时绿素的重要组成部分,植物进行光合作用,需要叶绿素。
此外,植物体内所含的维生素、激素、生物碱等有机物中也含有氮素。
氮一般积集在幼嫩的部位和种子里。
当氮素供应充足时,植物的茎叶繁茂、时色深绿、延迟落叶;反之,氮素不足,植株就矮小,下部叶片首先缺绿变黄,逐步向上扩展,叶片簿而黄。
当然,如果缺氮,肥施得过多,尤其在磷、钾供应不足时,会造成徒长、贪青、迟熟、易倒伏、感染病虫害,特别是一次用量过多会引起烧苗,所以一定要注意合理的施肥。
磷:
磷是组成植物细胞的重要元素,也是很多酶的组成部分,它能促进细胞分裂,对根系的发育有很大的促进作用。
磷参与植物体内的一系列新新陈代谢的过程,如光合作用、碳水化合物的合成、分解、运转等。
磷能促进体内可溶性糖类的贮存,因而能增强植物的抗旱抗寒能力。
在苗期能促进根系发育,使根系早生快发,促进开花,对球根花卉能提高质量和产量。
反之,磷素供应不足时,植物生长受到抑制,首先下部时片叶色发暗呈紫红色,开花迟,花亦小。
钾:
它不直接组成有机化合物,而参与部分代谢过程和起调节作用。
主要以离子态存在,在休内移动性大,通常分布在生长最旺盛的部位,如芽、幼叶、根尖等处。
钾供应充足时,能促进光合作用,促进植物对氮、磷的吸收,有利于蛋白质的形成,使圭叶茁壮,枝杆木质化、粗壮,不易倒伏,增强抗病和耐寒能力。
缺钾时,休内代谢易失调,光合作用显著下降,茎杆细瘦,根系生长受抑制,首先者叶的尖端和边缘变黄直至桔死,严重时会使大部分叶片枯黄。
钙:
钙是细胞壁中胶层的组成成分,以果胶钙的形态存在。
钙易被固定下来,不能转移和再度利用 。
植物缺钙时,细胞壁不能形成,并会影响细胞分裂,妨碍新细胞的形成致使根系发育不良,植株矮叭严重时会使植物幼叶卷曲、叶尖有粘化现象,叶缘发黄,逐渐枯死,根尖细胞腐烂、死亡。
镁:
它是一切卑色植物所不可缺少的元素,因为它是叶绿素的组成成分之八它对光合作用有重要的作用,它又是许多酶的活化剂,有利于促进碳水化合物的代谢和呼吸作用。
硫:
硫是构成蛋白质和萌不可缺少的成分,含硫的有机化合物在植物体内还参与氧化还原过程。
因此在植物呼吸过程中,硫有着重要的作用。
叶绿素的成分中虽不含硫,但它对叶绿素的形成有一定的影响。
缺硫会使叶绿素含量降低,叶色淡绿,严重旺卓卖白色。
硫在植物体内移动性不大,很少从衰老组织中向幼嫩组织运转。
铁:
铁通常占干物重的干分之几,它是形成叶绿素所必需的。
叶绿素本身不含铁,但缺铁叶绿素就不能形成,会造成“缺绿症”。
铁在植物体中的流动性很小,老叶中的铁不能向新生组织中转移,因而它不能再度利用 。
缺铁时,下部叶片常能保持绿色,而嫩叶上会呈现网状的“缺绿症”。
硼:
它不是植物体内的结构成分,但硼能促进碳水化合物的正常运转,促进生殖器官的正常发育。
它还能调节水分的吸收和氨化还原过程。
缺硼会影响花芽分化和发生落花落果现象,还会使茎杆裂开。
锰:
锰是叶绿体的结构成分,参与光合作用、水的光解。
它是多种酶的活化剂,对植物呼吸、蛋白质的合成与水解、硝酸态氮的还原都起重要的作用。
缺锰会使植物体内硝酸态氮积累、可熔性非蛋白态氮素增多。
锌:
锌是许多酶的组成成分。
它能促进植物体内生长素的合成,对植物体内物质水解、氧化还原过程以及蛋白质的合成等有重要作用。
缺锌,除叶片失绿外,在枝条尖端常会出现小叶和簇生现象,称为“小叶病”。
严重时会使枝条死亡。
钼:
用存在于生物催化剂之中,它对豆科作物及自生固氮菌有重要作用,能促进豆科作物固氮。
铂还能促进光合作用的强度,以及消除酸性土壤中活性铝在植物体内累积而产生的毒害作用。
植物缺用的共同症状是植株矮小 ,生长受抑制,叶片失绿、枯萎以致坏死。
豆科作物缺铂,根瘤发育不良,瘤小而少,固氮能力弱或不能固氮。
铜:
铜是植物体内多种氧化酶的组成成分,在氧化还原反应中铜起重要作用。
它参与植物的呼吸作用,还影响到作物对铁的利用。
在叶绿体中含有较多的铜,与叶绿素的形成有关。
铜还具有提高叶绿素稳定性的能力,避免叶绿素过早遭受破坏,有利于 叶片更好地进行光合作用。
缺铜会使叶绿素减少,叶片出现失绿现象,幼叶的叶尖因缺绿而黄化,最后叶片千枯、脱落。
氯:
植物光合作用中水的光解需要氯离子参加。
氯离子是细胞液和植物细胞本身的渗透压的调节剂和阳离子的平衡者。
缺氮:
植株浅绿、基部老叶变黄,干燥时呈褐色。
茎短而细,分枝或分蘖少,出现早衰现象。
若果树缺 氮则表现为果小、果少、果皮硬等现象。
缺磷:
植株深绿,常呈红色或紫色,干燥时暗绿。
茎短而细,基部叶片变黄,开花期推迟,种子小,不饱满。
缺钾:
茎易倒伏,叶片边缘黄化、焦枯、碎裂,脉间出现坏死斑点,整个叶片有时呈杯卷状或皱缩,褐根多。
粮食类作物及其他含糖量大的作物生长后期需钾量较大,如禾谷类和马铃薯、甘薯、西瓜、葡萄等。
缺镁:
叶片变黄,有时杂色(和缺氮的区别),叶脉仍绿,而叶脉间变黄,有时呈紫色,出现坏死斑点。
缺铁:
脉间失绿,呈清晰的网纹状,严重时整个叶片,尤其是幼叶,呈淡黄色,甚至发白。
北方的果树如苹果、梨等易表现此症状。
缺硼:
首先表现在顶端,如顶端出现停止生长现象。
幼叶畸形、皱缩。
叶脉间不规则退绿。
油菜的"花而不实",棉花的"蕾而不花",苹果的缩果病,萝卜的心腐病等皆属于缺硼的原因。
缺锌:
叶小簇生,叶面两侧出现斑点,植株矮小,节间缩短,生育期推迟。
如果树的小叶病,玉米的花白苗等。
缺铜:
新生叶失绿,叶尖发白卷曲呈纸捻状,叶片出现坏死斑点,进而枯萎死亡。
如禾谷类表现为植株丛生、顶端变白,严重时不抽穗、不结实。
果树缺铜 则表现为顶梢叶片呈簇状,叶和果实均退色等症状。
缺锰:
脉间出现小坏死斑点,叶脉出现深绿色条纹呈肋骨状。
如柑橘的缺锰病。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 植物 生理 生化
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)