植物生理学 矿质元素

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1、第二章植物矿质营养mineralnutrition植物对矿质元素的吸收、转运和同化，统称为矿质营养早期研究VanHelmont（1577-1644）柳树枝条盆栽实验5年后，柳树增加76.74kg，土壤减少0.06Kg1699年JohnWoodward采用雨水、河水、泉水、菜园土浸提水培养薄荷实验1860年，J.Sachs和W.Knop（德）无土栽培实验植物的根本特点————自养型（无机营养型）第一节植物体的必需元素及其生理作用一、植物体内的矿质元素（灰分元素）种类：植物的灰分中发现有70多种元素，直接或者间接来

2、自土壤矿物质——矿质元素氮不存在于灰分中，不是矿质元素—H2O有机物90％植物材料干物质灰分105℃、65℃；无机物10％氧化H2OCO2NOSO2含量较大(n10-2%)元素：C、H、O、N、P、S、K、Na、Ca、Mg、Si、Al、Fe、Cl含量甚微(n10-3%—n10-5%)有：Mn、B、Zn、Co、Sr、Cu、Br、Ba、Ti、Ni、Cd、Mo、I含量极微的元素(n10-6%—n10-12%)：Ag、Au、Hg、Se、Ra等。灰分：各种金属的氧化物、磷酸盐、硫酸盐和氯化物等。灰分的含量：水

3、生植物含灰量为干重的1%；中生植物为5—15%；盐生植物可达45%以上。二、植物的必需元素（essentialelement）标准：(1)必需性：是植物正常生长、生殖所必需的元素，若缺乏该元素，则植物不能完成其生活史。(2)不可替代性：其作用不能为其他元素所代替。植物所出现的缺素症只能为该元素所纠正。(3)直接功能性：其作用必需是直接的，而不是因为土壤、培养液体或者介质的物理、化学或微生物等因素的间接作用。种类：17种，其中：大量元素9种：浓度通常高于0.1%。碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、钙、镁456451.5

4、0.20.11.00.50.2（在干物质中的浓度%）微量元素8种：浓度通常不高于10010-6%铁、锰、硼、锌、铜、钼、氯、镍10050202060.11003（在干物质中的浓度10-6%）镍也是必需元素。Ni2+是脲酶的必需组分。脲酶催化尿素水解为CO2和NH4+。若缺镍，会积累尿素而对植物产生毒害。有益元素：Na、Co、Se、Si必需元素=矿质元素确定必需元素的方法溶液培养法沙基培养法气培法营养膜培养法三、必需元素的生理作用及其缺乏症1）组成细胞的结构物质；----非金属元素2）作为酶、辅酶等的成分调节

5、或参与细胞的生理活动；3）起电化学作用，——金属元素（离子浓度平衡、胶体稳定、电荷的中和等）一般作用:1.N吸收形式：NH4+、NO3-、可溶性有机物（尿素）作用：生命元素：1.构成蛋白质的主要成分，16%-18%。首要地位2.核酸、叶绿素、辅酶成分3.植物激素、维生素、生物碱成分缺N症状：1）生长受抑，（早、明显）2）叶子缺绿（色淡、发黄）老叶---->新叶3）茎、叶柄、叶脉呈紫色（糖累积，促进花青素形成）氮过多：叶片大深绿、根冠比小，营养生长过旺。体内糖分含量不足，茎杆机械组织不发达，易倒伏（徒长）。2.P

6、吸收形式：H2PO4-、HPO42-生理作用：1）是磷脂、核酸、某些辅酶的成分2）参与有机物代谢（ATP、NADP）如糖代谢、转化、运输、还原N3）磷酸盐构成缓冲体系、调节渗透势缺P：1）生长缓慢（分蘖减少、幼嫩根茎叶生长受阻）2）叶暗绿老叶-----幼叶3）茎、叶脉呈紫色。可溶性糖累积促进花青素合成P肥过多：叶片出现焦斑（磷酸钙沉淀）植物发生锌、钙缺乏（磷酸根与锌钙结合）3.K吸收形式：K+生理作用：1）60种酶活化剂2）维持细胞膨胀度---影响新器官形成3）调节保卫细胞渗透势，气孔运动4）促进蛋白质合成、糖

7、类物质转化与运输缺K：叶出现缺绿斑块，叶缘、叶尖坏死，卷曲死亡由老叶----幼叶植物茎杆柔弱、易倒伏、抗性低植物呈莲座状或丛生肥料三要素：氮磷钾肥4.S吸收形式：SO42-、SO2生理作用：1）构成蛋白质的主要成分：半胱氨酸，甲硫氨酸等2）影响蛋白质空间结构，酶活性相关--SHR-S-S-R3）影响细胞氧化还原电位，参与能量代谢（CoA）缺S：与缺N相似叶缺绿、花青素形成、生长受抑由幼叶------老叶（一般土壤S含量充足）5.Mg吸收形式：Mg2+生理作用：1）叶绿素组成成分2）酶活化剂ATP+G---G-6

8、—P，能量3）维持核糖体结构稳定缺Mg：叶脉间缺绿、叶片形成褐斑坏死由老叶----幼叶（大量使用K肥易引起缺镁）6.Ca2+生理作用：1）细胞壁组成成分，影响细胞分裂2）酶活化剂，如ATP水解酶3）解毒作用：草酸Ca、柠檬酸Ca缺Ca：幼叶叶缘、叶尖坏死；芽坏死根尖生长停止、坏死CK-K－P－Fe－Zn－Ca－Mg－Cu－Mn四、植物缺素的诊断1．植物组织以及土壤成分化学分析诊断法。2