养分在植物体内的运输和分配

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1、第四章养分在植物体内的运输和分配主要内容基本要求养分的短距离运输了解养分的长距离运输了解植物体内养分的循环了解养分的再利用了解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3.通过输导组织转移到地上部各器官4.随分泌物一道排回介质中短距离运输长距离运输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、养分的运输途径离子短距离运输的质外体(A)和共质体(B)示意图皮层中柱根表皮外

2、皮层BA晚期后生木质部早期后生木质部凯氏带内皮层韧皮部根毛一、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由于内皮层还未充分分化，凯氏带尚未形成，质外体可延续到木质部，即养分可直接通过质外体进入木质部导管。2.运输方式：自由扩散、静电吸引3.运输的养分种类：Ca2+、Mg2+、Na+等如Ca2+，主要通过质外体运输，只有少量进入细胞内，因为：质外体中的Ca2+＋果胶果胶酸钙细胞内的Ca2+＋草酸草酸钙所以：钙的运输受到限制（二）共质体途径1.运输部位：根毛区内皮层已充分分化，凯氏带已形成，养分进入共质体（细胞内）后，靠

3、胞间连丝在相邻的细胞间进行运输，最后向中柱转运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－根毛细胞是贮存磷、钾的生理库，如禾谷类作物生长前期吸收的磷占全量的60～70％，到后期经转运和再利用。4.具有自我调节作用：共质体内被运输的离子并不完全进入导管，除一部分在根内被利用和同化外，还要优先被液泡选择吸收而积累在液泡的“离子库”中。当通过共质体运输的离子暂时减少时，液泡又释放离子，使之通过运输到达导管。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

4、离子自共质体向质外体的过渡过程。（一）养分进入机理早期认为是被动过程－－渗漏假说：认为共质体中的离子跨越皮层组织，穿过内皮层细胞后渗漏进入木质部导管。后来证明是主动过程－－双泵模型：认为离子进入木质部导管需经两次泵的作用：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。内皮层木质部薄壁组织细胞质凯氏带12细胞壁根表皮层细胞质木质部液泡根部离子短距离运输进入木质部导管的双泵模型①共质体②质外体养分从介质到达木质部导管至少通过次原生质膜2（二）影响因素1.外界离子浓度介

5、质K＋浓度对向日葵伤流液中含钾量的影响介质K＋浓度(mmol/L)伤流液中K＋总量(μg)0.129.21.045.010.026.6可见，浓度适中，进入的离子总量最大2.温度：升高，水分易扩散进入，使木质部汁液体积增加；而因质膜的选择性随温度的提高而增加，利于钾的吸收，但对钙不利。分泌物浓度温度(OC)溢出量(ml/4h)K+Ca2+K+/Ca2+85.313.41.58.91821.915.21.015.22831.719.60.824.5温度对玉米伤流液数量及其K+,Ca2+浓度的影响3.呼吸作用：受抑制时，K＋、Ca2＋运输量减少

6、，但K＋/Ca2＋比值不变第二节养分的长距离运输含义：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，起主导作用木质部导管木质部汁液的移动是根压和蒸腾作用驱动的共同结果，但两种力量的强度并不相同。从力量上，蒸腾拉力远大于根压压力。从作用的时间上，蒸腾作用在一天内有阶段性，而根压具有连续性。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。（1）

7、植物生育阶段在植物生长旺盛期，蒸腾强度大，木质部养分的运输主要靠蒸腾拉力。（2）昼夜时间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。（3）元素种类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。蒸腾强度对甜菜木质部运输K+和Na+的影响（µmol/株·2h）K+Na+

8、介质浓度（mmol/L）低蒸腾高蒸腾低蒸腾高蒸腾1K++1Na+2.93.02.03.910K++10Na+6.57.03.48.1燕麦植株蒸腾（耗水）与硅吸收的计算值和实测值间的关系收获前的