植物的矿质营养plantmineralnu

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1、第二章植物的矿质营养Plantmineralnutrition[学习要求]了解高等植物矿质营养的概念、研究方法、植物必需元素的名称及其在植物体内的生理作用、植物缺乏必需元素所出现的特有症状；理解营养离子跨膜运输的机理、植物根系吸收养分的过程、特点以及根外营养的意义；掌握植物对氮、硫和磷的同化过程及这些同化物是如何在植物体内进行运输的；了解合理施肥的生理基础和指标，并能够提出合理施肥的措施。[重点和难点]本章重点是必需元素及其生理作用、养分的可利用形态、缺素症状，离子跨膜运输的方式及机理，植物根系吸收矿质养分过程、特点及环境因素对植物吸收矿质养分的影响，N素的同化过程，农业生产中合理施肥的生理

2、基础。难点是营养离子跨膜运输的方式及机理、氮素的同化过程及缺素症状的诊断。[知识要点]矿质元素和水分一样，主要存在于土壤中，由根系吸收进入植物体内，运输到需要的部位加以同化，以满足植物生命活动的需要。植物对矿物质的吸收、转运和同化，通称为矿质营养（mineralnutrition）。2.1Plantessentialelements植物必需的矿质元素：植物体内的化学元素并非全部是植物生命活动所必需的，只有其中一部分为植物生命活动所不可缺少。要确定植物体内各种元素是否为植物所必需，只根据灰分分析得到的数据是不够的。通过溶液培养或砂基培养，并按照Arnon&Stout于1939年提出的植物必须元

3、素的标准：（1）如缺乏该元素，植物生育发生障碍，不能完成生活史；（2）除去该元素，则表现出专一的病症，而且这种缺乏症是可以预防和恢复的；（3）该元素在植物营养生理上应表现直接的效果，绝不是因土壤或培养基的物理、化学、微生物条件的改变而产生的间接效果。目前已经明确碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、硅、铁、锰、铜、锌、硼、钼、氯、镍、钠19种元素为大多数高等植物所必需的，其中碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、硅10种元素植物需要量相对较大，称为大量元素；其余铁、锰、铜、锌、硼、钼、氯、镍、钠9种元素植物需要量极微，稍多即发生毒害，故称为微量元素。必需的矿质元素在植物体内的生理作用有3个方面：

4、（1）是细胞结构物质的组成成分，如N，P，S等；（2）是植物生命活动的调节者，参与酶的活动，如Mn，Mg，Fe等；⑶起电化学作用，即离子浓度的平衡、胶体的稳定和电荷中和等，如K+。根据生化功能植物矿质营养可分为4组：（1）作为碳化合物部分的营养，N，S；（2）能量贮存和结构完整性的营养，P，Si，B；（3）保留离子状态的营养，K，Ca，Mg，Cl，Mn，Na；（4）参与氧化还原反应的营养，Fe，Zn，Cu，Ni和Mo。Beneficialelement(有益元素)是指能促进植物生长发育,但不为植物普遍所必需的,或在一定的条件下为植物所必需,或只有某些植物生长所必需的元素。目前了解得较多的有铝

5、(Al)、钴(Co)、钛(Ti)、钒(V)、锂(Li)、铬(Cr)、硒(Se)、碘(I)等每种元素都有其各自的生理功能，缺乏某一元素往往会使植物出现特有的症状和出现部位，根据这些可以进行缺素的简单诊断，比较准确的方法是化学分析法。2.2.Absorptionofmineralelementsbyplantcell植物细胞对矿质元素的吸收：植物细胞吸收离子的方式可分为被动吸收和主动吸收，其中被动吸收的机理被理解为简单扩散和离子通道运输，主动吸收是通过离子泵和离子载体实现的。主动吸收的突出特点是，可逆电化学梯度进行，因此要消耗能量。除了上述两种吸收方式外，植物细胞还可以通过胞饮方式（pinocy

6、tosis）吸收矿质养分，但这种方式不具有选择性。2.3.Absorptionofmineralelementsbyplant植物体对矿质元素的吸收：植物体吸收矿质元素可通过叶片进行，但主要是通过根部，而且主要吸收部位为根毛区。盐分和水分被植物的吸收是相对的，既有关、又无关。有关，表现在盐分一定要溶解于水中，才能被根部吸收；无关，表现在两者的吸收机理不同。植物吸收离子的特点表现在3个方面：（1）盐分和水分被植物的吸收是相对的；（2）对离子的吸收具有选择性；（3）单盐毒害（toxicityofsinglesalt）与离子拮抗（ionantagonism）。根部吸收溶液中的矿物质经过以下几个步骤

7、：（1）离子吸附在根部细胞表面；（2）离子进入根部内部；（3）离子进入导管。温度、土壤通气状况、土壤溶液浓度、土壤pH值等环境因素均对植物根系吸收矿质营养有影响。植物地上部分也可以吸收矿物质，这个过程称为根外营养，又叫叶片营养(foliarnutrition)。根外施肥的优点是：作物在生育后期根部吸肥能力衰退时，或营养临界时期，可根外喷施N素等以补充营养；某些肥料(如磷肥)易被土壤固定，而根外喷施无此问题，且