《营养元素》PPT课件

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1、第五章天然水中的生物营养元素§5-1概述§5-2氮对水体水产的影响§5-3磷对水体水产的影响§5-4其他营养元素§5-5水体的富营养化§5-1概述一、营养元素的定义：植物正常生长发育过程中不可缺少的元素。*必须元素和非必须元素：●常量必需元素：N、P、K、Ca、Mg、S、C、H、O●微量必需元素：Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo、Cl等●必需元素的生理功能为：构成植物体内有机结构的组成成分，参与酶促反应或能量代谢及生理调节。如纤维素、单糖和多糖中含有碳、氢、氧；蛋白质中含有碳、氢、氧、氮、磷、硫；某些酶中

2、含有铁或锌；Mg2+和K+是两种不同的酶的活化剂；K+和Cl-对渗透调节具有重要作用等。●非必需元素——植物正常生长发育不需要的元素无害元素——虽然植物正常生长发育不需要，但是少量摄入后不会产生严重病理现象，如铋元素等有害元素——不仅植物正常生长发育不需要，而且摄入微量，就会出现病态或中毒症状，又称有毒元素。如汞、镉、铅等二、藻类吸收营养元素的特点1，选择性——吸收有效形式N:NH4+>NO3->NO2-P:H2PO4-HPO42-一般不吸收磷脂类有机态磷2，比例性——按比例吸收营养元素*光合作用和呼吸作

3、用平均计量关系式106CO2+16NO3-+HPO42-+122H2O+18H++微量元素(CH2O)106(NH3)16H3PO4+138O2O:C:N:P=276:106:16:1(摩尔比)=142:41:7.2:1（质量比）释放的吸收的植物光合作用时，每吸收1mgP同时吸收7.2mgN和41mgC，并释放142mgO2。或者说，光合作用每吸收76mlCO2，便释放99mlO2。浮游生物死亡后被完全分解时，每消耗99mlO2，释放76mlCO2限制法则——植物对营养元素的吸收是按比例进行的，各种营养盐

4、之间相互限制。如果某一营养盐极为缺乏，即使其它元素大量存在，也不被吸收利用，即水中含量最少的一种营养盐起着限制作用。限制作用一般出现在浮游植物大量繁殖后，营养元素浓度降低到不能继续维持其生长，浮游植物便停止繁殖。奢侈吸收（饥饿吸收）——藻类处于缺乏营养元素的环境下,一旦接触含量高的有效形式的营养元素,其吸收利用速度极快,并能过量的吸收营养元素存储于细胞中。例如P元素被大量吸收后储存于细胞内.OOO∥∥∥—O—P—O—P——O—P—O—∣∣∣O-O-O-[]3，吸收速率（1）被动吸收——靠扩散,吸收速率决定

5、于扩散速度，与浓度梯度有关。（2）主动吸收——细胞利用呼吸做功可以逆着浓度差吸收营养物质的过程，符合酶促反应动力学规律。若[S]=Km时，V=1/2Vmax4.米门氏方程——酶促反应速度与浓度的关系酶促反应速度(吸收速率)最大反应速度米氏常数限制性底物浓度图酶促反应速度与浓度的关系*实例某些硅藻对NH4+吸收速率与浓度的关系三、影响天然水体初级产量与生产速率的限制因素1.水中营养元素有效形态的实际浓度[S]太低2.各种营养元素有效形态的浓度比例不适合浮游植物的需要3.水中营养盐的总储存量或补给量不足4

6、.向藻类细胞表面迁移补给有效营养盐的速率不足§5-2氮对水体水产的影响一、天然水中氮元素的存在形态1．溶解氮气2．亚硝酸态氮（NO2--N）3．硝酸态氮（NO3--N）4．总铵（氨）态氮（TNH4+-N）5.有机态氮氮存在形态１.游离态氮——溶解N2具有相对较强的化学惰性，在水中的溶解度也很低，但大气中占78%，水中的含量较高，在海洋中可达20mg/L，而其它可溶性氮化合物仅为0.7mg/L。多数藻类不能利用，只有少数固氮藻类可以利用。N2过饱和很容易引起气泡病。一般N2%≥115就可产生气泡病症状。２.

7、亚硝酸态氮一种不稳定的化合物，在水中易转化。溶氧低时可转化为N2和N2O,溶氧高可转化为NO3-清洁水中含量很低，地表水＜0.01mg/L对鱼的毒性：温水鱼＜5mg/L，无害鲑鳟鱼＜0.06mg/L，无害对人的毒性：使血液的载氧能力降低是致癌物亚硝酸氮在天然水中的浓度是非常低的，它主要是硝化反硝化过程及植物体内被摄取的硝酸在硝化酶的作用下转化为氨及氨基酸过程的中间产物。3.硝酸态氮——是含氮化合物的稳定形态，是氮氧化的产物。易被植物吸收，对生物基本无毒。4.总铵态氮——是NH3和NH4+的总和。二者在水中

8、可以相互转化。5.有机氮——包括蛋白质、氨基酸、尿素、胺类、硝基化合物等。二．天然水中氮来源①鱼池施肥②生活污水和工业废水的注入。③水生生物和鱼类的代谢产物。池塘中氮主要来源于肥料和饲料。进入水体中的氮一般以氨的形式存在。这些氮来源于鱼鳃排泄物和细菌的分解作用。饲料中的氮有60-70％被排泄到水体中，因此水产养殖生产中总氮浓度与投饲率及饲料蛋白含量有直接关系，在精养池中经常会出现对鱼类有害的“富氮”。三、氮的循环1.氮气的溶解