1、第三章第三章 植物的无机营养植物的无机营养第一节第一节 植物的水分代谢植物的水分代谢 植物的水分代谢是指植物从外界环境中吸收水分，水分在植物的水分代谢是指植物从外界环境中吸收水分，水分在植物体内运输和分配，水分从植物体向环境排出的过程，这是植物体内运输和分配，水分从植物体向环境排出的过程，这是一个动态平衡的过程。一个动态平衡的过程。植物的含水量：植物组织含水量一般为植物的含水量：植物组织含水量一般为70%-90%70%-90%。水在植物生活中的意义：水在植物生活中的意义：生理作用：生理作用：1 1、水是原生质的主要组分、水是原生质的主要组分 2 2、水直接参与植物体内重要的代谢过程、水直接参与
2、植物体内重要的代谢过程 3 3、水是物质吸收、运输的良好介质、水是物质吸收、运输的良好介质 4 4、水保持植物的固有姿态、水保持植物的固有姿态 5 5、细胞的分裂和生长需要足够的水、细胞的分裂和生长需要足够的水生态作用：生态作用：1 1、调节植物体温、调节植物体温 高比热：稳定植物体温高比热：稳定植物体温 高汽化热：降低体温，避免高温危害高汽化热：降低体温，避免高温危害 介电常数高：有利于离子的溶解介电常数高：有利于离子的溶解 2 2、水对可见光有良好的通透性、水对可见光有良好的通透性 3 3、水可调节植物的生存环境、水可调节植物的生存环境一、植物根系对水分的吸收一、植物根系对水分的吸收 根系
3、的吸水部位仅限于根表面未木栓化的部分，吸水最旺根系的吸水部位仅限于根表面未木栓化的部分，吸水最旺盛的部位是根尖的根毛区。盛的部位是根尖的根毛区。（一）根系对水分的吸收（一）根系对水分的吸收1.被动吸水：以被动吸水：以蒸腾拉力蒸腾拉力为吸水动力，为吸水动力，是植物吸水的主要动力。是植物吸水的主要动力。蒸腾拉力蒸腾拉力：指由于蒸腾作用产生的一系：指由于蒸腾作用产生的一系列列水势梯度水势梯度使导管中水分上升的力量。使导管中水分上升的力量。水势梯度：含水体系水势梯度：含水体系(植物或土壤等植物或土壤等)内两点间水内两点间水势的逐渐升高或下降的变化现象。可用两点间水势的逐渐升高或下降的变化现象。可用两点
4、间水势之差与两点间距之比来表示。势之差与两点间距之比来表示。2.主动吸水：以根压为吸水动力主动吸水：以根压为吸水动力 根压：根压：由于植物根系的生理活动而使液流从根部沿导管上升由于植物根系的生理活动而使液流从根部沿导管上升的压力。的压力。伤流伤流和和吐水吐水是由根压引起的。是由根压引起的。机理机理：主要是根部本身的代谢活动：主要是根部本身的代谢活动而引起的离子吸收和运输，造成了而引起的离子吸收和运输，造成了根部内外的水势差，由此产生的根根部内外的水势差，由此产生的根压导致外界的水分依次由外至内进入中柱导管，并向上运输，压导致外界的水分依次由外至内进入中柱导管，并向上运输，这种运输包括纵向运输和
5、横向运输。这种运输包括纵向运输和横向运输。水分移动：质外体空间水分移动：质外体空间内皮层细胞原生质层内皮层细胞原生质层(共质体共质体)质外质外体空间体空间(导管导管)根压形成假说：根压形成假说：渗透论：根系主动吸收的无机离子进入共质体达中柱内的活渗透论：根系主动吸收的无机离子进入共质体达中柱内的活细胞。这样导管周围的活细胞在代谢过程中不断向导管分泌细胞。这样导管周围的活细胞在代谢过程中不断向导管分泌有机离子和有机物，使其水势下降，而附近细胞的水势较高。有机离子和有机物，使其水势下降，而附近细胞的水势较高。因而水分就不断通过渗透作用进入导管，依次向地上部分运因而水分就不断通过渗透作用进入导管，依
6、次向地上部分运输。这样就产生一种静水压力，即根压。输。这样就产生一种静水压力，即根压。代谢论代谢论：认为呼吸作用所产生的能量参与根系的吸水过程。认为呼吸作用所产生的能量参与根系的吸水过程。当外界温度降低时、氧分压下降、呼吸作用抑制剂存在当外界温度降低时、氧分压下降、呼吸作用抑制剂存在时根压、伤流或吐水会降低或停顿。时根压、伤流或吐水会降低或停顿。通常情况下，根压引起的主动吸水和蒸腾拉力引起的被通常情况下，根压引起的主动吸水和蒸腾拉力引起的被动吸水是共同起作用的动吸水是共同起作用的，但在不同的气候条件和植物的不同，但在不同的气候条件和植物的不同生理期，二者所占比例不同。生理期，二者所占比例不同。
7、（二）影响根系吸水的条件（二）影响根系吸水的条件1、土壤中的可用水分、土壤中的可用水分重力水：在重力作用下可通过颗粒间空隙下降源流失的水分。重力水：在重力作用下可通过颗粒间空隙下降源流失的水分。有害。有害。毛细管水：保持在土壤颗粒间毛细管内的水分。可用。植物吸毛细管水：保持在土壤颗粒间毛细管内的水分。可用。植物吸 水的大部分来自它。水的大部分来自它。束缚水：土壤颗粒、胶体所吸附的水合层中的水分，一般不能束缚水：土壤颗粒、胶体所吸附的水合层中的水分，一般不能 被吸收利用。被吸收利用。利用。2 2、土壤温度：低温和高温均抑制根系吸水。、土壤温度：低温和高温均抑制根系吸水。3 3、土壤通气状况、土壤
8、通气状况 土壤通气不良土壤通气不良:A:A、缺、缺O O2 2，呼吸减弱，影响根压；呼吸减弱，影响根压；B B、长时间无、长时间无氧呼吸，根系中毒；氧呼吸，根系中毒；C C、土壤还原性物质过多，不利于根系生长、土壤还原性物质过多，不利于根系生长与吸收。与吸收。4 4、土壤溶液浓度：施肥过多产生、土壤溶液浓度：施肥过多产生“烧苗烧苗”现象。现象。二、植物的蒸腾作用二、植物的蒸腾作用蒸腾作用蒸腾作用：指植物体内的水分以：指植物体内的水分以气态方式气态方式从植物的表面向外界从植物的表面向外界散失的过程。与物理学中的蒸发作用不同，蒸腾作用是一种受散失的过程。与物理学中的蒸发作用不同，蒸腾作用是一种受植
9、物生命活动调节的生理过程。植物生命活动调节的生理过程。（一）蒸腾作用的意义和指标（一）蒸腾作用的意义和指标意义：意义：1 1、有利于水分的吸收和运输、有利于水分的吸收和运输 蒸腾拉力是高大树木吸水的主要动力蒸腾拉力是高大树木吸水的主要动力 2 2、有利于矿物质和有机物的吸收和运输、有利于矿物质和有机物的吸收和运输 3 3、维持植物体温的恒定、维持植物体温的恒定指标：蒸腾速率：植物在一定时间内单位叶面蒸腾的水量。指标：蒸腾速率：植物在一定时间内单位叶面蒸腾的水量。g/mg/m2 2h h。蒸腾效率：植物每消耗水所生产的干物质的克数。蒸腾效率：植物每消耗水所生产的干物质的克数。农作物为农作物为10
10、g/10g/。蒸腾系数或需水量：植物制造蒸腾系数或需水量：植物制造1g1g干物质所消耗的水量干物质所消耗的水量 （g g）。农作物为）。农作物为100g100g500g500g。（二）气孔蒸腾和气孔运动（二）气孔蒸腾和气孔运动蒸腾部位蒸腾部位植物幼小时，地面以上的全部表面植物幼小时，地面以上的全部表面皮孔蒸腾皮孔蒸腾 高大木本植物，约占全部蒸腾的高大木本植物，约占全部蒸腾的0.1%0.1%叶片蒸腾：（叶片蒸腾：（1 1）角质蒸腾）角质蒸腾 约占全部蒸腾的约占全部蒸腾的5%-10%5%-10%（2 2）气孔蒸腾）气孔蒸腾 主要方式主要方式1.1.气孔扩散的小孔定律气孔扩散的小孔定律 水分水分 细
11、胞壁细胞壁 细胞间隙细胞间隙 叶表面气孔。气孔面积一般叶表面气孔。气孔面积一般不超过叶面积的不超过叶面积的1%1%，但通过气孔的蒸腾量却达到叶片同样面积，但通过气孔的蒸腾量却达到叶片同样面积的蒸发量的的蒸发量的50%50%以上。以上。小孔扩散定律小孔扩散定律：在一定条件下，水蒸汽通过气孔孔隙扩散的速：在一定条件下，水蒸汽通过气孔孔隙扩散的速率，不与小孔的面积成正比，而与小孔的周长成正比。率，不与小孔的面积成正比，而与小孔的周长成正比。边缘效应边缘效应：水蒸气沿气孔边缘的扩散较之中央部分要快。：水蒸气沿气孔边缘的扩散较之中央部分要快。2.2.气孔运动及其机理气孔运动及其机理 引起气孔运动的主要原
12、因是：引起气孔运动的主要原因是：保卫细胞的吸水膨胀或失水收缩。保卫细胞的吸水膨胀或失水收缩。保卫细胞特点：细胞体积小，结构特殊。外壁薄内壁厚，这有保卫细胞特点：细胞体积小，结构特殊。外壁薄内壁厚，这有利于膨压迅速地改变。吸水时较薄的外壁易用于伸展，细胞向利于膨压迅速地改变。吸水时较薄的外壁易用于伸展，细胞向外弯曲，气孔张开。外弯曲，气孔张开。机理：机理：（1 1）淀粉）淀粉糖变学说糖变学说 pH 7pH 7 淀粉淀粉 +n Pi +n Pi 淀粉磷酸化淀粉磷酸化E nG-1-PE nG-1-P pH 5 pH 5 白天，光合作用导致保卫细胞内白天，光合作用导致保卫细胞内 COCO2 2下降，下
13、降，pHpH上升到上升到7.07.0，淀，淀粉磷酸化酶催化正向反应，淀粉水解成糖，引起保卫细胞渗透势粉磷酸化酶催化正向反应，淀粉水解成糖，引起保卫细胞渗透势下降，水势降低，保卫细胞吸水而膨胀，因而气孔张开。下降，水势降低，保卫细胞吸水而膨胀，因而气孔张开。黑暗中保卫细胞光合作用停止，呼吸仍进行，黑暗中保卫细胞光合作用停止，呼吸仍进行，COCO2 2积累，积累，pHpH上升到上升到5.05.0，淀粉磷酸化酶催化逆向反应，糖转化成淀粉，引起，淀粉磷酸化酶催化逆向反应，糖转化成淀粉，引起保卫细胞渗透势升高，水势升高，保卫细胞失水而膨压丧失，保卫细胞渗透势升高，水势升高，保卫细胞失水而膨压丧失，因而气
14、孔关闭。因而气孔关闭。此学说符合观察到的淀粉白天消失晚上出现的现象。但有些此学说符合观察到的淀粉白天消失晚上出现的现象。但有些植物保卫细胞内并没有淀粉的积累，也并没有检测到糖的累积。植物保卫细胞内并没有淀粉的积累，也并没有检测到糖的累积。（2）K K+积累学说 光下 光合磷酸化产生ATP 活化H+-ATPE 分解ATP 分泌 H+到细胞壁的同时，把外面的K+吸进保卫细胞，Cl也伴随进入，与苹果酸根共同平衡K+的电性 w下降 吸水膨胀 气孔打开。（3）苹果酸代谢学说 光下 保卫细胞光合作用 CO2降低 pH 升高 PEPC活性增强 （HCO3-+PEP OAA 苹果酸 w降低 细胞吸水膨胀 气孔
15、打开PEP：磷酸烯醇式丙酮酸，是糖酵解中重要中间产物,在光反应阶段产生(主要化学式为:NADP*+2e+2H*NADPH),为暗反应阶段提供能量与相应的酶(PEP缩合酶),也是C4植物中将CO2固定的化合物。（三）影响蒸腾作用的内外因子（三）影响蒸腾作用的内外因子1.内部因子内部因子：a.a.CO CO2 2：叶片内部低的：叶片内部低的COCO2 2分压可使气孔张开，高的分压可使气孔张开，高的COCO2 2则使则使气孔关闭。温度和光照很可能是通过影响叶内气孔关闭。温度和光照很可能是通过影响叶内COCO2 2浓度而间接浓度而间接影响气孔开关的。影响气孔开关的。b.b.叶片含水量叶片含水量：白天剧
16、烈蒸腾时失水过多，气孔关闭。雨：白天剧烈蒸腾时失水过多，气孔关闭。雨天叶片含水过多，表面细胞体积膨大，挤压保卫细胞，使气孔天叶片含水过多，表面细胞体积膨大，挤压保卫细胞，使气孔关闭。叶片水势降低时气孔开度减小或关闭。关闭。叶片水势降低时气孔开度减小或关闭。c.c.植物激素植物激素：细胞分裂素促进气孔开放，而：细胞分裂素促进气孔开放，而ABAABA促进气孔关促进气孔关闭。干旱时根产生的闭。干旱时根产生的ABAABA向上运输到地上部，促进保卫细胞膜向上运输到地上部，促进保卫细胞膜上上 K K+外流通道开启，向外运送的外流通道开启，向外运送的 K K+量增加，使保卫细胞水量增加，使保卫细胞水势增大而
17、失水，从而促进气孔关闭。势增大而失水，从而促进气孔关闭。2.外部因子外部因子：a.光照：光照：引起气孔开张所需的最小光量随植物种类而引起气孔开张所需的最小光量随植物种类而有所不同。有所不同。b.温度温度：在一定温度范围内气孔开度一般随温度的升：在一定温度范围内气孔开度一般随温度的升高而增大。在高而增大。在25以上时气孔开度最大，以上时气孔开度最大，30-35时开时开度会减小。低温下开度减小或关闭。度会减小。低温下开度减小或关闭。c.风风：大风可能加快蒸腾作用，使保卫细胞失水过多：大风可能加快蒸腾作用，使保卫细胞失水过多而促进气孔关闭。微风有利于气孔开放和蒸腾。而促进气孔关闭。微风有利于气孔开放
18、和蒸腾。d.土壤条件土壤条件：影响根系的各种土壤条件都会影响蒸腾：影响根系的各种土壤条件都会影响蒸腾作用。作用。三、植物体内水分的运输三、植物体内水分的运输（一）水分运输的途径（一）水分运输的途径土壤水土壤水 根毛根毛 根皮层根皮层 根根中柱鞘中柱鞘 根导管根导管 茎导管茎导管 叶柄导管叶柄导管 叶脉导管叶脉导管 叶肉细胞叶肉细胞 叶肉细胞间隙叶肉细胞间隙 气孔下腔气孔下腔 气孔气孔 大气大气土壤土壤植物植物空气连空气连续系统续系统茎木质部输导组织茎木质部输导组织（二）水分沿导管上升的动力（二）水分沿导管上升的动力 水分上升的动力水分上升的动力：根压和蒸腾拉力：根压和蒸腾拉力 水分上升的原因：
19、水分上升的原因：蒸腾蒸腾内聚力内聚力张力学说张力学说 （1 1）水柱有张力，（）水柱有张力，（0.5-3Mpa0.5-3Mpa）（2 2）水分子间有较大的内聚力（）水分子间有较大的内聚力（20 Mpa20 Mpa），），内聚力内聚力 张力张力 （3 3）水分子对导管壁有很强的附着力）水分子对导管壁有很强的附着力通常用通常用内聚力学说内聚力学说（cohesion theory）来解释植物体内水分上运时水柱不）来解释植物体内水分上运时水柱不断的问题。水分子间具有相互吸引的力量，这是水的内聚力。水柱的一端断的问题。水分子间具有相互吸引的力量，这是水的内聚力。水柱的一端受到蒸腾拉力的同时，水柱本身的重
20、量又使水柱下降，这样上拉下拽便使受到蒸腾拉力的同时，水柱本身的重量又使水柱下降，这样上拉下拽便使水柱产生张力。水柱张力比内聚力小，同时水分子与导管或管胞内纤维素水柱产生张力。水柱张力比内聚力小，同时水分子与导管或管胞内纤维素分子之间还有强的附着力，所以水柱不会中断。这种以水分具有较大的内分子之间还有强的附着力，所以水柱不会中断。这种以水分具有较大的内聚力保证由叶至根水柱不断来解释水分上升原因的学说，称为内聚力学说，聚力保证由叶至根水柱不断来解释水分上升原因的学说，称为内聚力学说，亦称亦称蒸腾蒸腾-内聚力内聚力-张力学说张力学说（transpiration-cohesion-tension th
21、eory），是），是英国英国H.HDixon提出的。提出的。四、合理灌溉的生理学基础四、合理灌溉的生理学基础（一）作物的需水规律（一）作物的需水规律1、不同作物需水量不同：不同作物需水量不同：C3植物比植物比C4植物多植物多12倍倍2、同一作物不同生育期需要的水量不同、同一作物不同生育期需要的水量不同 水分临界期水分临界期：植物对水分不足最敏感、最易受害的时期。：植物对水分不足最敏感、最易受害的时期。（二）合理灌溉的指标（二）合理灌溉的指标1 1、形态指标：、形态指标：（1 1）生长速率下降（）生长速率下降（2 2）幼叶凋萎（）幼叶凋萎（3 3）茎叶变红）茎叶变红2 2、生理指标生理指标 叶片
22、水势、细胞汁液浓度或渗透势、气孔开度等叶片水势、细胞汁液浓度或渗透势、气孔开度等（三）合理灌溉增产的原因：（三）合理灌溉增产的原因：可改善各种生理作用，特别是光合作用；能改变栽培环境可改善各种生理作用，特别是光合作用；能改变栽培环境的土壤条件和气候条件（满足生态需水）；防止土壤干旱（满的土壤条件和气候条件（满足生态需水）；防止土壤干旱（满足生理需水）。足生理需水）。1.蒸腾作用主要在蒸腾作用主要在 进行。进行。A.叶片叶片 B.茎和叶茎和叶 C.叶柄和嫩茎叶柄和嫩茎 D.气孔气孔2.绿色植物白天进行的是绿色植物白天进行的是 。A.光合作用光合作用 B.呼吸作用呼吸作用 C.蒸腾作用蒸腾作用 D
23、.光合作用、呼吸作用、蒸腾作用光合作用、呼吸作用、蒸腾作用3.移栽植物时，常常摘掉几个大叶片，目的是减少植物移栽植物时，常常摘掉几个大叶片，目的是减少植物 的的 。A.蒸腾作用蒸腾作用 B.光合作用光合作用 C.呼吸作用呼吸作用 D.蒸腾作用和呼吸作用蒸腾作用和呼吸作用ADA第二节第二节 植物的矿质营养植物的矿质营养 植物对矿质元素的吸收、运输和同化，通称为矿质营养。植物对矿质元素的吸收、运输和同化，通称为矿质营养。一、植物必需的矿质元素及其作用一、植物必需的矿质元素及其作用（一）植物体内的元素（一）植物体内的元素 水分水分植物体植物体 105105 有机氧化物（有机氧化物（90%90%）干物
24、质干物质 燃烧燃烧 灰分（灰分（5%-10%5%-10%）目前已发现目前已发现7070多种灰分元素（矿质元素）多种灰分元素（矿质元素）600（二）植物必需的矿质元素（二）植物必需的矿质元素1.研究植物必需矿质元素的方法研究植物必需矿质元素的方法a.示踪原子法示踪原子法b.溶液培养溶液培养c.砂基培养砂基培养 必需元素必需元素：维持植物正常生长发育必不可少的元素。：维持植物正常生长发育必不可少的元素。确定植物必需元素的标准确定植物必需元素的标准 1 1、缺乏，植物不能完成其生活史、缺乏，植物不能完成其生活史 2 2、缺乏，植物表现专一的缺乏症、缺乏，植物表现专一的缺乏症 3 3、其作用必须是直接
25、的、其作用必须是直接的现已证实植物的现已证实植物的必需元素有必需元素有1616种种 大量元素大量元素（占植物干重的（占植物干重的0.1%0.1%）9 9 种种 ：C C、H H、O O、N N、P P、K K、CaCa、MgMg、S S，微量元素微量元素（占植物干重的（占植物干重的0.01%0.01%以下）以下）7 7 种：种：FeFe、MnMn、B B、ZnZn、CuCu、MoMo、ClCl 必需的矿质元素有必需的矿质元素有1414种。种。（三）必需元素的生理作用及其缺素症（三）必需元素的生理作用及其缺素症必需元素的生理作用：必需元素的生理作用：1.1.是植物体内有机物的组成成分是植物体内有
26、机物的组成成分2.2.是酶的辅因子（辅基）或催化剂是酶的辅因子（辅基）或催化剂3.3.参与植物体内的生化过程参与植物体内的生化过程 某一元素的生理作用往往是多方面的某一元素的生理作用往往是多方面的 各元素的生理作用是以离子形式作为各元素的生理作用是以离子形式作为有机分子的组成部分起作用，而非以元素有机分子的组成部分起作用，而非以元素形式参与生理过程。形式参与生理过程。各元素的主要生理功能各元素的主要生理功能1.大量元素大量元素N N 吸收的主要形式是吸收的主要形式是 NHNH4 4+，NONO3 3-等等 构成蛋白质的主要成分构成蛋白质的主要成分(16-18%)(16-18%)；核酸、辅酶、磷
27、脂、叶绿素、细胞核酸、辅酶、磷脂、叶绿素、细胞色素、植物激素色素、植物激素(CTK)(CTK)、维生素等的成、维生素等的成分。分。故称为故称为“生命元素生命元素”缺缺N 缺缺N：矮小、叶小色矮小、叶小色淡或发红、分枝少、淡或发红、分枝少、花少、子粒不饱满。花少、子粒不饱满。P：以以 H2PO4-,HPO42-形形式式吸收吸收.生理作用生理作用（1）细胞质、）细胞质、核的成分；（核的成分；（2）植物代谢）植物代谢中起作用中起作用(通过通过ATP和各种和各种辅酶辅酶)（3）促进糖的运输；）促进糖的运输；（4）细胞液中的磷酸盐可）细胞液中的磷酸盐可构成缓冲体系；构成缓冲体系；缺缺P缺缺P：分枝少、矮
28、小、叶色暗绿或紫红分枝少、矮小、叶色暗绿或紫红 K K 以离子状态存在 生理作用（1）体内60多种酶的活化剂；（2）促进蛋白质、糖的合成及糖的运输；（3）增加原生质的水合程度，提高细胞的保水能力和抗 旱能力；（4）影响着细胞的膨压和溶质势，参与细胞吸水、气孔运动等。缺K：叶缺绿、生长缓慢、易倒 伏。缺缺KS S：以以SOSO4 42-2-形式存在形式存在 含含 S S 氨基酸氨基酸(Cys,Met(Cys,Met)几乎是所有蛋白质的构成成分；几乎是所有蛋白质的构成成分；Cys-CysCys-Cys系统能影响细胞中的氧化还原过程；是系统能影响细胞中的氧化还原过程；是CoACoA、硫胺素、硫胺素、
29、生物素的成分，与体内三大类有机物的代谢密切相关。生物素的成分，与体内三大类有机物的代谢密切相关。缺缺S S：影响含：影响含S S蛋白质及叶绿素的合成，叶片（特别是嫩叶）常蛋白质及叶绿素的合成，叶片（特别是嫩叶）常 失绿或呈现紫红色失绿或呈现紫红色 Ca:Ca:是细胞壁胞间层果胶钙的成分；与细胞分裂有关；稳是细胞壁胞间层果胶钙的成分；与细胞分裂有关；稳定生物膜的功能；可与有机酸结合为不溶性的钙盐而解除有机定生物膜的功能；可与有机酸结合为不溶性的钙盐而解除有机酸积累过多时对植物的危害；少数酶的活化剂；作为第二信使，酸积累过多时对植物的危害；少数酶的活化剂；作为第二信使，也可与钙调素结合形成复合物，
30、传递信息，在植物生长发育中也可与钙调素结合形成复合物，传递信息，在植物生长发育中起作用。起作用。缺缺CaCa：根尖、嫩芽、嫩叶先枯萎继而坏死：根尖、嫩芽、嫩叶先枯萎继而坏死缺缺S和缺和缺CaMgMg：叶绿素的成分；光合作用和呼吸作用中一些酶的活化：叶绿素的成分；光合作用和呼吸作用中一些酶的活化剂；蛋白质合成时氨基酸的活化需要，剂；蛋白质合成时氨基酸的活化需要，能使核糖体结合成稳能使核糖体结合成稳定的结构；定的结构；DNADNA和和RNARNA合成酶的活化剂；染色体的组成成分，合成酶的活化剂；染色体的组成成分，在细胞分裂中起作用。在细胞分裂中起作用。缺缺MgMg：影响光合作用，从老叶开始失绿。：
31、影响光合作用，从老叶开始失绿。2.2.微量元素微量元素FeFe：以：以FeFe 形式存在形式存在被植物吸收。被植物吸收。生理作用：许多重要酶的辅基；传递电子；与叶绿素合成有生理作用：许多重要酶的辅基；传递电子；与叶绿素合成有关的酶需要它激活关的酶需要它激活缺缺FeFe：与：与MgMg相似，但从幼叶开始失绿相似，但从幼叶开始失绿2+Mn：主要以主要以Mn 状态为根吸收状态为根吸收生理作用：生理作用：许多酶的活化剂；直接参与光合作用许多酶的活化剂；直接参与光合作用(叶绿素形成、叶绿素形成、叶绿体正常结构的维持和水的光解叶绿体正常结构的维持和水的光解缺缺Mn：叶片失绿：叶片失绿B：以以BO3 形式进
32、入植物体形式进入植物体生理作用：与植物的生殖有关，内利于花粉的形成生理作用：与植物的生殖有关，内利于花粉的形成，促进花粉，促进花粉萌发、花粉管伸长、受精；与糖结合使糖带有极性从而容易通萌发、花粉管伸长、受精；与糖结合使糖带有极性从而容易通过质膜过质膜 促进运输；与蛋白质合成、激素反应、根系发育等促进运输；与蛋白质合成、激素反应、根系发育等 有有关；抑制植物体内咖啡酸、绿原酸的合成。关；抑制植物体内咖啡酸、绿原酸的合成。缺缺B：花丝、花药萎缩，花粉发育不良：花丝、花药萎缩，花粉发育不良2+2ZnZn：酶的组分或活化剂；参与蛋白质和叶绿素合成；参与酶的组分或活化剂；参与蛋白质和叶绿素合成；参与IA
33、AIAA（吲哚乙酸）的生物合成；（吲哚乙酸）的生物合成；缺缺ZnZn：生长素合成受抑制，植物生长受阻生长素合成受抑制，植物生长受阻 CuCu：以以CuCu或或Cu Cu 两种状态被吸收两种状态被吸收 一些氧化还原酶的组分；光合电子传递链质体蓝素一些氧化还原酶的组分；光合电子传递链质体蓝素PCPC的成分的成分缺缺CuCu：影响光合作用：影响光合作用Mo:Mo:以以MoOMoO4 42-2-状态被吸收。状态被吸收。是硝酸还原酶、固氮酶的组成成分；是黄嘌吟脱氢酶及是硝酸还原酶、固氮酶的组成成分；是黄嘌吟脱氢酶及脱落酸合成中的某些氧化酶的成分脱落酸合成中的某些氧化酶的成分缺缺MoMo：从老叶开始缺绿，
34、斑点状坏死，严重时叶和花不能形：从老叶开始缺绿，斑点状坏死，严重时叶和花不能形成，最终枯死。成，最终枯死。2+Cl：大部分大部分Cl以离子形式对植物产生作用以离子形式对植物产生作用生理作用：水的光解；叶和根中的细胞分裂需要；调节细胞溶生理作用：水的光解；叶和根中的细胞分裂需要；调节细胞溶质和维持电荷平衡。质和维持电荷平衡。缺缺Cl：叶变小，萎焉为褐色，最后坏死；根生长受阻，根短而：叶变小，萎焉为褐色，最后坏死；根生长受阻，根短而粗，根尖棒槌状。粗，根尖棒槌状。二、植物体对矿质元素的吸收二、植物体对矿质元素的吸收（一）根吸收矿质元素的部位（一）根吸收矿质元素的部位 根毛区是根吸收矿质元素的主要部
35、位。根毛区是根吸收矿质元素的主要部位。（二）根部吸收矿质元素过程（二）根部吸收矿质元素过程 土壤中离子的存在形式：土壤中离子的存在形式：游离态游离态 吸附态吸附态离子被吸收、运转的途径：离子被吸收、运转的途径：1.离子离子 表皮细胞质膜表皮细胞质膜 共质体共质体 中柱中柱2.离子离子 内皮层以外的质外体内皮层以外的质外体 共质体共质体 中柱中柱离子被根系吸收的步骤：离子离子被根系吸收的步骤：离子 自由空间自由空间 共质体共质体 导管导管1.离子进入自由空间离子进入自由空间水自由空间：可被水提取的离子在根中所占据的空间（水自由空间：可被水提取的离子在根中所占据的空间（WFS）。）。道南自由空间：
36、可被其它溶液离子交换的离子在根系中所占的道南自由空间：可被其它溶液离子交换的离子在根系中所占的 空间（空间（DFS）。）。表观自由空间（表观自由空间（AFS）=水自由空间水自由空间+道南自由空间道南自由空间吸附态离子进入根部自由空间的方式：吸附态离子进入根部自由空间的方式：交换吸附交换吸附：根细胞表面的根细胞表面的 H H+和和 HCOHCO3 3-与土壤溶液中的阴离子和与土壤溶液中的阴离子和阳离子发生交换的过程。阳离子发生交换的过程。a.间接交换间接交换b.接触交换2.离子进入共质体离子进入共质体 可通过细胞质的水相进行扩散运动，或由原生质环流促进可通过细胞质的水相进行扩散运动，或由原生质环
37、流促进离子运转。离子运转。离子通过自由空间迅速达到内皮层。内皮层上有凯离子通过自由空间迅速达到内皮层。内皮层上有凯氏带，离子和水不能通过，离子和水必须转入共质体进入木质氏带，离子和水不能通过，离子和水必须转入共质体进入木质部薄壁细胞。部薄壁细胞。3.离子释放到导管离子释放到导管两种看法：两种看法：a.a.离子从木薄壁细胞被动地随水流进入导管（过去的看法）离子从木薄壁细胞被动地随水流进入导管（过去的看法）b.b.离子主动地有选择性地进入导管：需要蛋白质载体的主动转离子主动地有选择性地进入导管：需要蛋白质载体的主动转运，这与离子由外界进入表皮的过程是不同的，可能是通过不运，这与离子由外界进入表皮的
38、过程是不同的，可能是通过不同的离子泵完成的。同的离子泵完成的。根毛区吸收的离子经共质体和质外体到达输导组织表皮表皮皮层皮层根部所吸收离子的去向：根部所吸收离子的去向：a.在根部即被同化，参与新陈代谢；在根部即被同化，参与新陈代谢；b.仍为游离状态；仍为游离状态；c.在导管内随蒸腾流往地上部分，在各组织在导管内随蒸腾流往地上部分，在各组织器官内发挥作用（大部分）器官内发挥作用（大部分）三、植物吸收矿质元素的特点三、植物吸收矿质元素的特点（一）对矿质元素和水分的相对吸收（一）对矿质元素和水分的相对吸收对离子和水分的吸收是对离子和水分的吸收是相对独立相对独立的过程的过程 相互联系：离子必须溶于水才能
39、被吸收；离子的吸收又有相互联系：离子必须溶于水才能被吸收；离子的吸收又有利于水分的吸收。利于水分的吸收。独立：根部吸水以被动吸水为主，而对离子的吸收则以主独立：根部吸水以被动吸水为主，而对离子的吸收则以主动吸收为主。动吸收为主。植物的吸盐量和吸水量之间不存在直线依赖关系。植物的吸盐量和吸水量之间不存在直线依赖关系。（二）离子的选择吸收（二）离子的选择吸收生理酸性盐生理酸性盐：植物对阳离子的吸收大于对阴离子的吸收，使土植物对阳离子的吸收大于对阴离子的吸收，使土壤溶液壤溶液pHpH值降低值降低的盐类，如的盐类，如(NH(NH4 4)SO)SO4 4等。等。生理碱性盐生理碱性盐：植物对阴离子的吸收大
40、于对阳离子的吸收，使土植物对阴离子的吸收大于对阳离子的吸收，使土壤溶液壤溶液pHpH值升高的值升高的盐类，如盐类，如NaNONaNO3 3等。等。生理中性盐生理中性盐：植物对阴、阳离子的吸收量相等，不改变：植物对阴、阳离子的吸收量相等，不改变土壤溶土壤溶液的液的pHpH的盐类，如的盐类，如NHNH4 4NONO3 3等。等。（三）单盐毒害和离子拮抗（三）单盐毒害和离子拮抗单盐毒害：溶液中只有一种金属离子对植物起毒害作用的现象。单盐毒害：溶液中只有一种金属离子对植物起毒害作用的现象。离子拮抗：在发生单盐毒害溶液中加入少量其它金属离子的盐离子拮抗：在发生单盐毒害溶液中加入少量其它金属离子的盐类，单
41、盐毒害被减轻或消除的现象。类，单盐毒害被减轻或消除的现象。平衡溶液：选择几种必需的矿质元素，按一定比例和浓度配制平衡溶液：选择几种必需的矿质元素，按一定比例和浓度配制成混合溶液。这种溶液能使植物生长良好，并无毒副作用。成混合溶液。这种溶液能使植物生长良好，并无毒副作用。土壤溶液一般为平衡溶液。土壤溶液一般为平衡溶液。五、矿质元素在植物体内的运输五、矿质元素在植物体内的运输（一）运输的途径和速度（一）运输的途径和速度运输途径运输途径:根部吸收的离子可沿木根部吸收的离子可沿木质部上运，也可横向运至韧质部上运，也可横向运至韧皮部。皮部。叶片吸收的离子向下和叶片吸收的离子向下和向上是通过韧皮部进行的，
42、向上是通过韧皮部进行的，也可通过木质部向上运输。也可通过木质部向上运输。运输速度：运输速度：3030100cm/h100cm/h（二）矿质元素在植物体内的分布（二）矿质元素在植物体内的分布 由根系吸收的矿质元素，有些在根部被同化成有机物后再运由根系吸收的矿质元素，有些在根部被同化成有机物后再运往地上部分，有些仍以离子形式运往地上部分。根部吸收的矿物往地上部分，有些仍以离子形式运往地上部分。根部吸收的矿物质是伴随蒸腾流，通过木质部向地上部分运输的。而叶片吸收的质是伴随蒸腾流，通过木质部向地上部分运输的。而叶片吸收的矿物质可以通过韧皮部或木质部向地上部分运输，也可以通过韧矿物质可以通过韧皮部或木质
43、部向地上部分运输，也可以通过韧皮部向地下运输。矿质元素随蒸腾流运输到植物体内需要矿质最皮部向地下运输。矿质元素随蒸腾流运输到植物体内需要矿质最多的部位，如生长点、幼嫩的叶和果实等部分。多的部位，如生长点、幼嫩的叶和果实等部分。1.参与组织形成参与组织形成2.参与循环和再利用参与循环和再利用3.被固定形成不可再利用元素被固定形成不可再利用元素六、影响根系吸收矿质元素的外界条件六、影响根系吸收矿质元素的外界条件（一）影响根系吸收矿质元素的因素（一）影响根系吸收矿质元素的因素内因：遗传性；植物本身的年龄；根系的生长状况；代谢活性内因：遗传性；植物本身的年龄；根系的生长状况；代谢活性外因：各种外界环境
44、及条件外因：各种外界环境及条件1.温度及通气状况：在一定范围内，根系吸收矿质元素的速率温度及通气状况：在一定范围内，根系吸收矿质元素的速率随土壤温度的升高而加快；氧气的供应量也与根系吸收矿质元随土壤温度的升高而加快；氧气的供应量也与根系吸收矿质元素的量成正比。素的量成正比。2.土壤溶液浓度：过高的土壤溶液浓度会影响根系吸收水分及土壤溶液浓度：过高的土壤溶液浓度会影响根系吸收水分及矿质元素。矿质元素。3.土壤土壤pH：一般阳离子的吸收速率随：一般阳离子的吸收速率随pH 升高而加速；而阴离升高而加速；而阴离子吸收速率则随子吸收速率则随pH升高而下降。过高或过低的土壤升高而下降。过高或过低的土壤PH
45、浓度都会浓度都会对矿质元素的吸收产生不良影响，对矿质元素的吸收产生不良影响，一般作物生长的最适土壤一般作物生长的最适土壤pH值为值为6-7。（二）（二）作物的需肥规律作物的需肥规律 1 1、不同作物对矿质元素的需要量和比例不同、不同作物对矿质元素的需要量和比例不同 收获种子的多施收获种子的多施P P、K K肥，白菜多施肥，白菜多施N N肥。肥。2 2、同一作物不同生育期需要量不同、同一作物不同生育期需要量不同 开花结实时需肥多。开花结实时需肥多。需肥临界期：作物对缺乏矿质元素最敏感的时期需肥临界期：作物对缺乏矿质元素最敏感的时期二、合理施肥的指标二、合理施肥的指标 1 1、形态指标、形态指标（1 1）相貌）相貌 小麦叶形：瘦弱苗象马耳朵，壮苗象骡耳朵，过旺苗象小麦叶形：瘦弱苗象马耳朵，壮苗象骡耳朵，过旺苗象猪耳朵。猪耳朵。（2 2）叶色）叶色 是反映作物体内的营养状况（尤其是氮素水平）和代谢是反映作物体内的营养状况（尤其是氮素水平）和代谢类型（叶色深，氮代谢为主；叶色浅，碳代谢为主）的指标。类型（叶色深，氮代谢为主；叶色浅，碳代谢为主）的指标。2 2、生理指标、生理指标 （1 1）叶中营养元素含量）叶中营养元素含量 （2 2）叶绿素含量）叶绿素含量 （3 3）酰胺含量）酰胺含量 （4 4）酶的活性）酶的活性
