1、项目八作物营养原理任务一任务一 作物营养成分作物营养成分一、植物的组成一、植物的组成 7595水分水分 525干物质干物质影响植物物质组成的因素：影响植物物质组成的因素：1.遗传因素遗传因素 如：禾本科植物含如：禾本科植物含Si多、多、块茎植物含块茎植物含K多、豆科植物含多、豆科植物含N较多等较多等。超积累植物（。超积累植物（国外国外500余种，余种，Ni有有318种，锰有种，锰有11种，我种，我国仅有国仅有3种，种，Zn东南景天，东南景天，Cd龙葵，砷龙葵，砷蜈蚣草。蜈蚣草。2.环境条件（生长环境）如：盐渍土上生长的植物含环境条件（生长环境）如：盐渍土上生长的植物含Na和和Cl较多、较多、沿
2、海的植物含沿海的植物含I较多、酸性红壤上的植物含较多、酸性红壤上的植物含Al和和Fe较多较多等等新鲜植株新鲜植株 烘干烘干 95以气体挥发以气体挥发（C、H、O、N)5灰分元素灰分元素(P K Ca Mg S Fe Mn Zn Cu Mo B Cl Si Al Na Co Se等，几乎等，几乎含有地壳中所有元含有地壳中所有元素素)煅烧煅烧（一）判定标准（一）判定标准1.该元素对所有高等植物的生长发育是不可缺少的。如果缺少该元素对所有高等植物的生长发育是不可缺少的。如果缺少该元素，植物就不能完成其生活史。该元素，植物就不能完成其生活史。必要性必要性2.这种元素的功能不能由其它元素所代替。缺乏这种
3、元素时，这种元素的功能不能由其它元素所代替。缺乏这种元素时，植物会表现出特有的症状，只有补充这种元素后症状才能减植物会表现出特有的症状，只有补充这种元素后症状才能减轻或消失。轻或消失。专一性专一性3.这种元素必须直接参与植物的代谢作用，对植物起直接的营这种元素必须直接参与植物的代谢作用，对植物起直接的营养作用，而不是改善环境的间接作用养作用，而不是改善环境的间接作用。直接性直接性二、作物生长必需的营养元素二、作物生长必需的营养元素（二）植物必需营养元素的种类：（二）植物必需营养元素的种类：16 种种 目前 国内外公认的高等植物所必需的营养元素有16种。它们是碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、
4、铁、硼、锰、铜、锌、钼、氯。MnBFeSNCOHCaKPCuClZnMgMo正常生长植株的干物质中营养元素的平均含量正常生长植株的干物质中营养元素的平均含量元素 符号 mol/克（干重）mg/kg%Mo 0.001 0.1 -Cu 0.1 0.6 -Zn 0.30 20 -Mn 1.0 50 -Fe 2.0 100 -B 2.0 20 -Cl 3.0 100 -S 3.0 -0.1P 60 -0.2Mg 80 -0.2Ca 125 -0.5K 250 -1.0N 1000 -1.5O 30000 -45C 40000 -45H 60000 -6钼铜锌锰铁硼氯硫磷镁钙钾氮氧碳氢 微量元素 大量元
5、素（三）必需营养元素的分组和来源（三）必需营养元素的分组和来源非矿质元素非矿质元素 C、H、O（天然营养元素）来自空气和水（天然营养元素）来自空气和水大量元素大量元素 N、P、K 肥料三要素或植物营养三要素，肥料三要素或植物营养三要素，来自土壤（部分来自土壤（部分N来自生物固氮）来自生物固氮）中量元素中量元素 Ca、Mg、S (0.1%以上以上)，来自土壤来自土壤 微量元素微量元素 Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Cl、(0.1%以下以下)，来自土壤来自土壤（四）植物必需营养元素的一般功能（四）植物必需营养元素的一般功能第一类：第一类：C、H、O、N、S1.组成有机体的结构物质和生活物质组成
6、有机体的结构物质和生活物质2.组成酶促反应的原子基团组成酶促反应的原子基团第二类：第二类：P、B1.形成连接大分子的酯键形成连接大分子的酯键2.储存及转换能量储存及转换能量第三类：第三类：K、Mg、Ca、Mn、Cl 1.维护细胞内的有序性，如渗透调节、电性平衡等维护细胞内的有序性，如渗透调节、电性平衡等 2.活化酶类活化酶类 3.稳定细胞壁和生物膜构型稳定细胞壁和生物膜构型 第四类：第四类：Fe、Cu、Zn、Mo1.组成酶辅基组成酶辅基2.组成电子转移系统组成电子转移系统 植物必需营养元素的各种功能可通过植物的生植物必需营养元素的各种功能可通过植物的生长表现出来。当植物缺乏或过量吸收某一元素时
7、，长表现出来。当植物缺乏或过量吸收某一元素时，会出现特定的外部症状，这些症状统称为会出现特定的外部症状，这些症状统称为“植物营植物营养失调症养失调症”，包括，包括“营养元素缺乏症营养元素缺乏症”和和“元素毒元素毒害症害症”。三、作物有益营养元素三、作物有益营养元素 非必需营养元素中一些特定的元素，对特定植物的非必需营养元素中一些特定的元素，对特定植物的生长发育有益，或为某些种类植物所必需，这些元素称为有益生长发育有益，或为某些种类植物所必需，这些元素称为有益元素。元素。例：豆科作物例：豆科作物 钴（钴（Co）；）；藜科作物藜科作物(糖用甜菜糖用甜菜)钠（钠（Na）；）；水稻和硅藻水稻和硅藻 硅
8、（硅（Si）；）；黄芪属（紫云英）黄芪属（紫云英）硒（硒（Se）海生植物（海带）海生植物（海带）碘（碘（I）稀土元素（阿系、镧系稀土元素（阿系、镧系17个元素）个元素）草莓草莓钛（钛（Ti）茶树、绣球茶树、绣球铝（铝（Al）钒、钒、(V）、镍（）、镍（Ni）四、必需营养元素间的关系四、必需营养元素间的关系1.同等重要律植物必需营养元素在植物体内不论数量多少同等重要律植物必需营养元素在植物体内不论数量多少都是同等重要的。都是同等重要的。生产上要求：生产上要求：平衡供给养分平衡供给养分2.不可代替律植物任何一种营养元素的特殊生理功能，都不可代替律植物任何一种营养元素的特殊生理功能，都不能被其它元素
9、所代替。不能被其它元素所代替。3.“相互相似相互相似”作用作用 如：如：B能消除亚麻缺铁症能消除亚麻缺铁症 Na可部分满足糖用甜菜对可部分满足糖用甜菜对K的要求的要求 Zn、Mn、Mg都可活化羧化酶、鉫代替都可活化羧化酶、鉫代替K、锶代替钙等、锶代替钙等 是暂时的，部分的，次要的，说明多样性、适应性是暂时的，部分的，次要的，说明多样性、适应性 任务二任务二 作物对养分的吸收作物对养分的吸收 作物的养分吸收是指养分进入植物体内的过程，作物的养分吸收是指养分进入植物体内的过程，是植物与环境之间物质交换的主要途径，包括：是植物与环境之间物质交换的主要途径，包括：根部吸收根部吸收 矿质养分（离子和无机
10、分子）为主矿质养分（离子和无机分子）为主 有机态养分（分子态）少部分有机态养分（分子态）少部分 根外吸收根外吸收 气态养分和喷施液体肥料气态养分和喷施液体肥料a.须根系（根广）须根系（根广）b.直根系（根深）直根系（根深）直根系和须根系示意图直根系和须根系示意图一、土壤中的养分到达根表面的途径一、土壤中的养分到达根表面的途径（一）根吸收养分部位（一）根吸收养分部位1.根系生长与养分吸收根系生长与养分吸收1）根的类型根的类型2）根的数量）根的数量 反映根系的营养特性反映根系的营养特性 用单位体积或面积土壤中根的总长表示（用单位体积或面积土壤中根的总长表示（LV，cm/cm3 或或 LA，cm/c
11、m2）一般：须根系的一般：须根系的Lv 直根系的直根系的Lv Lv越大，总越大，总表表面积越大，根与养分接触的面积越大，根与养分接触的概概率高率高 根据作物对养分利用的能力，可将作物分为高效型（番根据作物对养分利用的能力，可将作物分为高效型（番茄）、中效型（小麦）和低效型（洋葱）茄）、中效型（小麦）和低效型（洋葱）3）根的分布）根的分布 分布太浅或过密：养分利用不充分分布太浅或过密：养分利用不充分 空间分布合理：可提高养分吸收效率空间分布合理：可提高养分吸收效率2.植物分泌物与养分吸收植物分泌物与养分吸收 根际的概念：由于植物根系的影响而使其理化、生物根际的概念：由于植物根系的影响而使其理化、
12、生物性质与原土体有显著不同的那部分根区土壤，距离根性质与原土体有显著不同的那部分根区土壤，距离根1几几mm范围。远离根的土壤称为非根际土壤。范围。远离根的土壤称为非根际土壤。1）根系分泌物）根系分泌物 a.种类种类 无机物：无机物：CO2、矿质盐类矿质盐类 有机物：糖类、核酸、蛋白质及酶、有机物：糖类、核酸、蛋白质及酶、氨基酸、有机酸氨基酸、有机酸 b.作用：作用：活化土壤养分，增加养分的有效性；活化土壤养分，增加养分的有效性；提供微生物营养源。提供微生物营养源。主要分布在叶毛基部周围、孔道细胞中、叶脉的上下表皮细胞中。0 （稳）叶部喷施可以防止养分在土壤中固定二、作物生长必需的营养元素影响因
13、素：沿X轴上养分浓度陡度苗期 5 8 2.土壤反应和植物有效养分含量的关系良好的通气环境，能使根部供氧状况良好，并能使呼吸产生的CO2从根际散失。1.（三）影响叶部营养的条件（因素）Fe 2.元素 符号 mol/克（干重）mg/kg%影响光合作用光合磷酸化ATP吸收一、土壤中的养分到达根表面的途径影响土壤养分的浓度、有效性和迁移低温往往是植物的代谢活性降低，从而减少养分的吸收量。（1）对元素的种类和数量需要不同0 -0.阴离子阳离子 pH?1 0.2）根际微生物）根际微生物 a.非侵染微生物对植物吸收养分的影响非侵染微生物对植物吸收养分的影响 矿化有机物，释放矿化有机物，释放COCO2 2和无
14、机养分和无机养分 产生和分泌有机酸，促进养分的有效性产生和分泌有机酸，促进养分的有效性 固定和转化大气中的养分固定和转化大气中的养分 产生和释放生理活性物质产生和释放生理活性物质b.菌根：土壤真菌侵染植物根系后形成的联合共生体菌根：土壤真菌侵染植物根系后形成的联合共生体 类型：外生菌根、内生菌根类型：外生菌根、内生菌根 作用：促进植物对养分的吸收，如作用：促进植物对养分的吸收，如VA菌根（丛枝菌根）菌根（丛枝菌根）3）根际）根际pH值值 （1）影响因素：根系分泌的有机酸）影响因素：根系分泌的有机酸 养分吸收养分吸收 阳离子阳离子阴离子阴离子 pH?阴离子阴离子阳离子阳离子 pH?呼吸作用呼吸作
15、用 （2）作用：影响养分的有效性）作用：影响养分的有效性（二）养分进入根表面（二）养分进入根表面根系对养分吸收的过程包括：根系对养分吸收的过程包括：离子接触交换离子接触交换 离子扩散离子扩散 质流质流养分：土壤养分：土壤 根表根表 根内根内 迁移迁移 吸收吸收 质流质流 扩散扩散 被动被动 主动主动 1.离子接触交换离子接触交换（1）接触交换）接触交换（截获）（截获）定义：是指植物根系在生长过程中直接接触土壤养分而使养定义：是指植物根系在生长过程中直接接触土壤养分而使养分转移至根表的过程，实质是根与土粒上离子的直接交换。分转移至根表的过程，实质是根与土粒上离子的直接交换。数量：约占数量：约占1
16、，远小于植物的需要，远小于植物的需要根与土壤溶液中离子的交换根与土壤溶液中离子的交换根与粘粒上离子的非接触交换根与粘粒上离子的非接触交换 2.离子扩散离子扩散 定义：由于根际养分亏缺区养分浓度梯度（浓度差），使定义：由于根际养分亏缺区养分浓度梯度（浓度差），使养分离子从浓度高的土体向浓度低的根表移动的过程养分离子从浓度高的土体向浓度低的根表移动的过程 影响因素：影响因素：沿沿X轴上养分浓度陡度轴上养分浓度陡度养分离子的扩散系数养分离子的扩散系数 迁移的离子：磷、钾、氮迁移的离子：磷、钾、氮 3.质流质流 定义：当土壤水分含量在土体中能够形成连续运动的情定义：当土壤水分含量在土体中能够形成连续运
17、动的情况下，由于蒸腾拉力而引起的溶质（养分）随水流向根表况下，由于蒸腾拉力而引起的溶质（养分）随水流向根表移动的过程。移动的过程。影响因素：与蒸腾作用强度（蒸腾率）呈正相关影响因素：与蒸腾作用强度（蒸腾率）呈正相关与土壤溶液养分浓度呈正相关与土壤溶液养分浓度呈正相关 迁移的主要离子：氮迁移的主要离子：氮(硝态氮硝态氮)、钙、镁、硫、钙、镁、硫 水分多、距离远时，易溶性和移动性强的养分靠质流供应多；干水分多、距离远时，易溶性和移动性强的养分靠质流供应多；干旱短距离时，养分靠扩散供应为主。旱作农业土壤多呈干旱或半干旱旱短距离时，养分靠扩散供应为主。旱作农业土壤多呈干旱或半干旱状况，多数时间以扩散供
18、应为主，扩散距离慢而短（状况，多数时间以扩散供应为主，扩散距离慢而短（3-4cm）所以，）所以，要注意施肥位置。要注意施肥位置。二、土壤中的养分到达根内部的途径二、土壤中的养分到达根内部的途径1.被动吸收被动吸收定义：利用浓度梯度，但不消耗任何能量，使养分子进入根定义：利用浓度梯度，但不消耗任何能量，使养分子进入根系细胞内的过程称为养分的被动吸收。系细胞内的过程称为养分的被动吸收。杜南平衡：杜南平衡是一种特殊的积累离子的现象。杜南平杜南平衡：杜南平衡是一种特殊的积累离子的现象。杜南平衡的结果是膜两侧某离子的浓度不相等，但也达到了平衡。衡的结果是膜两侧某离子的浓度不相等，但也达到了平衡。2.主动
19、吸收主动吸收定义：定义：养分离子逆着浓度梯度（或电化学势梯度）、有选择性地通过原养分离子逆着浓度梯度（或电化学势梯度）、有选择性地通过原生质膜进入根细胞内，这个过程是需要消耗能量的代谢过程，也称代生质膜进入根细胞内，这个过程是需要消耗能量的代谢过程，也称代谢吸收。谢吸收。基础概念：基础概念：1）自由空间是指植物某些组织或器官（根部）能允许外部溶液通过）自由空间是指植物某些组织或器官（根部）能允许外部溶液通过自由扩散而进入的那些区域。包括细胞间隙、细胞壁到原生质膜之间自由扩散而进入的那些区域。包括细胞间隙、细胞壁到原生质膜之间的空隙。的空隙。又可分为水分自由空间和杜南自由空间又可分为水分自由空间
20、和杜南自由空间2）水分自由空间是指被水分占据并能和外部介质溶液达到物理化学）水分自由空间是指被水分占据并能和外部介质溶液达到物理化学平衡的那部分质外体区域。平衡的那部分质外体区域。3）杜南自由空间是指质外体中因受电荷影响，养分离子不能自由移）杜南自由空间是指质外体中因受电荷影响，养分离子不能自由移动的那部分区域。动的那部分区域。养分进入共质体养分进入共质体 养分通过原生质膜才能进入共质体养分通过原生质膜才能进入共质体 原生质膜的特点：具有原生质膜的特点：具有选择透性的生物半透膜选择透性的生物半透膜 原生质膜的结构：原生质膜的结构：“流动镶嵌模型流动镶嵌模型”原生质膜是一个具有精密结构的屏障，对
21、不同的物质具有原生质膜是一个具有精密结构的屏障，对不同的物质具有不同的透性。一些亲脂性非极性分子或不带电的极性小分子能不同的透性。一些亲脂性非极性分子或不带电的极性小分子能溶于双层磷脂层中，因而能以扩散的形式透过质膜。而极性大溶于双层磷脂层中，因而能以扩散的形式透过质膜。而极性大分子或带电离子则要借助膜上的某些物质才能透过。这种借助分子或带电离子则要借助膜上的某些物质才能透过。这种借助膜上物质进行穿透的过程叫运输，对植物而言，习惯上也叫吸膜上物质进行穿透的过程叫运输，对植物而言，习惯上也叫吸收。收。生物膜的流动镶嵌模型：生物膜的流动镶嵌模型：蛋白质蛋白质磷脂双分子磷脂双分子机理机理:1）载体解
22、说载体解说 载体：指生物膜上能携带离子通过质膜的蛋白体。载体：指生物膜上能携带离子通过质膜的蛋白体。也称运输酶。也称运输酶。载体转运离子的过程载体转运离子的过程2）离子泵解说）离子泵解说 离子泵假说：离子泵假说：位于植物细胞原生质膜上的位于植物细胞原生质膜上的ATPATP酶，它能酶，它能逆电化学势将某种离子逆电化学势将某种离子“泵入泵入”细胞内，同时将另一细胞内，同时将另一种离子种离子“泵出泵出”细胞外。细胞外。吸收P2O5毫克10/天养分的纵向运输：养分经木质部输导组织向地上部的运输，称为养分的纵向运输，又称为长距离运输。选择适宜喷施时间和使用湿润剂3）胞间连丝相邻细胞之间的原生质丝，是细胞
23、之间物质运输的主要通道。各种养分的有效性均较高001 0.叶菜类 N多，PK少；外质连丝：不含原生质的纤维孔隙，和原生质膜相通。棉花 2830 玉米2530促进早熟 c.养分的横向运输：养分从表皮细胞进入皮层到达中柱的迁移过程称为养分的横向运输。如：禾本科NP多，K少；影响植物根系的生长发育水稻和硅藻 硅（Si）；影响土壤养分的浓度、有效性和迁移苗期 5 8 2.根部吸收 矿质养分（离子和无机分子）为主作物营养临界期：在作物的营养期中，有一段时期对某种养分要求特别迫切而敏感，需要的绝对数量不一定多，但缺乏时造成的损失是以后补施这一养分难于弥补的。浓度过小，吸收养分总量少，浓度过大，吸收速率明显
24、减慢，浪费肥料。促进酶活性 b.Mg 80 -0.线粒体磷酸激酶磷酸酯酶活化载体-离子复合体载体活化载体离子外内质 膜ATPADP离子PiATP活化载体假说示意图活化载体假说示意图载体+离子外+ATP 载体+离子内+ADP+Pi转运1）载）载 体体 解解 说说2）离子泵解说）离子泵解说 离离 子子 运运 输输 过过 程程离子泵假说图示离子泵假说图示ATP酶酶阴离子阴离子载体载体ATPH2PO3 ADP +H2O OH+ADPK、Na HOH 阴离子阴离子H2OHH3PO4三、养分在作物体内的运输和分配三、养分在作物体内的运输和分配（一）短距离运输（一）短距离运输养分的横向运输：养分的横向运输：
25、养分从表皮细胞进入皮层到达中柱的迁移过程称养分从表皮细胞进入皮层到达中柱的迁移过程称为养分的横向运输。又称短距离运输。为养分的横向运输。又称短距离运输。1）质外体质外体指细胞原生质膜以外的空间，包括细胞壁、细胞间隙指细胞原生质膜以外的空间，包括细胞壁、细胞间隙和木质部导管。和木质部导管。2）共质体）共质体指原生质膜以内的物质和空间，包括原生质体、内膜指原生质膜以内的物质和空间，包括原生质体、内膜系统及胞间连丝等。系统及胞间连丝等。3）胞间连丝相邻细胞之间的原生质丝，是细胞之间物质运输的胞间连丝相邻细胞之间的原生质丝，是细胞之间物质运输的主要通道。主要通道。（二）长距离运输（二）长距离运输 养分
26、的纵向运输：养分经木质部输导组织向地上部养分的纵向运输：养分经木质部输导组织向地上部的运输，称为养分的纵向运输，又称为长距离运输。的运输，称为养分的纵向运输，又称为长距离运输。长距离运输动力：蒸腾拉力（阶段性）、根压（连长距离运输动力：蒸腾拉力（阶段性）、根压（连续性）续性）（三）养分的再利用（三）养分的再利用 a.可再利用元素：氮、磷、钾可再利用元素：氮、磷、钾 b.不可再利用元素：铁、锰、铜不可再利用元素：铁、锰、铜四、植物根部对有机态养分的吸收四、植物根部对有机态养分的吸收（一）植物可直接吸收利用有机态物质（一）植物可直接吸收利用有机态物质 主要有：含氮物：尿素主要有：含氮物：尿素、氨基
27、酸、酰胺等、氨基酸、酰胺等 含磷物：磷酸葡糖、磷酸甘油酸、卵磷脂、植酸含磷物：磷酸葡糖、磷酸甘油酸、卵磷脂、植酸 其它：其它：RNA、DNA、核苷酸等、核苷酸等 （二）有机养分吸收机制（二）有机养分吸收机制 研究结果认为：研究结果认为：1.有机物质分子大小与吸收难易有关，越小越易吸收有机物质分子大小与吸收难易有关，越小越易吸收 2.有机物质脂溶性大小与吸收难易有关，脂溶性有利透过质膜有机物质脂溶性大小与吸收难易有关，脂溶性有利透过质膜 3.溶于脂相的极大分子不易透过质膜；不亲脂的极小分子易被吸收溶于脂相的极大分子不易透过质膜；不亲脂的极小分子易被吸收 4.吸收具有选择性，属主动吸收吸收具有选择
28、性，属主动吸收 5.“胞饮作用胞饮作用”是吸收有机养分的特殊方是吸收有机养分的特殊方式式五、环境条件对根系吸收养分的影响五、环境条件对根系吸收养分的影响（一）光照一）光照1.影响光合作用影响光合作用光合磷酸化光合磷酸化ATP吸收吸收 2.光照可通过影响植物叶片的光合强度而对某光照可通过影响植物叶片的光合强度而对某些酶的活性、气孔些酶的活性、气孔的开闭和蒸腾强度的开闭和蒸腾强度等产生间接影响，等产生间接影响，最终影响到根系对最终影响到根系对矿质养分的吸收。矿质养分的吸收。养分含量养分含量（相对（相对%）照度照度指数指数 NH4+H2PO4-K+Ca2+Mg2+Mn2+SiO21001001001
29、00 100 100100100 58 58 7678 107 103 85 5 56 40 3341 64 68 46 65 5 17 1513 49 40 22 35光照对水稻吸收养分的影响光照对水稻吸收养分的影响 30 25 20 15 10 5吸收P2O5毫克10/天 日 1 2 3 4 5 6 7 8光照对玉米吸收磷的影响 光 暗 光（二）温度（二）温度 影响呼吸作用影响呼吸作用氧化磷酸化氧化磷酸化ATP吸收吸收 一般一般638C的范围内，根系对养分的吸收随温度升高而增加。的范围内，根系对养分的吸收随温度升高而增加。温度过高（超过温度过高（超过40C）时，高温使体内酶钝化，从而减少了
30、可时，高温使体内酶钝化，从而减少了可结合养分离子载体的数量，同时高温使细胞膜透性增大，增加结合养分离子载体的数量，同时高温使细胞膜透性增大，增加了矿质养分的被动溢泌。低温往往是植物的代谢活性降低，从了矿质养分的被动溢泌。低温往往是植物的代谢活性降低，从而减少养分的吸收量。低温对而减少养分的吸收量。低温对P、Ca吸收吸收影响最大影响最大 养分吸收最适宜根际土温养分吸收最适宜根际土温 大麦大麦18 18 烟草烟草2222 黄瓜黄瓜20 20 马铃薯马铃薯2020 番茄番茄25 25 水稻水稻30303232 棉花棉花 2830 玉米玉米253030土壤水分作用：土壤水分作用：1.1.影响植物根系的
31、生长发育影响植物根系的生长发育 2.2.影响土壤养分的浓度、有效性和迁移影响土壤养分的浓度、有效性和迁移 3.3.影响土壤通气性、土壤微生物活性、土壤温影响土壤通气性、土壤微生物活性、土壤温度等，从而影响养分形态转化及有效性度等，从而影响养分形态转化及有效性适宜的土壤含水量：适宜的土壤含水量：田间持水量的田间持水量的6080%（三）水分（三）水分形成连接大分子的酯键移动性差的元素要适当增加喷施次数，要喷在生长点、新生根据作物对养分利用的能力，可将作物分为高效型（番茄）、中效型（小麦）和低效型（洋葱）离子泵假说：位于植物细胞原生质膜上的ATP酶，它能逆电化学势将某种离子“泵入”细胞内，同时将另一
32、种离子“泵出”细胞外。产生和释放生理活性物质迁移的主要离子：氮(硝态氮)、钙、镁、硫吸收具有选择性，属主动吸收光照对玉米吸收磷的影响N一般在营养生长向生殖生长过渡期。载体：指生物膜上能携带离子通过质膜的蛋白体。3.原生质膜的特点：具有选择透性的生物半透膜微量元素 Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、Cl、(0.钾肥：氯化钾硝酸钾磷酸二氢钾0 20 -定义：某一离子的存在能抑制另一离子的吸收。影响光合作用光合磷酸化ATP吸收影响光合作用光合磷酸化ATP吸收土壤通气状况主要从三个方面影响植物对养土壤通气状况主要从三个方面影响植物对养分的吸收：一是根系的呼吸作用；二是有毒物质分的吸收：一是根系的呼吸作
33、用；二是有毒物质的产生；三是土壤养分的形态和有效性。良好的的产生；三是土壤养分的形态和有效性。良好的通气环境，能使根部供氧状况良好，并能使呼吸通气环境，能使根部供氧状况良好，并能使呼吸产生的产生的CO2从根际散失。这一过程对根系正常发从根际散失。这一过程对根系正常发育、根的有氧代谢以及离子的吸收都有十分重要育、根的有氧代谢以及离子的吸收都有十分重要的意义。的意义。（四）通气状况（四）通气状况pH对离子吸收的影响主要对离子吸收的影响主要是通过根表面，特别是细胞壁是通过根表面，特别是细胞壁上的电荷变化及其与上的电荷变化及其与K+、Cu2+、Mg2+等阳离子的竞争作用表现等阳离子的竞争作用表现出来的
34、。同时影响土壤养分的出来的。同时影响土壤养分的有效性。有效性。（五）土壤反应（五）土壤反应（pHpH）营养元素营养元素土壤中有效含量土壤中有效含量 较多时的较多时的pH范围范围氮氮 5.58.0磷磷 6.57.5硫硫 5.5铁、锰、锌铁、锰、锌 铜、铜、钴钴 6.5硼硼 5.07.0总的来说，总的来说，pH5.57.0时，时，各种养分的有效性均较高各种养分的有效性均较高pH值值土壤反应和植物有效养土壤反应和植物有效养分含量的关系分含量的关系钙、镁钙、镁 、钾、钾 6.58.5（六）养分浓度（六）养分浓度 要求土壤溶液中的养分浓度维持在适宜植物生长的要求土壤溶液中的养分浓度维持在适宜植物生长的水
35、平水平浓度过小，吸收养分总量少，浓度过大，吸收浓度过小，吸收养分总量少，浓度过大，吸收速率明显减慢，浪费肥料。速率明显减慢，浪费肥料。浓度（浓度（mmol/Lmmol/L）吸收率（吸收率（mol/gmol/g鲜重鲜重/h/h）0246823451K+Na+KCl和和NaCl浓度对离体大麦根吸收浓度对离体大麦根吸收K+和和Na+速率的影响速率的影响 化肥不宜一次大量施用，要分次施用化肥不宜一次大量施用，要分次施用（七）离子间的相互作用（七）离子间的相互作用离子间的拮抗作用离子间的拮抗作用1.定义：某一离子的存在能抑制另一离子的吸收。定义：某一离子的存在能抑制另一离子的吸收。2.表现：阳离子与阳离
36、子之间，如表现：阳离子与阳离子之间，如一价与一价之间：一价与一价之间：K+、Rb+、Cs+之间之间二价与二价之间：二价与二价之间：Ca2+、Mg2+、Ba2+之间之间一价与二价之间：一价与二价之间：NH4+和和H+对对Ca2+，K+对对Fe2+离子间的相助作用离子间的相助作用1.定义：某一离子的存在能够促进另一离子的吸收。定义：某一离子的存在能够促进另一离子的吸收。2.表现：阴离子与阳离子之间表现：阴离子与阳离子之间如如:NO3-、SO42-、等对阳离子的吸收有利、等对阳离子的吸收有利3.维茨效应维茨效应：Ca2+能促进能促进K+、NH4+、Rb+、Br-的吸收，因为的吸收，因为Ca2+影响质
37、膜，并非影响代谢。影响质膜，并非影响代谢。六、作物的根外营养六、作物的根外营养根外营养根外营养(或或叶部营养叶部营养)：指植物通过叶部或非根系部分吸收养分：指植物通过叶部或非根系部分吸收养分（一）叶部吸收养分的机理（一）叶部吸收养分的机理（叶部吸收途径）叶部吸收途径）气孔气孔保卫细胞保卫细胞角质膜角质膜上表皮细胞上表皮细胞 栅栏组织栅栏组织海绵组织海绵组织 维管束维管束下表皮细胞下表皮细胞叶片的结构示意图叶片的结构示意图1.表皮细胞途径表皮细胞途径 养分通过角质膜分子间隙靠扩散、渗透进入表皮细胞，由养分通过角质膜分子间隙靠扩散、渗透进入表皮细胞，由于角质膜中脂肪酸、果胶的羧基解离于角质膜中脂肪
38、酸、果胶的羧基解离，使叶子表面常带负电，使叶子表面常带负电荷，阳离子通透有利。进入表皮细胞的速度与浓度成正比，荷，阳离子通透有利。进入表皮细胞的速度与浓度成正比，似乎是被动吸收。但尿素进入表皮细胞的速度与浓度无关，似乎是被动吸收。但尿素进入表皮细胞的速度与浓度无关，比一般离子快比一般离子快10-20倍，并可提高其他离子的进入速度。倍，并可提高其他离子的进入速度。腊质层腊质层分子间隙分子间隙 角质膜角质膜角质层角质层分子间隙分子间隙(通透性差通透性差)角化层角化层借助果胶借助果胶2.气孔途径气孔途径 气态养分（如气态养分（如CO2、SO2）进入的必经之路，）进入的必经之路，一些离子态一些离子态养
39、分也可通过扩散进入，然后被毗邻气孔的叶肉细胞吸收，养分也可通过扩散进入，然后被毗邻气孔的叶肉细胞吸收，但进入有限。但进入有限。3.外质连丝途径外质连丝途径 外质连丝：不含原生质的纤维孔隙，和原生质膜相通。主外质连丝：不含原生质的纤维孔隙，和原生质膜相通。主要分布在叶毛基部周围、孔道细胞中、叶脉的上下表皮细要分布在叶毛基部周围、孔道细胞中、叶脉的上下表皮细胞中。胞中。4.养分从表皮细胞进入叶肉组织细胞的速度明显减慢，是养分从表皮细胞进入叶肉组织细胞的速度明显减慢，是否主动吸收尚不清楚否主动吸收尚不清楚。（二）叶部营养的特点（二）叶部营养的特点1.叶部营养吸收转化速率比根部快，能及时满足植物对养分
40、的叶部营养吸收转化速率比根部快，能及时满足植物对养分的需要需要。用于及时防治某些缺素症或补救因不良气候条件或根用于及时防治某些缺素症或补救因不良气候条件或根部受损而造成的营养不良。部受损而造成的营养不良。2.叶部营养直接促进植物体内的代谢作用，促进根部营养。从叶部营养直接促进植物体内的代谢作用，促进根部营养。从而提高产量、改善品质。而提高产量、改善品质。a.促进酶活性促进酶活性 b.促进早熟促进早熟 c.提高抗逆性提高抗逆性 d.提高光合和呼提高光合和呼吸作用吸作用3.叶部喷施可以防止养分在土壤中固定叶部喷施可以防止养分在土壤中固定 对于微量元素，是经济有效的施肥手段。对于微量元素，是经济有效
41、的施肥手段。4.4.营养时间短，养分供应不连续，总供应量少。营养时间短，养分供应不连续，总供应量少。对于大量元素，只能作为辅助手段。对于大量元素，只能作为辅助手段。（三）影响叶部营养的条件（因素）（三）影响叶部营养的条件（因素）1.溶液的组成溶液的组成 组成不同，吸收速率不同。如：组成不同，吸收速率不同。如：氮肥：尿素氮肥：尿素硝酸盐硝酸盐铵盐铵盐 钾肥：氯化钾钾肥：氯化钾硝酸钾硝酸钾磷酸二氢钾磷酸二氢钾 组成不同，营养作用不同。如：组成不同，营养作用不同。如：N加快营养生长，促进分蘖加快营养生长，促进分蘖;P促进早熟促进早熟；K促进有机物运输，调节渗透势，提高逆病性促进有机物运输，调节渗透势
42、，提高逆病性2.溶液浓度和酸碱反应溶液浓度和酸碱反应 在一定浓度范围内吸收速率和数量随浓度增加而增加，微素一般使用在一定浓度范围内吸收速率和数量随浓度增加而增加，微素一般使用浓度浓度0.05%0.5，尿素达，尿素达2%。酸性：有利于阴离子吸收酸性：有利于阴离子吸收 中性微碱性：有利于阳离子吸收中性微碱性：有利于阳离子吸收3.湿润时间及附着能力（湿润时间及附着能力（0.51小时）小时）保持叶片湿润时间越长，附着越多，养分吸收就越多。保持叶片湿润时间越长，附着越多，养分吸收就越多。一般可加入一般可加入“润湿剂润湿剂”：0.10.2洗涤剂或中性皂水；喷洗涤剂或中性皂水；喷施时间：清晨、傍晚或阴天施时
43、间：清晨、傍晚或阴天4.叶片形态结构（作物种类）叶片形态结构（作物种类）(1)叶片类型叶片类型 双子叶：叶面积大，角质膜薄，易吸收双子叶：叶面积大，角质膜薄，易吸收(2)叶的年龄：幼叶比老叶吸收能力强叶的年龄：幼叶比老叶吸收能力强(3)叶的正反面：叶背面比叶表面吸收效果好叶的正反面：叶背面比叶表面吸收效果好5.元素移动性（再利用能力）元素移动性（再利用能力）移动强：移动强：N K能移动：能移动：P Cl S部分移动：部分移动：Zn Cu Mn Fe Mo Mg不移动：不移动：B 、Ca 移动性差的元素要适当增加喷施次数，要喷在生长点、新生移动性差的元素要适当增加喷施次数，要喷在生长点、新生叶片
44、上。叶片上。（四）叶面施肥技术及注意事项（四）叶面施肥技术及注意事项1.选择适宜的肥料品种选择适宜的肥料品种 2.使用适宜浓度并调节酸碱度使用适宜浓度并调节酸碱度3.选择适宜喷施时间和使用湿润剂选择适宜喷施时间和使用湿润剂4.注意喷施部位注意喷施部位5.确定喷施次数确定喷施次数任务三任务三 作物营养特性作物营养特性一、作物营养的共性和多样性一、作物营养的共性和多样性（一）共性：所有高等植物都需要（一）共性：所有高等植物都需要16种必需营养元素种必需营养元素（二）多样性（二）多样性 1.有益元素有益元素 2.植物的超积累吸收及其利用植物的超积累吸收及其利用 超积累植物（超积累植物（国外国外500
45、余种，余种，Ni有有318种，锰有种，锰有11种，我国仅种，我国仅有有3种，种，Zn东南景天，东南景天，Cd龙葵，砷龙葵，砷蜈蚣草。蜈蚣草。植物修复植物修复 植物开矿植物开矿 毒性较大的元素毒性较大的元素 如：如：I、Br、F、Al、Cr、Pb、Cd、Hg、砷等。、砷等。二、作物营养的阶段性二、作物营养的阶段性（一）植物阶段营养特性：植物在一定的生长发育阶段，对（一）植物阶段营养特性：植物在一定的生长发育阶段，对养分的种类、数量及比例其要求不同，这种阶段性差异称为植养分的种类、数量及比例其要求不同，这种阶段性差异称为植物阶段营养特性。物阶段营养特性。如：棉花对如：棉花对N、P、K的吸收；的吸收
46、；苗期苗期 5 8 2.0 2.8 （轻）（轻）蕾期蕾期 15 2020 7.9 9.0 （稳）（稳）花铃期花铃期 50 60 24.2 36.5 60 24.2 36.5 （重）（重）吐絮期吐絮期 151520 65.9 51.7 20 65.9 51.7 （补）（补）N%P2O5%K2O%三、作物营养的几个关键时期三、作物营养的几个关键时期 作物营养临界期：在作物的营养期中，有一段时期对某种作物营养临界期：在作物的营养期中，有一段时期对某种养分要求特别迫切而敏感，需要的绝对数量不一定多，但缺养分要求特别迫切而敏感，需要的绝对数量不一定多，但缺乏时造成的损失是以后补施这一养分难于弥补的。乏时
47、造成的损失是以后补施这一养分难于弥补的。不同作物、不同养分临界期不同不同作物、不同养分临界期不同如：如：P素营养的临界期多出现在幼苗期；（出苗后两周）素营养的临界期多出现在幼苗期；（出苗后两周）N一般在营养生长向生殖生长过渡期。（小麦分蘖一般在营养生长向生殖生长过渡期。（小麦分蘖-幼穗幼穗分化期）棉花在现蕾期，水稻三叶期等分化期）棉花在现蕾期，水稻三叶期等 作物营养最大效率期：作物营养最大效率期：营养物质能够发挥最大增产营养物质能够发挥最大增产效能的时期。或者说作物需要养分最多，施肥增效能的时期。或者说作物需要养分最多，施肥增产最显著的时期，如：产最显著的时期，如：N素素小麦：拔节小麦：拔节-
48、抽穗；玉米：喇叭口抽穗；玉米：喇叭口-抽雄初期；抽雄初期；棉花：盛花始铃期棉花：盛花始铃期P素：多数作物在开花素：多数作物在开花-灌浆期（灌浆期（N肥后移）肥后移）四、作物营养的遗传特性四、作物营养的遗传特性 不同种类或同一种类不同品种的植物：不同种类或同一种类不同品种的植物：（1）对元素的种类和数量需要不同）对元素的种类和数量需要不同如：禾本科如：禾本科NP多，多，K少；少；豆科豆科PK多，多，N少；少；薯类和糖用薯类和糖用K多，多，NP少；少；叶菜类叶菜类 N多，多，PK少；少；油料油料NPK均多均多（2）对肥料的需要量不同）对肥料的需要量不同如：小麦如：小麦冬小麦冬小麦耐肥耐肥 春小麦春小麦大麦大麦不耐肥不耐肥高产品种耐肥高产品种耐肥低产品种不耐肥低产品种不耐肥谢谢观看！
