第二章礦質(zhì)營養(yǎng)第1頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三本章教學(xué)基本要求：掌握：植物細(xì)胞吸收溶質(zhì)的方式和機(jī)制、植物體對礦質(zhì)元素的吸收、礦物質(zhì)在植物體內(nèi)的運(yùn)輸和分布。理解：植物必須的礦質(zhì)元素、合理施肥的生理基礎(chǔ)。了解：植物體對氮、硫、磷的同化。第2頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三

通常把植物對礦質(zhì)元素（包括氮）的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和同化稱為礦質(zhì)營養(yǎng)。第3頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)植物的必需元素(essentialelement)一、植物體內(nèi)的元素自然界發(fā)現(xiàn)的元素一般在植物體內(nèi)都存在第4頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三第5頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三二、植物必需元素及其

確定方法（一）確定植物必需元素的標(biāo)準(zhǔn)

1、完全缺乏某種元素，植物不能正常的生長發(fā)育2、完全缺乏某種元素，植物出現(xiàn)專一的缺素癥狀3、該元素對植物的功能必須是直接的第6頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三（二）植物必需元素的

確定方法水培法(solutionculturemethod)砂培法(sandculturemethod)第7頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三植物的溶液培養(yǎng)第8頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三（三）植物的必需元素

迄今確認(rèn)的植物必需元素有19種：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni、Si、Na第9頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三大量元素(majorelement)

植物需要量較大，其在植物體內(nèi)含量占干重0.1%以上。它們是C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Si，共10種。微量元素(traceelement)

植物需要量較少，其在植物體內(nèi)含量占干重的0.01%以下。它們是Mo、Ni、Cu、Zn、Mn、Fe、B、Cl、Na，共9種第10頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三三、植物必需元素的生理作用及其缺乏癥（一）植物必需元素的生理作用1、細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組成成分，如：C、H、O、N、P、Ca、Mg、S等。2、生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)者，參與酶活性的調(diào)節(jié)，如：K、Mg、Zn、Fe等。3、起電化學(xué)作用及滲透調(diào)節(jié)作用，如：K、Cl等。

第11頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三（二）必需元素的缺乏癥

第12頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三病癥第13頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三課件2第14頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三第15頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三第16頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三第17頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三第18頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三（三）作物缺乏礦質(zhì)

元素的診斷化學(xué)分析診斷法病癥診斷法加入診斷法第19頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)植物細(xì)胞對礦質(zhì)元素的吸收

植物細(xì)胞吸收礦質(zhì)元素主要是通過質(zhì)膜上的相關(guān)蛋白完成的。參與礦質(zhì)元素吸收的蛋白主要是：通道蛋白、載體蛋白和H+-ATP酶

一、通道蛋白(channelprotein)

通道蛋白橫跨膜，中間形成允許離子通過的通道，即離子通道(ionchannel)，離子通道運(yùn)轉(zhuǎn)離子的速率很高，達(dá)到106~108個(gè)/秒。第20頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三第21頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三二、載體蛋白(carrierprotein)

載體蛋白具有離子專一的結(jié)合位點(diǎn)，能選擇性地跨膜吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)離子。由載體蛋白介導(dǎo)的跨膜離子運(yùn)轉(zhuǎn)可以是被動(dòng)的，也可以是主動(dòng)的。第22頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三第23頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三三、H+-ATP酶

H+-ATP酶橫跨整個(gè)膜，水解ATP，釋放能量，并利用此能量將H+由膜內(nèi)泵至膜外，在膜兩側(cè)形成電化學(xué)梯度。第24頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三第25頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三四、胞飲作用第26頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)植物體對礦質(zhì)元素的吸收

根系是植物吸收礦質(zhì)營養(yǎng)的主要器官一、根吸收礦質(zhì)元素的特點(diǎn)

（一）根系對水分和鹽分的相對吸收1.根系吸收離子的區(qū)域2.對水分和鹽分的相對吸收3.離子的選擇吸收第27頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三一、根吸收礦質(zhì)元素的特點(diǎn)

（一）根系對水分和鹽分的相對吸收

1.根系吸收離子的區(qū)域2.對水分和鹽分的相對吸收3.離子的選擇吸收第28頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三

植物根系吸收離子的數(shù)量與溶液中離子的數(shù)量不成比例的現(xiàn)象稱為離子的選擇吸收。表現(xiàn)為兩個(gè)方面：（1）植物對同一溶液中不同離子的吸收不同。（2）植物對同一種鹽的正、負(fù)離子的吸收不同。第29頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三例如：生理酸性鹽（NH4）2SO4生理堿性鹽KNO3生理中性鹽NH4NO3

生產(chǎn)上使用化學(xué)肥料時(shí)應(yīng)注意肥料類型的合理搭配。第30頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三（二）單鹽毒害和離子拮抗作用1.單鹽毒害(toxicityofsinglesalt)

把植物培養(yǎng)在單一鹽溶液中，不久植物根系停止生長，生長區(qū)細(xì)胞壁粘液化，細(xì)胞破壞，變成一團(tuán)無結(jié)構(gòu)的黏液，最后整株植物死亡的現(xiàn)象，稱單鹽毒害第31頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三2.離子拮抗作用(ionantagonism)

在發(fā)生單鹽毒害的溶液中，加入少量其它不同價(jià)的金屬離子，即能減輕或消除單鹽毒害的現(xiàn)象，稱為離子拮抗作用。第32頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三

生長在不同鹽溶液中的小麥根系第33頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三3.平衡溶液(balancedsolution)

由幾種必需礦質(zhì)元素按照一定的濃度和比例混合，具有合適的pH值，能使植物生長發(fā)育良好的溶液。第34頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三二、根系吸收礦質(zhì)元素的過程1.離子吸附在根部細(xì)胞表面由于根細(xì)胞吸附離子具有交換的性質(zhì)，故稱為交換吸附(exchangeadsorption)第35頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三第36頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三2.離子進(jìn)入根系內(nèi)部被根表面吸附的離子可通過質(zhì)外體或共質(zhì)體途徑進(jìn)入根的內(nèi)部第37頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三植物根系能夠吸收：

（1）土壤溶液中的礦質(zhì)離子（2）吸附在土壤膠體顆粒上的礦質(zhì)離子（3）難溶于水的礦質(zhì)元素第38頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三三、外界條件對根部吸收礦物質(zhì)的影響1.土壤通氣狀況2.土壤溫度3.土壤溶液的pH值4.土壤溶液濃度5.土壤微生物第39頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三四、植物地上部分對礦質(zhì)

元素的吸收植物地上部分對礦物質(zhì)的吸收稱為根外營養(yǎng)，也叫葉片營養(yǎng)(foliarnutrition)葉片能夠通過氣孔、角質(zhì)層裂縫吸收礦質(zhì)元素第40頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三葉片營養(yǎng)的優(yōu)點(diǎn)補(bǔ)充養(yǎng)料節(jié)省肥料見效迅速利用率高第41頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三

氮同化過程：硝酸鹽亞硝酸鹽氨氨基酸第四節(jié)氮同化第42頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三一、硝酸鹽的還原

硝酸鹽的還原由硝酸還原酶(nitratereductase)催化。硝酸還原酶存在于細(xì)胞液中，為一種誘導(dǎo)酶。含有FAD、細(xì)胞色素b557及鉬復(fù)合體（Mo-Co）等三種輔基。第43頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三硝酸還原酶催化反應(yīng)示意圖第44頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三誘導(dǎo)酶(inducedenzyme)

植物體本來不含有，但在特定的外來物質(zhì)(如底物)的影響下誘導(dǎo)形成的酶。第45頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三二、亞硝酸鹽還原

亞硝酸還原或在根中的前質(zhì)體，或在葉中的葉綠體中進(jìn)行。還原所需的電子來自還原態(tài)的鐵氧還蛋白。亞硝酸還原酶的輔基由一個(gè)鐵硫原子簇和一個(gè)西羅血紅素組成。第46頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三葉綠體中亞硝酸還原酶的催化作用示意圖第47頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三三、氨同化還原氨基化氨基交換作用氨甲酰磷酸的生成酰胺的生成第48頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三第49頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三第五節(jié)礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的運(yùn)輸一、礦質(zhì)元素運(yùn)輸?shù)男问?、途徑和速?.形式

不同元素在植物體內(nèi)運(yùn)輸?shù)男问讲煌?/p>

氮主要以氨基酸或酰胺形式磷主要以正磷酸的形式硫主要以硫酸根的形式金屬離子以離子狀態(tài)

第50頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三2.途徑根系吸收的礦質(zhì)元素通過木質(zhì)部向上運(yùn)輸，葉片吸收的礦質(zhì)元素通過韌皮部向上、向下運(yùn)輸。3.速度約為30-100cm/h

第51頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三二、礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的分配

礦物質(zhì)在植物體內(nèi)的分配以礦質(zhì)元素是否參與體內(nèi)離子循環(huán)或再利用而異。能在植物體中形成不穩(wěn)定的化合物、或以離子狀態(tài)存在的元素可被植物再利用，屬于參與循環(huán)的元素。能再利用的元素優(yōu)先分布于代謝較旺盛的部位。其缺素癥從老葉開始。這類元素有N、P、Mg、K、Zn等。第52頁，共54頁，2023年，2月20日，星期三