植物必需的营养元素及其生理作用植物营养
原文地址:植物营养原文作者:shen.yirshen
第一讲植物必需的营养元素及其生理作用
一、植物必需营养元素的概念、分类及相互关系
(一)概念
根据植物分析,组成植物体的化学元素有70余种。化学元素周期表中,除惰性气体、铀后面元素以外的化学元素,包括贵金属金和银,几乎都能在植物体内找到。其中不少化学元素对植物具有直接或间接的营养作用,但只有那些为作物的正常生命活动所必需,并同时符合下列条件的化学元素,才能称为作物的必需营养元素。
(1)这种化学元素对所有植物的生长发育是不可缺少的。缺少这种元素,植物就不能完成其生命周期,对高等植物来说,即由种子萌发到再结出种子的过程。
(2)缺乏这种元素后,植物会表现出特有的症状,而且其它任何一种化学元素都不能代替其作用,只有补充这种元素后症状才能减轻或消失。
(3)这种元素必须是直接参与植物的新陈代谢,对植物起直接的营养作用,而不是改善环境的间接作用。
凡是同时符合以上三个条件者,均为必需营养元素,反之为非必需营养元素。目前已证明为植物生长所必需的营养元素有C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl共16种。在非必需营养元素中有一些元素,对特定植物的生长发育有益,或为某些种类植物所必需,如藜科植物需要钠,豆科植物需要钴,蕨类植物和茶树需要铝,硅藻和水稻都需要硅,紫云英需要硒等。只是限于目
前的科学技术水平,尚未证实它们是否为高等植物普遍所必需。所以,称这些元素为有益元素。
(二)分类
植物所必需的营养元素虽然多达16种,但并不是等量的被植物所吸收,因而各种营养元素在植物体内的含量也各有差异。一般可根据植物体内的含量将其划分为三类:
(1)大量营养元素
大量营养元素一般对它们的需要量较多,约占植物干物重的白分之几十。属于这一类的元素有:C、H、O、N、P、K等6种。
(2)中量营养元素
中量营养元素一般植物对它们的需要介于大量营养元素和微量营养元素之间,约占植物干物重的千分之几。属于这一类的元素仅有Ca、Mg、S 3种。
(3)微量营养元素
一般植物对微量营养元素的需要量很少,只占植物干物重的万分之几到百万分之几,甚至更少。属于这一类的元素有:Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo和Cl等7种。
在16中必需营养元素中,除C、H、O以气态养分(如C02、O2和H2O[气]等)被植物吸收外,植物大量吸收的仍然为无机态养分,其中呈无机态阳离字的
有:NH4+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Zn2+等;呈无机态阴离子的有:NO3-、
H2PO4-、HPO42-、SO42-、H2BO3-、B4O72-、MoO42-、Cl-等。
在大量营养元素中,N、P、K是植物从土壤中吸收,而且植物对其需要量又较多,但土壤能提供的数量又比较少。在农业生产中往往需要通过施肥才能满足作物的需求。因此,它们常被称做"作物营养三要素"或"肥料三要素"。
(三)营养元素之间的相互关系
植物所必需的营养元素在植物体内彼此之间构成了复杂的相互关系,这些相互关系主要表现为同等重要和不可代替的关系。植物所必需的营养元素在植物体内不论数量多少都是同等重要,不可代替的,这就是所谓的"营养元素的同等重要律和不可代替律"。指物体内各种营养元素的含量差别可达十倍、千倍、甚至数百万倍,但它们在植物营养中的作用并没有重要和不重要之分。现以大量营养元素中的N、P为例来说明。植物体内氮素不足时,不仅蛋白质的合成受阻,而且也降低了叶绿素的含量。从外观上看,缺氮的植物生长缓慢,老叶黄化,严重时叶子全部变黄,甚至枯萎早衰,除施用氮素肥料外,施用其它任何元素的肥料都不能减轻这种症状。在植物供氮充足而缺乏P素时,由于核蛋白不能形成,细胞分裂和体内的糖代谢均受影响,茎、叶生长也受抑制,叶色由绿变暗或紫,只有施用磷肥,才能使植物生长发育正常。尽管植物对某些营养元素的需要量甚微,但缺少它时植物的生长发育也会受阻,严重时甚至死亡,这种情况同植物缺少某些大量元素所产生的不良后果完全相同。在农业生产上如玉米缺Zn时叶片失绿,出现"白苗病",油菜缺B时呈现"花而不实"。这些都会严重的影响作物的生长发育,导致减产和降低品质。必须营养元素在植物体内的这种生理功能上的不可代替合和同等重要关系,决定了在实际施肥中,只有按照作物营养的要求,根据土壤提供养分的状况,考虑不同种类的肥料配合,才能避免某些营养元素的供需失调,以利作物的正常生长。
二、植物必需营养元素的生理作用
了解植物必需营养元素的生理作用,对于科学施肥,争取作物优质高产具有十分重要的指导意义。
(一)氮
氮是构成蛋白质的主要成分,占蛋白质含量的16-18%,而细胞质、细胞核和酶都含有蛋白质,所以氮也是细胞质、细胞核和酶的组成成分。此外,核酸、磷脂、
叶绿素等化合物都含有氮,某些植物激素(如引哆乙酸和激动素),维生素(如B1、B2、B6、PP等)和生物碱等也含有氮素。由此可见,氮在植物生命活动中占有重要的地位,故又称为生命元素。
当氮供应充足时,叶大而鲜绿,光合作用旺盛,叶片功能期延长,分枝(分蘖)多,营养体健壮,花多,产量高。生产上常施用氮肥,加速植株生长。但氮素不能施用过多,否则,叶色深绿,生长剧增,营养体徒长,成熟期延迟。氮素较多,细胞质丰富而壁薄,易受病虫侵害,抵抗不良环境能力差,同时茎部机械组织不发达,易倒伏。氮肥供应不足,则植株矮小,叶小色淡或发红,分枝(分蘖)少,花少,籽实不饱满,产量低。
(二)磷
磷存在于磷脂、核酸和核蛋白中,前者是细胞质和生物膜的主要成分,后两者是细胞质和细胞核的组成成分。磷也是核苷酸的组成成分。核苷酸的衍生物在新陈代谢中占有极其重要的地位,它们或是能量传递或贮藏的重要物质(如腺苷三磷酸ATP),或是生物氧化的电子传递体(如黄素单核苷酸FMN),或是氢传递体(如辅酶I、辅酶?),另外,磷还直接参与发酵和呼吸过程,影响氮代谢及脂肪转变等。
缺磷时,植株体内累积NO3--N,蛋白质合成受阻,新的细胞质和细胞核形成较少,影响细胞分裂,植株幼芽和根部生长缓慢,叶小,分枝或分蘖减少,植株特别矮小,叶色暗绿。
(三)钾
钾是植物的主要营养元素之一。钾与氮、磷不同,不是植物体内有机化合物的成分。钾主要呈离子状态存在于植物枝叶中,或吸附在原生质胶粒的表面。由于钾是一种酶的活化剂,并具有高速度透过生物膜的特性,因而在植物生长和代谢中承担着重要的作用。
钾能促进光合作用。因为钾能提高光合作用中许多酶的活性,因而植物就能更有效地进行碳素同化作用。
钾有利于蛋白质的合成,这主要是能明显地提高植物对氮的吸收和利用。钾还能促进豆科作物的固氮作用,提高根瘤菌的固氮能力。
钾能促进植物经济用水。钾能促进水分从低浓度的土壤溶液中向高浓度的根细胞移动。所以,供钾充足时,有利于作物有效地利用土壤水分,并保持在体内,减少水分蒸腾作用。
钾能促进碳水化合物的代谢并加速同化产物向贮藏器官输送。因为钾能活化淀粉合成酶,所以能促进单糖合成双糖(蔗糖)或多糖(淀粉)。缺钾时,植物体内的蔗糖、淀粉就会水解为单糖。
此外,钾还能增强作物的抗逆性。钾能增强植物对各种不良状况(如干旱、低温、盐碱、病害和倒伏)的忍受能力。
缺钾时,植株茎秆柔弱易倒伏,抗旱性和抗寒性均差。叶片细胞解体,叶绿素破坏,叶色变黄,逐渐坏死;或者叶缘枯焦,生长较慢,而叶中部生长较快,整片叶子形成杯状卷曲或皱缩起来。
(四)钙
钙对细胞壁有稳定作用。通常钙与果胶酸结合形成果胶酸钙存在于细胞壁中,是细胞壁中胶层的组成成分。钙在细胞壁的中胶层和质膜的外表面上起着调节膜透性以及增强细胞壁强度的作用。
钙对蛋白质的合成有一定影响。据研究,当改善作物的钙营养时,作物体内蛋白质及酰胺含量也随之增加,但氨基酸含量则相应减少。钙营养能促进豆科作物根瘤的形成和共生固氮作用的增强。
钙是某些酶的活化剂,对植物的代谢作用十分重要。
钙能降低细胞内原生质胶体的分散度,使原生质的粘性加强。与钾离子配合,能调节原生质处于正常的状态,使细胞的充水度、粘性、弹性以及渗透性等均适合于植物正常生长,保证代谢作用顺利进行。
此外,钙对调节外部介质的生理作用。如钙能消除铵离子(NH4+)过多产生的毒害,同时还能加速铵的转化。在酸性土上,钙能减少土壤中氢离子(H+)和铝(Al3+)所造成的毒害。在碱性土上,钙能减少钠离子(Na+)过多的毒害。
缺钙症状首先见于生长点和幼叶,缺钙时,植株矮小,细胞壁融化,组织变软,叶片下垂与粘化。严重时,叶子变形或失绿,叶片边缘出现坏死斑点,但老叶仍保持绿色。缺钙苹果出现苦痘病,整个苹果表面显出小的棕色坏死斑点。番茄出现脐腐病,果实的末端变褐,以致腐烂。辣椒、西瓜缺钙时,也会出现类似症状。
(五)镁
镁是一切绿色植物不可缺少的元素,因为它是叶绿素的组成成分。叶绿素a和叶绿素b中均含有镁,可见,镁对植物进行光合作用具有重要作用。
酶是许多酶的活化剂,能加强酶促反应,因此,对于促进碳水化合物的代谢和作物体内呼吸作用均起着重要的作用。镁与作物体内磷酸盐运转有密切关系。镁离子(Mg2+)既能激发许多磷酸转移酶的活性,又可作为磷酸的载体促进磷酸盐在作物体内运转,并以植酸盐的形式贮藏在种子内。
镁参与氮的代谢作用和促进脂肪的合成。还能促进植物合成维生素A和维生素C,有利于提高果品和蔬菜的品质。
(六)硫
硫是构成蛋白质和酶不可缺少的成分,与呼吸作用和脂肪代谢有关,并对淀粉合成有一定影响。硫也是固氮酶系统的一个组成成分,豆科植物提高固氮效率,必
须要有硫。硫还参与调节体内的氧化还原过程。促进叶绿素的合成,并增强作物的抗寒性和抗旱性。
作物缺硫时,首先是幼芽黄花或嫩叶褪绿,随后黄化症状逐步向老叶扩展,以至全珠。黄花后茎秆细弱,根细长而不分枝。油菜缺硫时,开花结实时间延长,花小色淡,角果减少,产量下降。棉花缺硫时,叶肉增厚,叶缘枯焦,叶易脱落,棉桃小,吐絮差,产量和品质下降。
(七)铁
铁参与细胞内的氧化还原反应和电子传递,对于作物体内硝酸还原作用和豆科作物的固氮作用十分重要。
铁是一些与呼吸作用有关的酶的成分,参与细胞的呼吸作用。
铁也是磷酸蔗糖合成酶最好的活化剂,作物缺铁会导致体内蔗糖形成受阻。
铁虽不是叶绿素的组成成分,但合成叶绿素时确实需要有铁存在。据推测,在叶绿素合成时,铁可能是一种或多种酶所需要的活化剂。
缺铁时,症状首先出现在幼叶上,而下部老叶常保持绿色。缺绿的叶片,在初期只是叶肉部分发黄,叶脉仍能保持绿色。尔后叶片变白,叶脉也逐渐变黄。如植株缺铁十分严重,叶片上则会出现褐色斑点和坏死斑点,并导致叶片死亡、脱落。北方果树的黄叶病即是缺铁所致。
(八)硼
硼具有促进碳水化合物的运输,促进生殖器官的建成和发育,提高豆科作物根瘤菌固氮能力,促进植物生长素运输,稳定叶绿素结构等功能。
缺硼时顶部生长点生长不正常或生长停滞;幼嫩的叶片畸形、起皱、变脆。花和果实的形成受阻。如油菜的"花而不实",甜菜的根冠和心部腐烂,芹菜茎开裂等均与缺硼有密切关系。
(九)锰
锰在植物代谢过程中的作用是多方面的,包括直接参与光合作用,促进氮素代谢,调节植物体内氧化还原状况,活化硝酸还原酶,促进硝态氮还原成铵态氮,利于氨基酸和蛋白质的合成,参与光合作用,控制植物体内某些氧化还原系统等。锰对铁的有效性有明显的影响,锰过多易出现缺铁症状。
植物缺锰时,叶色失绿并出现杂色斑点,但叶脉仍保持绿色。缺锰的症状虽与缺镁相似,但缺锰的症状首先出现在幼嫩的叶片上。
(十)铜
铜是作物体内许多氧化酶的成分,或是某些酶的活化剂。铜积极参与光合作用,不仅与叶绿素形成有关,而且具有提高叶绿素稳定性的能力。铜还参与氮素代谢作用,缺铜时,作物体内蛋白质合成受阻,而可溶性氨基酸积累。铜可能是共生固氮过程中某种酶的成分,对共生固氮作用也有影响。
禾本科作物缺铜时植株丛生,顶端逐渐变白,症状一般从叶尖开始,严重时不抽穗、不结实或籽粒不饱满。果树如果缺铜,顶梢叶呈簇状,叶和果褪色,严重时顶梢枯死,并逐渐向下扩展。
(十一)锌
锌的主要生理功能是参与生长素(吲哚乙酸)的合成。缺锌时,将会导致生长素合成量锐减,尤其是在芽和茎中的含量明显减少,作物生长停滞,并出现小叶病"和"簇叶病"症状。叶片变小,节间缩短等"
锌是一些酶的组成成分或对不同类型的酶起激活作用,总与植物碳水化合物代谢和蛋白质合成相关联。锌与植物的光合作用有密切关系,缺锌会抑制高等植物的光合作用。
作物缺锌时生长受抑制,幼叶叶片脉间失绿。失绿部位最早是浅绿色,尔后发展为黄色,甚至白色。单子叶植物,特别是玉米的叶片,与叶脉平行的叶肉组织变
薄,叶片中脉两侧出现失绿条纹。双子叶植物的缺锌症状则是叶脉间失绿,叶片不能正常展开。
果树缺锌既影响叶片的生长,又能使茎秆枝条的节间缩短,例如苹果树缺锌症是叶片狭小,丛生呈簇状,不仅叶片发育受影响,芽苞形成也很少,树皮显得粗糙易破。
(十二)钼
钼是硝酸还原酶的金属成分,起着电子传递作用。钼又是固氮酶中钼铁蛋白的一种成分,在固氮过程中起作用。所以,钼的生理功能突出表现在氮代谢方面。钼对花生、大豆等豆科植物的增产作用显著。另外钼对作物的呼吸作用有一定影响,并能提高光合作用活度。
作物缺钼的共同特征是植株矮小,生长缓慢,叶片失绿。严重缺钼时,叶片枯萎,以致死亡,类似缺氮的症状,但两者是有区别的,缺氮症状首先出现在老叶上,而缺钼症状则最先出现在新生组织上。豆科作物缺钼,根瘤发育不良,小而少。缺钼的叶片生长畸形,整个叶片布满斑点,螺旋扭曲,有"鞭尾现象"。
(十三)氯
氯参与植物的光合作用。在作物体中大部分氯离子不参与生化反应,而起着调节细胞渗透压和维持生理平衡的作用。氯对叶片上气孔的启开和关闭有调节作用。此外适量的氯有利于碳水化合物的合成和转化。施用含氯肥料对抑制某些病害有明显作用。作物对氯的需要量小。施氯过多,会影响一些经济作物的产品质量。如会降低葡萄和瓜果中的含糖量,降低烟草的燃烧性,增加薯类的水分含量等,故对果树、烟草、糖料、油料等忌氯经济作物,应慎施氯肥。
第二讲矿质营养与植物生长,产量和品质的关系
植物能够利用根系和叶从土壤和大气中吸收矿物质、水分和二氧化碳等,然后把这些简单的、低能量的无机物质合成复杂的、具有高能量的有机物质。植物就利
用这些物质来建造自己的细胞、组织和器官,或作为吸收消耗的底物,来作为储藏物质储藏于果实、种子和延存器官(例如块根、块茎)中,以形成产量。因此矿质营养与植物生长,产量形成及品质有着密切的关系,下面就予以讨论。
一、矿质营养与植物生长
植物生长发育与矿物质养分供应状况的关系十分密切。一般来说,植物生长率与养分供应量之间的效应曲线(既生长效应曲线)有三个明确区段。在第一个区段内,养分供应不足,生长率随养分供应的增加而上升,称之为养分缺乏区;在第二区段内,养分供应充足,生长率最大,再增加养分供应对植物生长量并无影响,称之为养分适宜区,在第三区段内,养分供应过剩,生长率随养分供应量的增加而明显下降,称此为养分中毒区。养分的这种作用称为养分效应,影响养分效应的因素主要有两方面:
养分供应与植物生长的关系
(1)养分的平衡状况一种养分的效应大小,不仅与植物体中该养分的含量有关,更主要是取决于各种养分间的平衡状况。当N、P养分供应过量时,可能会造成其他养分的缺乏或毒害而导致减产。例如,大量供氮会破坏植物体内激素的平衡,使植物的生长受到严重影响;在锰中毒情况下,作物往往是缺铁或缺钙。因此,在养分缺乏的土壤上,要想提高作物产量,不能仅仅只考虑一种养分的供应情况,而应考虑各种养分的平衡供应,这就要求平衡施肥或配方施肥。
(2)产量和品质的要求供应养分的效应不仅因收获营养器官和繁殖器官之间的差异而不同,而且也受人们对产量与品质的要求的影响。对多数作物来讲,产品的数量和质量同等重要。一般,最好的品质常常是在达到最高产量之前或之后获得的,最好的品质和最好的产量不一定同步,要求的养分供应也不一定相同。只有当二者同步时,要求的养分供应量才能一样,这就要求,在农业生产中要注意协调两者之间的关系,在获得高产的基础上也有好的品质。
二、矿质养分与产量的关系
矿质养分对以果实、种子、块茎为产量的作物种类来说,其供应形态、施用时期、供应不足或过量对植株开花、受精、种子发育或块茎形成会产生较大的影响,从而影响到产量的形成。
(1)花的形成氮肥形态和施用时期对苹果花形成的影响要比施氮量大的多。在花芽分化期,叶片喷施含有尿素的肥料能使来年苹果开花数量显著增加,这是调节苹果树"大小年"的一个有效方法。在花诱导期施用NH4+-N比NO3--N对花的形成更有效,而对根系以"间断"的方式施用24hNH4+-N甚至比连续施用8周NO3--N的处理还要有效,这种效应并不是由于氮的直接营养功能,而是通过但对植物激素合成的的促进作用所获得的结果。
番茄和小麦花的形成与磷的供应状况也有明显的关系。每棵苹果树的花数与叶片中含磷量也有一定的相关性。由于番茄花数与细胞分裂素(CYT)水平之间,磷的施用量与细胞分裂之间都呈正相关,因此,可通过施磷提高细胞分裂素水平,从而促进花的形成。钾对蒜、芥、切花的形成也有类似的影响,当植物叶片中钾水平低时,不育雌花所占的比例高,产量低。
(2)受精矿质养分如铜和硼的供应还能直接影响种子或果实的数量。特别在缺铜时,能严重影响谷类作物的生殖生长,严重缺铜能促进其分蘖,秸秆产量相当高,但却不能结实,在缺铜土壤上,随施铜量的增加,籽粒产量明显提高,但秸秆产量仅仅略有增长。这一结果充分说明,养分胁迫直接限制产量的形成。
缺铜植物花药形成受阻,每个花药产生的花粉粒很少,既使产生了花粉粒,也大多无活力。缺铜常常造成小麦不能结实。
玉米花粉的形成和活性受钼营养状况的影响很大。供钼不足时,每个花药中花粉的粒数都不足,花粉粒小,活性低。
硼是花粉管伸长生长所必需的。在缺硼条件下水稻穗粒数下降,大麦受精严重不足,玉米果穗秃头,从而严重影响产量的形成。
(3)花和种子的发育有些植物(如大豆)的花和未成熟果实脱落是限制产量的重
要因子。开花阶段缺氮会加重落花而减产。因此,施用适量氮肥对减少大豆落花掉荚,增加籽粒产量是十分必要的。
养分缺乏造成果实和种子过早成熟,籽粒和果实变小是限制产量的又一因子。有人对小麦做试验发现,在低钾植株中,特别是开花后4-6周,籽粒的脱落酸(ABA)含量比高钾的高的多;相应地,缺钾植株的灌浆期比对照植株短的多,可见,过早成熟与脱落酸的水平高有关。
(4)矿质养分对块茎形成及其生长速率的影响养分供应状况对诱发食用甜菜、
马铃薯等块根和块茎作物的贮藏器官及其膨大都有很大的影响。在贮藏器官开始生长后相当长的时间里,块根和块茎作物的营养茎和贮藏器官之间存在着明显的竞争生长,马铃薯类植物竟争尤为明显。一般来说,有利于营养茎生长的养分供应状况(如多施氮)能延缓贮藏器官形成和膨大,降低糖用甜菜、马铃薯等贮藏器官生长率和光合产物积累量。
连续向马铃薯根系供应氮会延迟甚至阻碍块茎形成。块茎形成后,大量施氮还能使其生长率剧降,而使茎秆的生长率提高。这表明营养茎与贮藏器官(块茎)之间库的竞争可通过供应氮来加以调节。
三、矿质营养与品质的关系
(一)氮肥与品质的关系
植物体内与品质有关的含氮化合物有蛋白质,必需氨基酸、酰胺和环氮化合物(包括叶绿素A、维生素B和生物碱),NO3-、NO2-等。
蛋白质是农产品的重要质量指标。增施氮肥能提高农产品中蛋白质的含量。
人体必需的氨基酸有缬氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、氮氨酸、色氨酸、异亮氨酸和赖氨酸,其含量也是农产品的重要指标。这些氨基酸是人和动物体本身无法合成的,只有由植物产品提供。适当供氮能明显提高产品中必需氨基酸的含量,而过量施氮时,必需氨基酸的含量却反而会减少。人和动物如果缺乏必需氨基酸,就会产生一系列代谢障碍,并导致疾病。
氮肥还影响植物油的品质。例如,向日葵油一般含有10%的饱和脂肪酸,
70%的必需亚油酸,但随着氮肥用量的增加,而亚油酸含量减少。20%的油酸,对油菜也有相同的趋势。
氮素营养状况对甜菜品质的影响是至关重要的。在块根生长初期,供应充足的氮是获得高产的保证,而后期供氮多则会导致叶片徒长,块根中氨基化合物和无机盐类含量增高,使糖分含量大幅度下降。
产品中的NO3-和NO2-含量是近年来引人注意的主要品质指标。人体内NO2-过量能导致高铁血红蛋白症,引起血液输氧能力下降。NO2-盐还可与次级胺结合,转化形成一类具有致癌作用的亚硝胺类化合物。氮肥施用过大是造成叶菜类蔬菜
NO3-盐含量大幅度增加的主要原因。
(二)磷肥与品质的关系
磷与植物产品品质有关的磷化物有无机磷酸盐、磷酸酯、植酸、磷蛋白和核蛋白等。增施磷肥对作物品质有如下作用:
1、提高产品中的总磷量饲料中含磷(P)量达0.17%-0.25%时才能满足动物的需要,含磷量不足会降低母牛的繁殖力。P/Ca比对人类健康的重要性远远超过了P 和Ca单独的作用。
2、增加作物绿色部分的粗蛋白质含量,磷能促进叶片中蛋白质的合成,抑制叶片中含氮化合物向穗部的输送;磷还能促进植物生长,提高产量,从而对氮产生稀释效应。因此,只有氮磷比例恰当,才可提高籽粒中蛋白质含量。
3、促进蔗糖、淀粉和脂肪的合成磷能提高蔗糖和淀粉合成速率的作用较提高蛋白质合成速率的作用更大。作物缺磷时,淀粉和蔗糖含量相对降低,但谷类作物后期施磷过量,对淀粉合成不利。
4、使蔬菜上市表观、果实大小、耐贮运、味道特性等都有所改善。充足的磷肥可获得较大的马铃薯块茎;磷肥供应不足时,块茎小,磷太多时易形成裂口或畸形块茎。磷肥还能提高果菜类蔬菜的含糖量,改善其酸度,使上市的蔬菜更鲜美、漂亮,提高商品的档次。
(三)钾肥与品质的关系
1、改善禾谷类作物产品的品质。不仅可增加禾谷类作物籽粒中蛋白质的含量,而且还可提高大麦籽粒中的胱氨酸、蛋氨酸、酪氨酸和色氨酸等人体必需氨基酸的含量。
2、促进豆科作物根系生长,使根瘤数增多,固氮作用增强,从而提高籽粒中蛋白质含量。
3、有利于蔗糖、淀粉和脂肪的积累。在甜菜上施用钾肥可提高含糖量,在大麦上施钾可提高籽粒中淀粉和可溶性糖的含量。
4、提高棉花产量,促进棉绒成熟,减少空壳率,增加纤维长度,提高棉花含油量。
5、改善烟叶的颜色、光洁度、弹性、味道和燃烧性能,减少烟草中尼古丁的含量和烟叶中草酸的含量。
(四)钙、镁、硫与品质的关系
1、钙:缺钙会使番茄、辣椒、西瓜等出现脐腐病,苹果出现苦痘病和水心病,极大地影响农产品的品质。施钙可增加牧草的含钙量,提高其对牲畜的营养价值,还可增加农产品的可贮性。另外,钙是人类食品中明显不足的元素,施钙对提高植物食品的含钙量,促进人体健康也极其重要。
2、镁:镁的含量也是农产品的一个重要的品质标准。饲用牧草镁含量不足时可导致饲养动物缺镁症,引起动物痉挛病;人类饮食中镁不足则会导致缺镁综合症,出现过敏、困乏、疲劳、脚冷、全身疼痛等病症。施镁肥可提高植物产品的含镁量,还能提高叶绿素、胡萝卜素和碳水化合物的含量,防治人畜缺镁症。
3、硫:它是合成含硫氨基酸如胱氨酸、半胱氨酸和钾硫氨酸必不可少的。缺硫会降低蛋白质的生物学价值和食用价值。禾谷类作物籽粒中半胱氨酸含量低时,会降低面粉的烘烤质量。某些植物(如芥子油、葱油)的合成也需要硫,因此,施硫可增加这些产品的香味,改善其品质。
(五)微量元素与品质的关系
由于许多微量元素是植物、人和动物体都必需的,因此,农产品中微量元素的含量也是重要的产品品质指标。微量元素影响着植物体内许多重要代谢过程,但它同时又是易于对植物产生毒害等不良影响的元素,因此,微量元素含量的增加不能过度。
1、铁:绿色叶片(如菠菜)和粮食中的铁是人体中铁的重要来源。缺铁可引起贫血、脑神经系统疾病、感染性疾病和骨骼异常现象等。
2、锰:食物和饲料中的含锰量也是重要的品质标准。施用锰肥有提高维生素(如胡萝卜素、Vc)含量,防止裂籽、提高种子含油量等作用。缺锰会引起动物生长停滞,骨骼畸形、生殖机能障碍等病症。
3、铜:铜对于提高植物产品蛋白质含量、改善品质、增加蛋白质有关物质的含量都有积极的作用。
4、锌:缺锌能使植物成熟期推迟,从而影响农产品品质。由于偏食或食物中含锌量低常常会引起儿童食欲不振,生长发育受阻等。施锌能增加植物产品含锌量和产量,防止人畜缺锌病,锌是一种重要的品质指标。
5、硼:由于硼对植物体内碳水化合物运输有重要影响,因此,适量增施硼肥可提高蔗糖产量。施硼可防止因缺硼造成的"茎裂",提高蔬菜品质。
6、钼:钼又是重要的品质指标之一。缺钼土壤上施钼肥可增加种子的含钼量,提高农产品的蛋白质含量,改善其品质,儿童体内缺钼易患龋齿。另外,施钼可增加豆科作物的含氮量,从而提高蛋白质含量。
由以上可看出,矿质营养与作物的产量和品质的关系极为密切,因此,在农业生产中合理施肥就显得特别重要。我公司以此为出发点,根据土壤测试结果、农作物需肥规律、耕地供肥能力和各种肥料效应,合理确定各种肥料的施用量,并加工成各种作物的专用配方肥,欢迎大家选用我们的肥料并提出宝贵的意见。
第三讲科学施肥的生理基础
在农业生产中,由于土壤中的养分不断地被作物吸收,而作物产品大部分被人们利用,田地养分就逐渐不足,因此,施肥就成为提高作物产量和质量的一个重要手段,要增产,不只要有足够的肥料,而且还要科学施用。要科学施肥,就应根据矿质元素对作物所起的生理功能结合作物的需肥规律,适时地、适量地施肥,做到少肥高效。
一、作物的需肥规律
虽然各种作物为了良好的生长发育并获得优质高产都需要吸收16种必需的营养元素,已如前述,但是不同作物需要的数量和程度是有差别的。即使是同种作物,由于土壤条件的差异,所需养分和比例也是不同的。由于人们对各种作物的食用部分要求不一,而不同元素的生理功能又不一样,所以,不同作物对不同元素的相对需要量多少就不同,例如,栽培以果实籽粒为主要收获对象的禾谷类作物时,要多施一些磷肥,以利籽粒饱满;栽培根茎类作物(如甘薯、马铃薯)时,则可多施钾肥,促进地下部分累积碳水化合物;栽培叶菜类作物时,可偏施氮肥,使叶片肥大。
同一作物在不同生育时期中,对矿质元素的吸收情况也是不一样的。在萌发期间,因种子本身贮藏养分,故不需要吸收外界肥料养分,随着幼苗的长大,吸肥渐强,将近开花、结实时,矿质养料吸收最多,以后随着生长的减弱,吸收下降,至成熟期则停止吸收,衰老时甚至有部分矿质元素排出体外。
作物在不同生育期中,各有明显的生长中心,例如水稻和小麦等分蘖期的生长中心是叶芽,拔节孕穗期的生长中心是穗子的分化发育和形成,抽穗结实期的生长中心是种子的形成。生长中心的生长较旺盛,代谢强,养分元素一般优先分配到生长中心,所以,不同生育期施肥,对生长影响不同,它们的增产效果有很大的差别,其中有一个时期施用肥料的营养效果最好,这个时期被称
或植物营养最大效率期)。我国农民在长期生产实践中,对为最高生长效率期( 植物营养最大效率期有深刻的认识。一般作物的最大效率期是生殖生长时期,那时,正处于生殖器官分化和退化的关键时刻,吸收养分最多,加强养分既可促进颖花的分化形成,又可防止颖花和枝梗的退化,所以获得较大的经济效率。例如水稻和小麦的营养最大效率期是在幼穗形成期,油菜和大豆都在开花期,所谓"菜浇花"就是这个代理。
另外,在作物的营养期中还有一个作物营养临界期。所谓作物营养临界期是指某种养分缺少或过多对作物生育影响最大的时期。在临界期,作物对某种养分的要求在绝对数量上虽然不多,但很迫切,作物因某种养分缺少或过多而受到的损失,即使在以后该养分供应正常时也很难弥补。作物营养的临界期,多出现在生育前期,但是不同养分的临界期在时间上不完全相同。不少试验指出,大多数作物磷营养的临界期多出现在幼苗期,因为从种子营养转到土壤营养时,种子中所贮存的磷(植素态磷)业已耗尽,而此时根系甚小,吸收能力也很弱,当磷供应不足时,不但幼苗的生长会受到严重影响,而且作物还会减产。所以施用磷肥作种肥是一项增产的有效措施。作物氮素营养临界期也在生育前期,例如,冬小麦的氮营养临界期是
在分蘖和幼穗分化期,这是供给适量的氮素,就能增加分蘖数,并为形成大穗打好基础。如果供氮不足,分蘖数和花数就会减少;相反,如果这时氮素过多,则无效分蘖增加,幼穗分化也受影响,甚至造成早期郁蔽,穗小、粒少,或者倒伏,严重影响产量。
二、合理追肥的指标
前面讲的植物营养最大效率期及营养临界期的施肥有着举足轻重的作用,但并不等于只可在这两个时期施肥。作物对矿质元素的吸收是随本身的生育时期而有很大的改变,所以应在施足基肥的基础上,分期追肥,以及时满足作物不同生育期的需要。具体运用还得看实际情况而定。作物生长发育是受环境(土壤与气候)支配的,而环境条件千变万化,由于植株生长情况实际上是环境对植
物影响的综合反映,所以具体施肥时期和数量,还要据植株生长情况而定,与植株"对话",对植株进行诊断。
(一)追肥的形态指标
1、相貌作物的相貌是一个很好的追肥形态指标。这就同中医的"望诊",医生通过看病人的脸色、舌苔等就可大体诊断属于哪一类的疾病。对于植物来说,一般氮肥多,植株生长块,叶长而软,株型松散;氮肥不足,生长慢,叶短而直,株型紧簇。有经验的农民根据植株相貌就知道肥料过多或过少,什么时期要有什么相貌才是正常的、高产的。例如在小麦幼苗方面,河南总结出麦苗壮弱不同,其叶形分别似三种动物的耳朵:瘦弱苗马耳朵,壮苗骡耳朵,过旺苗猪耳朵。
2、叶色叶色也是一个很好的追肥形态指标。这是因为:第一,叶色是反映作物体内营养状况(尤其是氮素水平)最灵敏的指标。功能叶的叶绿素含量,与其含氮量的变化基本上是一致的。叶色深,氮和叶绿素含量均高;叶色浅,两者均低。所以生产上常以叶色作为氮肥施用的指标。第二、叶色是反映植株体内代谢类型的良好指标。叶色深的植株,由于体内氮素积累多,生长快,光合产物大多数运到新生器
官,同时消耗大量碳水化合物以形成新的蛋白质,所以,这时植株的代谢以氮代谢,即扩大型代谢为主。叶色浅的植株,其体内含氮量低,生长慢,光合产物大多数仍然以碳水化合物形式分配到贮藏器官(茎、穗等)中,所以,这时植株的代谢以碳代谢,也即是贮藏型代谢为主。由此看来,叶色深浅是促控生长的预告信号。第三、叶色反应快,敏感。施用无机氮肥3-5日后叶色即变,比生长反应还快。
当我们了解了叶色变化的规律后,就可运用肥水技术,通过调控代谢类型(同时也是控制叶片变化),以满足植株的需要,达到高产的目的。
作物缺肥与否,除了看叶色外,还可以看茎色。例如棉花鄂光棉和洞庭一号等品种的茎秆,部分呈绿色,部分呈红色,两者在各个生育期有一个比例。如果红色的部分过少,说明肥过多;红色部分过多,则表示缺肥。
(二)追肥的生理指标
施肥过程指标一般都是以功能叶为测定对象。
1、营养元素。叶片营养元素诊断是研究植株营养状况较有前途的途径之一。结合不同施肥水平,不同产量,通过化学分析,找出不同生育期、不同组织、不同营养浓度与产量的关系。如图:
如图示,养分严重缺乏时,产量甚低;养分适当时,产量最高;养分浓度如继续提高,产量亦不增加,浪费肥料;如养分更多,产生毒害,产量反而下降。在严重缺乏与适量两个浓度之间有一临界浓度,临界浓度是获得最高产量的最低养分浓度。不同作物,不同生育期,不同元素的临界浓度不同,要根据大量的试验数据,绘制出各种曲线,找出它们的临界浓度,以便指导施肥工作。
叶片分析最好与土壤分析结合起来,因为叶片分析只知道组织的营养水平,对土壤营养水平,特别是障碍吸收的因素不清楚;而土壤分析可知土壤中全部养分和有效养分的贮存量,但不知道作物从土壤中吸收养分的实际数量。所以,土壤分析和叶片分析并用,相互补充,相辅为用。
2、酰胺作物吸收氮素过多时,就会以酰胺状态贮存起来,以免游离氨毒害植物。一系列研究证实,水稻植株中的天冬酰胺与氮的增加是平行的,因而认为天冬酰胺的含量可作为水稻植株氮素状态的良好指标。在幼穗分化期,测定未展开或丰展开的顶叶内天冬酰胺的有无,如含有,表示氮营养充足;如没有,说明氮营养不足。本法可作为穗肥的一个诊断指标。
3、酶活性某些酶的活性与植物体内某些营养元素多寡有密切的关系。但由于本诊断方法正处研究阶段,还不成熟,故不予多谈。
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第二章植物的矿质营养 一、名词解释 1. 矿质营养 2. 必需元素 3. 大量元素 4. 微量元素 5. 水培法 6. 叶片营养 7. 可再利用元素8. 易化扩散9. 通道蛋白 10. 载体蛋白11. 转运蛋白12. 植物营养最大效率期 13. 反向运输器14. 同向运输器15. 单向运输器 二、填空题 1.植物细胞中钙主要分布在中。 2.土壤溶液的pH对于植物根系吸收盐分有显著影响。一般来说,pH增大易于吸收;pH 降低易于吸收。 3.生产上所谓肥料三要素是指、和三种营养元素。 4.参与光合作用水光解反应的矿质元素是、和。 5.在植物体内促进糖运输的矿质元素是、和。 6.离子跨膜转移是由膜两侧的梯度和梯度共同决定的。 7.促进植物授粉、受精作用的矿质元素是。 8.驱动离子跨膜主动转运的能量形式是和。 9.植物必需元素的确定是通过法才得以解决的。 10.华北地区果树的小叶病是因为缺元素的缘故。 11.缺氮的生理病症首先出现在叶上。 12.缺钙的生理病症首先出现在叶上。 13.根部吸收的矿质元素主要通过向上运输的。 14.一般作物的营养最大效率期是时期。 15.植物地上部分对矿质元素吸收的主要器官是。 16.植物体内可再利用的元素中以和最典型;不可再利用的元素中以最典型。17.追肥的形态指标有和等;追肥的生理指标有和。 18.油菜“花而不实”症是土壤当中缺乏营养元素引起的。 19. 引起大白菜干心病、菠菜黑心病矿质元素是。 20. 被称为植物生命元素的是。 21. 一般作物生育的最适pH是。 22.诊断作物缺乏矿质元素的方法有、和。 23.影响根部吸收矿质元素的因素有、、和。 三、选择题 1.在下列元素中不属于矿质元素的是()。 A.铁 B.钙 C.氮 D.磷 2.植物缺铁时会产生缺绿症,表现为()。 A.叶脉仍绿 B.叶脉失绿C.全叶失绿 D.全叶不缺绿 3.影响植物根细胞主动吸收无机离子最重要的因素是()。
第二章植物的营养成分 【教学目标】 1、掌握植物必需的营养元素判断标准和种类。 2、掌握植物对矿质营养的吸收及根外营养特点和注意事项。 3、了解营养元素的生理作用。 4、了解营养元素的缺素症及其诊断。 【教学重点】 1、掌握植物必需的营养元素判断标准和种类。 2、掌握植物对矿质营养的吸收及根外营养特点和注意事项。 【教学难点】 掌握植物对矿质营养的吸收及根外营养特点和注意事项。 【教学方法】 项目引导教学法 【教学过程】 复习回顾: 我们在第一章学习了土壤的概念及组成,土壤的力学性质和耕性,土壤肥力。 导入新课: 我们都知道,有收无收在于水,收多收少在于肥。第三章我们开始学习合理施肥。要合理施肥就需要知道植物都需要哪些营养元素。 什么是营养?什么是营养元素? 营养:植物从外界环境中吸取所需的物质,以维持其生长和生命活动的作用称为营养。 营养元素:植物所需的化学元素也成为营养元素。 第一节植物必需的营养元素 一、植物必需的营养元素: 1、判断植物必需的营养元素有三条标准: (1)对所有植物完成生活周期是必不可少的。 (2)其功能不能由其他元素代替,缺乏时会表现出特有的症状。 (3)对植物起直接营养作用。 2、植物必须的营养元素有16种:碳C;氢H;氧O;氮N;磷P;钾K;钙Ca;镁Mg;硫S;铁Fe;硼B;锰 Mn;铜Cu;锌 Zn;钼Mo;氯Cl。 大量元素:占干重千分之几以上 C、H、O、N、P、K 微量元素:万分之几以下 Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl 中量元素:Ca、Mg、S 各元素对植物营养和生理功能都是同等重要的,不可相互代替。 3、肥料三要素 在植物必需营养元素中,植物对氮、磷、钾三种元素的需要量多,而土壤中一般含量都很低,常通过施肥补充才能满足植物营养的需要,故称为肥料三要素。 二、植物矿质营养的吸收 1、植物吸收养分的形态: 离子态:阳离子、阴离子 分子态:二氧化碳、尿素 2、植物根部营养
各元素在植物的作用 1. 氮(N)的生理功能-----大量元素 生理功能:蛋白质、核酸、磷脂、酶、植物激素、叶绿素、维生素、生物碱、生物膜的组成成分。 氮素缺乏:株小,叶黄,茎红,根少,质劣,老叶先黄化。 氮素过量:贪青徒长,开花延迟,产量下降。 2. 磷(P)的生理功能-----大量元素 生理功能:植素、核酸、磷脂、酶、腺甘磷酸组成成分;促进糖运转;参与碳水化合物、氮、脂肪代谢;提高植物抗旱性和抗寒性 磷素缺乏:株小,根少,叶红,籽瘪,糖低,老叶先发病。 磷素过量:呼吸作用过强;根系生长过旺;生殖生长过快;抑制铁、锰、锌的吸收。 抗寒原理:提高植物体内可溶性糖含量(能降低细胞质冰点);提高磷脂的含量(增强细胞的温度适应性);缺磷叶片变紫的原理:碳水化合物受阻,糖分累积,形成花青素(紫色) 3. 钾(K)的生理功能-----大量元素 生理功能:以离子状态存在于植物体中,酶的活化剂,促进光合作用、糖代谢、脂肪代谢、蛋白质合成,提高植物抗寒性、抗逆性、抗病和抗倒伏能力。 钾素缺乏:老叶尖端和边缘发黄,进而变褐色,渐次枯萎,但叶脉两侧和中部仍为绿色;组织柔软易倒伏;老叶先发病。 钾素过量:会由于体内离子的不平衡而影响到其他阳离子(特别是镁)的吸收;过分木质化。 抗旱原理:钾离子的浓度可提高渗透势,利于水分的吸收;
抗倒伏原理:促进维管束木质化,形成厚壁组织; 抗病原理:促进植物体内低分子化合物向高分子化合物(纤维等)转变,减少病菌所需养分; 4. 钙(Ca)的生理功能-----中量元素 生理功能:细胞壁结构成分,提高保护组织功能和植物产品耐贮性,与中胶层果胶质形成钙盐,参与形成新细胞,促进根系生长和根毛形成,增加养分和水分吸收。 钙素缺乏:生长受阻,节间较短,植株矮小,组织柔软,幼叶卷曲畸形,叶缘开始变黄并逐渐坏死,幼叶先表现症状。钙素过剩:不会引起毒害,但是抑制Fe、Mn、Zn的吸收。 5. 镁(Mg)的生理功能-----中量元素 生理功能:叶绿素的构成元素,许多酶的活化剂; 镁素缺乏:根冠比下降;高浓度的K+、Al3+、NH4+可引起Mg缺乏; 镁素过量:茎中木质部组织不发达,绿色组织的细胞体积增大,但数量减少6. 硫(S)的生理功能-----中量元素 生理功能:蛋白质和许多酶的组成成分,参与呼吸作用、脂肪代谢和氮代谢和淀粉合成。组成维生素B1、辅酶A和乙酰辅酶A等生理活性物质。 硫素缺乏:籽粒中蛋白质含量降低;影响面粉的烘烤质量; 蛋白质合成受阻,与缺氮症状类似,但是先出现在幼叶。 7.铁(Fe)生理功能:微量元素 生理功能:叶绿素合成所必需;参与体内氧化还原反应和电子传递; 参与核酸和蛋白质代谢;参与植物呼吸作用;还与碳水化合物、有机酸和维生素的合成有关。
植物生长所需的营养元素 1.必需营养元素: 营养元素在植物体内的含量不同,所引起的作用也不同,有些元素在植物体内含量很少,但是是不可缺少的,判断必需营养元素的三个依据: (1)如缺少某种营养元素,植物就不能完成生活史; (2)必须营养元素的功能不能由其它营养元素代替; (3)必需营养元素直接参入植物代谢作用. 2.目前已发现16种必需营养元素: (1)大量营养元素: C、H、O、N、P、K; (2)中量营养元素Ca、Mg、S; (3)微量营养元素: Fe Mn Cu Zn B Mo Cl(一般占植物干重的0.1%以下)。 3.有益元素: 在16种营养元素之外,还有一类营养元素,它们对一些植物的生长发育具有良好的作用,或为某些植物在特定条件下所必需,但不是所有植物所必需,人们称之为“有益元素”,其中主要包括: Si Na Co Se Ni Al等. 4.为什么大量施肥并不能获得高产? (1)各类元素的同等重要性 大量、中量和微量营养元素具有同等重要性,必需营养元素在植物体内不论数量多少都是同等重要的,作物的产量和品质是有最缺乏的营养元素决定的,要想节约肥料的投入成本又能获得高产,必须做的平衡施肥。 (2)常见土壤营养元素的缺乏状况表 土壤类型土壤pH<6.0 土壤pH 6.0-7. 0 土壤pH>7.0 沙土、氮、磷、钾、钙、镁、铜、氮、镁、锰、硼、铜、锌氮、镁、锰、硼、铜、锌、铁 锌、钼 轻壤土氮、磷、钾、钙、镁、铜、钼氮、镁、锰、硼、铜氮、镁、锰、硼、铜、锌 壤土磷、钾、钼锰、硼锰、硼、铜、铁 粘壤土磷、钾、钼锰硼、锰 粘土磷、钼硼、锰硼、锰 髙有机质土磷、锌、铜锰、锌、铜锰、锌、铜
植物营养元素的生理功能及缺素 一、营养元素种类 植物营养元素可分为必需营养元素和有益营养元素。 (一)、必需营养元素: 1、判定某种元素是不是植物生长所必需的,要看其是否具备以下三个条件: 1、这种元素是完成作物生活周期所不可缺少的; 2、缺少时呈现专一的缺素症,具有不可替代性,惟有补充后才能恢复或预防; 3、在作物营养上具有直接作用的效果,并非由于它改善了作物生活条件所产生的间接效果,也不是依照它在作物体内的含量的多少,而是以它对作物生理过程所起的作用来决定。 2、植物必需营养元素有十六种: 大量营养元素:碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、钾(K); 中量营养元素:钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S); 微量营养元素:铁(Fe)、硼(B)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、氯(Cl)。 此外,有人认为,镍(Ni)元素是植物必需营养元素。 (二)、有益营养元素: 有益营养元素是为某些植物正常生长发育所必需而非所有植物所必需的元素。如硅(Si)、钠(Na)、钴(Co),它们可代替某种营养元素的部分生理功能,或促进某些植物的生长发育。如: 甜菜是喜钠植物,它可在渗透调节等方面代替钾的作用,并促进细胞伸长,
增大叶面积;硅是稻、麦等禾本科植物所必需,可增强植株抗病虫害能力,使茎叶坚韧,又能防止倒伏;钴是豆科植物固氮及根瘤生长所必需。固植物所必需,可增强植株抗病虫害能力,使茎叶坚韧,又能防止倒伏, (三)、稀土元素: 稀土元素是指化学周期表中镧系的15个元素和化学性质相似的钪与钇。镧系:镧La* 铈Ce* 镨Pr 铷Nd * 钷Pm 钐Sm* 铕Eu 钆Gd 铽Tb 镝Dy 钬Ho 铒Er 铥Tm 镱Yb 镥Lu* 和钪Sc 钇Y 。 其中的镧、铈、钕、钐和镥等有放射性,但放射性较弱,造成污染可能性很小。土壤中普遍含有稀有元素,但溶解度很低,有效性低。磷肥及石灰中往往含有较多的稀土元素。稀土元素在植物生理上的作用还不够清楚,现在只知道在某些作物或果树上施用稀土元素后,有增大叶面积、增加干物质重、提高叶绿素含量、提高含糖量、降低含酸量的效果。由于它的生理作用和有效施用条件还不很清楚,所以施用稀土元素不是总是有效的。 二、营养元素的生理功能与缺素症状 (一)、一般不需通过施肥补充的营养元素:碳、氢、氧 1、碳、氢、氧是植物体内各种重要有机化合物的组成元素,如碳水化合物、蛋白质、脂肪和有机酸等; 2、植物光合作用的产物-糖是由碳、氢、氧构成的,而糖是植物呼吸作用和体内一系列代谢作用的基础物质,同时也是代谢作用所需能量的原料; 3、氢和氧在植物体内的生物氧化还原过程中起着很重要的作用。 (二)、需要通过施肥补充的营养元素: 1.氮(N):
各元素在植物的作用(同名 8940) 各元素在植物的作用 1.氮(N)的生理功能-----大量元素 生理功能:蛋白质、核酸、磷脂、酶、植物激素、叶绿素、维生素、生物碱、生物膜的组成成分。 氮素缺乏:株小,叶黄,茎红,根少,质劣,老叶先黄化。 氮素过量:贪青徒长,开花延迟,产量下降。 2.磷(P)的生理功能-----大量元素 生理功能:植素、核酸、磷脂、酶、腺甘磷酸组成成分;促进糖运转;参与碳 水化合物、氮、脂肪代谢;提高植物抗旱性和抗寒性 磷素缺乏:株小,根少,叶红,籽瘪,糖低,老叶先发病。 磷素过量:呼吸作用过强;根系生长过旺;生殖生长过快;抑制铁、锰、锌的吸收。抗寒原理:提高植物体内可溶性糖含量(能降低细胞质冰点);提高磷脂的含量 (增强细胞的温度适应性);缺磷叶片变紫的原理:碳水化合物受阻,糖分累积, 形成花青素(紫色)
3.钾(K)的生理功能-----大量元素 生理功能:以离子状态存在于植物体中,酶的活化剂,促进光合作用、糖代谢、 脂肪代谢、蛋白质合成,提高植物抗寒性、抗逆性、抗病和抗倒伏能力。 钾素缺乏:老叶尖端和边缘发黄,进而变褐色,渐次枯萎,但叶脉两侧和中部仍为绿色;组织柔软易倒伏;老叶先发病。 钾素过量:会由于体内离子的不平衡而影响到其他阳离子(特别是镁)的吸收;过分木质化。 抗旱原理:钾离子的浓度可提高渗透势,利于水分的吸收; 抗倒伏原理:促进维管束木质化,形成厚壁组织; 抗病原理:促进植物体内低分子化合物向高分子化合物(纤维等)转变, 减少病菌所需养分; 4.钙(Ca)的生理功能-----中量元素 生理功能:细胞壁结构成分,提高保护组织功能和植物产品耐贮性,与中胶层果胶质形成钙盐,参与形成新细胞,促进根系生长和根毛形成,增加养分和水分吸收。 钙素缺乏:生长受阻,节间较短,植株矮小,组织柔软,幼叶卷曲畸形,叶缘开始变黄并逐渐坏死,幼叶先表现症状。钙素过剩:不会引起毒害,但是抑制Fe、Mn、Zn的吸收。 5.镁(Mg)的生理功能-----中量元素 生理功能:叶绿素的构成元素,许多酶的活化剂; 镁素缺乏:根冠比下降;高浓度的K+、AI3+、NH4+可引起Mg缺乏;镁素过量:茎中木质部组织不发达,绿色组织的细胞体积增大,但数量减少 6.硫(S)的生理功能-----中量元素
名词解释: 1.植物营养:植物体从外界环境中吸收其生长发育所需要的养分,用以维持其 生命活动的过程。 2.营养元素:植物体用于维持正常新陈代谢完成生命周期所需的化学元素。 3.植物营养学:是研究植物对营养物质吸收、运输、转化和利用的规律及植物 与外界环境之间营养物质和能量交换的科学。 4.肥料:直接或间接供给植物所需养分,改善土壤性状,以提高作物产量和改 善产品品质的物质 5.大量元素:碳、氢、氧、氮、磷、钾 6.中量元素:钙、镁、硫 7.微量元素:铁、锰、铜、锌、硼、钼、氯 8.养分归还学说:植物从土壤中吸收养分,每次收获必从土壤中带走某些养分, 使土壤中养分减少,土壤贫化。要维持地力和作物产量,就要归还植物带走的养分 9.最小养分律:指植物的产量由含量最少的养分所支配的定律。 10.矿质营养学说:植物生长发育所需要的原始养分是矿物质(无机物)而不是 腐殖质(有机质),因为腐殖质是在地球上有了植物后才出现的。 11.腐殖质营养学说:土壤肥力取决于土壤腐殖质的含量,腐殖质是土壤中唯一 的植物营养物质,而矿物质只是起间接作用,即它是加速腐殖质的转化和溶解,使其变成易被植物吸收的物质。 12.必须营养元素:是指所有植物正常生长发育所必须的,缺乏它植物就不能完 成其生命史。 13.有益元素:对某些植物的生长发育具有良好的刺激作用,是某种植物种类, 在某些特定条件下所必需但不是所有植物所必需。 14.有害元素:这些元素进入植物体内,不仅会对植物产生毒害作用,影响植物 的生长发育,造成减产,同时由于其在植物体内的残留,通过食物链进入动物或人体内,危害他们的健康。 15.环境五毒:即五种有害元素汞(Hg) 镉(Cd) 铅(Pb) 铬(Cr) 砷(As) 16.重金属:一般泛指能够引起环境污染的金属元素 17.根际:由于植物根系的影响而使其理化及生物性质与原土体有显著不同的那 部分根区土壤。 18.根际效应:在根际中,植物根系不仅影响介质土壤中的无机养分的溶解度, 也影响土壤生物的活性,从而构成“根际效应”。 19.根分泌物:是指植物生长过程中向生长基质中释放的有机质的总称。 20.菌根:是高等植物根系与真菌形成的共生体,分布很广,分外生菌根,内生 菌根。 21.截获:是指植物根系在生长过程中直接接触养分而使养分转移至根表的过程 22.质流:是指由于水分吸收形成的水流而引起养分离子向根表迁移影响因素 23.扩散:是指由于植物根系对养分的吸收,导致根表离子浓度下降从而形成土 体——根表之间的浓度梯度,使养分离子从浓度高的土体向浓度低的根表迁移的过程。 24.拮抗作用:指在溶液中某一离子存在能抑制另一离子吸收的现象 25.协助作用:指在溶液中某一离子的存在有利于根系对另一些离子的吸收。
钠元素对植物的危害和钾元素对植物的作用 以下是钠元素对植物的危害和钾元素对植物的作用详解。 一.钠离子对植物的危害 盐碱对植物可造成两种危害:一是毒害作用,当植物吸收进较多的钠离子或氯离子时,就会改变细胞膜的结构和功能。例如,植物细胞里的钠离子浓度过高时,细胞膜上原有的钙离子就会被钠离子所取代,使细胞膜出现微小的漏洞,膜产生渗漏现象,导致细胞内的离子种类和浓度发生变化,核酸和蛋白质的合成和分解的平衡受到破坏,从而严重影响植物的生长发育。同时,因盐分在细胞内的大量积累,还会引起原生质凝固,造成叶绿素破坏,光合作用率急剧下降。此外,还会使淀粉分解,造成保卫细胞中糖分增多、膨压增大,最终导致气孔扩张而大量失水。这些危害,都会造成植物死亡。二是提高了土壤的渗透压,给植物根的吸收作用造成了阻力,使植物吸水发生困难。结果植物体内出现严重缺水,光合作用和新陈代谢无法进行;同时,还会出现细胞脱水、植株萎蔫,最后导致植物死亡。 二.钾对植物的作用 1、酶类活化 在化学反应过程中,酶起着催化剂的作用。酶将各种分子聚集在一起,促成化学反应的进行。植物生长过程所涉及的60多种不同类型的酶均需要钾加以“活化”。钾可改变酶分子的物理构型,使适宜的化学活性位置暴露出来,参加反应。细胞的含钾量可决定酶的活化量,进而决定化学反应的速度,因此,钾进入细胞的速度可控制某一反应进行的速度。钾对酶的活化作用或许是钾在植物生长过程中最重要的功能之一。 2、水分利用 钾在植物根系内积累从而产生渗透压梯度,使水分吸入根系。缺钾植株吸水能力减弱,遇供水不足时,较易遭受胁迫。植株亦依靠钾素来调节其气孔(叶片与大气交换二氧化碳、水蒸汽和氧气的孔隙)的启闭。气孔作用的正常发挥有赖于供钾充足。当钾进入气孔两侧的保卫细胞时,细胞因充水而膨胀,孔隙张开,使气体能自由进出。当供水不足时,钾则被泵出保卫细胞外,孔隙关闭,以防水分亏损。若供钾不足,气孔将变得反应迟钝,造成水蒸汽逸损;反之,供钾充足的植株则不易遭受水分胁迫。 3、光合作用 利用太阳能将二氧化碳和水化合成糖分这一过程最初形成的高能物质是三磷酸腺苷(ATP),ATP 继而作为能源用于其他化学反应。钾离子可以使ATP生成位置的电荷保持平衡状态。当植株缺钾时,光合作用和ATP 生成速度均减慢,因而所有依靠ATP的过程都受到抑制。钾在光合作用中的作用较为复杂,但在调节光合作用方面,钾对酶的活化和在ATP制造过程的作 用比它对气孔的调节作用更为重要。 4 、糖分运输 植物通过韧皮部将光合作用产生的糖分运输到植物的其他部位供利用或贮藏起来。植物的运输系
初中生物植物生长所必需的营养元素(一) 初中生物植物生长所必需的营养元素(一) 在植物整个生长期内所必需的营养元素是:碳()、氢(H)、氧()、氮(N)、磷(P)、钾()、钙(a)、镁(g)、硫(S)、铁(Fe)、锰(n)、锌(Zn)、铜(u)、钼()、硼(B)、氯(L)十六种。 这十六种必须的营养元素又可分为大量营养元素、中量营养元素、微量营养元素。 大量营养元素,它们在植物体内含量为植物干重的千分之几到百分之几。有碳()、氢(H)、氧()、氮(N)、磷(P)、钾()。 中量营养元素有钙(a)、镁(g)、硫(S)。 微量营养元素,它们在植物体内含量很少,一般只有只占干重的十万分之几到千分之几。有铁(Fe)、锰(n)、锌(Zn)、铜(u)、钼()、硼(B)、氯(L)。氮(N)对作物的生理作用氮不仅是植物体内蛋白质、核酸以及叶绿素的重要组成部分,而且也是植物体内多种酶的组成部分。同时,植物体内的一些维生素和生物碱中都含有氮。在蛋白质中,氮的平均含量是16-18%,而蛋白质是构成原生质的基本物质。一切有生命的有机体都是处于蛋白质的不断合成与分解之中,如果没有氮素,就不会有蛋白质,也就没有生命。氮也是植物体内叶绿素的组成部分,氮素的丰缺与叶片中叶绿素的含量有着密切的关系,如果绿色植物缺少氮素,会影响叶绿素的形成,光合作用就不能顺利进行。氮素供应充足,植物可以合成较多的叶绿素。一般作物缺乏氮
时的症状是:从下部叶开始黄化,并逐渐向上部扩展,作物的根. 系比正常生长的根系色白而细长,但根量减少。磷(P)对作物的生理作用磷是植物体内许多重要有机化合物的成分(如核酸、磷脂、腺三磷等),并以多种方式参与植物体内的生理、生化过程,对植物 的生长发育和新陈代谢都有重要作用。核酸和蛋白质是原生质、细胞核和染色体的重要成分,在植物的生命活动和遗传变异中起重要作用。细胞分裂和新器官的形成都少不了他们。供给正常的磷营养,能加速细胞分裂和增殖,促进生长发育,并有利于保持优良品种的遗传特性。特别是作物的生育早期,充足的磷营养对促进作物的生长发育和早熟、优质高产有重要作用,否则,生长受到抑制,根系发育不良,而且这种影响即使以后大量补给也难于完全弥补。 在氮素代谢中,磷也是重要的,如果磷不足,就会影响蛋白质的合成,严重时蛋白质还会分解,从而影响氮素的正常代谢。所以在缺磷时单施氮肥效果不好,所以我们提倡氮磷肥配合使用。 如果供磷不足,能使细胞分裂受阻,生长停滞;根系发育不良, 叶片狭窄,叶色暗绿,严重时变为紫红色。大量事实表明,充足的 磷营养能提高植物的抗旱、抗寒、抗病、抗倒伏和耐酸碱的能力,能促进植物的生长发育,促进花芽分化和缩短花芽分化的时间,因而能促使作物提早开花、成熟。钾()对作物的生理作用钾对植物的生长发育也有着重要的作用,但它不象氮、磷一样直接参与构成生物大分子。它的主要作用是,在适量的钾存在时,植物的酶才能充分发挥它的作用。
植物营养九问植物必需的营养元素有哪些 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
植物营养九问植物必需的营养元素有哪些 1、植物必需的营养元素有哪些 植物生长发育所必需的营养元素有: 碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)、铁(Fe)、锰(Mn)、硼(B)、锌(Zn)、铜(Cu)、钼(Mo)、氯(Cl)16种,其中碳、氢、氧主要通过土 壤、农家肥获得,尤其是有机碳素,现在越来越需要了,可用嘉美红利进行补充。矿质营养学说理论中,氮、磷、钾需求量最大,称为大量元素;钙、镁、硫需求量适中,称为中量元素;铁、锰、硼、锌、铜、钼、氯等元素需要量少,称为微量元素。 2、植物对养分的吸收特性 ①最小养分律。德国化学家、现代农业化学的倡导者李比希提出最小养分律——木桶效 应,最小养分是随时间、地点和作物生长期而变化的最小养分律对科学合理施肥的指导意义:作物对养分的需求不是平均的,不是含量最高的养分影响产量,而是含量相对最小的养分制约着作物的产量。 ②报酬递减律。从一定土地上所得到的报酬随着向该土地投入的劳动和资本量的增大而有 所增加,但随着投入的增加,单位劳动和资本所获取的报酬却在减少。 报酬递减律对科学合理施肥的指导意义:肥料不是施越多越好,肥料施多了不仅成本高,还可能产生肥害,影响产量或绝收。 ③养分归还学说。由于人们在土地上种植作物并把这些产物连续不断地拿走,这就必然会 使土壤肥力逐渐下降,从而土壤所含的养分将会越来越少。 养分归还学说对科学合理施肥的指导意义:为了获得连续的丰产稳产,必需及时补充作物生长发育所需的各种养分。 ④同等重要定律。对农作物来讲,不论大量元素或微量元素,都是同样重要缺一不可的, 即使缺少某一种微量元素,尽管它的需要量很少,仍会影响某种生理功能而导致减产。同等重要律对科学合理施肥的指导意义:各种养分对作物都是同等重要的,微量元素、稀有元素和大量元素是同等重要的。 ⑤植物有机营养理论。矿物营养理论,植物为完成生命过程和繁衍后代合成多种有机物,形成组织构成物(纤维素、半纤维素、木质素);储藏物(淀粉、蛋白质、脂肪);生命活动能源(葡萄糖、磷脂、激素、维生素);抵御环境胁迫(生物碱、黄酮)。植物因为需
酸性土壤主要分布于南方地区,种类有:棕壤、褐土、娄土、灰褐土、灌淤土等。 碱性土壤多分布于北方地区,种类有:碱土、黄绵土、黑垆土、棕钙土、栗钙土等。 土壤的主要类型: 1.棕壤:棕壤又称棕色森林土,主要分布于半湿润半干旱地区的山地垂直带谱中,如秦岭北坡、吕梁山、中条山、六盘山等高山与洮河流域的密茂针叶林或针阔混交林的林下。在褐土分布区之上。 具有深达1.5-2m发育良好的剖面,有枯枝落叶层、腐殖质聚积层,粘化过渡层,疏松的母质层等。表土层厚约15-20cm,质地多为中壤。其下则为粘化紧实的心土层,粘粒聚合作用明显,厚约30-40,富含胶体物质和粘粒,有明显的核状或棱块状结构,在结构体表面有明显的铁锰胶膜复被。再下逐渐过渡至轻度粘化的底土层。K、Ca、Mg、Mn在表层腐殖质中有明显聚积。土壤胶体吸收性较强,土壤代换总量约5—25当量/100g土,土壤吸收性复合体大部分为盐基所饱和,盐基饱和度达80%以上。土壤呈微酸性反应,PH值6.5左右。发育在酸性基岩母质上的棕壤,PH值可达5.5-6,盐基饱和度也较低,约在60—70%。棕壤土养分释放迅速,因土壤质地粘重,结构和通透性差,水分不易入渗,在地势较高的山坡地,易受干旱威胁,在地势低洼地带,又易形成内涝。 2.褐土:褐土分布区为暖温带半干旱半湿润的山地和丘陵地区,在水平分布上处于棕壤以西的半湿润地区,在垂直分布上,位于棕壤带以下,在黄土高原地区主要分布于秦岭北坡、陇山、吕梁山、伏牛山、中条山等地形起伏平缓、高度变化不大的山地丘陵和山前平原以与河谷阶地平原。 褐土多发育在各种碳酸盐母质上,其成土过程,主要是粘化过程和碳酸钙的淋溶淀积过程。典型的褐土剖面包括暗灰色的腐殖质层(A层)、鲜褐土的粘化层(B层)、碳酸钙积聚的钙积层(BCa)和母质层(C层)。土体中的粘化现象明显,粘化层紧实而具有核状或块状结构,物理性粘粒含量一般在30—50%。钙积层碳酸钙含量20—30%。土壤上层呈中性或微酸性反应,下层呈中性或微碱性。土壤代换量较高,可达20—40mg当量/100g土,代换性盐基以钙、镁为主,粘粒矿物以水云母和蛭石为主。具有良好的渗水保水性能,但水分的季节性变化明显,表现为春旱明显。土壤胶体吸收能力强,盐基饱和度高。在自然植被下,有机质含量为1—3%,但由于褐土适于耕作,大部分已辟为农地,致使有机质含量逐渐减少(一般为1%左右),氮磷贮量少。褐土肥效反应快,但稳肥性差。由于粘化现象明显,土壤易板结,耕性较差。 3.碱土:分布面积很小,主要分布在银川平原西大滩一带的洼地。其主要特征是土壤胶体复合体吸收了大量的交换性钠,土壤呈碱性,PH值大于9,农作物和高等植物均无法生长。 4.娄土:主要分布在潼关以西、宝鸡以东的关中平原地区,在山西的南部,河南的西部也有一定面积的分布。 娄土是褐土经人为长期耕种熟化、施肥覆盖所形成的优良农业土壤。其剖面构型大体可分上
养分对植物的营养作用 (一)氮素的营养作用 高等植物组织平均含有氮素约2%~4%,氮素是蛋白质的基本组成部分,参与植物体内叶绿素的形成,从而提高光合作用的强度,以增加碳水化合物,提高产量。当植物缺氮时,植物的碳素同化能力降低,植物生长明显受抑制,叶颜色由绿变黄,下部老叶提早枯黄,叶片窄小,新叶出得慢,叶数少,茎秆矮短,分蘖少,根少而细短,籽粒不饱满,成熟早,产量低。这说明氮素的含量对植物营养及产量的提高十分重要。 (二)磷素的营养作用 高等植物组织中平均含磷0.2%左右。磷是植物细胞核的重要成分,对植物分裂和植物各器官组织的分化发主育,特别是开花结实有着重要的作用,它是植物体内生理代谢活动不可少的一种元素。磷对提高作物的抗病性、抗寒必和抗旱能力也有良好的作用。在豆科植物中,磷能促进根瘤的发育,提高根瘤的固氮能力,间接地改善作物的营养状况。磷还具有促进根系的发育作用,特别促进侧根、细根的生长,增强抗倒伏能力,以及加速花芽分化,提早开花,提早成熟的作用。作物缺磷时生长缓慢,植株矮小,根系不发达,叶片出现暗绿色或灰绿色,严重时成紫红色。禾谷物类作物缺磷时分蘖迟或不分蘖,开花成熟延迟,成穗率低,籽粒不饱满,玉米果穗秃顶,油菜脱荚,果树落花、落果,甘薯薯块变小、耐贮藏性差等。 (三)钾素的营养作用 高等植物组织含有钾素约1.0 %左右。钾能加速植物对二氮化碳的
同化过程,能促进碳水化合物的转化、蛋白质的合成和细胞分裂。钾能提高光合作用的强度,土壤中钾素供应充足,植物体内形成的糖、淀粉、纤维素和脂肪等多,不仅产量高,而且产品的品质好。例如,钾素供应充足,甘薯、甜菜、水果、西瓜的含糖量增多;甘著、马铃薯淀粉含量高;棉花的纤维长,黄麻的拉力强;油菜作物的籽粒含油量增加等。 水稻缺钾时首先是老叶尖端和边缘发黄变褐,形成红褐色斑点,最后老叶呈火烧状枯死。玉米缺钾时老叶从叶尖开始沿叶缘向叶鞘处逐渐变褐而焦枯。 (四)微量元素的营养作用 铁对作物的生长作用是促进叶绿素的形成,加速光合作用。作物缺铁时首先是新叶缺绿,叶片叶脉间由黄变白,叶脉仍为绿色,叶片变小。禾本科作物生长旺盛期最容易出现缺铁症状。 锰对作物的光合作用、蛋白质形成及促进种子发育和幼苗早期生长匀有很重要的作用。作物缺锰时植株叶片由绿变黄,出现灰色或褐色斑点和条纹,最后枯焦死亡。 锌能促进作物体内生长素的形成,加速生长。玉米缺锌时早期出现白苗病,叶片失绿,病株抽雄吐丝期推迟,生长后期果穗缺粒秃尖。水稻缺锌时基部叶片中段出现锈斑,逐渐扩大成条纹,植株矮小僵苗。果树缺锌时叶片变小,并发生小叶病。 硼对作物的生长、繁殖特别是开花结实具有重要的作用,对豆科作物根瘤的固氮活性、固氮量的增加,也具有良好的作用。油菜缺硼时表现出“花而不实”,棉花缺硼出现“蕾而不花”,大豆缺硼出现芽枯病,
各种元素对植物的作用 钾: 钾对植物的生长发育也有着重要的作用,但它不象氮、磷一样直接参与构成生物大分子。它的主要作用是,在适量的钾存在时,植物的酶才能充分发挥它的作用。钾能够促进光合作用。有资料表明含钾高的叶片比含钾低的叶片多转化光能50%-70%。因而在光照不好的条件下,钾肥的效果就更显著。此外钾还能够促进碳水化合物的代谢、促进氮素的代谢、使植物经济有效地利用水分和提高植物的抗性。由于钾能够促进纤维素和木质素的合成,因而使植物茎杆粗壮,抗倒伏能力加强。此外,由于合成过程加强,使淀粉、蛋白质含量增加,而降低单糖,游离氨基酸等的含量,减少了病原生物的养分。因此,钾充足时,植物的抗病能力大为增强。例如,钾充足时,能减轻水稻纹枯病、白叶枯病、稻瘟病、赤枯病及玉米茎腐病,大小斑病的危害。钾能提高植物对钾能增强植物对各种不良状况的忍受能力。 缺乏钾的症状是:首先从老叶的尖端和边缘开始发黄,并渐次枯萎,叶面出现小斑点,进而干枯或呈焦枯焦状,最后叶脉之间的叶肉也干枯,并在叶面出现褐色斑点和斑块。 镁: 镁是叶绿素的组成部分,也是许多酶的活化剂,与碳水化合物的代谢、磷酸化作用、脱羧作用关系密切。植物缺镁时的症状首先表现在老叶上。开始时,植物缺镁时的症状表现在叶的尖端和叶缘的脉尖色泽退淡,由淡绿变黄再变紫,随后向叶基部和中央扩展,但叶脉仍保持绿色,在叶片上形成清晰的网状脉纹;严重时叶片枯萎、脱落。 铁: 铁是形成叶绿素所必需的,缺铁时便产生缺绿症,叶于呈淡黄色,甚至为白色。铁还参加细胞的呼吸作用,在细胞呼吸过程中,它是一些酶的成分。由此可见,铁对呼吸作用和代讨过程有重要作用。铁在植物体中的流动性根小,老叶子中的铁不能向新生组织中转移,因而它不能被再度利用。因此缺铁时,下部叶片常能保持绿色,而嫩叶上呈现失绿症。 缺铁症状:缺铁时,下部叶片能保持绿色,而嫩叶上呈现失绿症。 铜: 铜是植物正常生长繁殖所必需的微量营养元素,是植物体内多种氧化酶的组成成分。植物中有许多功能酶,如抗坏血酸氧化酶、酚酶、漆酶等都含有铜。它还参与植物的呼吸作用,影响到作物对铁的利用,在叶绿体中含有较多的铜,因此铜与叶绿素形成有关。不仅如此,钢还具有提高叶绿素稳定性的能力,避免叶绿素过早遭受破坏,这有利于叶片更好地进行光合作用。铜能催化若干植物过程在氮的代谢中,缺铜能影响蛋白质的合成,使氨基酸的比例发生变化,降低蛋白质的含量;在碳水化合物的代谢中,缺铜可抑制光合作用的活性,使叶片畸形和失绿;在木质素的合成中,缺铜会抑制木质化,使叶、茎弯曲和畸形,木质部导管干缩萎蔫。缺铜时叶绿素减少,叶片出现失绿现象,幼叶的叶尖因缺绿而黄化并干枯,
氮(N)对作物的生理作用 氮不仅是植物体内蛋白质、核酸以及叶绿素的重要组成部分,而且也是植物体内多种酶的组成部分。同时,植物体内的一些维生素和生物碱中都含有氮。在蛋白质中,氮的平均含量是16-18%,而蛋白质是构成原生质的基本物质。一切有生命的有机体都是处于蛋白质的不断合成与分解之中,如果没有氮素,就不会有蛋白质,也就没有生命。氮也是植物体内叶绿素的组成部分,氮素的丰缺与叶片中叶绿素的含量有着密切的关系,如果绿色植物缺少氮素,会影响叶绿素的形成,光合作用就不能顺利进行。氮素供应充足,植物可以合成较多的叶绿素。一般作物缺乏氮时的症状是:从下部叶开始黄化,并逐渐向上部扩展,作物的根系比正常生长的根系色白而细长,但根量减少。 磷(P)对作物的生理作用 磷是植物体内许多重要有机化合物的成分(如核酸、磷脂、腺三磷等),并以多种方式参与植物体内的生理、生化过程,对植物的生长发育和新陈代谢都有重要作用。核酸和蛋白质是原生质、细胞核和染色体的重要成分,在植物的生命活动和遗传变异中起重要作用。细胞分裂和新器官的形成都少不了他们。供给正常的磷营养,能加速细胞分裂和增殖,促进生长发育,并有利于保持优良品种的遗传特性。特别是作物的生育早期,充足的磷营养对促进作物的生长发育和早熟、优质高产有重要作用,否则,生长受到抑制,根系发育不良,而且这种影响即使以后大量补给也难于完全弥补。 在氮素代谢中,磷也是重要的,如果磷不足,就会影响蛋白质的合成,严重时蛋白质还会分解,从而影响氮素的正常代谢。所以在缺磷时单施氮肥效果不好,所以我们提倡氮磷肥配合使用。 如果供磷不足,能使细胞分裂受阻,生长停滞;根系发育不良,叶片狭窄,叶色暗绿,严重时变为紫红色。大量事实表明,充足的磷营养能提高植物的抗旱、抗寒、抗病、抗倒伏和耐酸碱的能力,能促进植物的生长发育,促进花芽分化和缩短花芽分化的时间,因而能促使作物提早开花、成熟。 钾(K)对作物的生理作用 钾对植物的生长发育也有着重要的作用,但它不象氮、磷一样直接参与构成生物大分子。它的主要作用是,在适量的钾存在时,植物的酶才能充分发挥它的作用。 钾能够促进光合作用。有资料表明含钾高的叶片比含钾低的叶片多转化光能50%-70%。因而在光照不好的条件下,钾肥的效果就更显著。 此外钾还能够促进碳水化合物的代谢、促进氮素的代谢、使植物经济有效地利用水分和提高植物的抗性。 由于钾能够促进纤维素和木质素的合成,因而使植物茎杆粗壮,抗倒伏能力加强。此外,由于合成过程加强,使淀粉、蛋白质含量增加,而降低单糖,游离氨基酸等的含量,减少了病原生物的养分。因此,钾充足时,植物的抗病能力大为增强。例如,钾充足时,能减轻水稻纹枯病、白叶枯病、稻瘟病、赤枯病及玉米茎腐病,大小斑病的危害。 钾能提高植物对干旱、低温、盐害等不良环境的忍受能力和对病虫、倒伏的抵抗能力。 土壤缺乏钾的症状是:首先从老叶的尖端和边缘开始发黄,并渐次枯萎,叶面出现小斑点,进而干枯或呈焦枯焦状,最后叶脉之间的叶肉也干枯,并在叶面出现褐色斑点和斑块。 钙(Ga)对作物的生理作用
缺氮时作物有哪些症状? (1)生理功能:①氮是蛋白质、核酸、磷脂的主要成分,而这三者又是原生质、细胞核和生物膜等细胞结构物质的重要组成部分。②氮是酶、ATP、多种辅酶和辅基(如NAD+、NADP+、FAD等)的成分,它们在物质和能量代谢中起重要作用。③氮还是某些植物激素如生长素和细胞分裂素、维生素如B1、B2、B6、PP等的成分,它们对生命活动起调节作用。④氮是叶绿素的成分,与光合作用有密切关系。 缺氮病症:①植株瘦小。缺氮时,蛋白质、核酸、磷脂等物质的合成受阻,影响细胞的分裂与生长,植物生长矮小,分枝、分蘖很少,叶片小而薄,花果少且易脱落。②黄化失绿。缺氮时影响叶绿素的合成,使枝叶变黄,叶片早衰,甚至干枯,从而导致产量降低。③老叶先表现病症。因为植物体内氮的移动性大,老叶中的氮化物分解后可运到幼嫩的组织中去重复利用,所以缺氮时叶片 发黄,并由下部叶片开始逐渐向上。 缺磷时作物有哪些症状? 生理功能:①磷是核酸、核蛋白和磷脂的主要成分,并与蛋白质合成、细胞分裂、细胞生长有密切关系。②磷是许多辅酶如NAD+、NADP+等的成分,也是ATP和ADP的成分。③磷参与碳水化合物的代谢和运输,如在光合作用和呼吸作用过程中,糖的合成、转化、降解大多是在磷酸化后才起反应的。④磷对氮代谢有重要作用,如硝酸还原有NAD和FAD的参与,而磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺则参与氨基酸的转化。⑤磷与脂肪转化有关,脂肪代谢需要NADPH、ATP、CoA和NAD+的参与。 缺磷病症:①植株瘦小。缺磷影响细胞分裂,使分蘖分枝减少,幼芽、幼叶生长停滞,茎、根纤细,植株矮小,花果脱落,成熟延迟。②叶呈暗绿色或紫红色。缺磷时,蛋白质合成下降,糖的运输受阻,从而使营养器官中糖的含量相对提高,这有利于花青素的形成,故缺磷时叶子呈现不正常的暗绿色或紫红色。③老叶先表现病症。磷在体内易移动,能重复利用,缺磷时老叶中的磷能大部分转移到正在生长的幼嫩组织中去。因此,缺磷的症状首先在下部老叶 出现,并逐渐向上发展。 缺钾时作物有哪些症状? 生理功能:①酶的活化剂。钾在细胞内可作为60多种酶的活化剂,如丙酮酸激酶、果糖激酶、苹果酸脱氢酶、淀粉合成酶、琥珀酰CoA合成酶、谷胱甘肽合成酶等。因此钾在碳水化合物代谢、呼吸作用以及蛋白质代谢中起重要作用。②钾能促进蛋白质的合成,与糖的合成也有关,并能促进糖类向贮藏器官运输。③钾是构成细胞渗透势的重要成分,如对气孔的开放有着直接的作用。
营养元素对植物生长的作用 1、钙的营养功能 细胞壁的结构成分,对细胞膜起稳定作用,是某些酶的活化剂,能调节介质的生理平衡,可传递信息,能消除某些离子的毒害作用, 2、作物缺钙的症状 首先在根尖、侧芽和顶芽等部位表现出来,表现为植株矮小,节间较短,组织软弱,幼叶卷曲畸形,叶缘变黄并逐渐坏死,根尖的分生组织腐烂、死亡。 3、石灰的性质和有效施用 石灰是最主要的钙肥。主要包括三种:生石灰,又称烧石灰,主要成分为CaO, 含量约为55~85%,另外还含有10~40%的MgO,所以生石灰兼有镁肥的功效;熟石灰,又称消石灰,主要成分为Ca(OH)2,含CaO量约为70%左右;碳酸石灰,又称石灰石粉,主要成分为CaCO3,含CaO量约为55%左右。石灰能中和酸性物质,消除毒害;改善土壤物理结构;消灭病菌。 石灰的施用量的确定:一般根据土壤交换性酸度、阳离子交换量和盐基饱和度等因子来确定,但也应考虑作物种类、土壤质地和施用方法等因素。施用方法:一般用作基肥,水田也可作追肥,施于旱田时通常用作基肥,避免种子与石灰直接接触。石灰施用过量或施用不当,会造成加速有机质的分解,消耗土壤氮素等养分,土壤碱性过强,降低磷、硼、锌、锰等营养元素的有效性。 3、镁的营养功能 叶绿素的构成元素;很多酶的活化剂;参与蛋白质的合成。 4、作物缺镁的症状 首先出现在下部老叶上,叶脉间失绿,叶片基部出现暗绿色斑点,叶片由淡绿色转变为黄色或白色,并出现褐色或紫红色斑点或条纹。 5、镁肥的性质和有效施用 常用的镁肥有硫酸镁、氯化镁、碳酸镁、硝酸镁等,都是水溶性肥料。牧草、大豆、花生、蔬菜、水稻、小麦、黑麦、马铃薯、葡萄、烟草、甘蔗、甜菜、柑桔等作物对镁肥反应较好。镁肥可作基肥或追肥,一般情况下每亩施用硫酸镁13~15公斤。根外追肥(叶面喷施)时用1~2%硫酸镁溶液,在作物生育初期效果最佳。 6、硫的营养功能 氨基酸的组成成分;许多酶的成分;参与作物体内的氧化还原过程;是许多物质的组成成分。 7、作物缺硫的症状 与缺氮相似,但一般首先出现在植株的顶端及幼芽上,表现为植株矮小,整株黄化,叶脉或茎等变红。 8、石膏的性质和施用 石膏是最常用的硫肥,有生石膏、熟石膏和含磷石膏三种。生石膏含硫18%,含CaO23%,微溶于水。熟石膏含硫量约22%,容易磨细,颜色纯白,吸湿性强,吸水后又变成生石膏。含磷石膏含硫约11%,P2O5约2%左右。石膏还可作为碱土的改良材料,且可改善了土壤的通透性。 石膏作基肥、追肥和种肥均可。在旱田施用石膏时可先将石膏粉碎,撒施于土壤表面,再耕翻入土,也可以穴施或者沟施,也可以结合播种作种肥。 9、微量元素肥料
一、氮元素:正常浓度为1%-5%之间,增加叶绿素,促进蛋白质的合成.植株缺氮时生长矮小.发黄,一般先出现于低位叶片,高位叶片仍很绿,严重缺氮时叶片变褐死亡. 二.磷元素正常浓度为0.1%-0.4%之间,最重要的作用是储存和转运能量,从光合作用和碳水化合物代谢中获得和能量储存在磷酸盐化合物中,一备以后的生长和繁育利用.缺磷时能限制全株生长,很少看到像其它元素短缺时出现那种明显的叶片症状. 三.钾元素正常浓度为1%-5%之间, 钾元素在常态下是以活性离子态存在,其功能主要是催化作用:1.酶的激活 2.平衡水分3.参与能量形成4.参与同化物的进行(提高作物含糖量)5.参与氮的吸收及蛋白质合成6.活化淀粉合成酶(促使作物灌浆期子粒饱满)7.活化固态酶(可提高豆科作物根瘤菌数).钾养分不足时,植株抗病能力降低,作物品质下降并减产,尤其是水果和蔬菜.大豆的影响明显.四.钙元素:正常浓度为 0.2%-1.0%之间,钙在细胞伸长和分裂方面起重要作用,缺钙表现为植株顶芽和根系顶端不发育,生长点停止生长,缺钙还常使番茄发生脐腐病和苹果的苦陷病,果实缺少硬度. 五.镁元素:正常浓度为0.1%-0.4%之间,镁是叶绿素分子中仅有的矿物质组成部分.没有叶绿素,植株就无法进行光合作用.所以,缺镁的症状首先在低位叶片出现,并从老部分移向幼嫩部分,进一步发展成为整个叶片组织全部淡黄,然后变褐直至
最终坏死,尤其是棉花,下部叶片可能出现紫红色,然后逐渐变褐.坏死. 六.硫元素:正常浓度为0.1%-0.4%之间,硫元素主要作用是促进植株生长,缺硫会极大地阻碍植株生长,特征均为植株失绿.矮小.茎细和纺锤形.许多植株缺硫症状极似缺氮症状,这不可避免地导致对许多缺素原因的误诊.植物光合作用的合成蛋白质,必须组分胱氨酸.半胱氨酸和蛋氨酸等含硫氨基酸,而植株中90%的硫存在于这些氨基酸中,所以,高质量的氨基酸叶面肥能给植物生长补充充足的硫元素.另外,硫还能提高油科作物含油量. 七.硼元素:正常浓度为6-60ppm,硼在植物分生组织里的发育和生长中起重要作用,因其不易从衰老组织向活跃生长组织移动,最先见到的缺硼症状是顶芽停止生长,继而幼叶死亡,同时也限制开花和后期果实的发育. 缺硼的症状表现为: 1.植株幼叶变为淡绿,也基比叶尖失绿更多,基部组织破坏.如果继续生长,叶片偏斜或扭曲,通常叶片死亡,顶端停止生长.2.叶片变厚.萎蔫或卷叶叶柄和茎变粗,开裂或呈水浸状果实.块茎或块根褪色.开裂或腐烂,苹果缩果病.柑橘导致果皮厚薄不一,果实疙疙瘩瘩,根块作物导致黑心病或褐心病等. 八.铁元素:正常浓度为50-250ppm,其作用是:1.增加植物体内的呼吸作用和叶绿体中光合作用的两个代谢过程中的氧化 还原反应,呼吸作用中将氧还原为水,是铁化合物的功能.2.铁