植物对养分的吸收.ppt

第二章植物对营养物质的吸收植物的营养物质，或称养分或养料，是指植物必需营养元素及其所形成的不同化合物。

大部分营养物质是以离子或无机分子的形式进入植物体内，也有少部分以有机形态被植物吸收，但在某些情况下，植物也可直接吸收利用单质态的营养物质。

植物的吸收部位随不同的营养物质而异。

对于矿质养分，根是主要的吸收器官；对于气态养分（如CO2、O2、H2O、SO2等），主要通过地上部叶片进行吸收。

不过这种部位上的分工并不是绝对的，矿质养分有时也可以从叶片进入植物体，而根部也常常可以吸收气态养分。

这一章将分别讨论植物对营养物质的根部吸收及叶面吸收过程，但是，由于根部吸收是植物吸收矿质养分的主要途径，因此将给予较大的篇幅进行叙述。

第一节植物根系生物学特性与养分吸收传统上，人们将植物根系分为直根系（tap root system）［图2-1（a）］和须根系（fibrous root system）［图2-1（b）］两大类。

直根系则包括主根（tap root）、基根（basal root）和不定根（adventitious root）等3类，须根系是由种子根(seminal root）和不定根（adventitious root）组成。

各类型根的分枝称为侧根（lateral root）。

直根系中，主根是由胚根(radicale )最早发育而成的。

正常情况下，主根具有严格的向地性，垂直向下生长。

当胚根生长到一定程度，从茎基部长出一部分根，这些根称为基根。

不定根则是从下胚轴（hypocotyl)上长出来的根。

须根系中，种子根是由胚根最早发育而成的根。

而不定根是除种子根以外，其他直接由茎基部长出的根。

侧根是指直根系和须根系中，在主根、基根和不定根或种子根和不定根上生长出来的根。

侧根又分为一级侧根、二级侧根和多级侧根。

一、根的解剖学特点与养分吸收根的外部形态虽然随不同的植物类型有较大的差异，但其基本解剖学结构还是相似的。

从纵向上看，根自下而上可分为根冠、分生区、伸长区、根毛区和成熟区［图2-2 (a)］。

第三章植物对养分的吸收和运输养分的吸收主要是通过根系进行一、根系对养分的吸收养分向根表的迁移方式：土壤中养分到达根表有两种机理：其一是根对土壤养分的主动截获；其二是在植物生长与代谢活动（如蒸腾、吸收等）的影响下，土壤养分向根表的迁移（包括质流和扩散）。

（1、截获 2、质流 3、扩散）截获是根直接从所接触的土壤中获取养分而不经过运输。

截获所得的养分实际是根系所占据土壤容积中的养分，它主要决定于根系容积大小和土壤中有效养分的浓度。

质流：养分离子随蒸腾流迁移到根表的过程扩散：由于根系吸收养分而使根圈附近和离根较远处的离子浓度存在浓度梯度而引起土壤中养分的移动。

在植物养分吸收总量中，通过根系截获的数量很少。

大多数情况下，质流和扩散是植物根系获取养分的主要途径。

对于不同营养元素来说，不同供应方式的贡献是各不相同的，钙、镁和氮（NO3-）主要靠质流供应，而H2PO4-、K+、NH4+等扩散是主要的迁移方式。

在相同蒸腾条件下，土壤溶液中浓度高的元素，质流供应的量就大。

二、影响养分吸收的因素•植物的遗传特性•植物的生长状况：根的代谢活性、苗龄、生育时期、植物体内营养状况。

•环境因素：介质养分浓度、温度、光照强度、土壤水分、通气状况、土壤pH值养分离子的理化性质苗龄和生育阶段一般在植物生长初期，养分吸收的数量少，吸收强度低。

随时间的推移，植物对营养物质的吸收逐渐增加，往往在生殖生长初期达到吸收高峰。

到了成熟阶段，对营养元素的吸收又逐渐减少。

在植物整个生育期中，根据反应强弱和敏感性可以把植物对养分的反应分为营养临界期和最大效率期。

营养临界期是指植物生长发育的某一时期，对某种养分要求的绝对数量不多但很迫切，并且当养分供应不足或元素间数量不平衡时将对植物生长发育造成难以弥补的损失，这个时期就叫植物营养的临界期。

不同作物对不同营养元素的临界期不同。

大多数作物磷的营养临界期在幼苗期。

氮的营养临界期，小麦、玉米为分蘖期和幼穗分化期。

植物吸收养分的方式
植物从土壤中吸收养分有三种方式，即扩散、截获和质流。

（1）扩散：在土壤溶液中某种养分的浓度出现差异时所引起的养分运动，使养分由浓度高处向低处扩散，最后趋于平均分布。

作物不断从根际土壤吸收养分，使根际土壤溶液中的养分浓度相对降低，造成根际土壤和远离根际土壤中养分含量的差异。

远离根际处的养分浓度高，养分则慢慢向根际扩散，并被根系吸收。

通常在施肥或土壤中有机质矿质化后，会因养分浓度提高而向周围扩散，从而被作物根系吸收利用。

（2）截获：当根系尤其是数目很多的根毛与土壤养分直接接触时，就可以进行离子交换而获得养分，不通过土壤溶液。

这种不通过运输，而依靠根系从土壤中直接吸收养分的方式称为截获。

（3）质流：质流与扩散不同，不是养分的浓度差引起的养分运动，而是土壤水溶液中的养分蒸腾作用把养分运送到根际。

当作物蒸腾作用消耗了根层土壤中大量水分后，植物根系为了维持正常的蒸腾作用，必须不断地从周围环境中吸收水分。

这就造成土体中大量水分流向根部，以补充根系周围水分的亏缺，则产生了质流作用。

土壤水溶液中的养分也随着水分的流动被带到根的表面。

从而，为作物获得更多养分提供了有利条件。

第三章植物对养分的吸收与运输养分的吸收主要就是通过根系进行一、根系对养分的吸收养分向根表的迁移方式:土壤中养分到达根表有两种机理:其一就是根对土壤养分的主动截获;其二就是在植物生长与代谢活动(如蒸腾、吸收等)的影响下,土壤养分向根表的迁移(包括质流与扩散)。

（1、截获2、质流3、扩散)截获就是根直接从所接触的土壤中获取养分而不经过运输。

截获所得的养分实际就是根系所占据土壤容积中的养分,它主要决定于根系容积大小与土壤中有效养分的浓度。

质流:养分离子随蒸腾流迁移到根表的过程扩散:由于根系吸收养分而使根圈附近与离根较远处的离子浓度存在浓度梯度而引起土壤中养分的移动。

在植物养分吸收总量中,通过根系截获的数量很少。

大多数情况下,质流与扩散就是植物根系获取养分的主要途径。

对于不同营养元素来说,不同供应方式的贡献就是各不相同的,钙、镁与氮(NO3-)主要靠质流供应,而H2PO4-、K+、NH4+等扩散就是主要的迁移方式。

在相同蒸腾条件下,土壤溶液中浓度高的元素,质流供应的量就大。

二、影响养分吸收的因素•植物的遗传特性•植物的生长状况:根的代谢活性、苗龄、生育时期、植物体内营养状况。

•环境因素:介质养分浓度、温度、光照强度、土壤水分、通气状况、土壤pH值养分离子的理化性质苗龄与生育阶段一般在植物生长初期,养分吸收的数量少,吸收强度低。

随时间的推移,植物对营养物质的吸收逐渐增加,往往在生殖生长初期达到吸收高峰。

到了成熟阶段,对营养元素的吸收又逐渐减少。

在植物整个生育期中,根据反应强弱与敏感性可以把植物对养分的反应分为营养临界期与最大效率期。

营养临界期就是指植物生长发育的某一时期,对某种养分要求的绝对数量不多但很迫切,并且当养分供应不足或元素间数量不平衡时将对植物生长发育造成难以弥补的损失,这个时期就叫植物营养的临界期。

不同作物对不同营养元素的临界期不同。

大多数作物磷的营养临界期在幼苗期。

氮的营养临界期,小麦、玉米为分蘖期与幼穗分化期。