植物营养学 氮素
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植物营养三要素植物营养三要素是指植物生长必需的三种元素,也被称为氮磷钾元素(N-P-K元素),它们分别是氮、磷、钾。
这三种元素在植物的生长和发育中具有非常重要的作用,在农业生产和园艺种植中广泛应用。
氮素(N)氮是构成植物蛋白质和核酸的必要元素,也是影响植物生长的重要因素之一。
氮素对植物的生长发育和产量影响较大,常常是作物产量低下和品质降低的关键因素之一。
氮素在植物体内主要存在于蛋白质、核酸、叶绿素等化合物中,对植物生长和发育起着极其重要的作用。
缺乏氮素会导致植物缺乏蛋白质的合成所需要的原料,使植物生长迅速减慢,叶子变黄、变小、变薄,产量和品质下降。
因此,在植物生长的不同阶段中,需要适量地施用含氮肥料,以保证植物正常的生长和发育。
磷素(P)磷是构成植物的蛋白质和核酸所必需的成分之一,也是植物生长和发育的重要环节。
磷是膜脂、核酸、能量代谢和酸碱平衡调节中的重要成分。
它可以促进植物的根系生长和收集水分,促进开花和提高种子发芽率,并增加植物的耐寒性和抗病能力。
缺乏磷素会导致植物生长迅速减缓,根系短小、生长受阻,植物的开花和结实能力降低。
叶片变老、缺少光泽、变小变厚,严重缺乏磷素时甚至会出现叶片弯曲。
钾素(K)钾是植物中重要的无机元素,对植物生长和发育具有重要作用。
钾对于水分吸收、传输和保持植物正常的生长状态都具有重要作用。
钾素可以增强植物的抗逆性,提高植物的抗病、抗虫、抗伤能力,增加干物质的积累,提高植物净光合速率和产量。
缺乏钾素会使植物的叶缘烧焦,植株枯死,生长停滞,减低抗病能力和品质等。
因此,在植物的生长和发育中,钾素的供应也非常重要。
总之,氮磷钾元素在植物的生长和发育中发挥着不可替代的重要作用,而且它们存在的状态和含量非常重要,它们之间的平衡关系也需要得到妥善的控制。
因此,在做好土地的肥力管理的同时,合理配置氮磷钾元素使作物获得必需的营养素,确保作物健康的生长和高产优质。
植物的氮素代谢与营养吸收植物是靠土壤中的营养元素来生长和发育的。
其中,氮素是植物最为重要的营养元素之一。
植物通过氮素代谢和吸收来获取并利用土壤中的氮素,以维持其正常的生理功能和生长发育。
本文将从氮素的代谢途径、吸收机制以及调节因素等方面进行探讨。
一、氮素的代谢途径植物体内的氮素存在多种形式,主要有无机氮和有机氮两类。
无机氮包括氨氮、硝酸盐氮等形式,它们通过与植物体内酶的作用,参与合成蛋白质、核酸等重要生物大分子。
有机氮则主要以氨基酸的形式存在,氨基酸作为蛋白质的构成单元,是植物体内氮素代谢的重要产物。
在氮素代谢途径中,氮素的转化包括氨基酸的合成、氨基酸的降解和氨基酸的转运等过程。
其中,氨基酸的合成通过不同途径进行,主要包括硝酸还原途径和谷氨酸合成途径。
氨基酸的降解则通过氨基酸转氨酶对氨基酸进行转氨酰化反应,产生相应的酮酸和氨。
氨基酸的转运则依赖于植物体内的氨基酸转运蛋白。
二、氮素的吸收机制植物体在土壤中通过根系吸收氮素。
氮素的吸收可以分为两个阶段:溶解态氮素的吸收和氨基酸的吸收。
溶解态氮素的吸收是指植物根系通过氮素转运蛋白将土壤中的氨氮和硝酸盐氮等无机氮吸收到根系内,进而运输到植物体内各组织。
这一过程主要依赖于氮素转运蛋白的参与,其分为高亲和力和低亲和力氮素转运蛋白。
氨基酸的吸收是指植物根系吸收土壤中存在的氨基酸,通过转运蛋白将其转运到植物体内。
植物体内存在多种氨基酸转运蛋白,它们以不同的方式参与氨基酸的吸收和转运。
通过氨基酸的吸收,植物能够直接利用土壤中的有机氮,提高氮素的利用效率。
三、氮素代谢的调节因素植物体内的氮素代谢受到多种调节因素的影响。
其中,植物内外源信号分子的作用是调节氮素代谢的重要因素之一。
植物内源信号分子包括植物生长激素和蛋白质调控因子等,它们通过信号传递网络调节氮素代谢相关基因的表达和氮素代谢途径的活性,进而影响植物对氮素的吸收和利用。
植物外源信号分子主要包括土壤环境中的氮素状况、其他非氮素营养元素的供应和光照等环境因素。
第六章植物氮素营养与氮肥第一节植物的氮素营养一、植物体内氮的含量与分布一般植物含氮量约占植物干重的0.3%-5.0%,其含量的多少与植物种类、器官、发育时期有关。
豆科植物含氮量比禾本科植物要高,种子和叶片含氮量比茎秆和根部要多。
如大豆籽粒含氮4.5%-5.0%,茎秆含氮1%-1.4%;小麦籽粒含氮2.0%-2.5%,而茎秆含氮0.5%左右;玉米叶片含氮2.0%,籽粒含氮1.5%,茎秆含氮0.7%;苞叶仅有0.4%;水稻籽粒含氮1.31%,茎秆含氮0.5%左右。
同一植物的不同生育时期,含氮量也不相同。
一般植物从苗期开始不断吸收氮素,全株含氮量迅速上升,氮的吸收高峰期是在营养生长旺盛期和开花期,以后迅速下降,直到收获。
在各生育期中,氮的含量不断发生变化。
例如水稻分蘖期含氮量明显高于苗期,通常在分蘖盛期含氮量达到高峰,其后随生育期推移而逐渐下降。
在营养生长阶段,氮素大部分集中在茎叶等幼嫩的器官中;当转入生殖生长时期以后,茎叶中的氮素就逐步向籽粒、果实、块根、块茎等贮藏器官中转移;成熟时,大约有70%的氮素已转入种子、果实、块根或块茎等贮藏器官中。
应该指出:植物体内的氮素含量与分布,明显受施氮水平和施氮时期的影响。
随施氮量的增加,植物各器官中的含氮量均有明显提高。
通常是营养器官的含量变化大,生殖器官则变动较小;在植物生长后期施氮,生殖器官中的含氮量明显提高。
二、氮的生理功能氮素在植物营养中起着十分重要的作用。
它是构成生命物质即蛋白质和核酸的主要成分,又是叶绿素、维生素、生物碱、植物激素等的组成部分,参与植物体内许多重要的物质代谢过程,对植物的生长发育和产量品质影响甚大。
(一)氮是植物氨基酸和蛋白质的主要成分植物吸收的无机态氮在体内首先同化为谷氨酸,然后转化为各种氨基酸,进而合成蛋白质。
组成蛋白质的氨基酸有20种,它们大多数是α-氨基酸,即氨基结合在与羧基(-COOH)相邻的α-碳原子上,各个氨基酸有不同的侧链R,用通式表示如下:H∣R—C—COOH∣NH2根据侧链的化学结构,可将氨基酸划分为中性氨基酸(一氨基一羧酸)、酸性氨基酸(一氨基二羧酸)和碱性氨基酸(二氨基一羧酸)。