植物的矿质营养课件

植物的矿质营养
当阳市第二高级中学 杨 心 兵
A瓶营养物质
溶 质
B瓶营养物质
溶 K2SO4 Ca(NO3)2 FeCl2 H3BO3 MnCl2.4H2O 质 KH2PO4
KH2PO4
K2SO4 Ca(NO3)2 MgSO4
FeCl2
H3BO3 MnCl2.4H2O ZnSO4.7H2O
ZnSO4.7H2O
二、根对矿质元素的吸收
1、吸收形式： 离子形式 2、吸收部位： 主要是根尖成熟区的表皮细胞 3、吸收过程：
将溶液培养法培养的黄瓜植株从光下移 材料1： 到暗处，经测定水分的吸收减少，而同一时 间对 K+ 的吸收却有所增强，这个事实说明黄 瓜吸收水分和吸收矿质元素是不是同一个过 程？ 植物对水分的吸收和对矿质元素的吸收 不是同一个过程
CuSO4.5H2O H2MoO4.H2O Ni (NO3)2
CuSO4.5H2O
H2MoO4.H2O Ni (NO3)2
第五节
植物的矿质营养
植物必需的矿质元素
根对矿质元素的吸收 矿质元素的运输和利用
A瓶营养物质
溶 质
B瓶营养物质
溶 KH2PO4 K2SO4 Ca(NO3)2 FeCl2 H3BO3 MnCl2.4H2O 质
.H 2O
0.08 毫克
0.02 பைடு நூலகம்克 0.01 毫克
ZnSO4
MnSO4
0.56 毫克
0.56 毫克
Ni (NO3)2
H2MoO4
0.02 毫克
一、概 念
1、矿质元素 除C、H、O以外，主要由根系从土 壤中吸收的元素。 2、植物必需的矿质元素 ：14种 N P K S Ca Mg Fe Mn B Zn Cu Mo Cl Ni 大量元素 微量元素

05
植物营养素的研究前景
植物营养素与其他领域的交叉研究
植物营养素与生物技术
植物营养素与食品科学
利用基因工程和代谢工程手段改良植 物营养素的合成和积累。
探索植物营养素在食品加工、保鲜和 功能食品开发中的应用。
植物营养素与环境科学
研究植物营养素在应对气候变化、土 壤污染等环境问题中的作用。
新型植物营养素的发现与开发
05
缺镁
缺镁会导致植物叶片失绿，严重时甚至会导致叶片脱 落。
04
植物营养素在农业上的应用
提高作物产量和品质
01
植物营养素能够提供作物生长所 需的养分，促进光合作用和植物 生长，从而提高作物的产量和品 质。
02
合理使用植物营养素，可以改善 作物的营养成分和口感，提高农 产品的市场竞争力。
改善土壤质量
不同生长阶段对营养素的需求
种子萌发阶段
此阶段植物主要需求的是一些基 本营养素，如氮、磷、钾等，以 促进种子的萌发和幼苗的生长。
营养生长期
植物在营养生长期对营养素的需求 量增加，尤其是氮和磷的需求量较 大，以促进叶面积的增长和根系的 发育。
开花期和结实期
在花期和结实期，植物对钙、镁、 硫等营养素的需求量增加，以促进 花粉传播、果实发育和品质提升。
植物营养素能够平衡土壤中的养分，促进土壤微生物的繁殖 和活动，改善土壤结构和通透性，提高土壤肥力和可持续生 产能力。
合理施肥和土壤改良，可以减少化肥和农药的使用量，降低 土壤污染和环境破坏。
防治植物病虫害
植物营养素可以增强作物的抗病性和抗虫性，提高植物的免疫力，减少病虫害的 发生和危害。
通过合理的植物营养管理，可以降低化学农药的使用量，减少对环境和生态的负 面影响，保障农产品安全和人类健康。

Potassium Deficiencies:
Yellow and brown coloration of leaf margins 缺钾：叶缘变黄和棕色
S
吸收形式：SO42－ 生理作用： 1、形成含S氨基酸 2、是CoA、VB1、VB7成分 病症： 1、影响蛋白质的合成，叶色黄绿或发红 2、影响叶绿素合成 3、植株矮小 思考－ S的缺素症和N的缺素症有何异同？原因？
常见的有钴(Co) 、硒(Se) 、钒(V) 、铝(Al) 、钛(Ti)、锂(Li)、碘(I)等。
钴(Co)：豆科植物根瘤菌固氮所必需的。
Si：有利于水稻茎秆发育，在有硅存在时，增强水稻的抗倒和抗病能力。 Na：有利于甜菜叶片中的淀粉转化为蔗糖有利于光合产物向根的运输。 Na还参与保卫细胞和
缺乏症：
缺Ca时的病症主要表现在幼叶和根、茎的生长点。 （本节其它内容自学）
缺钙症状
1）幼叶淡绿色 继而叶尖出现典 型的钩状,随后 坏死。 2）生长点坏死 钙是难移动，不 易被重复利用的 元素,故缺素症 状首先表现在幼 茎幼叶上，如大 白菜缺钙时心叶 呈褐色“干心 病” ，蕃茄 “脐腐病”。
水稻缺Ca，新叶发 黄，生长点坏死
（2）植物缺乏该元素时表现出特有的病症特征(症状)，当加入该元素时，
可预防或消除病症，恢复正常，且其功能不能被其它元素所代替。 （3）该元素对植物的营养作用(效果)是直接的（而不是由于土壤的物理、
化学、微生物条件的改善而产生的间接效果）。
◆研究植物营养的方法 ――人工培养法
人工培养法或无土栽培法（soil-less culture）指不用土壤而用人工配制的营养液 进行培养植物的方法。它包括四种：
第二章
矿 质 营 养

蛋素、生物素、腺苷酰硫酸和腺苷三磷酸等的组成 分
功能：
➢
半光氨酸－光氨酸系统直接影响细胞的氧化还原电位
➢
氨基酸、脂肪和糖类的合成有密切关系。
缺素症：
❖ 叶小（影响蛋白合成、细胞分裂、生长缓慢）
❖ 分枝分蘖少 ❖ 植株矮小 ❖ 叶色暗绿，有些叶呈现红色或紫色 ❖ 开花期和成熟期延迟，产量低 ❖ 抗性减弱
13.12.2020
ppt课件
20
钾
吸收：K＋（ KCl和K2SO4） 存在：离子状态存在，部分被原生质吸附。
主要存在于生长点，幼叶，形成层等最活跃部分
功能：
活化呼吸和光合作用酶，40多种酶辅助因子 形成细胞膨压和维持细胞电中性 影响糖的合成和运输
13.12.2020
ppt课件
21
K供应充足时植物表现：
➢ 植物茎杆坚韧，抗倒伏（糖合 成加强，纤维素、木质素含量 提高）
➢ 块根和块茎植物施用钾肥增产 显著（促进糖的转化和运输）
13.12.2020
ppt课件
ppt课件
2
第一节 植物必需的矿 质元素
13.12.2020
ppt课件
3
一、植物体内元素
➢ 干物质：植物样品在105℃条件下干燥之后得到
的就是干物质。
➢ 灰分：将干物质进一步在600℃条件下高温处理，
有机物中的碳、氢、氧、氮等元素以二氧化碳、水、 分子态氮、NH3和氮的氧化物形式，一小部分硫变成 H2S和SO2的形式挥发掉，剩下的物质就是灰分。
德国的Liebig（1860）建立了矿质营养学说。
Sachs and Knop(1860)用已知成分的无机盐溶液培养植物 成功，至此基本搞清了植物营养的根本性质。

缺碘母羊所产的羔羊发育不良或 死亡，颈部因甲状腺肿大而明显 肿大
第三节 微量无素
七、其他元素 1．Co Co在体内分布较均匀。 Co的营养作用是合成VB12。 反刍动物缺钴表现为食欲差，生长慢，失重，消
瘦，异食癖，贫血。 Co中毒非反刍动物表现红细胞增多，反刍动物表
现采食量与体重下降，消瘦，贫血。 反刍动物一般补饲氯化钴
第二节 常量元素
2．营养生理作用
Ca参与骨与牙齿的构成；调节N兴奋性；通过神经体 液调节，改变细胞膜的通透性，Ca离子进入细胞内 引起肌肉收缩；激活多种酶的活性；调节激素的分 泌；自身调节功能
P参与骨与牙齿的构成；参与体内能量代谢；促进营 养物质的吸收；维持膜的完整性；是DNA和RNA的 结构成分。
畜禽最适饲粮DEB值
畜禽
最适DEB(mmol/kg)
猪
250（230～300）
鸡
250（250～300）
干乳牛
-100 ～ -150
产奶牛
350-400
育肥牛
450-500
羔羊
500
第二节 常量元素
四、硫 1．含量与分布
体内约含0.15％的硫，大部分以有机硫形式存在。 2．营养作用
参与蛋白质、C·H2O代谢（S-AA、V、胰岛素）。
过量Fe（>400mg/头)引起仔猪死亡；饲料Fe达400ppm时，肥育牛增重降低。 Fe耐受量：猪3000ppm，牛和禽1000ppm，绵羊500ppm。
4．来源 可用FeCl2、FeSO4、葡聚糖Fe等。
第三节 微量无素
二、锌 1．含量及分布 动物体平均含Zn30ppm，其中50-60%在骨骼肌
物代谢； （4）保护细胞膜完整性 （5）维持大脑正常机能

Main micronutrient deficiencies worldwide
• Iron • Zinc • Iodine - not essential for plants • Selenium - not essential for plants • Vitamin A - not essential for plants
Micronutrient deficiency in 190 soils worldwide
Macronutrients can also be deficient in foods
Malformation in children due to insufficient Calcium in diets.
一般认为不可再利
苹
用，但也有研究表明
果
有一定程度的移动性。
黄
缺 Fe 时，幼叶发黄，
叶
如华北地区果树的
病
“黄叶病”。
Iron (Fe) Deficiency Symptoms
1
2
3
4
A
B
1-Piggyback Plant, 2- Petunia, 3-Silver Maple, 4-Rose (A-normal, B-Fe-deficient)
1.01
6
碳
C
CO2
12.01
45
氧
O
O2，H2O
16.00
45
氮
N
NO3-，NH4+
14.01
1.5
钾
K
K+
39.10
1.0
钙 镁 磷 硫 微量元素 氯 铁 硼 锰 锌 铜 镍 钼
Ca

第三节 植物根系对矿质元素的吸收
生理中性盐：植物对阴、阳离子的吸收量 相等，使土壤溶液的pH值不变的盐类。如 NH4NO3等。 3、单盐毒害和离子对抗
第三节 植物根系对矿质元素的吸收
一、根系吸收Βιβλιοθήκη 质元素的特点： 1、根系吸收矿质与吸水的关系：
既相关又相对独立 相关的表现：离子必须溶于水才能被吸收，
并随水流一起进入根的质外体；离子的吸收又有 利于水分的吸收。根据相关的一面，生产上常有 “以肥促水，以水控肥”
相互独立的表现：两者的运输与分配方向不 同，水主要运往蒸腾强烈部位。因此，植物的吸 离子量和吸水量间不存在直线依赖关系。
第一节 植物必需矿质元素及作用
（一）确定植物必需元素的标准 1、必需性：缺乏此元素，植物不能完成其生 活史； 2、专一性：缺乏此元素，植物表现出专一的 缺乏症； 3、直接性：此元素的作用必须是直接的
有益元素的概念：某种元素对某些植物有 利，但不符合3条标准。 （二）确定必需元素的方法： 溶液培养法和砂基培养法
第三节 植物根系对矿质元素的吸收
2、离子的选择性吸收： 植物对同一盐中阴、阳离子的选择性吸收
不同，可以分为3种盐：（注意：与化学上的 酸碱性无关）
生理酸性盐：植物对阳离子的吸收大于对 阴离子的吸收，使土壤溶液的pH值降低的盐类 ，如(NH4)SO4等
生理碱性盐：使植物对阴离子的吸收大于 对阳离子的吸收，使土壤溶液的pH值升高的盐 类，如NaNO3等
第一节 植物必需矿质元素及作用
1、N：作用：组分物质：蛋白质、酶、膜、核 酸、叶绿素、激素等物质的组成(生命元素)
缺N，植株矮小，叶小色淡，病症表现在 老叶（可再利用元素）
2、P：作用：组分物质：磷脂、核酸、辅酶等 物质的组成(生命元素)

Figure 2-12-1
Figure 2-12-2
矿质营养课件
Figure 2-13-0
矿质营养课件
Figure 2-13
矿质营养课件
矿质营养课件
Figure 2-13-1
矿质营养课件
Figure 2-13-2
腺嘌呤
磺酸转移酶
Figure 2-14
3’磷酸腺苷-5’-磷酰硫酸
硫酸盐代谢物
矿质营养课件
溶质 Fig. 2-3 Uniport carrie矿r质t营ra养n课s件port solutes processes
D
Figure 2-6 2-4
矿质营养课件
Figure 2-5 H+ -Pum矿质p营t养ra课n件sport solutes processes
第三节 植物体对矿质元素的吸收
矿质营养课件
来自于土壤
大量元素
来自于水或二氧化碳
微量元素 矿质营养课件
Table 2-1
成分
适于植物生长的Hoagland营养液配方
摩尔质量
原液浓度
每升营养液中 原液的体积
Table 2-2 最终元素 的浓度
任选元素
矿质营养课件
根据元素生化功能的植物矿物质元素分类 Table 2-3
含碳化合物组成物的元素
根部对土壤溶液中矿物质元素的吸收过 程
影响吸收的条件 植物地上部分对矿物质元素的吸收
矿质营养课件
Figure 2-7
氮素 磷
钾 硫Байду номын сангаас
钙 鎂
铁 锰
硼 铜
锌 钼
矿质营养课件
第四节 矿质元素在植物体内 的运输与分布

二、根对矿质元素的吸收
1、主要器官：根（根尖成熟区表皮细胞） 2、形式：离子 3、方式：主动运输 想一想：农业生产上为什么要进行中耕松土？ 4、根对水和矿质元素的吸收是两个相对独立的过程 联系：矿质离子必须离解在水中才能吸收。 水吸收：渗透作用（自由扩散） 区别 实验验证 矿质元素吸收：主动运输
三、矿：溶液培养法。 2、优点： 产量高 有利于实现农作物栽培的工厂化和自动化 扩大农作物栽培的范围和面积
1、运输 （1）途径：土壤中的矿质离子 根尖成熟区表皮细胞 根导管 茎木质部导管 其他器官 （2）动力：蒸腾拉力 2、利用（三种存在状态） 离子状态：如K+、Ci-等 能再度利用 不稳定的化合物：如N、P、Mg等 难溶的稳定化合物：如Ca、Fe等 不能再度利用
四、合理施肥
1、不同的植物对各种必需的矿质元素需要 量不同。 2、同种植物在不同生长发育时期对各种必 需的矿质元素的需要量不同。

源
14CO 2固定后的 14C分布
0
20
40 60 80 最大叶片长度 (%) 蔗糖转化酶 蔗糖合成酶
100
蔗糖；
葡萄糖+果糖。
同化物输入、净光合作用、蔗糖合成率三者间关系 和甜菜叶片成熟期间的酶活性
从韧皮部运输机理（溶质的质流）和韧皮 部汁液的组成来看，担负蔗糖输入库叶片的速
率较高时，不仅矿质养分钾和磷等，而且氨基
100 相对产量 (%)
微量元素
磷
氮
50
0
养分供应量 (kg/ha)
氮、磷和微量元素的产量效应曲线
二、影响养分效应的因素
（一）养分的平衡状况
（二）产量与品质的要求
最好的品质和最高的产量不一定同
步，通常最好的品质是在达到最高产量 之前获得的。
1 产量 3 2 施肥量 收获物产量和品质效应曲线示意图
酸化合物在韧皮部的输入速率也响应提高。因
此，在植物生长过程中，这些溶质也必然存在
韧皮部卸载过程，而这一过程不一定是主动的。
库
韧皮部 蔗糖
叶片成熟
蔗糖转化酶
果糖
源
蔗糖合成酶 韧皮部 蔗糖
葡萄糖
有机物质
2+
H2 K+
4 2+
+
叶片成熟期间，同化产物和矿质元素 从输入到输出、从库到源转变示意图
（二）叶片衰老
产量（干物质重量） 品质（糖、蛋白质和矿物质含量）
第二节
库源关系与产量
源：植物体内进行光合作用或能合
成有机物质为其它器官提供营养的部位
（如成熟的绿色叶片），
库：消耗或储存部位（如根、茎、
生长顶端和果实等）。