植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義(ppt 33頁).ppt

1、植物的礦質(zhì)營養(yǎng),第二章 植物的礦質(zhì)營養(yǎng) 第一節(jié)植物必需的礦質(zhì)元素 第二節(jié)植物細(xì)胞對礦質(zhì)元素的吸收 第三節(jié)植物體對礦質(zhì)元素的吸收 第四節(jié)礦物質(zhì)在植物體內(nèi)的運輸和分布 第五節(jié)植物對氮,硫,磷的同化 第六節(jié)合理施肥的生理基礎(chǔ),第二章 植物的礦質(zhì)營養(yǎng) 礦質(zhì)營養(yǎng):植物對礦物質(zhì)的吸收,轉(zhuǎn)運和同化. 它作為植物體組成成分,又有調(diào)節(jié)植物生理功能 第一節(jié) 植物必需的礦質(zhì)元素 歷史 遠(yuǎn)古時代 Van.Helmont 荷蘭人 桶 土壤 柳樹 雨水 稱重-重量是從水中得到 Woodward 英國人,各種水+土 培養(yǎng)薄荷 加了土的水中生長較單一水中生長好 構(gòu)成植物體的組成不僅是水,也有土中的某些特殊物質(zhì) De Saus

2、sure 瑞士 種子 蒸餾水 -死亡 種子+ 蒸餾水(加入植物燃燒后灰分)+硝酸鹽=正常生長 灰分元素是植物生長的必需的 Boussingault 布森格 定量分析法 C,H,O是從空氣中和水中獲得 肥料僅供給植物所必需的礦質(zhì)元素,Liebig 李比西 德國人 建立了礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說 Sachs Knop 已知的成分無機(jī)鹽培養(yǎng)植物獲得成功 自養(yǎng)型或無機(jī)營養(yǎng)型確定了 一,植物體內(nèi)的元素 灰分:將植物體(105)烘干,燃燒,則有機(jī)物中的碳素變成CO2,氫變成水蒸汽,一部分氮變?yōu)镹2,NH3,或氮的氧化物,小部分S變成H2S,SO2散失到空氣中. 剩余的是大部分硫,可能有小部分氮,全部的磷等非金屬和全部

3、的金屬元素-剩下的殘渣,灰分元素(礦質(zhì)元素): 二,植物必需元素及其確定 19世紀(jì)中葉 J Sach和W Knop 溶液培養(yǎng)法 適量的氮 磷 鉀 鈣 鎂 硫 和微量的鐵 -正常生長 二十世紀(jì) 錳 銅 鋅 硼 鉬 氯 和鈉 溶液培養(yǎng)法(水培法) 砂基培養(yǎng)法 1939 國際植物營養(yǎng)學(xué)會 Arnon AND Stout 三條標(biāo)準(zhǔn),1,在其完全缺乏時,植物不能進(jìn)行正常生長和生殖 2,其必需性是很特異的,而不能為任何其它元素所代替,在其缺乏時所產(chǎn)生的特殊缺乏癥,只有加入這種元素才能使植物恢復(fù)正常. 3,此元素的作用必需是直接的,即不是由于它使其它元素更易利用,或簡單地對另一元素的毒害發(fā)生拮抗作用等間接的

4、原因. 19種元素為必需的 大量元素:碳 氧 氫 氮 鉀 鈣 鎂 磷 硫 硅 10 微量元素:氯 鐵 硼 錳 鈉 鋅 銅 鎳 鉬 9,根據(jù)生化功能,分4組 第一組 作為碳水化合物部分營養(yǎng) 氮 硫 第二組 能量貯存和結(jié)構(gòu)完整性的營養(yǎng) 磷 硅 硼 第三組 保留離子狀態(tài)的營養(yǎng) 鉀 鈣,鎂 氯 錳 鈉 第四組 參與氧化還原反應(yīng)的營養(yǎng) 鐵 鋅 銅 鎳 鉬,三,作物缺乏礦質(zhì)元素的診斷 病癥診斷法 化學(xué)分析法診斷法,第二節(jié) 植物細(xì)胞對礦質(zhì)元素的吸收 一,生物膜 膜的特性和化學(xué)成分 具有選擇透性 越容易于脂質(zhì)的物質(zhì),透性越大 基本成分 蛋白質(zhì) 脂類和糖 蛋白質(zhì) 糖蛋白 脂蛋白 30-40%起著結(jié)構(gòu),運輸及傳遞

5、信息作用 脂類 磷脂-磷脂酰膽堿,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰甘油和磷脂酰肌醇 40-60% 磷脂有一個易于水的極性頭部,兩條溶于脂類的非極性尾巴,起著膜的骨架作用,有調(diào)控細(xì)胞多種功能的作用. 糖類 糖脂10-20% 類囊體膜 膜的結(jié)構(gòu) S.Singer G.Nicolson 流動鑲嵌模型:膜由一個磷脂雙分子層鑲嵌蛋白質(zhì)組成.磷脂分子的親頭部位于膜的表面,疏水性尾部在膜的內(nèi)部.有外在蛋白,內(nèi)在蛋白,蛋白質(zhì)在膜上分布不均勻,膜的結(jié)構(gòu)是不對稱的,膜脂和膜蛋白可以運動. 二,細(xì)胞吸收溶質(zhì)的方式和機(jī)制 通道運輸 載體運輸 泵運輸和胞飲作用,通道運輸 擴(kuò)散方式,被動運輸 是指膜上的內(nèi)在蛋白所構(gòu)成的通道.橫跨膜的

6、兩側(cè),它對離子具有選擇性,通道閘門的開關(guān)由不同信號決定. 已知的離子通道有 K+,CL-,Ca2+,NO-3通道 每秒可運輸107-108離子, 載體運輸 質(zhì)膜上的載體蛋白(內(nèi)在蛋白),它有選擇地與質(zhì)膜一側(cè)的分子或離子結(jié)合,形成載體-物質(zhì)復(fù)合物.通過載體蛋白構(gòu)象的變化,透過質(zhì)膜,把分子,或離子釋放到質(zhì)膜的另一側(cè). 單向運輸載體:催化分子或離子單方向地跨膜運輸 Fe2+,Zn2+,Mn2+,Cu2+載體 同向運輸器：運輸器與質(zhì)膜外側(cè)的H+結(jié)合的同時，又與另一分子或離子（如CL-，K+，NO-3 和 NH+4，PO3-4 SO2-4，氨基酸，肽，蔗糖及已糖） 結(jié)合，同一方向運輸。 反向運輸器：運輸

7、器與質(zhì)膜外側(cè)的H+結(jié)合的同時，又與質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的分子或離子（Na+）結(jié)合，兩者朝相反方向運輸 載體運輸可順著電化學(xué)勢梯度跨膜運輸，也可以逆電化學(xué)勢梯度進(jìn)行 每秒運輸104-105離子,泵運輸 質(zhì)膜上的ATP酶催化ATP水解釋放能量，驅(qū)運離子的轉(zhuǎn)運 質(zhì)子泵和鈣泵 1，質(zhì)子泵 生電質(zhì)子泵-H+-泵ATP酶（H+-ATP酶） ATP驅(qū)動質(zhì)膜上的H+-ATP酶將細(xì)胞內(nèi)側(cè)的H+向細(xì)胞外側(cè)泵出，外側(cè)的H+濃度增加，膜兩側(cè)產(chǎn)生了質(zhì)子濃度梯度和膜電位梯度（電化學(xué)勢梯度），外側(cè)的陽離子利用電化學(xué)勢梯度經(jīng)過膜上的通道蛋白進(jìn)入細(xì)胞，由于膜外側(cè)的H+要順著濃度擴(kuò)散到膜內(nèi)側(cè)，外側(cè)的陰離子就與H+一起經(jīng)過蛋白同向運輸?shù)郊?xì)胞內(nèi)

8、。 主動運輸，需能量，逆濃度,2，鈣泵 Ca2+-ATP酶 （Ca2+-Mg2+）-ATP酶 胞飲作用 通過膜的內(nèi)折從外界直接攝取物質(zhì)的過程。 內(nèi)陷，內(nèi)折，小囊泡，轉(zhuǎn)移給細(xì)胞質(zhì) 非選擇性的吸收,第三節(jié) 植物體對礦質(zhì)元素的吸收 一，根部對溶液中礦質(zhì)元素的吸收過程 1,離子吸附在根部細(xì)胞表面 2,離子進(jìn)入根的內(nèi)部 植物吸收礦質(zhì)鹽的特點 1,對鹽分和水分的相對吸收 2,離子選擇性吸收 生理酸性鹽 (NH4)2SO4 生理堿性鹽 NaNO3 KNO3 生理中性鹽(NH4)NO3,單鹽毒害 離子的拮抗作用 平衡溶液 二,根部對被土粒吸附著的礦質(zhì)元素的吸收 三,影響根部吸收礦質(zhì)元素的條件 溫度 通氣狀況

9、溶液濃度 氫離子濃度,四,植物地上部對礦質(zhì)元素的吸收 根外營養(yǎng)-葉片營養(yǎng) 是透過角質(zhì)層進(jìn)入葉內(nèi) 優(yōu)點 根吸肥力衰退時 某些元素(鐵 錳 銅)易被土壤固定 補(bǔ)充一些微量元素 噴施除草劑,抗蒸騰劑等,第四節(jié) 礦物質(zhì)在植物體內(nèi)的運輸和分布 一,礦物質(zhì)運輸?shù)男问?途徑和速率 無機(jī)氮化物-有機(jī)氮化物-氨基酸酰胺 少量的氨化物-硝態(tài)氮肥 磷酸正磷酸,有機(jī)磷化物 硫-硫酸根離子 少量的以蛋氨酸及胱甘肽 金屬離子-離子 向上運輸是通過韌皮部和木質(zhì)部 韌皮部和木質(zhì)部可以橫向運輸,運輸速率為30-100cm.h-1 二,礦物質(zhì)在植物體內(nèi)的分布 是否參與循環(huán). 參與循環(huán):氮 磷 鎂 不參與循環(huán):鈣 鐵 錳 硫 硼

10、分布 缺乏病,第五節(jié) 植物對氮 硫 磷的同化 一,氮的同化 硝酸鹽的代謝還原 氨的同化 生物固氮 N2在空氣中占79% 10%通過閃電完成 90%微生物 生物固氮:微生物把空氣中的游離氮轉(zhuǎn)化成含氮化合物 非共生微生物:好氣性細(xì)菌(以固氮菌屬為主.),嫌氣性細(xì)菌(以梭菌屬為主,共生微生物-與其他植物(宿主)共生 根瘤菌與豆科 放線菌與非豆科 藍(lán)藻(魚腥藻)-與水生蕨類紅萍 N2+8e-+8H+16ATP 2NH3 +H2+16ATP+16Pi,固氮酶復(fù)合物,固氮酶復(fù)合物 鐵蛋白(固氮酶還原酶) 含鐵 由兩個 37-72103的亞基組成,通過鐵參與氧化還原反應(yīng),水解ATP,還原鉬鐵蛋白 鉬鐵蛋白(固氮酶) 含鉬和鐵 由4個180-225103亞基組成 還原N2為NH3. 上述兩者同時存在時才起作用. 鐵氧還蛋白為電子供體,圖,固氮酶復(fù)合物,Fe蛋白固氮酶還原酶,MoFe蛋白固氮酶,16ATP,16ADP,16Pi,N2+8H,2NH3+H2,8FdOX,8FDred,FeOX,Fered,MoFeox,MoFered,固氮酶復(fù)合物催化的反應(yīng)過程,二,硫的同化 三,磷酸鹽的同化 第六節(jié) 合理施肥的生理基礎(chǔ) 一，作物的需肥規(guī)律 二，合理追肥的指標(biāo) 追肥的形態(tài)指標(biāo) 相貌 葉色