煙草營養(yǎng)和施肥原理

關于煙草營養(yǎng)和施肥原理第1頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)煙草必需的營養(yǎng)元素第2頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月一、煙草體內的元素組成新鮮植株水分

75%～90%

干物質(5%～25%)有機物95%礦物質5%C44%H6%O43%N2%第3頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月煙草體內干物質組成植物體的主要有機質為蛋白質，其它為含N化合物、脂肪、淀粉、多糖、纖維素和果膠?？緹熍c其它作物所不同之處在于其含N化合物中含有較多的煙堿。有機質主要由C、H、O、N四種元素組成，它們在燃燒時都會變成氣態(tài)?？緹熑紵髿埩舻牟糠址Q為灰分。灰分中含有70多種元素?？緹煹脑亟M成及其含量多少同烤煙品種、它們生長的土壤環(huán)境，、栽培措施、施肥量的多少和養(yǎng)分元素間的搭配也會極大地改變烤煙的元素組成。第4頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）確定植物必需營養(yǎng)元素的三條標準

必要性：這種化學元素對所有植物的生長發(fā)育是不可缺少的。缺少這種元素植物就不能完成其生命周期。專一性：缺乏這種元素后，植物會表現(xiàn)出特有的癥狀，只有補充這種元素后癥狀才能減輕或消失。直接性：這種元素必須是直接參與植物的新陳代謝，對植物起直接的營養(yǎng)作用，而不是改善環(huán)境的間接作用。二、植物必需的營養(yǎng)元素第5頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月17種：碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬、氯、（鎳）

C、H、O

－－非礦質元素（天然營養(yǎng)元素）

來自空氣和水大量元素

N、P、K

－－植物營養(yǎng)三要素(0.1%以上) 或肥料三要素

Ca、Mg、S－－中量元素

礦質元素微量元素

Fe、Mn、Zn、Cu、 來自土壤和肥料(0.1%以下) B、Mo、Cl、Ni

（二）烤煙必需營養(yǎng)元素的種類第6頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）必需營養(yǎng)元素的來源第7頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月三、必需營養(yǎng)元素的主要功能第一組：C、H、O、N、S 1.組成有機體的結構物質和生活物質 2.組成酶促反應的原子基團第二組：P、B 1.形成連接大分子的酯鍵 2.儲存及轉換能量第三組：K、Mg、Ca、Mn、Cl 1.維護細胞內的有序性，如滲透調節(jié)、電性平衡等 第8頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月 2.活化酶類 3.穩(wěn)定細胞壁和生物膜構型第四類：Fe、Cu、Zn、Mo、Ni 1.組成酶輔基 2.組成電子轉移系統(tǒng) 而當植物缺乏或過量吸收某一元素時，會出現(xiàn)特定的外部癥狀，這些癥狀統(tǒng)稱為“植物營養(yǎng)失調癥”，包括“營養(yǎng)元素缺乏癥”和“元素毒害癥”。第9頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月農業(yè)生產中通常把N、P、K稱為肥料三要素。這是因為：

作物生長對它們的需要量大

土壤所能提供的有效量少

生產中需要通過施肥予以大量補充才能滿足作物的需要。第10頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月四、非必需營養(yǎng)元素

1.有益元素（1）有益元素的概念 某些元素適量存在時能促進植物的生長發(fā)育；或者雖然它們不是所有植物所必需，但對某些特定的植物缺是不可缺少的，這些類型的元素稱為“有益元素”，也稱“農學必需元素”。煙草有益元素包括：硒、碘、鋁、鈉、鉆、硅、釩、鎳、鉻、砷和各種稀土元索。第11頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）有益元素的作用有益元素中，有些是動物必需的，或對人是必需的。例如硒，缺硒時，人就會得克山病等疾病?？緹熤形吭黾右脖徽J為對卷煙吸食者有正面的效應。碘是另一種人和動物的必需營養(yǎng)元素，如果食物中缺乏碘，人和動物就會患地方性甲狀腺腫。已有報道指出施碘可以促進植物生長，促進植物體內葉綠素、胡蘿卜素和維生素A的合成，影響呼吸作用和碳水化合物的代謝等。碘對煙草花葉病病毒活性有特。在煙草上，低濃度的鋁也似乎稍微增加煙株生長速率。在云南煙區(qū)，鋁也許是云南煙葉品質較好的原因之一第12頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月2.毒性較大的元素

如：Cr、Pb、Cd、Hg、As等3.植物的超積累吸收及其利用

超積累植物植物修復植物開礦第13頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月五、營養(yǎng)元素之間的相互關系

1、同等重要律：植物所必需的營養(yǎng)元素在植物體內不論數(shù)量多少都是同等重要的生產上要求：平衡供給養(yǎng)分2、不可代替律：每種營養(yǎng)元素在植物體內都有特定的生理功能，是其他營養(yǎng)元素所不能代替的

生產上要求：全面供給養(yǎng)分第14頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月3、元素之間的相互作用（1）頡抗作用：一種元素抑制另一種元素的吸收（2）協(xié)同作用：一種元素促進另一種元素的吸收第15頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月離子間的頡頏作用表現(xiàn)：陽離子與陽離子之間，如一價與一價之間：K+、Rb+、Cs+之間二價與二價之間：Ca2+、Mg2+、Ba2+之間一價與二價之間：NH4+和H+對Ca2+、K+對Fe2+離子間的協(xié)同作用表現(xiàn)：陰離子與陽離子之間如NO3-、

SO42-等對陽離子的吸收有利

二價或三價陽離子對一價陽離子，如Ca2+、Mg2+、Al3+等能促進K+、

NH4+的吸收第16頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月植物的營養(yǎng)成分

干物質（5-25%）新鮮植物水分（75-95%）有機質（90-95%）灰分（5-10%）礦質元素必需營養(yǎng)元素非必需營養(yǎng)元素大量營養(yǎng)元素（大于0.1%dw）微量營養(yǎng)元素超微量營養(yǎng)元素有益營養(yǎng)元素奢侈營養(yǎng)元素第17頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)煙草對養(yǎng)分的吸收吸收的含義：煙草對養(yǎng)分的吸收－－是指養(yǎng)分進入煙草體內的過程泛義的吸收－－指養(yǎng)分從外部介質進入植物體中的任何部分確切的吸收－－指養(yǎng)分通過細胞原生質膜進入細胞內的過程植物吸收的養(yǎng)分形態(tài)： 離子或無機分子－－為主 有機形態(tài)的物質－－少植物吸收養(yǎng)分的部位： 礦質養(yǎng)分－－根為主，葉也可根部吸收 氣態(tài)養(yǎng)分－－葉為主，根也可葉部吸收第18頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月一、根系形態(tài)特征與養(yǎng)分吸收1.根的類型分類從整體上分從個體上分直根系：根深須根系：根廣

定根形成直根系不定根形成須根系主根側根利用:將兩種類型的作物種在一起：混種、間種、套種第19頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月a.須根系

b.直根系

第20頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

在烤煙的生長過程中，新根不斷地產生。根據(jù)發(fā)生的部位不同，根可分為主根、側根和不定根。烤煙種子萌發(fā)時，胚根突破種皮后直接生長面成主根，主根產生的各級大小分支都叫側根，此外，由莖上發(fā)生的根都叫不定根。在自然狀態(tài)下，烤煙根系會發(fā)展成為直根系。但由于大多數(shù)情況下，烤煙會經過一次假植和一次移栽，烤煙的主根往往會遭到破壞，結果在大田生長中，烤煙的根系介于直根系和須根系之間。第21頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月2.根的數(shù)量

用單位體積或面積土壤中根的總長表示（LV，cm/cm3或LA，

cm/cm2

）一般：須根系的Lv>

直根系的LvLv越大，總面積越大，根與養(yǎng)分接觸的機率高反映根系的營養(yǎng)特性3.根的分布

分布稀疏或過密：養(yǎng)分利用不充分分布合理：提高養(yǎng)分吸收效率第22頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月二、根系對養(yǎng)分的吸收過程1.養(yǎng)分向根表面的遷移2.養(yǎng)分到達根表3.養(yǎng)分進入根內養(yǎng)分：土壤 根表 根內

遷移 吸收截獲質流擴散 主動被動第23頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）土壤養(yǎng)分到達根表面的方式1、截獲（Interception）（1）定義：是指植物根系在生長過程中直接接觸養(yǎng)分而使養(yǎng)分轉移至根表的過程（2）實質：接觸交換（3）數(shù)量：約占1％，遠小于植物的需要2、質流（Massflow）（1）定義：是指由于水分吸收形成的水流而引起養(yǎng)分離子向根表遷移的過程（2）影響因素：與蒸騰作用呈正相關 與離子在土壤溶液中的溶解度呈正相關（3）遷移的離子：氮(硝態(tài)氮)、鈣、鎂、硫第24頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月3、擴散（Diffusion）（1）定義：是指由于植物根系對養(yǎng)分離子的吸收，導致根表離子濃度下降，從而形成土體－根表之間的濃度梯度，使養(yǎng)分離子從濃度高的土體向濃度低的根表遷移的過程（2）影響因素：土壤水分含量 養(yǎng)分離子的擴散系數(shù) 土壤質地 土壤溫度（3）遷移的離子：磷、鉀、氮第25頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）植物根系對養(yǎng)分的吸收機制被動吸收主動吸收第26頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月1.被動吸收（Passiveabsorption）定義：膜外養(yǎng)分順濃度梯度（分子）或電化學勢梯度（離子）、不需消耗代謝能量而自發(fā)地（即沒有選擇性地）進入原生質膜的過程。形式：(1)簡單擴散：如親脂性分子(O2、N2)、不帶電極性小分子(H2O、CO2、甘油)(2)易化擴散：主要形式。機理如下：a.通道蛋白（channelprotein）：認為貫穿雙重磷脂層的蛋白質在一定條件下開啟，成為一定類型離子的“通道”。第27頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月b.運輸?shù)鞍祝╰ransportprotein）：認為運輸?shù)鞍自陔x子的電化學勢作用下，與離子結合并產生構型變化，從而將離子翻轉“倒入”膜內。 離子的運輸動力來自膜間的電化學勢梯度，當膜兩邊的電化學勢梯度相等時，離子達到動態(tài)平衡，凈吸收停止。第28頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月機理:離子泵學說、載體學說、胞飲學說2.主動吸收（activeabsorption）定義：膜外養(yǎng)分逆濃度梯度或電化學勢梯度、需要消耗代謝能量、有選擇性地進入原生質膜內的過程。第29頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月(1)離子泵學說①離子泵（Ion’sbump）：是位于植物細胞原生質膜上的ATP酶，它能逆電化學勢將某種離子“泵入”細胞內，同時將另一種離子“泵出”細胞外。

外界膜細胞質

②離子運輸過程

離子泵假說圖示ATP酶陰離子載體ATPH2PO3＋＋ADP－

+H2OOH－+ADPK＋、Na＋H＋OH－陰離子＋H2OH＋＋H3PO4第30頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月可見：陽離子的吸收實質上是H＋的反向運輸；陰離子的吸收實質上是OH－的反向運輸由于細胞內常以帶負電荷為主，所以：

陽離子（K＋除外）多屬被動吸收； 陰離子（包括K＋）多屬主動吸收第31頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)載體學說

①載體（carrier）－－指生物膜上存在的能攜帶離子通過膜的大分子。這些大分子形成載體時需要能量（ATP）。 載體對一定的離子有專一的結合部位，能有選擇性地攜帶某種離子通過膜。②載體轉運離子的過程第32頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月磷酸脂酶ACP磷酸激酶ACPIC膜

外內未活化載體載體－離子復合物離子活化載體ATPADPPi線粒體載體假說圖解P第33頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月a.

細胞內線粒體氧化磷酸化產生ATP，供載體活化所需b.

非活化載體(IC)在磷酸激酶的作用下發(fā)生磷酸化，成為活化載體(AC-P)c.活化載體(AC-P)移到膜外側，與某一專一離子(例如K＋)結合成為離子載體復合物(AC-P-K＋)d.離子載體復合物(AC-P-K＋)移動到膜內側，在磷酸脂酶作用下將磷?；?Pi)分解出來，載體失去對離子的親和力而將離子釋放到膜內，載體同時變成非活化狀態(tài)(IC)e.磷酰基與ADP在線粒體上重新合成ATP第34頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月③

養(yǎng)分吸收的酶動力學理論實驗證明：離子的吸收有飽和現(xiàn)象（如圖）

K＋濃度吸收速率大麥根系對K＋的吸收曲線Vmax1/2VmaxKm吸收曲線與酶促反應的速度和底物濃度的關系曲線非常相似，于是把：載體－離子比作酶－底物第35頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

S’＋C ES C＋S

離子(外)

載體離子－載體載體離子(內)K1 k3k2

應用米凱利斯－門滕(Michaelis-Menten)方程式，求得： Vmax

·[S] Km＋[S]式中：v－－吸收速率(μmol·g-1·h-1)

Vmax－－最大吸收速率(μmol·g-1·h-1)

[S]－－介質離子濃度(mM)v=第36頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月

Km－－吸收速率常數(shù)(mM)，Km＝k2＋k3k1

當v=1/2Vmax時，得km＝[S] km與結合常數(shù)(k1)成反比，所以km又被稱為：離子－載體在膜內的解離常數(shù)

km值越小，載體對離子的親和力越大，載體運輸離子的速度越快例如：請根據(jù)作物的km值判斷植物優(yōu)先選擇吸收哪種離子 作物 km(mM)

硝態(tài)氮 銨態(tài)氮 玉米 0.110 0.170 水稻 0.600 0.020第37頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）植物根系對有機態(tài)養(yǎng)分的吸收1、植物可吸收的有機態(tài)養(yǎng)分的種類含氮：氨基酸、酰胺等含磷：磷酸己糖、磷酸甘油酸、卵磷脂、植酸鈉等其它：RNA、DNA、核苷酸等第38頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月2、吸收機理（1）被動吸收－－親脂超濾解說（2）主動吸收－－載體解說（3）胞飲作用解說－－在特殊情況下發(fā)生3、吸收的意義（1）提高對養(yǎng)分的利用程度（2）減少能量損耗植物吸收

離子態(tài)養(yǎng)分－－主要 有機態(tài)養(yǎng)分－－次要第39頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月三、植物的根外營養(yǎng)（葉部營養(yǎng)）葉部營養(yǎng)(或根外營養(yǎng))－－植物通過葉部或非根系部分吸收養(yǎng)分來營養(yǎng)自己的現(xiàn)象（一）葉部吸收養(yǎng)分的途徑氣孔保衛(wèi)細胞角質膜上表皮細胞柵欄組織海綿組織維管束下表皮細胞葉片的結構示意圖第40頁，課件共45頁，創(chuàng)作于2023年2月1、表皮細胞途徑養(yǎng)分 養(yǎng)分

臘質層 分子間隙角質膜 角質層 分子間隙(通透性差)

角化層 借助果膠

表皮細