植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義

植物礦質(zhì)營養(yǎng)植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第1頁

第二章植物礦質(zhì)營養(yǎng)第一節(jié)植物必需礦質(zhì)元素第二節(jié)植物細(xì)胞對礦質(zhì)元素吸收第三節(jié)植物體對礦質(zhì)元素吸收第四節(jié)礦物質(zhì)在植物體內(nèi)運(yùn)輸和分布第五節(jié)植物對氮,硫,磷同化第六節(jié)合理施肥生理基礎(chǔ)植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第2頁植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第3頁第二章植物礦質(zhì)營養(yǎng)礦質(zhì)營養(yǎng):植物對礦物質(zhì)吸收,轉(zhuǎn)運(yùn)和同化.它作為植物體組成成份,又有調(diào)整植物生理功效第一節(jié)植物必需礦質(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英國人植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第4頁各種水+土培養(yǎng)薄荷加了土水中生長較單一水中生長好組成植物體組成不但是水,也有土中一些特殊物質(zhì)DeSaussure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必需Boussingault布森格定量分析法C,H,O是從空氣中和水中取得肥料僅供給植物所必需礦質(zhì)元素植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第5頁Liebig李比西德國人建立了礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說SachsKnop已知成份無機(jī)鹽培養(yǎng)植物取得成功自養(yǎng)型或無機(jī)營養(yǎng)型確定了一,植物體內(nèi)元素灰分:將植物體(105℃)烘干,燃燒,則有機(jī)物中碳素變成CO2,氫變成水蒸汽,一部分氮變?yōu)镹2,NH3,或氮氧化物,小部分S變成H2S,SO2散失到空氣中.剩下是大部分硫,可能有小部分氮,全部磷等非金屬和全部金屬元素---剩下殘?jiān)参锏牡V質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第6頁灰分元素(礦質(zhì)元素):二,植物必需元素及其確定19世紀(jì)中葉JSach和WKnop溶液培養(yǎng)法適量氮磷鉀鈣鎂硫和微量鐵-----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ArnonANDStout三條標(biāo)準(zhǔn)植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第7頁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,而不能為任何其它元素所代替,在其缺乏時所產(chǎn)生特殊缺乏癥,只有加入這種元素才能使植物恢復(fù)正常.3,此元素作用必需是直接,即不是因?yàn)樗蛊渌馗桌?或簡單地對另一元素毒害發(fā)生拮抗作用等間接原因.19種元素為必需大量元素: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植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第8頁依據(jù)生化功效,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)完整性營養(yǎng)磷硅硼第三組保留離子狀態(tài)營養(yǎng)鉀鈣植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第9頁鎂氯錳鈉第四組參加氧化還原反應(yīng)營養(yǎng)鐵鋅銅鎳鉬植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第10頁三,作物缺乏礦質(zhì)元素診療㈠病癥診療法㈡化學(xué)分析法診療法植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第11頁第二節(jié)植物細(xì)胞對礦質(zhì)元素吸收一,生物膜㈠膜特征和化學(xué)成份含有選擇透性越輕易于脂質(zhì)物質(zhì),透性越大基本成份蛋白質(zhì)脂類和糖蛋白質(zhì)糖蛋白脂蛋白30-40%起著結(jié)構(gòu),運(yùn)輸及傳遞信息作用脂類磷脂----磷脂酰膽堿,磷脂酰乙醇胺,磷脂酰甘油和磷脂酰肌醇40-60%磷脂有一個易于水極性頭部,兩條溶于脂類非極性尾巴植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第12頁起著膜骨架作用,有調(diào)控細(xì)胞各種功效作用.糖類糖脂10-20%類囊體膜㈡膜結(jié)構(gòu)S.SingerG.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.磷脂分子親頭部位于膜表面,疏水性尾部在膜內(nèi)部.有外在蛋白,內(nèi)在蛋白,蛋白質(zhì)在膜上分布不均勻,膜結(jié)構(gòu)是不對稱,膜脂和膜蛋白能夠運(yùn)動.二,細(xì)胞吸收溶質(zhì)方式和機(jī)制通道運(yùn)輸載體運(yùn)輸泵運(yùn)輸和胞飲作用植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第13頁植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第14頁㈠通道運(yùn)輸擴(kuò)散方式,被動運(yùn)輸是指膜上內(nèi)在蛋白所組成通道.橫跨膜兩側(cè),它對離子含有選擇性,通道閘門開關(guān)由不一樣信號決定.已知離子通道有K+,CL-,Ca2+,NO-3通道每秒可運(yùn)輸107---108離子,㈡載體運(yùn)輸質(zhì)膜上載體蛋白(內(nèi)在蛋白),它有選擇地與質(zhì)膜一側(cè)分子或離子結(jié)合,形成載體-物質(zhì)復(fù)合物.經(jīng)過載體蛋白構(gòu)象改變,透過質(zhì)膜,把分子植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第15頁或離子釋放到質(zhì)膜另一側(cè).單向運(yùn)輸載體:催化分子或離子單方向地跨膜運(yùn)輸Fe2+,Zn2+,Mn2+,Cu2+載體同向運(yùn)輸器：運(yùn)輸器與質(zhì)膜外側(cè)H+結(jié)合同時，又與另一分子或離子（如CL-，K+，NO-3和NH+4，PO3-4SO2-4，氨基酸，肽，蔗糖及已糖）結(jié)合，同一方向運(yùn)輸。反向運(yùn)輸器：運(yùn)輸器與質(zhì)膜外側(cè)H+結(jié)合同時，又與質(zhì)膜內(nèi)側(cè)分子或離子（Na+）結(jié)合，二者朝相反方向運(yùn)輸載體運(yùn)輸可順著電化學(xué)勢梯度跨膜運(yùn)輸，也能夠逆電化學(xué)勢梯度進(jìn)行每秒運(yùn)輸104-105離子植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第16頁㈢泵運(yùn)輸質(zhì)膜上ATP酶催化ATP水解釋放能量，驅(qū)運(yùn)離子轉(zhuǎn)運(yùn)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H+-ATP酶將細(xì)胞內(nèi)側(cè)H+向細(xì)胞外側(cè)泵出，外側(cè)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)陽離子利用電化學(xué)勢梯度經(jīng)過膜上通道蛋白進(jìn)入細(xì)胞，因?yàn)槟ね鈧?cè)H+要順著濃度擴(kuò)散到膜內(nèi)側(cè)，外側(cè)陰離子就與H+一起經(jīng)過蛋白同向運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞內(nèi)。主動運(yùn)輸，需能量，逆濃度植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第17頁2，鈣泵Ca2+-ATP酶（Ca2+-Mg2+）-ATP酶㈣胞飲作用經(jīng)過膜內(nèi)折從外界直接攝取物質(zhì)過程。內(nèi)陷，內(nèi)折，小囊泡，轉(zhuǎn)移給細(xì)胞質(zhì)非選擇性吸收。植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第18頁第三節(jié)植物體對礦質(zhì)元素吸收一，根部對溶液中礦質(zhì)元素吸收過程1,離子吸附在根部細(xì)胞表面2,離子進(jìn)入根內(nèi)部植物吸收礦質(zhì)鹽特點(diǎn)1,對鹽分和水分相對吸收2,離子選擇性吸收生理酸性鹽(NH4)2SO4生理堿性鹽NaNO3KNO3生理中性鹽(NH4)NO3植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第19頁單鹽毒害離子拮抗作用平衡溶液二,根部對被土粒吸附著礦質(zhì)元素吸收三,影響根部吸收礦質(zhì)元素條件㈠溫度㈡通氣情況㈢溶液濃度㈣氫離子濃度植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第20頁四,植物地上部對礦質(zhì)元素吸收根外營養(yǎng)---葉片營養(yǎng)是透過角質(zhì)層進(jìn)入葉內(nèi)優(yōu)點(diǎn)根吸肥力衰退時一些元素(鐵錳銅)易被土壤固定補(bǔ)充一些微量元素噴施除草劑,抗蒸騰劑等植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第21頁第四節(jié)礦物質(zhì)在植物體內(nèi)運(yùn)輸和分布一,礦物質(zhì)運(yùn)輸形式,路徑和速率無機(jī)氮化物---有機(jī)氮化物---氨基酸—酰胺少許氨化物---硝態(tài)氮肥磷酸—正磷酸,有機(jī)磷化物硫---硫酸根離子少許以蛋氨酸及胱甘肽金屬離子---離子向上運(yùn)輸是經(jīng)過韌皮部和木質(zhì)部韌皮部和木質(zhì)部能夠橫向運(yùn)輸植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第22頁運(yùn)輸速率為30-100cm.h-1二,礦物質(zhì)在植物體內(nèi)分布是否參加循環(huán).參加循環(huán):氮磷鎂不參加循環(huán):鈣鐵錳硫硼分布缺乏病植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第23頁第五節(jié)植物對氮硫磷同化一,氮同化㈠硝酸鹽代謝還原㈡氨同化㈢生物固氮N2在空氣中占79%10%經(jīng)過閃電完成90%微生物生物固氮:微生物把空氣中游離氮轉(zhuǎn)化成含氮化合物⑴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)植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第24頁⑵共生微生物--與其它植物(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++16ATP2NH3

+H2+16ATP+16Pi固氮酶復(fù)合物植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第25頁固氮酶復(fù)合物⑴鐵蛋白(固氮酶還原酶)含鐵由兩個37--72×103亞基組成,經(jīng)過鐵參加氧化還原反應(yīng),水解ATP,還原鉬鐵蛋白⑵鉬鐵蛋白(固氮酶)含鉬和鐵由4個180-225×103亞基組成還原N2為NH3.上述二者同時存在時才起作用.鐵氧還蛋白為電子供體植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第26頁圖固氮酶復(fù)合物Fe蛋白固氮酶還原酶MoFe蛋白固氮酶16ATP16ADP＋16PiN2+8H+2NH3+H28FdOX8FDredFeOXFeredMoFeoxMoFered固氮酶復(fù)合物催化反應(yīng)過程植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第27頁植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第28頁二,硫同化三,磷酸鹽同化第六節(jié)合理施肥生理基礎(chǔ)一，作物需肥規(guī)律二，合理追肥指標(biāo)㈠追肥形態(tài)指標(biāo)相貌葉色植物的礦質(zhì)營養(yǎng)培訓(xùn)講義第29頁㈡追肥生理指標(biāo)營養(yǎng)