第八章_礦質(zhì)營養(yǎng)與植物生長、產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)系ppt課件

1、礦質(zhì)營養(yǎng)與植物生長、產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)系第八章.礦質(zhì)營養(yǎng)與植物生長第一節(jié).一、礦質(zhì)營養(yǎng)供應(yīng)的生長效應(yīng)曲線普通來說，植物生長率與營養(yǎng)供應(yīng)之間的效應(yīng)曲線有三個明確的區(qū)段：營養(yǎng)缺乏區(qū)、營養(yǎng)適宜區(qū)和營養(yǎng)中毒區(qū)。.缺乏適宜中毒生長營養(yǎng)供應(yīng)與植物生長的關(guān)系. 在到達最高產(chǎn)量之前，隨礦質(zhì)營養(yǎng)供應(yīng)量添加，作物生長率和產(chǎn)量以報酬遞減的方式添加。根據(jù)Mitscherlich學(xué)說，單一礦質(zhì)營養(yǎng)的效應(yīng)曲線為漸近線，當(dāng)一種礦質(zhì)營養(yǎng)的供應(yīng)量添加到超越植物生長的最大需求量時，其它的營養(yǎng)就能夠變成限制因子了。.氮、磷和微量元素的產(chǎn)量效應(yīng)曲線營養(yǎng)供應(yīng)量 (kg/ha)相對產(chǎn)量 (%)050微量元素磷氮100.二、影響營養(yǎng)效應(yīng)的要素

2、二產(chǎn)量與質(zhì)量的要求最好的質(zhì)量和最高的產(chǎn)量不一定同步，通常最好的質(zhì)量是在到達最高產(chǎn)量之前獲得的。一營養(yǎng)的平衡情況.施肥量產(chǎn)量231收獲物產(chǎn)量和質(zhì)量效應(yīng)曲線表示圖 產(chǎn)量干物質(zhì)分量 質(zhì)量糖、蛋白質(zhì)和礦物質(zhì)含量.第二節(jié)庫-源關(guān)系與產(chǎn)量.通常，植物體內(nèi)進展光協(xié)作用或能合成有機物質(zhì)為其它器官提供營養(yǎng)的部位稱之為源如成熟的綠色葉片，而把耗費或儲存部位稱之為庫如根、莖、生長頂端和果實等。植物體內(nèi)，同化產(chǎn)物和其它物質(zhì)經(jīng)常進展著從源到庫的運輸。.物質(zhì)從源到庫運輸?shù)膱D示篩管元素共質(zhì)體庫端共質(zhì)體源端共質(zhì)體質(zhì)外體質(zhì)外體韌皮部裝載韌皮部卸載.一、同化物在韌皮部中的運輸及其調(diào)理一同化物在韌皮部中的裝載 裝載是指光合產(chǎn)物由葉

3、肉細胞進入器官的過程包括三個步驟：1、光協(xié)作用構(gòu)成的磷酸三碳酸從葉綠素轉(zhuǎn)入細胞質(zhì)，并轉(zhuǎn)化成可運輸?shù)恼崽切螤睢?、同化物從葉肉細胞到維管束進展短間隔運輸。3、蔗糖經(jīng)自動運輸進入到篩管并和其它溶質(zhì)一同從源經(jīng)篩管長間隔運輸進入庫。.源葉篩管和伴胞中的糖分濃度遠遠高于葉肉細胞。蔗糖在韌皮部中是逆濃度梯度的裝載。蔗糖從葉肉細胞到篩管主要是共質(zhì)體運輸，只需部分是質(zhì)外體運輸。韌皮部裝載既有專注性，也有選擇性，只需糖類才干經(jīng)自動裝載進入韌皮部，而有機酸和植物激素那么不能。韌皮部裝載的選擇性是由膜載體的選擇性決議的。.蔗糖從葉肉細胞到葉脈的運輸途徑表示圖細脈CO2CO2共質(zhì)體細胞壁質(zhì)外體原生質(zhì)膜胞間連絲葉肉細胞

4、篩管元素伴胞韌皮部薄壁細胞維管束鞘細胞.有人想象在篩管細胞的原生質(zhì)膜上存在一種蔗糖-H+協(xié)同運輸系統(tǒng)。其驅(qū)動力是結(jié)合在膜上的致電質(zhì)子泵。K+對蔗糖-H+協(xié)同運輸有促進作用，能提高蔗糖在韌皮部裝載和運輸才干。.韌皮部蔗糖裝載系統(tǒng)質(zhì)外體K+H+葉細胞蔗糖蔗糖濃度高K+高K+低蔗糖濃度低H+H+膜H+蔗糖載體酶ATP篩管pH 5.5- 6.5pH 7.5-8.5+K+蔗糖.二同化物在韌皮部的運輸自動運輸假說和被動運輸假說都以為在裝載和卸載過程中需求能量，但自動學(xué)說還以為運輸也需求能量，被動學(xué)說那么以為維持篩管構(gòu)造時需求能量，運輸不需求能量。Munch提出的壓力流假說以為同化物沿靜水壓梯度流動，源和庫

5、間同化物的運輸是兩者間浸透勢差呵斥的。. 三同化物在韌皮部的卸載卸載是指同化物從庫組織篩管中輸出的過程。這個過程需求能量。對根和幼葉等正在生長的營養(yǎng)庫來說，同化物向受體細胞的卸載和運輸經(jīng)常經(jīng)過共質(zhì)體途徑進展，而其它庫的器官那么經(jīng)過質(zhì)外體途徑進展。假設(shè)卸載經(jīng)共質(zhì)體途徑，運輸?shù)耐锟山?jīng)胞間連絲進入受體細胞，它們在受體細胞中轉(zhuǎn)化或儲存于液泡中。假設(shè)卸載經(jīng)質(zhì)外體途徑，部分同化產(chǎn)物可在質(zhì)外體中轉(zhuǎn)化。.二、庫-源關(guān)系的轉(zhuǎn)化一幼葉片發(fā)育和成熟每一葉片在其終身中，都要閱歷由庫到源的功能轉(zhuǎn)變過程。當(dāng)葉片展開度達40%50%時，葉片即完成這種轉(zhuǎn)變過程而由庫變?yōu)樵础Ｔ谌~片成熟期間，碳同化為糖的過程也表現(xiàn)出典型的庫

6、-源轉(zhuǎn)化，即碳同化為糖的才干由無到有，由弱到強。.同化物輸入、凈光協(xié)作用、蔗糖合成率三者間關(guān)系和甜菜葉片成熟期間的酶活性最大葉片長度 (%)20406080100014CO2固定后的14C分布蔗糖轉(zhuǎn)化酶蔗糖合成酶庫源同化產(chǎn)物輸入凈光協(xié)作用蔗糖； 葡萄糖+果糖。.從韌皮部運輸機理溶質(zhì)的質(zhì)流和韌皮部汁液的組成來看，擔(dān)負(fù)蔗糖輸入庫葉片的速率較高時，不僅礦質(zhì)營養(yǎng)鉀和磷等，而且氨基酸化合物在韌皮部的輸入速率也呼應(yīng)提高。因此，在植物生長過程中，這些溶質(zhì)也必然存在韌皮部卸載過程，而這一過程不一定是自動的。.葉片成熟期間，同化產(chǎn)物和礦質(zhì)元素從輸入到輸出、從庫到源轉(zhuǎn)變表示圖庫韌皮部蔗糖葉片成熟源韌皮部蔗糖蔗糖轉(zhuǎn)

7、化酶果糖葡萄糖有機物質(zhì)R-NH2H2PO4-MgK2+H4MgK22+PO+R-NH2蔗糖合成酶.葉片進入衰老期，光合效率以及葉片中糖類的輸出率都趨于下降；同時膜透性添加，隔離在液泡中的蛋白水解酶類如酸性蛋白酶類被釋放到細胞質(zhì)中，導(dǎo)致細胞質(zhì)和葉綠體中的蛋白質(zhì)迅速降解；葉片輸出的韌皮部汁液成分也發(fā)生相應(yīng)變化，糖分含量下降，低分子量的有機氮化合物和韌皮部中易挪動的礦質(zhì)營養(yǎng)含量添加。二葉片衰老.三、植物激素在庫-源關(guān)系調(diào)理中的作用種子中產(chǎn)生的IAA調(diào)控著營養(yǎng)物質(zhì)和光合產(chǎn)物經(jīng)韌皮部向正在發(fā)育果實中運輸?shù)倪^程。植物激素在其施用位點能添加庫的活性。胡蘿卜葉面噴施GA溶液會明顯促進地上部分的生長，而根的生長

8、受抑。一植物激素對庫的影響.葉片噴施激素對胡蘿卜植株的影響*每周噴施1次，延續(xù)噴7周干重，g/株噴施處置*莖根總數(shù)冠/根H2O3.210.914.10.29激動素7.3 8.816.10.83GA9.9 5.715.61.74CCC2.810.813.60.26.噴施GA還能添加豆類單株豆莢和籽粒數(shù)，從而到達增產(chǎn)的效果。.葉面噴施GA溶液對蠶豆豆莢，籽粒數(shù)和產(chǎn)量的影響處置*籽粒產(chǎn)量g對照25.3 81.032.4豆莢數(shù)個/株籽粒數(shù)個/株+GA31.8107.045.5*在植株6片葉時用GA處置.庫活性與谷粒、種子中激素平均含量之間少有相關(guān)性。谷類作物籽粒發(fā)育期間，CYT的活性在開花之后的幾天之

9、內(nèi)就到達最頂峰，與細胞分裂的最活潑期明顯重合；相反，ABA活性的提高要遲得多，在干物質(zhì)積累率明顯降低時才到達最頂峰。GA和IAA的活性在干物質(zhì)積累率最大時，即庫活性和韌皮部卸載都到達最大值時最高。.相對含量程度 (%)開花期0CYT255075100成熟GAIAAABA千粒重谷類作物籽粒發(fā)育期間激素活性的變化趨勢.CYT在根部合成，根系的生長情況與根分生組織的數(shù)目及根中CYT的總量有親密關(guān)系。氮素對根的生長、 CYT的合成及經(jīng)木質(zhì)部向地上部運輸影響極大。缺氮能明顯提高植物體內(nèi)ABA的含量。氮還間接影響GA的程度。 GA合成部位主要在莖頂端和伸展的葉片中，有利于莖生長的要素也就間接有利于GA合成

10、。中斷氮素供應(yīng)會導(dǎo)致維持莖頂端和幼葉較高生長率的CYT的缺乏。二營養(yǎng)供應(yīng)對植物內(nèi)源激素程度的影響.四、源和庫對生長速率和產(chǎn)量的限制莖頂端、果實和貯藏器官的生長率受源葉同化產(chǎn)物供應(yīng)或本身庫量缺乏的限制，前者屬于源的限制，后者屬于庫的限制。植物在營養(yǎng)生長過程中，假設(shè)源葉較多，每片源葉能供應(yīng)庫如幼葉的同化產(chǎn)物的才干就低，因此限制了庫器官如幼葉的生長速率。在生殖生長時期，假設(shè)去掉主要的庫假照實、種子或儲存器官，就會顯著降低源的光合率。.不同數(shù)量源葉時單葉光合和同化產(chǎn)物輸出的比較第2片葉*占總標(biāo)志的%處置2第葉片的光合速率相對%從第2片葉輸出的14C%*對照10036去掉源葉第36葉片18762.第三節(jié)

11、礦質(zhì)營養(yǎng)對庫-源及其相互關(guān)系的影響.一、礦質(zhì)營養(yǎng)對源的影響當(dāng)營養(yǎng)供應(yīng)缺乏或過多時，導(dǎo)致光合速率的降低與細胞膨脹都會限制葉片的生長速度，從而減小葉面積指數(shù)。礦質(zhì)營養(yǎng)缺乏直接影響蛋白質(zhì)或葉綠素的合成，因此導(dǎo)致葉綠體的功能減弱，光合效率降低。當(dāng)參與電子傳送鏈和光合磷酸化作用的某種礦質(zhì)營養(yǎng)如Cu，F(xiàn)e等缺乏時，也會出現(xiàn)同樣情況。.光協(xié)作用中起直接和間接作用的礦質(zhì)營養(yǎng)礦質(zhì)營養(yǎng)的作用光協(xié)作用過程有機構(gòu)造的成分酶，浸透調(diào)理的活化劑葉綠體建成 蛋白質(zhì)合成N，SMg，Zn，F(xiàn)e，KMn 葉綠素合成N，MgFe電子傳送鏈 PSII +I光合磷酸化Mg，F(xiàn)e，Cu，S，PMg，MnK CO 2同化MgK，ZnKCl

12、 氣孔運動 淀粉合成，糖運輸PMg，PK.二、礦質(zhì)營養(yǎng)對庫的影響氮肥形狀和施用時期對蘋果花構(gòu)成的影響要比施氮量大得多。在花芽分化期，葉片噴施含有尿素的肥料溶液能使來年蘋果開花數(shù)量顯著添加，這是調(diào)理蘋果樹“大小年的一個有效方法。一花的構(gòu)成.施氮對蘋果樹砧木木質(zhì)部汁液中CYT濃度和枝條生長的影響4個月后苗木生長量處 理供氮1天后CYT濃度g/ml新短枝數(shù)5cm對照不供氮0.051216銨態(tài)氮1.951734硝態(tài)氮0.821348.番茄和小麥花的構(gòu)成與磷的供應(yīng)情況也有明顯的關(guān)系。番茄花數(shù)與CYT程度之間、磷的施用量與CYT程度之間都呈正相關(guān)，所以可經(jīng)過施磷提高CYT程度，從而促進花的構(gòu)成。鉀對蒜、芥

13、、茄花的構(gòu)成也有類似的影響。.礦質(zhì)營養(yǎng)如銅和硼的供應(yīng)直接影響種子和果實數(shù)量。缺銅時嚴(yán)重影響谷類作物的生殖生長，植物花藥構(gòu)成受阻。嚴(yán)重缺銅能促使谷類作物分蘗，秸稈產(chǎn)量相當(dāng)高，但卻不能結(jié)實。二受精.缺銅與不缺銅小麥的異花傳粉對籽粒結(jié)實的影響雜 交總 數(shù)雌 雄結(jié)實數(shù)小花數(shù)穗數(shù)-Cu-Cu*0763+Cu-Cu2763-Cu+Cu471577+Cu+Cu*86863.硼是花粉管伸長生長所必需的。在缺硼條件下，水稻穗粒數(shù)下降，大麥?zhǔn)芫珖?yán)重缺乏，玉米果穗禿尖。.施硼對玉米干物質(zhì)消費和分配的影響施硼量 (mg/株)1.050干重 (g/株)花絲+穗鞘10015020025000.52.05.010.020.

14、0莖葉籽粒.開花階段缺氮會加重落花而減產(chǎn)。營養(yǎng)缺乏呵斥果實和種子過早成熟、籽粒和果實變小。過早成熟與ABA程度高有關(guān)。三花和種子的發(fā)育.鉀肥施用量對小麥籽粒的含量和分量的影響開花后不同時間(天)的ABA含量ng/粒施 鉀水 平28353844開花到成熟天數(shù)單粒分量mg低鉀7.713.416.52.24616.0高鉀3.74.4ND*9.47534.4.在貯藏器官開場生長后相當(dāng)?shù)臅r間里，塊根和塊莖作物的營養(yǎng)莖與貯藏器官之間存在著明顯的庫競爭生長。延續(xù)向馬鈴薯根系供氮會延遲甚至妨礙塊莖構(gòu)成。四對塊莖構(gòu)成及其生長速率的影響.馬鈴薯塊莖生長率與根系供氮的關(guān)系硝酸鹽濃度mmol/L硝酸鹽吸收量mmol/

15、天株塊莖生長率cm3/天株1.51.183.243.52.104.087.06.040.44停頓供氮6天3.89.忽然向根系增施氮肥會使馬鈴薯塊莖生長中止，從而在塊莖頂端構(gòu)成匍匐莖。氮的間歇供應(yīng)能產(chǎn)生鏈狀塊莖。塊莖次生生長和畸形不僅與營養(yǎng)莖的ABA/GA比例降低有關(guān)，同時也與塊莖的ABA/GA比例降低有關(guān)。在田間條件下，短期干旱后也經(jīng)?？梢圆炜吹竭@種情況。.三、礦質(zhì)營養(yǎng)對庫-源關(guān)系的影響在成熟馬鈴薯植株中，全氮的60%80%在塊莖中。供氮量少時，葉面積指數(shù)過早下降，塊莖最終產(chǎn)量遭到源的限制。大量供氮時，能大大提高葉面積指數(shù)，延伸葉片功能期和添加塊莖的收獲量。對芥子和油菜類作物來說，種子的發(fā)育和

16、最終產(chǎn)量主要取決于營養(yǎng)體中氮庫的大小。.種植后天數(shù)葉面積指數(shù)150低N2345075100125塊莖鮮重 (t/ha)10203040500低N高N高N兩種供氮程度對馬鈴薯不同時期葉面積指數(shù) 和莖鮮重- 的影響.第四節(jié)礦質(zhì)營養(yǎng)與質(zhì)量的關(guān)系.一、礦質(zhì)營養(yǎng)與植物的質(zhì)量植物體內(nèi)與質(zhì)量有關(guān)的含氮化合物有蛋白質(zhì)、氨基酸，酰胺和環(huán)氮化合物包括葉綠素A、維生素B和生物堿，NO3-、NO2-等。蛋白質(zhì)和必需氨基酸含量是農(nóng)產(chǎn)品的主要質(zhì)量目的。適量供氮能明顯提高氨基酸和蛋白質(zhì)含量。氮肥還影響植物油的質(zhì)量。隨氮肥用量增大，向日葵油中的油酸含量添加，而亞油酸含量減少。一氮肥與質(zhì)量的關(guān)系.氮肥用量對油菜籽含油量的影響施

17、氮量g/盆籽粒產(chǎn)量g/盆粒重mg含油量%0.26.61.821.20.47.72.221.50.85.63.341.8.供應(yīng)充足的氮是獲得甜菜高產(chǎn)的保證，但后期供氮過多那么會導(dǎo)致葉片徒長。產(chǎn)品中的NO3-和NO2-含量是近年來引人留意的主要質(zhì)量目的。氮肥施用量過大是呵斥葉菜類植物體硝酸鹽含量大幅度添加的主要緣由。氮肥與質(zhì)量的關(guān)系.1、提高產(chǎn)品中總磷量；2、添加作物綠色部分的粗蛋白質(zhì)含量；3、促進蔗糖、淀粉和脂肪的合成；4、使蔬菜上市表觀，果實大小，耐貯運，味道特性等都有所改善。二磷肥與質(zhì)量的關(guān)系與植物產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)的含磷化合物有無機磷酸鹽、磷酸脂、植酸、磷蛋白和核蛋白等。增施磷肥對作物質(zhì)量有如下

18、作用：.1、添加禾谷類作物籽粒中蛋白質(zhì)和必需氨基酸的含量；2、促進豆科作物根系生長，使根瘤數(shù)增多，固氮作用加強；3、有利于蔗糖、淀粉和脂肪的積累；4、提高棉花產(chǎn)量，促進棉絨成熟，添加纖維長度，還能提高棉籽含油量；5、改善煙葉的顏色、光潔度、彈性、味道和熄滅性能，減少煙草尼古丁的含量和煙葉中草酸的含量。三鉀肥與質(zhì)量的關(guān)系.四鈣、鎂、硫與質(zhì)量的關(guān)系鈣：鈣既是細胞膜的組分，又是果膠質(zhì)的組分。缺鈣不僅會添加細胞膜透性，也會是細胞壁交聯(lián)解體。番茄、辣椒、西瓜等出現(xiàn)臍腐病，蘋果出現(xiàn)苦痘病和水心病等。施鈣可添加牧草含鈣量，提高其對家畜的營養(yǎng)價值；提高植物食品的含鈣量可以促進人體安康。鎂：施用鎂肥提高植物產(chǎn)品含鎂量，可以提高葉綠素、胡蘿卜素和碳水化合物的含量，同時防治人畜缺鎂癥如動物痙卵癥。硫：硫是合成含硫氨基酸如胱氨酸、半胱氨酸和甲硫氨酸必不可少的。缺硫會降低蛋白質(zhì)的生物學(xué)價值和食用價值。.鐵：綠色葉片如菠菜和糧食中的鐵是人體中鐵的重要來源。缺鐵可引起貧血、腦神經(jīng)系統(tǒng)疾病等。錳：施用錳肥可以提高維生素如胡蘿卜素、維生素C含量，防止裂籽、提高種子含油量。銅：銅對于提高植物產(chǎn)品蛋白質(zhì)及有關(guān)物質(zhì)的含量有積極的作用。鋅：缺