作物常見缺素癥狀的識別與營養(yǎng)元素補(bǔ)充1

3.4作物常見缺素癥狀的識別與營養(yǎng)元素補(bǔ)充學(xué)習(xí)情境3植物的物質(zhì)代謝及生長發(fā)育調(diào)控主要內(nèi)容植物的礦質(zhì)代謝植物細(xì)胞對礦質(zhì)元素的吸收根對礦質(zhì)元素的運輸及利用根對礦質(zhì)元素的吸收礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的運輸和分布合理施肥一、植物的礦質(zhì)代謝

1植物的礦質(zhì)營養(yǎng)

指植物對礦質(zhì)元素的吸收、運輸和利用。

2礦質(zhì)元素

指除了C、H、O以外，主要由根從土壤中吸收的元素。

3溶液培養(yǎng)法

指用有全部或部分礦質(zhì)元素的培養(yǎng)液培養(yǎng)植物的方法。2礦質(zhì)元素2.1植物體內(nèi)的元素：

水（105度烘干去除）組成有機(jī)物（90%，燃燒后以氣體形式放出）干物質(zhì)無機(jī)物（10%，燃燒后留于灰分中稱灰分

元素，加N共稱礦質(zhì)元素）2.2植物必需的礦質(zhì)元素

必需元素：維持植物體正常生長發(fā)育不可缺少的元素。2.1植物體內(nèi)的元素（一）元素組成植物材料105℃烘干水分95—5％干物質(zhì)5—95％有機(jī)物90％灰分10%600℃充分燃燒揮發(fā)CHON殘留

1.不可缺失性：缺乏該元素，植物不能正常生長發(fā)育。

2.不可替代性：缺乏該元素，植物表現(xiàn)專一的病癥，而加入該元素后，該癥狀逐漸消失。

3.直接作用性：對植物營養(yǎng)的功能是直接的，而不是由于改善了土壤或培養(yǎng)基條件所致。2.3判別標(biāo)準(zhǔn)：2礦質(zhì)元素2.4研究植物必需的礦質(zhì)元素的方法溶液培養(yǎng)法（水培法）

2礦質(zhì)元素

2.1植物必需的礦質(zhì)元素（16種）大量元素：N、P、S、K、Ca、Mg含量>0.1%微量元素：Fe、Mg、B、Zn、Mo、Cu、Cl、Ni含量<0.01%必需元素的作用：細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)組分和代謝產(chǎn)物N、P、S生命活動的調(diào)節(jié)者，參與酶活動（鉀、鎂）起電化學(xué)作用，即離子濃度的平衡、電荷中和、電子傳遞、氧化還原等（鉀、鐵、氯）作為細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的第二信使（鈣）2.2必需元素的生理作用

氮（占干重1~2%）生理功能：是蛋白質(zhì)、核酸、磷脂、葉綠素、激素、維生素等的組分，稱生命元素缺乏癥：植株矮小、葉黃缺綠，莖細(xì)，老葉先表現(xiàn)，是可再利用或再循環(huán)元素。磷生理功能：核酸、磷脂、核苷酸及衍生物（ATP、FMN、FAD、NAD、NADP等）的組分---代謝元素利于糖運輸、細(xì)胞分裂、分生組織的增長缺乏癥：矮小、葉暗綠，有時莖紫紅，為可再利用元素。缺磷葉脈發(fā)紅鉀

（含量最高金屬元素，占1%）生理功能：酶的活化劑、促進(jìn)碳水化合物的合成和運輸、促進(jìn)氣孔的開放。缺乏癥：莖桿易倒伏，葉干枯、壞死，老葉開始，可再利用元素。13正常玉米葉及缺N、P、K的葉片玉米缺硫缺硫幼葉先開始發(fā)黃（均勻缺綠），不可再利用元素。缺鈣幼葉先皺縮變形、呈鉤形、頂芽潰爛壞死，為不可再利用元素。桃缺鈣果頂腐花椰菜缺鈣葉緣干枯缺鎂老葉先開始缺綠，為可再利用元素。缺鐵幼葉葉脈間先缺綠，華北果樹“黃葉病”（堿性土或石灰質(zhì)土易缺乏）總結(jié)：植物必需礦質(zhì)元素的生理作用N：生命元素－－氨基酸、核酸、激素、維生素等P：1）是核酸、磷脂的組成成分

2）可合成ATP、NADPH等參與能量代謝。

3）參與光合產(chǎn)物的運輸K：1）調(diào)節(jié)氣孔開閉

2）促進(jìn)糖分轉(zhuǎn)化和運輸

3）是某些反應(yīng)中酶的活化劑N、P、K都是可移動元素，缺乏時老葉先出現(xiàn)癥狀。植物必需礦質(zhì)元素的生理作用Ca：1）維持膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

2）信號物質(zhì)：第二信使

3）中和有機(jī)酸：果實成熟時的酸味消失Ca是不易移動元素，缺乏時新葉先出現(xiàn)癥狀?？稍傺h(huán)元素：N、P、Mg、K、Zn，病癥從老葉開始不可再循環(huán)元素：Ca、B、Cu、S、Fe，病癥從幼葉始引起缺綠癥：Fe、Mg、Mn、Cu、S、N總結(jié)（1）吸收形式：金屬元素以離子形式（K+）,非金屬元素以酸根形式(BO3=、SO4=）（2）存在形式：有機(jī)物、無機(jī)物、結(jié)合態(tài)3溶液培養(yǎng)法生長狀況相同完全培養(yǎng)液缺素培養(yǎng)液（缺N）正常生長正常生長正常生長發(fā)育不良（加N）N必需N非必需二、植物細(xì)胞對礦質(zhì)元素的吸收二、植物細(xì)胞對礦質(zhì)元素的吸收

現(xiàn)代人的生活講究營養(yǎng)，可同學(xué)們知道植物是如何吸收營養(yǎng)的嗎？今天我們就講講這個問題。植物的營養(yǎng)可分為無機(jī)營養(yǎng)和有機(jī)營養(yǎng)。

化肥是我們最常聽到無機(jī)營養(yǎng)，其中有N肥、P肥和K肥等等；

有機(jī)營養(yǎng)主要指糖類、脂類、各種氨基酸等。這些營養(yǎng)物質(zhì)溶于水后稱為溶質(zhì)。人吸收營養(yǎng)是通過嘴把食物吃到胃里，而細(xì)胞吸收溶質(zhì)時，溶質(zhì)要穿過細(xì)胞膜這道障礙。這一過程是如何進(jìn)行的呢？首先讓我們近距離觀察一下細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)。細(xì)胞膜的立體結(jié)構(gòu)基本成分：蛋白質(zhì)（外在蛋白和內(nèi)在蛋白）、脂類和糖糖膜外膜內(nèi)細(xì)胞膜溶質(zhì)轉(zhuǎn)運途徑的示意圖2.1細(xì)胞吸收礦質(zhì)營養(yǎng)的途徑

轉(zhuǎn)運蛋白通道運輸（通道蛋白）載體運輸

泵運輸

簡單擴(kuò)散：O2、CO2等氣體及其它脂溶性物質(zhì)的過膜方式，從高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)的擴(kuò)散，不消耗能量

胞飲作用(載體蛋白)根據(jù)需能與否分2類：被動、主動根據(jù)運輸?shù)鞍椎挠袩o及差異分5類：擴(kuò)散：被動（順電化學(xué)勢，不耗能）離子通道運輸：被動載體運輸：被動、主動泵運輸：主動（逆電化學(xué)勢，耗能）胞飲作用那么，細(xì)胞吸收礦質(zhì)方式可以歸納為：胞飲作用通道運輸途徑載體運輸途徑泵運輸途徑（初級主動運輸）胞飲作用2.1細(xì)胞吸收礦質(zhì)營養(yǎng)的途徑（一）通道運輸途徑專一擴(kuò)散通道（是某些陰離子，陽離子，非電解質(zhì)，水等的主要過膜方式）電壓門控通道（如葉綠體的保衛(wèi)細(xì)胞，膜內(nèi)外電壓差高于100mV時，K+通道打開，K+進(jìn)入細(xì)胞）配體門控通道（某些陽離子，如激素配體通道）機(jī)械壓力門控通道（某些陽離子、如干旱時K+通道打開）（二）載體運輸途徑1.單向運輸載體（順化學(xué)梯度轉(zhuǎn)運）：能夠催化分子或離子單方向地跨質(zhì)膜運輸。

同向運輸器（主要是陰離子和大多數(shù)營養(yǎng)物質(zhì)）逆向運輸器（主要是陽離子）

2.次級主動轉(zhuǎn)運（依靠H+、K+或Na+提供離子濃度差）2.同向與逆向運輸同向運輸逆向運輸A離子B離子膜外膜內(nèi)（二）載體運輸途徑（三）泵運輸途徑（初級主動運輸）

1.質(zhì)子泵（H＋－ATP酶）2.鈣泵

轉(zhuǎn)運蛋白與膜內(nèi)的陽離子M+結(jié)合，并被ATP磷酸化，導(dǎo)致構(gòu)型發(fā)生變化，將陽離子M+暴露于膜外，使其自由擴(kuò)散。然后釋放磷酸根于細(xì)胞質(zhì)，恢復(fù)轉(zhuǎn)運蛋白的原始構(gòu)型。（四）胞飲作用胞飲作用是細(xì)胞通過膜的內(nèi)折從外界直接攝取物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的過程。三、植物對礦質(zhì)的吸收及運輸三、植物對礦質(zhì)的吸收及運輸3.1吸收部位：葉片根系根毛區(qū)為主根毛區(qū)最快吸收部位：三、植物對礦質(zhì)的吸收及運輸3.2根系吸收礦質(zhì)的特點3.2.1對礦質(zhì)和水分的相對吸收；3.2.2對離子的吸收具有選擇性；3.2.3單鹽毒害及離子頡頏；3.2.4平衡溶液3.2根系吸收礦質(zhì)的特點

3.2.1對礦質(zhì)和水分的相對吸收；礦質(zhì)必須溶解在水中并隨水流運輸?shù)礁魈?；礦質(zhì)吸收可導(dǎo)致水勢下降，促進(jìn)水分吸收；

相關(guān)性48

吸水與吸收礦質(zhì)無定量關(guān)系吸收機(jī)理不同：水分吸收主要是因蒸騰引起的被動吸收，礦質(zhì)吸收以主動吸收為主，需能及載體等。分配方向不同：水分主要分配到葉片，而礦質(zhì)主要分配到當(dāng)時的生長中心。相對獨立性3.2根系吸收礦質(zhì)的特點3.2.2對離子的吸收具有選擇性；對同一溶液中的不同離子的選擇性吸收對同一鹽分中陰陽離子的選擇性吸收

生理酸性鹽—(NH4)2SO4，植物吸收NH4+比SO42-多，土壤酸性加大。生理堿性鹽—NaNO3，植物吸收NO3－比Na+多，土壤堿性加大。生理中性鹽—NH4NO3，植物吸收陰離子和陽離子量相近，而不改變土壤酸堿性。3.2根系吸收礦質(zhì)的特點3.2.3單鹽毒害及離子頡頏；

單鹽毒害溶液中只有一種金屬離子對植物起毒害作用的現(xiàn)象離子拮抗在發(fā)生單鹽毒害的溶液中加入少量其他金屬離子，即能減弱或消除這種單鹽毒害，離子間的這種作用稱為離子頡頏，也稱離子對抗或離子拮抗。

3.2根系吸收礦質(zhì)的特點：

3.2.4平衡溶液

在含有適當(dāng)比例的多種鹽溶液中，各種離子的毒害作用被消除，植物可以正常生長發(fā)育，這種溶液稱為平衡溶液

三、植物對礦質(zhì)的吸收及運輸3.3根系吸收礦質(zhì)的過程土壤養(yǎng)分根表養(yǎng)分植物體內(nèi)養(yǎng)分第一步第二步3.3根系吸收礦質(zhì)的過程3.3.1離子被吸附在根系細(xì)胞的表面離子交換接觸交換3.3根系吸收礦質(zhì)的過程

3.3.2離子進(jìn)入根部導(dǎo)管質(zhì)外體途徑（自由空間）共質(zhì)體途徑細(xì)胞途徑質(zhì)外體途徑

3.4.1溫度3.4.2通氣狀況3.4.3環(huán)境PH值3.4.4土壤溶液濃度3.4.5離子間的相互作用563.4影響根系吸收礦質(zhì)的因素3.4影響根系吸收礦質(zhì)的因素3.4.1溫度過高過低酶失活、膜透性增大吸收下降代謝慢、細(xì)胞粘性增大吸收下降3.4.2通氣狀況增加有氧呼吸吸收加快ATP增加3.4.3溶液濃度一定范圍內(nèi)（ψ外＞ψ內(nèi)）吸收加快增加濃度過大（ψ外＜ψ內(nèi)）吸收受阻或燒苗3.4.4

pH對土壤礦質(zhì)元素有效性的影響

PH升高，陽離子吸收加強(qiáng)；PH降低陰離子吸收加強(qiáng)；PH影響溶解度和微生物活動N、P、K、S、Ca、Mg、在土壤pH為中性時有效性最大，Mn、B、Cu、Zn等微量元素在微弱酸性時有效性最大。pH過高或過低都影響它們的有效性。PH中性是對大多數(shù)礦質(zhì)元素溶解有利的。3.4.5離子間的相互作用：

相互抑制、相互替代、增效作用、兩重性。

三、植物對礦質(zhì)的吸收及運輸3.5地上部分對礦質(zhì)吸收——葉片對礦質(zhì)的吸收根外營養(yǎng)植物除了根部吸收礦質(zhì)元素外，地上部分主要是通過葉片吸收礦質(zhì)營養(yǎng)的過程。

方式：氣孔，角質(zhì)層

影響因素：內(nèi)因（葉片種類、葉片代謝情況）

外因

保證溶液附著在葉面上溶液在葉片下停留的時間溫度呼吸作用3.5地上部分對礦質(zhì)吸收——葉片對礦質(zhì)的吸收根外施肥優(yōu)點：a.適合生育后期追肥，因為后期根系吸肥力衰退。b.易被土壤固定的礦質(zhì)元素，可用此法。C.補(bǔ)充微量元素，效果快，用量省。不能代替根部施肥，它用肥少肥效短只能作根肥的補(bǔ)充。對角質(zhì)層厚的葉片(如柑橘類)效果較差。噴施濃度稍高，易造成葉片傷害，出現(xiàn)“燒苗”現(xiàn)象62根外施肥的缺點3.6.1運輸形式：

金屬元素（離子形式）；

非金屬元素（無機(jī)物、有機(jī)物）3.6.2運輸途徑：

根表皮到導(dǎo)管徑向運輸（質(zhì)外體、共質(zhì)體）——短距離

根向上運輸（木質(zhì)部）——長距離

葉向下運輸（韌皮部）：可橫向運輸?shù)侥举|(zhì)部

葉向上運輸（韌皮部）：可橫向運輸?shù)侥举|(zhì)部3.6.3運輸動力：蒸騰拉力和根壓。三、植物對礦質(zhì)的吸收及運輸3.6礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的運輸0℃時的吸收16℃時的吸收吸收量四、根對礦質(zhì)元素的吸收1、吸收形式：離子形式如K+、NO3-2、根對水分的吸收和對礦質(zhì)元素的吸收兩個相對獨立的過程有人用化學(xué)方法分析了大麥幼苗在0℃和16℃條件下根吸收水的量與吸收礦質(zhì)元素的量，其結(jié)果如圖所示，說明什么？3、吸收過程：主動運輸4、根吸收礦質(zhì)元素與根的呼吸作用密切相關(guān)為主動運輸提供能量？五、礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的運輸和分布五、礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的運輸和分布5.1礦質(zhì)元素運輸?shù)男问絅：主要以氨基酸和酰胺形式運輸，少數(shù)以NO3－P：主要以PO43－形式運輸，少數(shù)以有機(jī)磷S：主要以SO42－形式運輸，少數(shù)以蛋氨酸和谷胱甘肽形式運輸金屬離子（K+、Na+）:以離子形式運輸5.2運輸?shù)耐緩?.2.1根導(dǎo)管莖導(dǎo)管葉導(dǎo)管隨蒸騰流單向運輸5.2.2根導(dǎo)管莖篩管葉或根可雙向運輸五、礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的運輸和分布5.3.1可再利用元素：如果進(jìn)入一個植株器官的礦質(zhì)元素又可運輸?shù)狡渌M織和器官，這種元素就稱為可再利用元素。特點：優(yōu)先分配給新組織，所以老葉先出現(xiàn)缺素癥狀5.3礦質(zhì)元素在體內(nèi)的分布分為兩類以離子形式存在的礦質(zhì)元素（K＋、Na+）形成不穩(wěn)定化合物（N、P、Mg）如N：根中以NO3－吸收硝酸還原酶NO2－NH4＋氨基酸（易移動）5.3.2不可再利用元素：從根系進(jìn)入植株器官后，不能再次運輸?shù)脑亍?/p>

S,Ca,Fe,Mn,B形成難溶穩(wěn)定的化合物。特點：在老組織中積累，所以新葉先出現(xiàn)缺素癥狀5.3礦質(zhì)元素在體內(nèi)的分布缺乏后，首先受到傷害的是老器官還是嫩器官？礦質(zhì)元素的利用K、N、P、Mg：離子狀態(tài)或不穩(wěn)定化合物思考？落葉中其含量上升、下降還是不變？老器官下降Ca、Fe:難溶穩(wěn)定化合物思考？缺乏后，首先受到傷害的是老器官還是嫩器官？嫩器官落葉中其含量上升、下降還是不變？不變六、合理施肥水稻番茄？從圖表信息中可以得出什么結(jié)論？植物在不同時期對礦質(zhì)元素的需求不同，對不同礦質(zhì)元素的需求量也不同；不同植物對礦質(zhì)元素的需求不同。？如何合理施肥？根據(jù)植物對礦質(zhì)元素的需求規(guī)律，適時、適量地合理施肥。六、合理施肥

6.1植物的缺素癥植物的缺素癥第五節(jié)植物的礦質(zhì)營養(yǎng)植物的缺素癥植物的缺素癥植物的缺素癥N：植株矮小,葉綠素少,分枝少,花少,子粒不飽滿P：植株矮小,葉深綠或發(fā)紅,成熟期延遲產(chǎn)量下降,抗性減弱

K：葉綠素破壞，有黃斑葉片卷曲B：花粉發(fā)育不全Mg:葉失綠出現(xiàn)褐色斑Ca：葉間葉緣黃化早衰、少結(jié)實Fe:失綠第五節(jié)植物的礦質(zhì)營養(yǎng)作物缺素癥狀及其診斷1病癥診斷法：2化學(xué)分析診斷法：

取葉片用針對性試驗檢測含量，然后與標(biāo)準(zhǔn)含量對比。6.2合理施肥的生理基礎(chǔ)（一）作物需肥規(guī)律1不同作物對礦質(zhì)元素需求種類不同原因：a.需求部位不同：葉、莖、果

b.不同元素生理作用不同如：禾谷類：前期施N肥，后期施P、K肥促粒塊根、塊莖類：施K肥，促進(jìn)地下糖分積累葉菜類：施N肥，促葉肥大豆科：少N，有固氮作用，多施P、K肥2同一作物不同時期需肥不同時期：種子萌發(fā)苗期開花結(jié)實成熟衰老需肥量：不需肥逐漸增多最多停止吸收

3同一作物在不同生育期需肥不同第五節(jié)植物的礦質(zhì)營養(yǎng)施肥的營養(yǎng)效果最好，增產(chǎn)最多的時期。需肥臨界期：作物一生中對缺乏礦質(zhì)最敏感的時期，又叫植物營養(yǎng)臨界期。

最高生產(chǎn)效率期：施肥對作物增產(chǎn)效果最好的時期，又叫植物營養(yǎng)最大效率期（一般為生殖生長時期）。（二）合理施肥的指標(biāo)1.土壤營養(yǎng)豐缺指標(biāo)2.作物營養(yǎng)豐缺指標(biāo)形態(tài)指標(biāo)生理指標(biāo)長相葉色體內(nèi)養(yǎng)分狀況葉綠素含量酰胺和淀粉含量酶活性6.2合理施肥的生理基礎(chǔ)（二）合理施肥的指標(biāo)例如：生理指標(biāo)：

a.營養(yǎng)元素含量：葉片，見書N、P、K的臨界濃度

b.酰胺含量：多余的N以酰胺形式貯存，有酰胺存在說明不缺N

c.酶活性：某些礦質(zhì)元素是酶的激活劑，缺乏時酶活性下降。如：缺Mo時，硝酸還原酶活性下降。6.2合理施肥的生理基礎(chǔ)（三）發(fā)揮肥效的措施1.肥水配合2.深耕改土，改良環(huán)境