園林植物水分與礦質(zhì)營養(yǎng)生理演示文稿

園林植物水分與礦質(zhì)營養(yǎng)生理演示文稿當前第1頁\共有68頁\編于星期六\23點優(yōu)選園林植物水分與礦質(zhì)營養(yǎng)生理當前第2頁\共有68頁\編于星期六\23點2.植物體內(nèi)水分存在的狀態(tài)

1）自由水（freewater）：距離膠粒較遠而可以自由流動的水分。2）束縛水（boundwater）：靠近膠粒而被膠粒束縛不易流動的水分。當前第3頁\共有68頁\編于星期六\23點3.植物體內(nèi)水分狀態(tài)與代謝的關(guān)系1)

束縛水一般不參與植物的代謝反應(yīng)。植物某些細胞和器官主要含束縛水時，則代謝活動非常微弱，如越冬植物的休眠和干燥種子，僅以極弱的代謝維持生命活動，但抗性卻明顯增強，能度過不良的逆境條件；2)

自由水主要參與植物體內(nèi)的各種代謝反應(yīng)。其含量多少還影響代謝強度，含量越高，代謝越旺盛；3)

自由水／束縛水的比值可作為衡量植物代謝強弱和抗性的生理指標之一。

當前第4頁\共有68頁\編于星期六\23點二、植物體內(nèi)水分的生理生態(tài)作用

1）水是細胞質(zhì)的主要成分（含水量一般達70％-90％）；2）水分是代謝過程的反應(yīng)物質(zhì)和產(chǎn)物（光合、呼吸等）；3）細胞分裂及生長都需要水分；4）水分是植物對物質(zhì)吸收和運輸及生化反應(yīng)的溶劑；5）水分能使植物保持固有的姿態(tài)（維持細胞緊張度）；6）調(diào)節(jié)植物體溫及其大氣濕度、溫度等（蒸騰失水）。

當前第5頁\共有68頁\編于星期六\23點第二節(jié)

植物細胞對水分的吸收

植物細胞吸收水分的主要方式滲透性吸水Osmosisabsorption:

借助滲透作用，即水分從水勢高的系統(tǒng)通過半透膜向水勢低的系統(tǒng)移動進行吸水（最主要方式）。代謝性吸水metabolismabsorption:利用細胞呼吸釋放出的能量，使水分經(jīng)過質(zhì)膜進入細胞的過程。吸漲性吸水imbibitionabsorption:親水性膠體物質(zhì)吸水膨脹的現(xiàn)象。當前第6頁\共有68頁\編于星期六\23點第三節(jié)植物根系對水分的吸收1根系吸水的途徑1）質(zhì)外體途徑：水分經(jīng)胞壁和細胞間隙移動，不越膜，移動快2）共質(zhì)體途徑：水分依次從一個細胞經(jīng)過胞間連絲進入另一細胞3）跨膜途徑：水分從一個細胞移動到另一個細胞，要經(jīng)兩次膜。

有研究表明，水分在細胞膜內(nèi)的移動又有兩種方式：一是單個水分子直接越膜，二是經(jīng)過一種膜通道蛋白——水孔蛋白進行水孔蛋白當前第7頁\共有68頁\編于星期六\23點當前第8頁\共有68頁\編于星期六\23點2、吸水部位

根系主要吸水區(qū)域--根毛區(qū)數(shù)量度多，吸收面積大；細胞壁較薄，透水性好；輸導(dǎo)組織發(fā)達。栽植物時要帶土，盡量減少根毛損傷，以利成活。當前第9頁\共有68頁\編于星期六\23點（1）主動吸水：根系本身生理活動而引起植物吸收水分的現(xiàn)象。

傷流Bleeding--汁液從傷口（殘莖）的切口溢出的現(xiàn)象--傷流液(bleedingsap)。3、主動吸水和被動吸水當前第10頁\共有68頁\編于星期六\23點吐水--土壤水分充足、大氣溫度和濕度較高的環(huán)境中或清晨，未受傷葉尖或葉緣向外溢出液滴的現(xiàn)象。荷葉、草莓及禾本科吐水較多?？衫猛滤鳛檫x擇壯苗的一種生理指標。當前第11頁\共有68頁\編于星期六\23點根

壓

產(chǎn)

生

的

機

制Rootpressure(根壓)：由于根系的生理活動使液流從根部沿木質(zhì)部導(dǎo)管上升的壓力。一般為0.1-0.2MPa。它大小和成分代表根生理活動和強弱。當前第12頁\共有68頁\編于星期六\23點水分和溶質(zhì)在根內(nèi)的橫向運輸可能通過三條途徑。

1通過質(zhì)外體

2通過共質(zhì)體

3通過細胞膜當前第13頁\共有68頁\編于星期六\23點幾個相關(guān)的概念質(zhì)外體：是一個開放性的連續(xù)自由空間，包括細胞壁、胞間隙及導(dǎo)管等。共質(zhì)體：是通過胞間連絲把無數(shù)原生質(zhì)體聯(lián)系起來形成的一個連續(xù)的整體。

胞間連絲：是貫穿胞壁的管狀結(jié)構(gòu)物內(nèi)的連絲微管，其兩端與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連接。

當前第14頁\共有68頁\編于星期六\23點被動吸水是指由于地上部的的蒸騰作用而引起根部吸水。（2）被動吸水當前第15頁\共有68頁\編于星期六\23點植物在蒸騰作用強烈時植株只有被動吸水，而植株在春季葉片尚未展開以及當植物蒸騰受抑制時，主動吸水才占主導(dǎo)地位。當前第16頁\共有68頁\編于星期六\23點根系吸水的動力

根壓（rootpressure）

蒸騰拉力（transpirationalpull）：由于蒸騰作用產(chǎn)生的一系列水勢梯度使導(dǎo)管中水分上升的力量。主要動力。

當前第17頁\共有68頁\編于星期六\23點4根系吸水的影響因素A)

植物本身因素

1)根系發(fā)達程度

2)根系活力強弱

3)根系細胞水勢B)

大氣因子，土壤條件，其中土壤因子直接影響根系吸水能力

1)可用水分多少

2)通氣狀況

3)溫度

4)土壤溶液濃度

當前第18頁\共有68頁\編于星期六\23點1)土壤有效水或土壤可利用水是指能被植物直接吸收利用，其含水量高于萎蔫系數(shù)(wiltingcoefficient)以上的水。萎蔫系數(shù)是指當植物發(fā)生永久萎蔫時，土壤中尚存的水分含量(以占土壤干重的百分率計)。萎蔫(wilting)：植物體內(nèi)水分不足時，葉片和莖的幼嫩部分下垂，這種現(xiàn)象稱為萎蔫(wilting)。大氣因子，土壤條件，其中土壤因子直接影響根系吸水能力當前第19頁\共有68頁\編于星期六\23點暫時萎蔫Temporarywilting--當蒸騰作用大于根系吸水及轉(zhuǎn)運水分的速度時，植物會產(chǎn)生萎蔫現(xiàn)象稱暫時萎蔫。當蒸騰速率降低時，能消除萎蔫狀態(tài)。如晚間、遮陰等。立即灌水可消除萎蔫狀態(tài)。永久萎蔫Permanentwilting--土壤中缺少有效水，根系吸不到水而造成的萎蔫叫做永久萎蔫。降低蒸騰，不能消除萎蔫狀態(tài)。當前第20頁\共有68頁\編于星期六\23點2)土壤通氣狀況

CO2、N2處理根部，吸水量降低；供O2，吸水量增加。缺乏O2使根細胞呼吸減弱，影響主動吸水；細胞進行無氧呼吸，產(chǎn)生和積累較多酒精等，使根系中毒，吸水更少。不同植物對土壤通氣不良的忍受能力差異很大。原因有二：其一，結(jié)構(gòu)；其二，生理原因。當前第21頁\共有68頁\編于星期六\23點3)土壤溫度低溫：水和原生質(zhì)粘度增加，水擴散速率下降，不易通過原生質(zhì)；呼吸作用減弱，影響主動吸水；根系生長緩慢，有礙吸水表面的增加。高溫：根易木栓化，導(dǎo)水性下降。當前第22頁\共有68頁\編于星期六\23點4)土壤溶液濃度

根系細胞水勢必須低于土壤溶液的水勢，才能從土壤中吸水(-0.1MPa)?；适┯眠^量或過于集中時，可使土壤溶液濃度突然升高，阻礙根系吸水，產(chǎn)生"燒苗"現(xiàn)象。當前第23頁\共有68頁\編于星期六\23點

散失方式：

1)以液體狀態(tài)散失到體外（吐水現(xiàn)象）

2)以氣體狀態(tài)散逸到體外（蒸騰作用）主要方式植物吸收的水分用于代謝散失1％—5％95%—99%當前第24頁\共有68頁\編于星期六\23點第四節(jié)

植物的蒸騰作用蒸騰作用的概念蒸騰作用（transpiration）：水分以氣態(tài)方式從植物體的表面散失的過程。4.1蒸騰作用的部位與方式枝、果—皮孔蒸騰Lenticulartranspiration0.1%葉片—角質(zhì)層蒸騰cuticulartranspiration(5~10%)

氣孔蒸騰stomataltranspiration（主要方式）當前第25頁\共有68頁\編于星期六\23點當前第26頁\共有68頁\編于星期六\23點氣孔--氣體和水分交換的主要通道。馬薯表皮氣孔4.2氣孔蒸騰當前第27頁\共有68頁\編于星期六\23點禾谷類上下表皮的氣孔數(shù)較為接近；

雙子葉植物氣孔多半分布于葉片的下表皮。上表皮型：浮水植物--睡蓮等下表皮型：蘋果、桃、珊瑚樹等上下表皮型：大多數(shù)植物1，氣孔大小、數(shù)目及分布當前第28頁\共有68頁\編于星期六\23點小孔條件下面積、周長與水分擴散的關(guān)系水蒸汽通過多孔表面擴散的速率不與小孔的面積成正比，而與小孔的周長成正比。（氣孔擴散的小孔定律）2，氣孔擴散的小孔定律當前第29頁\共有68頁\編于星期六\23點在邊緣處，擴散分子相互碰撞機會少，因此擴散速率就比在擴散面的中間部分要快。當前第30頁\共有68頁\編于星期六\23點意義(1)蒸騰作用可以降低葉片的溫度;(2)蒸騰作用是植物對水分的吸收和運輸?shù)囊粋€主要動力。(3)促進植物對礦質(zhì)和其它溶質(zhì)在體內(nèi)傳導(dǎo)與分布。4.3蒸騰作用的意義及其測定指標當前第31頁\共有68頁\編于星期六\23點(1)Transpirationrate(蒸騰速率)。植物在一定時間內(nèi)單位葉面積蒸騰的水量(g/m2×s)。晝，晚<0.3。(2)Transpirationefficiencyortranspirationratio(蒸騰效率又名蒸騰比率)。植物每消耗1kg的水所形成的干物質(zhì)的g數(shù)。野生1-8g/kg，作物2-10g/kg。(3)Transpirationcoefficientorwaterrequire-ment(蒸騰系數(shù)又名需水量）。植物制造1g干物質(zhì)所需水分的克數(shù)。

野生植物125-1000g，作物為100-500g。指標當前第32頁\共有68頁\編于星期六\23點第五節(jié)植物體內(nèi)水分的運輸土壤→根毛→根的皮層→根的中柱鞘→根的導(dǎo)管和管胞→莖的導(dǎo)管和管胞→葉柄的導(dǎo)管和管胞→葉脈的導(dǎo)管和管胞→葉肉細胞→葉細胞間隙→氣孔下腔→氣孔→大氣中5.1水分運輸?shù)耐緩疆斍暗?3頁\共有68頁\編于星期六\23點1，植物類型Planttypes：第六節(jié)合理灌溉的生理基礎(chǔ)6.1植物的需水規(guī)律當前第34頁\共有68頁\編于星期六\23點2，生長期Growthstages當前第35頁\共有68頁\編于星期六\23點Criticalperiodofwater(水分臨界期)指需水量不一定多，但植物對水分不足最敏感，最易受害的時期。花分母細胞減數(shù)分裂到四分體時期.禾谷類作物有兩個水分臨界期，即拔節(jié)期（相當于花分母細胞減數(shù)分裂到四分體時期）和灌漿期。當前第36頁\共有68頁\編于星期六\23點1，形態(tài)指標Morphologicalindex(1)幼嫩的莖葉易發(fā)生凋萎。

(2)莖葉顏色轉(zhuǎn)深。

(3)莖葉顏色有時變紅。

(4)植株生長速度下降。6.2合理灌溉的指標當前第37頁\共有68頁\編于星期六\23點2，生理指標Physiologicalindex(1)葉片相對含水量指葉組織實際含水量占水分飽和時含水量的百分率當前第38頁\共有68頁\編于星期六\23點(2)葉片水勢和水勢的日變化當前第39頁\共有68頁\編于星期六\23點3，灌溉方法Irrigationmethods(1)地面灌溉法。

(2)噴灌法。

(3)滴灌法。當前第40頁\共有68頁\編于星期六\23點第一節(jié)植物的必需元素1.礦質(zhì)元素與非礦質(zhì)元素1）礦質(zhì)元素：將植物烘干并充分燃燒后，余下一些不能揮發(fā)的殘燼稱為灰分，而以氧化物形式存在于灰分中的元素稱為灰分元素或礦質(zhì)元素。2）非礦質(zhì)元素：燃燒時以氣態(tài)形式散失到空氣中的元素，如C、H、O、N、S等）。

第二部分

植物的礦質(zhì)營養(yǎng)當前第41頁\共有68頁\編于星期六\23點當前第42頁\共有68頁\編于星期六\23點2.植物必需元素的種類A）大量元素：在植物體內(nèi)含量較多，占植物體干重達萬分之一以上的元素。包括C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S等9種元素。Si

B）微量元素：植物體內(nèi)含量甚微，稍多即會發(fā)生毒害的元素包括：Cl、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Ni等8種元素。Na當前第43頁\共有68頁\編于星期六\23點第二節(jié)植物細胞對礦質(zhì)元素的吸收1生物膜的結(jié)構(gòu)與特性當前第44頁\共有68頁\編于星期六\23點植物細胞吸收溶質(zhì)的方式

1）離子通道運輸

2）載體運輸

3）離子泵運輸（質(zhì)子泵和鈣泵）

4）胞飲作用：物質(zhì)吸附在質(zhì)膜上，然后通過膜的內(nèi)折而轉(zhuǎn)移到細胞內(nèi)的獲取物質(zhì)的過程。當前第45頁\共有68頁\編于星期六\23點第三節(jié)植物對礦質(zhì)元素的吸收1植物吸收礦質(zhì)元素的特點

1）對水分和鹽分的相對吸收；

2）選擇性吸收；

3）單鹽毒害和離子對抗。2根部對溶液中礦質(zhì)元素的吸收過程

1）離子吸附在根部細胞表面；

2）離子進入根部內(nèi)部。當前第46頁\共有68頁\編于星期六\23點3影響根部吸收礦物質(zhì)的因素1）溫度：過低、過高都不利。如溫度過低，代謝弱，能量不足，主動吸收慢；胞質(zhì)粘性增大，離子進入困難。其中以對鉀和硅的吸收影響最大。2）通氣狀況：影響呼吸作用。3）溶液濃度：過低、過高都不利。當前第47頁\共有68頁\編于星期六\23點4）pH值：一般作物生育最適的pH值是6-7。在土壤溶液堿性的反應(yīng)加強時，F(xiàn)e、Ca、Mg、Zn呈不溶解狀態(tài)，能被植物利用的量極少。在酸性環(huán)境中P、K、Ca、Mg等溶解，但植物來不及吸收易被雨水淋失，易缺乏。而Fe、Al、Mn的溶解度加大，植物受害。當前第48頁\共有68頁\編于星期六\23點4根外營養(yǎng)4.1植物根外營養(yǎng)的吸收特點

A）根外營養(yǎng)的主要器官為葉片，故又稱為葉片營養(yǎng)；B）營養(yǎng)物質(zhì)可經(jīng)氣孔或角質(zhì)層進入葉內(nèi)，并經(jīng)胞壁中的外連絲抵達質(zhì)膜，再進入細胞，最后到達葉脈韌皮部。

外連絲：是葉片表皮細胞通道，它從角質(zhì)層的內(nèi)側(cè)延伸到表皮細胞的質(zhì)膜。

當前第49頁\共有68頁\編于星期六\23點4.2根外施肥的優(yōu)點

A）在生育后期根部吸肥能力衰退時或營養(yǎng)臨界期時，可根外施肥補充營養(yǎng)；

B）某些肥料（如磷肥）易被土壤固定而根外施肥無此現(xiàn)象，且用量少；

C）補充植物缺乏的微量元素，用量省、見效快。

當前第50頁\共有68頁\編于星期六\23點第四節(jié)植物氮代謝1植物的硝酸鹽還原1.1植物硝酸鹽還原的主要過程

A)

硝酸還原

HNO3HNO2

B)

亞硝酸還原

HNO2NH3當前第51頁\共有68頁\編于星期六\23點1.2植物硝酸鹽還原的主要特點1）發(fā)生反應(yīng)的細胞器（硝酸還原在細胞質(zhì)；亞硝酸還原在葉綠體）；2）參與反應(yīng)的酶種類及其性質(zhì)；

誘導(dǎo)酶：又稱適應(yīng)酶，指植物體內(nèi)本來不含有，但在特定外來物質(zhì)的誘導(dǎo)下可以生成的酶。如硝酸還原酶可為NO3-所誘導(dǎo)。3）與光合作用的關(guān)系。

當前第52頁\共有68頁\編于星期六\23點2植物的氨同化

2.1植物氨同化的主要方式1）還原氨基化：氨與α-酮酸結(jié)合生成相應(yīng)氨基酸；2）氨基交換作用：一種氨基酸的氨基轉(zhuǎn)到一種酮酸上形成另一種氨基酸和酮酸；3）氨甲酰磷酸化：氨與二氧化碳、ATP結(jié)合形成氨甲酰磷酸；4）酰胺化作用：氨與氨基酸結(jié)合形成酰胺。

當前第53頁\共有68頁\編于星期六\23點2.2植物氨同化的生理意義1）解除氨毒；2）形成新的物質(zhì)（如氨基酸等）；3）酰胺化得到的谷氨酰胺和天冬酰胺在植物體內(nèi)氨不足時可釋放出氨。當前第54頁\共有68頁\編于星期六\23點第五節(jié)礦物質(zhì)在植物體內(nèi)的運輸1礦物質(zhì)運輸?shù)男问?、途徑和速?.1礦物質(zhì)運輸?shù)男问浇饘匐x子：以離子狀態(tài)運輸（P：主要以正磷酸根離子向上運輸）（N：主要以氨基酸和酰胺形式向上運輸，少量以硝酸根離子運輸）（S：主要以硫酸根離子向上運輸）

當前第55頁\共有68頁\編于星期六\23點1.2礦物質(zhì)運輸?shù)耐緩?）根部吸收的礦質(zhì)元素主要通過韌皮部向上運輸；2）葉片吸收的礦質(zhì)元素的上行和下行運輸都以韌皮部為主；木質(zhì)部中的礦質(zhì)元素可橫向運輸?shù)巾g皮部，韌皮部中的礦質(zhì)元素也可橫向運輸?shù)侥举|(zhì)部。

當前第56頁\共有68頁\編于星期六\23點2礦物質(zhì)在植物體內(nèi)的分布2.1可再利用元素

以離子或不穩(wěn)定化合物形式存在，可轉(zhuǎn)移至其他部位循環(huán)利用，如N、P、Mg、K、Zn等，其中以N、P最為典型。當植物缺乏這類元素時，它們就從衰老組織轉(zhuǎn)移到新生的幼嫩部位，從代謝水平低的部位轉(zhuǎn)移到代謝旺盛部位，所以衰老的葉片出現(xiàn)相應(yīng)的缺素癥。當前第57頁\共有68頁\編于星期六\23點當前第58頁\共有68頁\編于星期六\23點2.2不可再利用元素

以難溶解的穩(wěn)定化合物形式存在，難以循環(huán)利用，如Ca、B、Cu、Mn、S、Fe，其中以Ca最為典型。這些元素在老葉中的含量高于幼葉中的含量，缺乏這些元素，幼葉或新生組織會表現(xiàn)出相應(yīng)的缺素癥。當前第59頁\共有68頁\編于星期六\23點第六節(jié)合理施肥的生理基礎(chǔ)

要提高農(nóng)作物的產(chǎn)量不僅要有足夠的肥料，而且還要合理施用。合理施用就必須了解肥料在生長中的生理作用和作物需肥的一般規(guī)律，并與灌溉、密植等技術(shù)配合，適時、適量地施肥，這樣才能收到施肥的良好效果，達到豐產(chǎn)的目的。當前第60頁\共有68頁\編于星期六\23點一、作物的需肥特點

1、不同作物需肥不同盡管農(nóng)作物需要各種不同的必需元素，但不同作物對各種元素的相對需求量不同。例如以收獲子粒為目的的作物（小麥、玉米、水稻）需多施N、P肥，以利于子粒飽滿；栽培塊根、塊莖類作物（甘薯、馬鈴薯等）多施K、B肥，以促進地下部分肥大；栽培葉菜類（白菜、菠菜、甘藍等）可偏施用氮肥，以使葉片肥大。當前第61頁\共有68頁\編于星期六\23點2、同一作物不同生育時期需肥不同植物對礦質(zhì)元素的吸收與其生長發(fā)育時期有關(guān)。例如果樹前期生長增施氮肥，后期增施磷、鉀肥。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）。3、不同作物，需肥形態(tài)不同例水稻適宜銨態(tài)氮而不適宜硝態(tài)氮，因為水稻體內(nèi)缺乏硝酸還原酶；而煙草和馬鈴薯則施用草木灰比氯化鉀效果好，因為氯可降低煙草的燃燒性和馬鈴薯的淀粉含量。當前第62頁\共有68頁\編于星期六\23點

合理施肥就是要滿足作物對必需元素的需要，同時使肥料發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益。確定作物是否需要肥，需要什么肥，需要多少，要有一定的指標，可以從形態(tài)指標和生理指標上進行確定。

二、合理施肥的指標當前第63頁\共有68頁\編于星期六\23點1、形態(tài)指標:反應(yīng)植物需肥狀況的外部形態(tài)。（1）相貌：一般來說，氮肥多，生長快，葉色濃，株形松散；氮肥不足時植株生長緩慢，葉短而直，株形緊湊。因此，可以把作物的相貌作為追肥的形態(tài)指標。（2）葉色：葉片顏色也是一個重要的追肥指標。這是因為，葉色反映快，敏感。例如