第三章植物的一般特性

第三章植物的一般特性第1頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月十八種營養(yǎng)元素同等重要，具有不可替代性；N、P、K素有“肥料三要素”之稱；有益元素對某些植物種類所必需，或是對某些植物的生長發(fā)育有益。

需要注意的問題——

大量元素:碳、氫、氧、磷、氮、鉀、硫、鈣、鎂、硅。其中碳、氫、氧很容易從水、空氣中獲得,而氮、磷、鉀3種元素,由于植物需要量較多,土壤中含量又較少,常需通過施肥補(bǔ)充才能滿足植物生長發(fā)育的需要,由此被稱為“肥料三要素”或“植物營養(yǎng)三要素”。第2頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月第三章植物對養(yǎng)分的吸收和運(yùn)輸養(yǎng)分的吸收主要是通過根系進(jìn)行第3頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月一、根系對養(yǎng)分的吸收123土壤根地上部土壤中養(yǎng)分到達(dá)根表有兩種機(jī)理：其一是根對土壤養(yǎng)分的主動(dòng)截獲；其二是在植物生長與代謝活動(dòng)（如蒸騰、吸收等）的影響下，土壤養(yǎng)分向根表的遷移（包括質(zhì)流和擴(kuò)散）。（1、截獲2、質(zhì)流3、擴(kuò)散）養(yǎng)分向根表的遷移方式：第4頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月截獲是根直接從所接觸的土壤中獲取養(yǎng)分而不經(jīng)過運(yùn)輸。截獲所得的養(yǎng)分實(shí)際是根系所占據(jù)土壤容積中的養(yǎng)分，它主要決定于根系容積大小和土壤中有效養(yǎng)分的濃度。質(zhì)流：養(yǎng)分離子隨蒸騰流遷移到根表的過程擴(kuò)散：由于根系吸收養(yǎng)分而使根圈附近和離根較遠(yuǎn)處的離子濃度存在濃度梯度而引起土壤中養(yǎng)分的移動(dòng)。在植物養(yǎng)分吸收總量中，通過根系截獲的數(shù)量很少。大多數(shù)情況下，質(zhì)流和擴(kuò)散是植物根系獲取養(yǎng)分的主要途徑。對于不同營養(yǎng)元素來說，不同供應(yīng)方式的貢獻(xiàn)是各不相同的，鈣、鎂和氮（NO3-）主要靠質(zhì)流供應(yīng)，而H2PO4-、K+、NH4+等擴(kuò)散是主要的遷移方式。在相同蒸騰條件下，土壤溶液中濃度高的元素，質(zhì)流供應(yīng)的量就大。第5頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月根毛區(qū)根尖區(qū)PCa吸收量不同根區(qū)P和Ca的吸收量示意圖擴(kuò)散質(zhì)流第6頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月養(yǎng)分進(jìn)入根中柱的方式：第7頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月二、影響?zhàn)B分吸收的因素植物的遺傳特性植物的生長狀況：根的代謝活性、苗齡、生育時(shí)期、植物體內(nèi)營養(yǎng)狀況。環(huán)境因素： 介質(zhì)養(yǎng)分濃度、溫度、光照強(qiáng)度、土壤水分、通氣狀況、土壤pH值 養(yǎng)分離子的理化性質(zhì)第8頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月一般在植物生長初期，養(yǎng)分吸收的數(shù)量少，吸收強(qiáng)度低。隨時(shí)間的推移，植物對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收逐漸增加，往往在生殖生長初期達(dá)到吸收高峰。到了成熟階段，對營養(yǎng)元素的吸收又逐漸減少。苗齡和生育階段第9頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月在植物整個(gè)生育期中，根據(jù)反應(yīng)強(qiáng)弱和敏感性可以把植物對養(yǎng)分的反應(yīng)分為營養(yǎng)臨界期和最大效率期。營養(yǎng)臨界期是指植物生長發(fā)育的某一時(shí)期，對某種養(yǎng)分要求的絕對數(shù)量不多但很迫切，并且當(dāng)養(yǎng)分供應(yīng)不足或元素間數(shù)量不平衡時(shí)將對植物生長發(fā)育造成難以彌補(bǔ)的損失，這個(gè)時(shí)期就叫植物營養(yǎng)的臨界期。不同作物對不同營養(yǎng)元素的臨界期不同。大多數(shù)作物磷的營養(yǎng)臨界期在幼苗期。氮的營養(yǎng)臨界期，小麥、玉米為分蘗期和幼穗分化期。水稻鉀營養(yǎng)臨界期為分蘗期和幼穗形成期。第10頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月在植物生長階段中所吸收的某種養(yǎng)分能發(fā)揮其最大效能的時(shí)期，叫植物營養(yǎng)的最大效率期。這一時(shí)期，作物生長迅速，吸收養(yǎng)分能力特別強(qiáng)，如能及時(shí)滿足作物對養(yǎng)分的需要，增產(chǎn)效果將非常顯著。玉米氮素最大效率期在喇叭口期至抽雄期；棉花的氮、磷最大效率期均在花鈴期；對于甘薯來說，塊根膨大期是磷、鉀肥料的最大效率期。第11頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月KCl和NaCl濃度對離體大麥根吸收K+和Na+速率的影響濃度（mmol/L）吸收率（μmol/g鮮重×h）0246823451K+Na+養(yǎng)分濃度第12頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月一般6~38oC的范圍內(nèi)，根系對養(yǎng)分的吸收隨溫度升高而增加。溫度：第13頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月光照可通過影響植物葉片的光合強(qiáng)度而對某些酶的活性、氣孔的開閉和蒸騰強(qiáng)度等產(chǎn)生間接影響，最終影響到根系對礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收。光照：第14頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月水分狀況是決定土壤中養(yǎng)分離子以擴(kuò)散還是以質(zhì)流方式遷移的重要因素，也是化肥溶解和有機(jī)肥料礦化的決定條件。水分狀況對植物生長，特別是對根系的生長有很大影響，從而間接影響到養(yǎng)分的吸收。水分：第15頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月土壤通氣狀況主要從三個(gè)方面影響植物對養(yǎng)分的吸收：一是根系的呼吸作用；二是有毒物質(zhì)的產(chǎn)生；三是土壤養(yǎng)分的形態(tài)和有效性。良好的通氣環(huán)境，能使根部供氧狀況良好，并能使呼吸產(chǎn)生的CO2從根際散失。這一過程對根系正常發(fā)育、根的有氧代謝以及離子的吸收都有十分重要的意義。通氣狀況第16頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月pH改變了介質(zhì)中H+和OH-的比例。其對離子吸收的影響主要是通過根表面，特別是細(xì)胞壁上的電荷變化及其與K+，Cu2+，Mg2+等陽離子的競爭作用表現(xiàn)出來的。土壤反應(yīng)（pH）第17頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月三、葉片和地上部分其它器官對養(yǎng)分的吸收第18頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月植物除可從根部吸收養(yǎng)分之外，還能通過葉片（或莖）吸收養(yǎng)分，這種營養(yǎng)方式稱為植物的根外營養(yǎng)。第19頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月陸生植物可以通過氣孔吸收氣態(tài)養(yǎng)分，如CO2、O2以及SO2等。一般情況下，葉片吸收氣態(tài)養(yǎng)分有利于植物的生長發(fā)育，但在空氣污染嚴(yán)重的工業(yè)區(qū)，葉片也會(huì)因過量吸收SO2、NO、N2O等對植物生長產(chǎn)生不利影響。葉片對氣態(tài)養(yǎng)分的吸收第20頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月葉片對礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收水生植物的葉片是吸收礦質(zhì)養(yǎng)分的部位，而陸生植物因葉表皮細(xì)胞的外壁上覆蓋有蠟質(zhì)及角質(zhì)層，對礦質(zhì)元素的吸收有明顯障礙。但角質(zhì)層有微細(xì)孔道，也叫外質(zhì)連絲，是葉片吸收養(yǎng)分的通道。第21頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月葉面施肥見效快，效率高，可防止養(yǎng)分在土壤中被固定，并可同時(shí)施用一些生物活性物質(zhì)如赤霉素等。在作物生長期間缺乏某種元素，葉面噴施可彌補(bǔ)根系吸收的不足。在土壤養(yǎng)分葉面營養(yǎng)的特點(diǎn)及應(yīng)用有效性較低的干旱和半干旱地區(qū)，葉面施肥通常是一種有效的滿足作物營養(yǎng)需求的途徑。第22頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月葉面施肥的局限性：肥效短暫，每次施用養(yǎng)分總量有限，又易從疏水表面流失或被雨水淋洗；有些養(yǎng)分元素（如鈣）從葉片的吸收部位向植物其它部位轉(zhuǎn)移相當(dāng)困難，噴施的效果不一定好。總之，植物的根外營養(yǎng)不能完全代替根部營養(yǎng)，僅是一種輔助的施肥方式，適于解決一些特殊的植物營養(yǎng)問題。葉面施肥的局限性第23頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月四、養(yǎng)分運(yùn)輸：短距離運(yùn)輸長距離運(yùn)輸?shù)?4頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月皮層中柱根表皮外皮層BA晚期后生木質(zhì)部早期后生木質(zhì)部凱氏帶內(nèi)皮層韌皮部根毛離子短距離運(yùn)輸?shù)墓操|(zhì)體（A）及質(zhì)外體（B）示意圖第25頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月木質(zhì)部韌皮部長距離運(yùn)輸：木質(zhì)部運(yùn)輸韌皮部運(yùn)輸?shù)?6頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月木質(zhì)部運(yùn)輸與蒸騰木質(zhì)部汁液的移動(dòng)是根壓和蒸騰作用驅(qū)動(dòng)的共同結(jié)果，但兩種力量的強(qiáng)度并不相同。由于根壓和蒸騰作用只能使木質(zhì)部汁液向上運(yùn)動(dòng)，木質(zhì)部中養(yǎng)分的移動(dòng)是單向的。木質(zhì)部中養(yǎng)分的移動(dòng)是在死細(xì)胞組成的導(dǎo)管中進(jìn)行。第27頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月韌皮部運(yùn)輸PX韌皮部韌皮部（P）成分：主要是有機(jī)物某些礦質(zhì)元素也可在韌皮部中運(yùn)輸不同營養(yǎng)元素在韌皮部中的移動(dòng)性不同。第28頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月再吸收木質(zhì)部汁液在運(yùn)輸?shù)倪^程中，還與導(dǎo)管壁以及導(dǎo)管周圍薄壁細(xì)胞之間存在重要的相互作用（交換吸附、再吸收和釋放）。溶質(zhì)在木質(zhì)部導(dǎo)管運(yùn)輸?shù)倪^程中，部分離子可被導(dǎo)管周圍薄壁細(xì)胞吸收，從而減少了溶質(zhì)到達(dá)莖葉的數(shù)量，這種現(xiàn)象稱為再吸收。再吸收使得木質(zhì)部汁液中的離子濃度從下向上的運(yùn)輸路途上呈遞減趨勢。第29頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月玉米莖維管束的橫切面篩管伴胞韌皮部薄壁組織厚壁組織韌皮部木質(zhì)部導(dǎo)管篩管篩板木質(zhì)部導(dǎo)管木質(zhì)部薄壁組織PP第30頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月PTX韌皮部韌皮部（P）轉(zhuǎn)移細(xì)胞（T）木質(zhì)部（X）木質(zhì)部與韌皮部之間養(yǎng)分轉(zhuǎn)移示意圖第31頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月五、養(yǎng)分循環(huán)在韌皮部中移動(dòng)性較強(qiáng)的礦質(zhì)養(yǎng)分，從根的木質(zhì)部中運(yùn)輸?shù)降厣喜亢?，又有一部分通過韌皮部再運(yùn)回到根中，而后再轉(zhuǎn)入木質(zhì)部繼續(xù)向上運(yùn)輸，從而形成養(yǎng)分自根至地上部之間的循環(huán)流動(dòng)。體內(nèi)養(yǎng)分的循環(huán)是植物正常生長所必不可少的一種生命活動(dòng)。PX第32頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月植物根對多種養(yǎng)分的吸收受植物體內(nèi)營養(yǎng)狀況的影響，地上部養(yǎng)分在韌皮部中運(yùn)到根部的數(shù)量是反映地上部營養(yǎng)狀況的一種信號(hào)。當(dāng)運(yùn)往根部的數(shù)量高于或低于某一臨界值時(shí)，根系可相應(yīng)降低或提高吸收速率；第33頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月韌皮部中礦質(zhì)元素的移動(dòng)性比較移動(dòng)性大移動(dòng)性小難移動(dòng)氮鐵硼磷錳鈣鉀鋅鎂銅將營養(yǎng)元素按其在韌皮部中移動(dòng)的難易程度分為移動(dòng)性大的，移動(dòng)性小的和難移動(dòng)的三組。移動(dòng)性大小決定養(yǎng)分再利用程度的大小。第34頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月礦質(zhì)養(yǎng)分的再利用植物某一器官或部位中的礦質(zhì)養(yǎng)分可通過韌皮部運(yùn)往其它器官或部位，而被再度利用，這種現(xiàn)象叫做礦質(zhì)養(yǎng)分的再利用。礦質(zhì)養(yǎng)分再利用的程度取決于養(yǎng)分在韌皮部中移動(dòng)性的大小，韌皮部中移動(dòng)性大的養(yǎng)分元素，如氮、磷、鉀等，其再利用程度高。而鈣、硼的再利用程度低。第35頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月第一步，養(yǎng)分的激活養(yǎng)分離子在細(xì)胞中被轉(zhuǎn)化為可運(yùn)輸?shù)男螒B(tài)。第二步，進(jìn)入韌皮部被激活的養(yǎng)分轉(zhuǎn)移到細(xì)胞外的質(zhì)外體后，再通過原生質(zhì)膜的主動(dòng)運(yùn)輸進(jìn)入韌皮部篩管中。第三步，進(jìn)入新器官

養(yǎng)分通過韌皮部或木質(zhì)部先運(yùn)至靠近新器官的部位，再經(jīng)過跨質(zhì)膜的主動(dòng)運(yùn)輸過程卸載到需要養(yǎng)分的新器官細(xì)胞內(nèi)。養(yǎng)分再利用的過程養(yǎng)分再利用的過程是漫長的。第36頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月六、養(yǎng)分的再利用與缺素部位再利用程度大的元素，養(yǎng)分的缺乏癥狀首先出現(xiàn)在老的部位，而不能再利用的養(yǎng)分，在缺乏時(shí)由于不能從老部位運(yùn)向新部位，而使缺素癥狀首先表現(xiàn)在幼嫩器官。第37頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月鉀營養(yǎng)狀況對番茄鉀分配的影響施K水平（mmol/L）0.11.01025鮮重（g/葉）12213447鉀含量

老葉

8163447

中部葉12203343

幼葉15172223第38頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月缺素癥狀表現(xiàn)部位與養(yǎng)分再利用程度之間的關(guān)系礦質(zhì)養(yǎng)分種類缺素癥出現(xiàn)的主要部位再利用程度氮、磷、鉀、鎂老

葉高硫新

葉較低鐵