导图社区 植物的矿质营养
王小菁主编第8版植物生理学第二章主要介绍了植物对矿质元素的需求、吸收、运输和利用等相关内容。欢迎大家一起来学习！
王小菁，第8版植物生理第八章，详细阐述了植物生长物质的概念、种类、合成与降解、运输与分布以及信号转导等方面的内容。
王小菁《植物生理学》第四章植物的呼吸作用，呼吸作用是植物生活细胞通过某些代谢途径使有机物氧化分解，并释放出能量的过程。
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植物的矿质营养
植物必需的矿质元素
植物体内的元素
新鲜的植物经过105℃杀青后经75℃烘干后获得的干物质经600℃灰化后
气体：C®CO2 H、O®H2O 大部分N®NOx 少量S®H2S、SO2
灰分：少量的N，多数S，全部的金属元素和不可挥发的金属元素共70余种
矿质元素：以氧化物形式存在于灰分中，所以也称为灰分元素。 注意： 1、氮不是灰分元素，但氮和灰分元素一样，都是植物从土壤中吸收的，而且氮通常以硝酸盐和铵盐的形式被吸收，所以将氮归并于矿质元素一起讨论。 2、植物矿质元素的含量与植物种类及生存的土壤环境条件相关。
植物必需矿质元素的确定
国际植物营养学会规定植物的必需元素必须符合以下3条标准： 1、不可缺少性：完成植物整个生长周期不可缺少的； 2、不可替代性：生理功能不能被其它元素代替 3、功能直接性：在植物体内所引起的作用是直接的
确定方法：溶液培养法（水培法）
砂基培养法也是水培法
除 去 必 需 元 素 ¯ ¯ 发育正常 发育异常 ¯ ¯ 不是必需元素 添加该元素后恢复 ¯ 是必需元素
植物体必需的矿物质元素
大量元素（>10mmol/kg）：C、O、H、N、P、K、Ca、Mg、S
微量元素（<10mmol/kg）：Cl、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Ni、Mo
植物必须矿质元素的生理作用
1、细胞结构物质的组成成分 2、植物生命活动的调节者，参与酶的活动 3、起电化学作用，即离子浓度平衡、氧化 还原、电子传递和电荷中和 4、作为细胞信号转导的第二信使
植物必需矿物质元素的各种必需生理作用及缺乏病症
氮（生命元素）
主要吸收形式
无机态氮：铵态氮，硝态氮 有机态氮：尿素，寡肽等
生理功能
1、蛋白质、核酸、磷脂的主要成分 2、参与构成辅酶和辅基 3、叶绿素、某些植物激素、维生素、生物碱等的成分
缺乏后的症状
植株矮小，老叶叶小色淡（叶绿素含量少）或发红（糖累计形成较多花色素苷）分支少，籽粒不饱满，产量低
磷（仅次于氮第二重要的元素）
磷酸氢根，磷酸二氢根
1、核酸、核蛋白、磷脂的主要成分 2、许多辅酶的成分
植株矮小，生长缓慢，叶色暗绿（叶绿素含量相对升高）或发红或呈紫色（糖累计形成较多花色素苷），分支少，籽粒不饱满，产量低开花期和成熟期都推迟
钾
钾离子
1、影响渗透势，维持细胞内电中性 2、40多种酶的激活剂 3、促进木质素和纤维素合成 4、促进糖类转化和运输，促进块根、块茎、种子膨大
老叶叶尖叶缘焦枯，茎秆柔弱易倒伏，抗旱性和抗寒性均差
硫
硫酸根离子
1、是含S氨基酸和硫脂的成分 2、是铁硫蛋白、硫氧还蛋白、固氮酶的成分，参与光合电子传递、生物固氮; 3、CoA、硫胺素、生物素等的组成成分:。
症状与缺氮类似，但缺绿从嫩叶开始，老叶正常
钙（主要分布在较老的组织）
钙离子
细胞壁的形成受阻，生长受到抑制，严重时幼嫩器官（根尖、茎端）溃烂坏死。
1、是细胞壁胞间层果胶钙的成分 2、能维持膜稳定性 3、是某些酶类的活化剂，如ATP酶琥珀酸脱氢酶等 4、参与光合放氧 5、Ca-CaM系统行使第二信使功能
镁
镁离子
1、叶绿素的组分，参与光合作用 2、酶的激活剂或组分，活化磷酸激酶、各种磷酸变位酶等 3、促进蛋白质、核酸合成
老叶叶肉黄化，有时红紫色，叶脉仍然为绿色
大量元素的生理作用（N、P、K、S、Ca、Mg) N、P、K需求量大，需要人为补充，又称为肥料三要素
铁
亚铁离子的螯合物
生理作用
1、组成细胞色素、非血红素铁蛋白、固氮酶等的元素 2、参与光合、呼吸、氮代谢中电子传递 3、影响叶绿素和叶绿体蛋白的合成
嫩叶叶脉间缺绿严重时花白叶，碱性土壤易出现。
锰
锰离子
1、光合放氧复合体的主要成员 2、维持叶绿素正常结构的必需元素 3、许多酶的活化剂
嫩叶叶脉间缺绿
硼（花中含量较高）
硼酸根离子
1、促进花粉萌发与花粉管伸长 2、细胞壁的成分 3、促进糖的合成与运输，如蔗糖
只开花不结果，“花而不实没朋友”
锌
锌离子
1、合成生长素前体色氨酸的必需元素 2、合成叶绿素的必需元素 3、碳酸酐酶、谷氨酸脱氢酶及羧肽酶的组成成分
植物茎部节间短，莲座状，叶小且变形，叶缺绿
铜
铜离子或亚铜离子
1、一些氧化还原酶的组分 2、是质体蓝素的成分，参与光合电子传递
从嫩叶开始，叶片卷皱，蓝绿色
钼
钼酸根或钼酸氢根
1、是硝酸还原酶的组成成分 2、组成固氮酶，参与根瘤菌的固氮作用
老叶叶脉间缺绿，有坏死斑点
氯
氯离子
1、参加水的光解放氧 2、参与叶和根的分裂 3、参与渗透势的调节
植物叶小，叶尖干枯、黄化，最终坏死；根生长慢，根尖粗
镍
镍离子
1、是脲酶的组成成分 2、是固氮菌脱氢酶的组成成分
脲累计，根尖坏死
微量元素的生理作用（Fe、Mn、B、Cu、Zn、Mo、Cl、Ni）
作物缺乏矿质元素的诊断
病症诊断法：根据组织器官的形态和颜色的变化判断 缺素症的诊断： 病症从老叶开始，常缺乏N、P、K、Mg、Zn 病症从新叶开始，常缺乏Ca、B、Cu、Mn、Fe、S 表现出失绿症，常缺乏Fe、Mg、Mn、S、N、K
化学分析诊断法：以叶片为材料来分析病株的化学成分，与正常植物的化学成分对比
对矿质元素的吸收
植物细胞对矿质元素的吸收
质膜对各种物质的吸收具有选择透过性
有选择性吸收
简单扩散
易化扩散
通道运输
离子通道运输
离子通道：是细胞膜上的内在蛋白质，分子中的多肽链折叠成通道，横跨膜两侧，可选择性地控制离子顺着电化学势梯度，被动地和单方向地跨膜运输。只运输离子，具有选择性。 已知的植物细胞离子通道：钾离子、钠离子、钙离子、氯离子、硝酸根离子、苹果酸通道等。
载体运输
载体(载体蛋白、转运体)：属于膜内在蛋白，有选择地与膜一侧的分子或离子结合，形成载体一物质复合物，通过载体构象的变化，透过膜把分子或离子释放到膜的另一侧。
单向转运体：催化分子或离子单方向顺着电化学势梯度跨膜转运。如转运亚铁离子、锌离子、锰离子、镉离子和蔗糖等载体。
同向运输器
反向运输器
子主题
离子泵运输
质子泵
钙泵
没选择性吸收
胞饮作用
植物体对矿质元素的吸收
矿质元素的运输和利用
矿质元素的运输
运输的形式
运输的途径
矿质元素在植物体内的利用
植物对氮、硫、磷的同化
氮的同化
硫酸盐的同化
磷酸盐的同化
合理施肥的生理基础
作物的需肥规律
合理追肥的指标
发挥肥效的措施
选择性吸收
