植物必需的矿质元素
一、植物体内的元素:
二、植物必需的矿质元素: 1、确定植物体必需元素的方法:
溶液培养法(solution culture method) 砂基培养法(sand culture method) 2、判定必需矿质元素的三个条件:
(1)由于该元素缺乏,植物生长发育发生障碍,不能完成其生活史。 (2)除去该元素,表现为专一的缺乏症,而这种缺乏症是可以预防和恢复的。 (3)该元素的植物营养生理上应表现直接的效果,绝不是因土壤或培养基的物理、化学、微生物条件的改变而产生的间接效果。
矿质元素在植物体内的生理作用
?作为细胞结构物质的组成成分。
?作为植物生命活动的调节者,参与酶的活动。 ?电化学作用:
离子浓度的平衡,胶体的稳定,电荷中和。
1.作为碳水化合物部分的营养
N、S
2.能量贮存和结构完整性的营养 P、Si、B
3.保留离子状态的营养 K、Ca、Mg、Cl、Mn、Na 4.参与氧化还原反应的营养 Fe、Zn、Cu、Ni、Mo
氮(nitrogen)
?吸收形式:无机N:氨,硝酸根;有机N:尿素 ?含量:水稻全株1-3%,大豆2.5-3.5% ?作用:
A:构成Pr:维持细胞结构和功能; B:构成核酸、磷脂、叶绿素
C:构成某些植物激素、维生素和生物碱 . 又称“生命元素“ ?供应量与生长
A. 供应量充分时,生长良好,叶大而绿,光合加快,叶片功能期延长,分枝多,营养体壮,开花多,产量高。
B. 过量供应时,叶色深绿,营养体徒长,N↑→有机物转化成多糖↓→细胞壁薄,机械组织不发达,易倒伏。
C、缺N:植物矮小,叶小色浅,失绿叶片色泽均一,一般不会出现斑点,缺氮症状从老叶开始,幼叶仍保持绿色,叶色发红(糖→花青素,如番茄),分枝少,籽粒不饱满,减产。
缺氮典型症状:植物生长矮小,分枝、分蘖少,叶片小而薄;叶片发黄发生早衰,且由下部叶片开始逐渐向上。
磷(phosphorus) 吸收形式:正磷酸盐:H2PO4-、 HPO42-、PO43-。偏磷酸盐:PO3- 体内分布:根、茎生长点,果实种子中多,全株含磷约0.4-1.0% 功能:A.组成磷脂(膜),核酸,核Pr(染色体)。B.组成核苷酸:AT ...
磷(phosphorus)
?吸收形式:正磷酸盐:H2PO4-、 HPO42-、PO43-。偏磷酸盐:PO3- ?体内分布:根、茎生长点,果实种子中多,全株含磷约0.4-1.0% ?功能:
A.组成磷脂(膜),核酸,核Pr(染色体)。
B.组成核苷酸:ATP,FAD,FMN,NAD,NADP,CoA等。
C.参与糖代谢:糖的无氧酵解及有氧氧化均需Pi参与;糖的合成、分解、转化均用到了ATP、Pi、ADP、UDP;磷可以促进糖类运输(活化);光合作用中许多步骤均需Pi参与。
D.对N代谢的影响:参与硝酸盐还原,参与氨基转换作用。 E.与脂肪转变有关系:CoA、ATP为脂肪合成必需。 ?缺乏症状:
Pr合成↓,影响细胞分裂,生长缓慢,植株矮小、瘦弱、直立、根系不发达、叶色暗绿,无光泽、缺磷严重时叶色发红如:番茄,产量低,抗性弱。
钾(potassium 、kalium) ?吸收形式:K+
?含量:2-5%,是体内金属含量最高的,移动性大,分布在代谢最活跃的器 官和组织中。 ?作用:
A. 某些酶的活化剂。 B. 促进Pr的合成。 C. 促进糖分转化与运输。
D. 调节胞内水势,增强抗旱性,调节气孔开关。 也称为“品质元素”。 ?供应量与生长:
A、充足供应:单糖→纤维素、木质素↑→茎杆粗壮;光合产物运往贮藏 器官→产量高
B、供应不足:茎杆细弱,抗逆性差,生长缓慢,叶色发黄,坏死。症状先表现在老叶,逐渐向新叶扩展,缺钾的老叶从叶缘向变黄 变褐 变焦,但叶中部的叶脉仍保持绿色
缺钾典型症状:植株茎杆柔弱,叶色变黄而逐渐坏死。叶缘焦枯而生长缓慢,叶子发生皱缩。缺素病症首先出现在下部老叶。
硫(sulfur) ?吸收形式:SO42-
?作用:组成半胱aa,蛋aa参与Pr合成和某些氧化还原反应。组成CoA,参与多种反应。
?缺乏症:Pr合成↓,叶绿素合成↓,叶色黄绿。
硫在植物体内移动性小,缺硫症从成熟叶和嫩叶发起,缺氮则是在老叶。
钙 (calcium) ?吸收:Ca2+
?存在部位:叶子和老的器官组织中,不易移动
?作用:参与细胞壁形成;作为胞内调节因子调节细胞代谢。
?缺Ca:生长受阻,节间缩短,组织软弱。缺钙症首先在幼嫩的部位出现,幼嫩器官腐烂死亡,幼叶卷曲畸形,坏死---腐心病。
镁(magnesium) ?吸收形式:Mg2+ ?生理功能:
A.是叶绿素的主要成分;
B.作为某些酶(乙酰CoA、Rubisco)的激活剂; C.参与DNA 、RNA和蛋白质合成
?存在部位:幼嫩器官和组织中,植物成熟时集中在种子。
?缺乏症:叶绿素不能合成,叶脉绿而叶脉之间发黄,严重时形成褐斑坏死。
铁(iron)
?吸收形式:Fe2+,Fe3+,在植物体内固定,不易移动
?作用:1.是许多重要酶的辅基,如:Cyt,过氧化物酶,过氧化氢酶、铁氧还蛋白;
2.催化叶绿素合成的酶需要Fe2+激活; 3.参与叶绿体构成
?缺乏症:生长受阻,果树发生“黄叶病”
缺铁典型症状:幼芽、幼叶缺绿发黄,甚至变为黄白色,而下部叶片仍为绿色。
锰(Manganese)
?促进呼吸:活化EMP、TCA中的酶 ?参与光合作用
缺锰典型症状:叶脉间失绿褪色,但叶脉仍保持绿色,脉间出现坏死斑,缺素症状由幼叶开始。