植物营养复习.docx

1、植物营养复习第一章1植物营养学（subject of plant nutrition):研究植物对营养物质的吸收、运输、转化和利用的规律及植物与外界环境之间营养物质和能量交换的科学。植物营养(plant nutrition):植物生长和代谢所需要的化学物质的供应和吸收.The supply and absorption of chemical compounds needed for the growth and metabolism of plants may be defined as plant nutrition.肥料(feitilizer):通常把施入土壤中或喷洒在作物地上部分,能直

2、接或间接供给作物养分,增加作物产量,改善产品品质或能改变土壤性状,提高土壤肥力的物质.Any material added to the soil or asperse on aerial parts of plants to provide nurtrient that will inerease growth,yield,or nutritional value of the plants. 有机肥料（农家肥料，organic manure ） 无机肥料（化学肥料，chemical fertilizer ）2李比希确立植物矿质营养学说,建立了植物营养学科,促进化肥工业的兴起,提出养分归还学

3、说和最小养分律,对合理施肥至今仍有指导意义,把化学应用于农业,是化学融合于农业生产实际,推行新教学法.3养分归还学说(Nutrient Renturn Theory):要点1随着作物的每次收获，必然要从土壤中取走大量养分；2如果不正确的归还土壤的养分，地力就将逐渐下降；3要恢复地力就必须归还从土壤中取走的全部养分。意义：对恢复和维持土壤肥力有积极作用。归还方式：一是施用有机肥料；二是通过施用无机肥料。二者各有优点，若能配合施用，则可取长补短增进肥效是农业可持续发展的正确道路。4最小养分律（Minimum Nutrient Law）：作物产量受土壤中相对含量最少的养分所控制，作物产量的高低则随最

4、小养分补充量的多少而变化。Plant growth in influenced by a nutrient at lowest,concentration as a denominate.意义：指出作物产量与养分供应上的矛盾，表明施肥要有针对性，应合理施肥。5矿质营养学说:土壤中矿物是一切绿色植物唯一的养料,厩肥及其他有机肥料对于植物生长所起的作用并不是由于其中所含有的有机物,而是由于这些有机质在分解时所形成的矿物质意义： 理论上，否定了当时流行的“腐殖质学说”，说明了植物营养的本质；是植物营养学新旧时代的分界线和转折点，使维持土壤肥力的手段从施用有机肥料向施用无机肥料转变有了坚实的基础； 实

5、践上促进了化肥工业的创立和发展；推动了农业生产的发展。5李比希观点认识的不足与局限性尚未认识到养分之间的相互关系；对豆科作物在提高土壤肥力方面的作用认识不足；过于强调矿质养分作用，对腐殖质作用认识不够。6在未来农业发展过程中，养分归还的主要方式是“合理施用化肥”，而不是 “只需施用有机肥料”。 (Why?)因为，施用化肥是提高作物单产和扩大物质循环的保证，目前，农作物所需氮素的70是靠化肥提供的，因而合理施用化肥是现代农业的重要标志。我国几千年传统农业的特点就是有机农业，其特征是作物单产低，因此不符合人口增长的需求。考虑到有机肥料所含养分全面兼有培肥改土的独特功效，充分利用当地一切有机肥源，不

6、仅是农业可持续发展的需要，而且也是减少污染和提高环境质量的需要。第二章 节一专业词汇professional words 1.Carbon 碳 2. Hydrogen 氢 3. Oxygen 氧 4. Nitrogen 氮 5.Phosphorus 磷6. Potassium 钾 7.Calcium 钙 8.Magnesium 镁 9.Sulphur 硫 10. Iron 铁 11.Manganese 锰 12.Copper 铜 13.Zinc 锌 14.Boron 硼 15.Molybdenum 钼16. Chlorine 氯 17.Nickel 镍 18.carbon dioxide 二氧

7、化碳 9.plant ash 草木灰20.lime 石灰 21.potash 碳酸钾 22.superphosphate 过磷酸盐 23. ashes 灰分 24.plant nutrition 植物营养 25.plant nutrient 植物营养元素 26. solution culture method 营养液培养法 27. sand culture method 砂培法 28. the essential nutrients 必需营养元素 29. macronutrient 大量元素 30. micronutrient 微量元素 31. beneficial element of pl

8、ants 植物有益元素影响植物体内矿质元素种类和含量的因素1. 遗传因素(genetic factor)(植物基因型plant genotype)如：小麦、水稻等禾本科植物含Si多、淀粉植物块茎含K多、豆科植物含N较多等。从不同器官比较，籽粒中氮、磷含量比茎秆高，而茎秆中的钙、硅、氯、钠和钾多于籽粒。2. 环境条件(environment factor)如：盐渍土上生长的植物含Na和Cl较多、沿海的植物含I较多、酸性红、黄壤上的植物含Al和Fe较多。灰分元素：K O Cl Si P Ca Mg S Na 及微量元素确定必需营养元素的三条标准(three criteria of ascertai

9、ning the essential nutrients of plants)1939年阿隆（Arnon）和斯托德（Stout）提出了确定必需营养元素的三条标准： A given plant must be unable to complete its life cycle in the absence of the mineral element . (这种化学元素对所有高等植物的生长发育是不可缺少的。缺少这种元素植物就不能完成其生命周期。) The deficiency is specific for the element in question . The function of th

10、e element must not be replaceable by another mineral element . (缺乏这种元素后，植物会呈现专一的缺素症，其他化学元素不能代替其作用，只有补充这种元素后症状才能减轻或消失。) The element must be directly involved in plant metabolism for example ,as a component of an essential plant constituent such as an enzyme or it must be required for a distinct metab

11、olic step such as an enzyme reaction . (这种元素必须是直接参与植物的新陈代谢，在植物营养上具有直接作用的效果， 并非由于它改善了植物生活条件所产生的间接效果。)有益元素（beneficial element of plants）：在非必需营养元素中有一些元素，对特定植物的生长发育有益，或为某些种类植物所必需，这些元素被称为有益元素。Na Si Se Co节二土壤中养分向根部迁移方式根际：指受植物根系活动的影响，在物理、化学和生物学性质上不同于土体的那部分微域土区。根际效应：（Rhizosphere）在根际中，植物根系不仅影响介质土壤中的无机养分的溶解度，

12、也影响土壤生物的活性，从而构成一个 “根际效应”。吸收（uptake): 植物的养分吸收是指养分进入植物体内的过程。泛义的吸收指养分从外部介质进入植物体中的任何部分。土壤中养分向根部迁移方式1截获（interception）Jeny Overstreet于1939年发现。概念：指植物根在土壤中伸长并与其紧密接触，使根释放出的H+和HCO3-与土壤胶体上的阴离子和阳离子直接交换而被根系吸收的过程。 两个特点：直接进行交换 ;靠截获获得的养分数量少，约占1，远小于植物的需要。 Ca2+通过截获一般比较多些，其次是Mg2+ 。2质流（mass-flow）概念：因植物蒸腾、根系吸水而引起水流中所携带的

13、溶质由土壤向根部流动的过程。 迁移量主要取决于水分蒸腾量和土壤养分浓度。一般来说，在土壤中溶解性和移动性较大的离子如NO3-、SO42-、Na+、Cl-以质流迁移为主。 3扩散（diffusion）概念：由于根系吸收养分而使根圈附近和离根较远处的离子浓度存在浓度梯度而引起土壤中养分的移动。扩散对钾迁移的贡献最大，其次是磷和氮。 影响扩散作用因素:土壤中水分含量、离子浓度以及根的活力等条件。载体蛋白又称转运子（transporter），能够与特定溶质结合，通过自身构象的变化，将与它结合的溶质转移到膜的另一侧。 被动吸收（passive absorption）定义：膜外养分顺浓度梯度 (分子) 或

14、电化学势梯度 (离子)、不需消耗代谢能量而自发地 (即没有选择性地) 进入原生质膜的过程。形式：简单扩散：如亲脂性分子(O2、N2)、不带电极性小分子(H2O、CO2 、甘油 ) 易化扩散：被动吸收的主要形式。机理如下：主动吸收（active absorption）定义：膜外养分逆浓度梯度 (分子) 或电化学势梯度 (离子)、需要消耗代谢能量、有选择性地进入原生质膜内的过程。影响植物吸收养分的因素植物吸收养分的基因型差异 环境因素对养分吸收的影响 （一）介质中养分浓度(二) 离子间的相互作用:离子间的拮抗作用（ion antagonism）是指在溶液中某一离子的存在能抑制另一离子吸收的现象。主

15、要表现在对离子的选择性吸收上。化学性质近似的离子在质膜上占有同一结合位点。阳离子：K+、Rb+和Cs+之间；Ca2+、Mg2+和Ba2+之间。一价与二价之间：NH4+和H+对Ca2+、K+对Fe2+阴离子：Cl-，Br-和I-之间；HPO42-与SO42-之间；H2PO4-与Cl-之间；NO3-与Cl-之间，都有拮抗作用。离子间的协助作用（ion synergism）离子间的协助作用是指在溶液中某一离子的存在有利于根系对另一些离子的吸收。这种作用主要表现在阳离子和阴离子之间，以及阳离子与阳离子之间。Ca2+对多种离子的吸收有协助作用，一般认为是由于它具有稳定质膜结构的特殊功能，有助于质膜的选择

16、性吸收。这种协助作用也称“维茨效应”。溶液中Ca2、Mg2、Al3等二价及三价离子，特别是Ca2离子，能促进K+、Rb+以及Br-的吸收。 (三) 温度、水分、光照的影响 (四)土壤理化性状的影响 通气状况,土壤PH(五）根系的代谢及代谢产物的影响 （六）苗龄和生育阶段(植物营养的阶段性)植物生长期(the growth stage of plant )：一般是从种子到种子的时期。植物营养期(the nutrition stage of plant )：植物通过根系由土壤中吸收养分的整个时期。植物营养临界期( critical period of plant nutrition )：在植物生育

17、过程中，有一时期对某种养分要求绝对量不多，但很敏感需要迫切。此时如缺乏这种养分，对植物生育的影响极其明显，并由此而造成的损失，即使以后补施该种养分也很难纠正和弥补。特点：（1）多数发生在植物生长的转折期；（2）植物对养分的需要量不一定多，但很迫切；（3）这个时期缺乏某种养分所造成的损失难以弥补。 作物磷营养的临界期多出现在幼苗期; 氮营养临界期也在生育前期：水稻在三叶期和幼穗分化期；棉花-现蕾初期；玉米三叶至五叶期和幼穗分化期；钾营养的临界期分蘖初期和幼穗形成期。 植物营养最大效率期( maximum efficiency stage of plant nutrition )：在植物生长发育过

18、程中，植物需要 养分的绝对数量最多，吸收速率最快，肥料的作用最大，增产效率最高时期。特点：（1）多数出现在作物旺盛生长的时期；（2）作物对养分的吸收速率快，且数量多；（3）肥料和土壤中的养分能发挥最大增产效果玉米大喇叭口-抽雄期，氮； 棉花花铃期，氮/磷。叶面营养:植物除可从根部吸收养分外，还能通过叶片（或茎）吸收养分，这种营养方式称为植物的叶面营养或根外营养( exoroot nutrient )。叶片对矿质养分的吸收：吸收的通道为： a.角质层空隙 b.外质连丝根外营养的特点 直接供给植物养分，可防止养分在土壤中的固定和转化。 根外营养养分吸收转化比根部快，能及时满足作物需要 。叶部营养直

19、接影响作物体内代谢，有促进根部营养和改善品质的作用。叶部施肥用量少，经济效益高。根外追肥是经济有效地施用微肥的一种方式。影响根外营养效果的因素1. 叶片结构（作物种类）： (1) 叶片类型：双子叶叶面积大，角质膜薄，易吸收 (2) 叶的年龄：幼叶比老叶吸收能力强 (3) 叶的正反面：叶背面比叶表面吸收效果好2. 溶液的组成及浓度：如氮肥：尿素硝酸盐铵盐 钾肥：氯化钾硝酸钾磷酸二氢钾 浓度：0.123.溶液反应 ： 酸性：有利于阴离子吸收 中性微碱性：有利于阳离子吸收4.喷施时间： 清晨、傍晚或阴天5.喷施次数和部位 ： 移动性强的元素如N、K 、Na，其中 NKNa 能够移动的元素如P、Cl、

20、S 部分移动 的元素Zn、Cu、Mn、Fe 、Mo 不移动的元素B、Ca6.湿润剂：可加入“润湿剂”，0.10.2洗涤剂或中性皂节三1、短距离运输：根外介质中的养分从根表皮细胞进入根内经皮层组织到达中柱的迁移过程叫养分的横向运输。由于其迁移距离短，又称为短距离运输(Short-Distance Transport)。2、 长距离运输 ：养分从根经木质部或韧皮部到达地上部的运输以及养分从地上部经韧皮部向根的运输过程，称为养分的纵向运输。由于养分迁移距离较长，又称为长距离运输(Long-Distance Transport) 。 养分的横向运输有两条途径:即质外体途径和共质体途径。3、质外体：(

21、Apoplast)是由细胞壁和细胞间隙所组成的连续体。在质外体中水分和养分可以自由出入。4、共质体：( Symplast)是由细胞的原生质(不包括液泡)组成，穿过细胞壁的胞间连丝把细胞与细胞连成一个整体，这些相互联系起来的原生质整体称为共质体。5、植物体内养分的循环：（nutrient resorption )指在韧皮部中移动性较强的矿质养分，通过木质部运输和韧皮部运输形成自根至地上部之间的循环流动。二、简答 1、短距离运输的途径和部位。养分的横向运输有两条途径:即质外体途径和共质体途径2、比较木质部运输和韧皮部运输。P1973、在必需营养元素中， N P K Ca Mg S Fe Mn Zn

22、 Cu B Mo营养元素的再利用程度与缺素部位的的关系 。 节四2、源(Source):植物体内进行光合作用或能合成有机物质为其它器官提供营养的部位。3、库(Sink):消耗或储存部位.（如根、茎、生长顶端和果实）。4、生长效应曲线：描述植物生长率与养分供应之间关系的曲线称为生长效应曲线，有三个明确的区段：养分缺乏区、养分适宜区和养分中毒区。第三章 植物氮素营养与氮肥植物体内氮素的分布：果实叶茎，豆科禾本科，花期苗期、成熟期营养生长期：大部分在营养器官中（叶、茎、根）生殖生长期：转移到贮藏器官（块茎、块根、果实、籽粒），约占植株体内全氮的701铵态氮的同化:在根部很快被同化为氨基酸 释放氢离子

23、，PH值降低2铵态氮形成酰胺的意义：贮存氨基； 解除氨毒；参与代谢3硝态氮的同化：在硝酸还原酶的作用下形成亚硝酸，在亚硝酸还原酶的作用下形成羟胺，在羟胺还原酶作用下形成铵根离子或氨 放出氢氧根离子，PH上升。4尿素的同化：脲酶途径：脲酶作用下形成氨，再氨基酸。非脲酶途径：形成瓜、精氨酸1、硝化作用 Nitrification:Ammonium can be transformed into nitrate by nutrifying bacteria2铵态氮肥Ammonium-N Fertilizer: 氮肥中的氮素以铵离子NH4或NH3形式存在的。 3硝态氮肥：Nitrate-N ferti

24、lize肥料中的氮素以硝酸根（NO3-）的形态存在的氮肥。包括：硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙、硝酸钾. 4、反硝化作用 Denitrification: Loss of N by denitrification bacteria in the anareobic condition. 5酰胺态氮肥Amide-N fertilizer ：凡是含有酰胺基（CONH2）或分解过程中产生酰胺基的氮肥。如尿素、石灰氮肥料。 6、缓释氮肥slow-release nitrogen fertilizer又称长效氮肥（Longer effect nitrogen fertilizer）或控释氮肥（Controlle

25、d release nitrogen fertilizer） ，是指由化学或物理法制成能延缓养分释放速率，可供植物持续吸收利用的氮肥。如脲甲醛、包膜氮肥等。7喜铵植物：水稻、甘薯、马铃薯 兼性喜硝植物：小麦、玉米、棉花等喜硝植物：大部分蔬菜，如黄瓜、番茄、莴苣等 专性喜硝植物：烟草、甜菜8酸性：利于NO3的吸收；中性至微碱性：利于NH4 的吸收而植物吸收NO3时，pH缓慢上升，对植物生长影响不大。植物吸收NH4时，pH迅速下降，可能危害植物(水培)。9氮素失调症状：缺乏：叶：（1）缺氮时叶片细小直立，叶色淡绿，严重时呈淡黄色。（2）失绿的叶片色泽均一，一般不出现斑点或花斑。（3）缺氮症状通常先

26、从老叶开始，逐渐扩展到上部幼叶。茎：缺氮植株茎杆细而长，很少有分蘖或分枝，茎基部呈黄色或红黄色。根：缺氮作物的根系最初比正常的色白而细长，但根量少；而后期根停止伸长，呈现褐色。繁殖器官：花和果实稀少，植株提前成熟。种子和果实小而不充实，显著影响作物的产量和品质。 过多：作物贪青晚熟，生长期延长。细胞壁薄，植株柔软，易受机械损伤（倒伏）和病害侵袭（大麦褐锈病、小麦赤霉病、水稻褐斑病）。大量施用氮肥会降低果蔬品质和耐贮存性；棉花蕾铃稀少易脱落；甜菜块根产糖率下降；纤维作物产量减少，纤维品质降低。蔬菜硝酸盐超标10氮肥利用率（Utilization rate of nitrogen fertiliz

27、er ）定义：指当季作物从所施肥料中吸收氮素的数量占施氮量的百分数。碳酸氢铵(NH4HCO3) 性质(Properties)： N content: 碳铵纯品含氮17.7% , 实际含氮量为16.517.5%。 White-granule Crystal ，very soluble；白色细粒结晶，有强烈的氨臭味。易溶于水，是速效性氮肥。其水溶液的pH为8.28.4,是一种碱性肥料。Hygroscopic (易吸湿) and agglomeration (结块) easily; 强烈的吸湿性，易于潮解结块。 20以下，干燥的碳酸氢铵比较稳定；当温度升到30时，化学性质不稳定，即大量分解成氨、CO

28、2和H2O。在土壤中转化：碳酸氢铵施入土壤后，解离成NH4和HCO3，NH4既能被作物吸收，又能被土粒表面吸附。 施肥技术：可做基肥、追肥、球肥、粒肥，不能做种肥。硫酸铵（NH4）2SO4 性质(Properties)：N content: 20.521。白色或微黄色菱形结晶，少量游离酸2，酸性氮肥。 易溶于水，水溶液呈弱酸性反应，吸湿性小。 常温下稳定，并有良好的物理性质，便于贮藏。 不能与碱性物质如石灰、钙镁磷肥等混合施用。 硫酸铵含S2 5.6。转化： 硫酸铵施入土壤后，形成NH4和SO42； 在中性和微碱性土壤中，长期大量施用硫酸铵能形成较多的硫酸钙。施肥技术：种肥、追肥 在水田中，硫

29、酸铵表施容易产生硝化和反硝化作用，所以稻田施用硫酸铵，应采用深施和追肥结合耘田的办法，以减少肥分损失。另外，在淹水强还原条件下，水田中残留的SO42易被还原形成硫化氢（H2S），使水稻根变黑（在根表形成FeS），影响根系呼吸，抑制养分吸收。氯化铵NH4Cl 性质(Properties)：N content: 2425。白色晶体。易溶于水，溶液呈酸性。吸湿性略高于硫铵，但比硝铵小得多，不结块。物理性质较好，便于贮存和施用。常温下不易分解，化学性质较稳定。 转化：氯化铵施入土壤后，在土壤溶液中解离为NH4+和C1-，属于生理酸性肥料。 在中性或石灰性土壤中，铵离子与土壤胶体上的钙离子进行交换，生成

30、易溶性的氯化钙。在排水良好的土壤中，氯化钙可被雨水或灌溉水淋洗流失，可能造成土壤胶体品质下降。在酸性土壤上，施用氯化铵使土壤酸化的程度大于硫酸铵，如连续大量施用氯化铵，必须配合适量石灰或有机肥料施用。施肥技术：氯化铵可作基肥和追肥，不宜用作种肥。氯化铵作基肥时，应尽早施用，施肥后应采取灌溉措施将Cl离子淋洗至下层，减少对作物的不利影响。 氯化铵在水稻、小麦、玉米等作物上施用效果较好，其肥效与等氮量的硫酸铵相当，甚至略高。但不宜在烟草、甜菜、甘蔗、马铃薯、葡萄、柑桔等忌氯作物上施用，以免降低这些作物的品质(如含糖量、燃烧性等)。 Cl- 与H2PO4- 有拮抗作用，影响磷吸收，进一步影响糖分运转

31、和淀粉形成，使淀粉和糖含量减少。硝酸铵（NH4NO3）性质：N content: 3334，NH4 和NO3各占一半，纯的为白色结晶White crystal 易溶于水，溶解时强烈吸热，中性或弱酸性反应。吸湿性很强，容易结块。硝铵能助燃。 转化:硝酸铵施入土壤后，很快溶解在土壤溶液中，并解离成铵离子和硝酸根。两种形态的氮均能被作物吸收利用。生理中性肥料。反硝化作用。容易流失。施肥技术：NO3-N很少被土壤胶体所吸附，易流失，因此水田不宜用，不宜作基肥或种肥（吸湿性强），可作追肥。1215kg/亩。与P、K肥配合施用，不宜过早混合，不能与碱性肥料混用。施用时不要与玉米、棉花等作物根、茎、叶直接接触， 以免伤害作物。硝酸铵不宜与有机肥料混合堆沤，以免促进反硝化作用，造成氮素损失。硝酸铵中含有50的铵态氮素，施用时应深施覆土，防止氨的挥发损失。两种氮肥性质比较：铵态氮素（NH4+-N）带正电荷是阳离子；能与土壤胶粒上的阳离子进行交换而被吸附；被土壤胶粒吸附后移动性减少；不随水流失;进行硝化作用后，转变为硝态氮，但不降低肥效硝态氮素（NO3-N）带负电荷，是阴离子；不能进行交换吸收而存在于土壤溶液中；在土壤溶液中随土壤水分运动而移动，流动性大，易流失；进行反硝化作用后，形成氮气或氧化氮气而丧失肥效尿素Urea性质：尿素分子式为CO（NH2）2，含氮