植物根系对离子态养分的被动吸收
植物保护学名词解释
植物保护学名词解释1、植物营养元素的再利用：植物某一器官或部位中的矿质养分可通过韧皮部运往其他器官或部位，而被再度利用。
2、大量元素：碳氢氧氮磷钾钙镁硫。
3、微量元素：铁硼锰铜钼锌氯。
4、营养：植物体从外界环境中吸取其生长发育所需的养分，并用以维持其生命活动。
5、营养元素：植物体所需的化学元素。
6、植物营养学：研究植物对营养元素的吸收、运输、转化和利用的规律及植物与外界环境之间营养物质交换和能量交换的科学。
7、必需营养元素：对植物生长具有必需性、不可替代性和直接营养作用的化学元素。
8、有益元素：对某些植物的生长发育有良好刺激作用，或为某些植物种类、在某些特定条件下所必需，但不是所有植物必需。
9、强度因素：土壤溶液中养分的浓度。
10、容量因素：土壤中有效养分的数量。
11、化学有效养分：土壤中存在的矿质态养分。
12、土壤的缓冲因素（缓冲力或缓冲容量）：表示土壤保持一定养分强度的关系。
13、截获：根直接从所接触的土壤中获取养分而不通过运输。
14、质流：植物蒸腾作用和根系吸水造成根表土壤与原土体之间出现明显的水势差，此种压力导致土壤溶液中的养分随着水流向根表迁移。
15、扩散：由于根对周围养分离子的吸收造成根表与周围土壤的养分浓度梯度差，土体养分顺着浓度梯度向根表迁移。
16、简单扩散：溶液中的离子存在浓度差时，将导致离子由浓度高的地方向浓度低的地方扩散。
17、根系密度：单位土壤体积中根的总长度。
18、养分累积：根对水分的吸收速率高于养分的吸收速率，这时根际的养分浓度高于土体的养分浓度。
19、养分亏缺：根系吸收土壤溶液中养分的速率大于吸收水分的速率。
20、养分持平：在一定条件下，水分的蒸腾速率和养分的吸收速率相等，根际不会出现浓度梯度。
21、共生固氮作用：一些豆科植物在固定空气中的N2时，也会降低根际的PH值。
22、螯溶作用：植物分泌的大量有机酸、氨基酸和酚类化合物，与根际各种金属元素形成螯合物。
23、双泵模型：离子进入木质部导管需两次泵的作用，第一次是将离子由介质或自由空间主动泵入细胞膜内，进入共质体；第二次是将离子由木质部薄壁细胞主动泵入木质部导管。
植物根系对土壤养分的吸收与利用机制
植物根系对土壤养分的吸收与利用机制一、根系对土壤养分的吸收机制1. 植物根系的结构植物的根系主要分为主根和侧根两部分。
主根是从胚芽发出的第一个根，负责向下生长，吸收土壤中的水分和养分。
侧根是从主根发出的分支根，扩大了根系对土壤的吸收面积。
2. 根毛的作用根毛是主根末梢产生的细长突起，它们具有很多细胞壁突出的微绒毛状结构，增加根系与土壤之间的接触面积。
根毛能够吸附土壤中的细小颗粒和离子，并通过细胞间隙进入根系内部。
3. 主动吸收与被动吸收植物根系通过两种方式吸收土壤养分。
主动吸收是指植物根系通过运动蛋白质将养分主动地吸收到根系细胞内。
被动吸收是指物质在根系细胞内由高浓度向低浓度的方向被扩散吸收。
4. 吸附和离子交换植物根系通过根毛吸附土壤中的养分颗粒，如有机质和小颗粒矿物质。
同时，植物根系通过离子交换作用，将根系内部的离子与土壤中的离子进行交换，使无机离子被吸附到根系细胞表面。
二、根系对土壤养分的利用机制1. 根系分泌根系液根系液是根毛细胞分泌的一种含有有机酸、酶和其他物质的液体。
根系液能够溶解土壤中的养分，使其更容易被根系吸收。
此外，根系液中的酶还能分解土壤中的有机质，释放出有机养分。
2. 根瘤与共生菌根某些植物与根瘤菌或菌根真菌形成共生关系，能够利用它们与土壤中氮的循环。
根瘤菌与植物根系结合形成根瘤，在根瘤内固氮，将氮转化为植物可利用的形式。
菌根真菌在与植物根系结合后，能够扩大根系的吸收面积，并为植物提供养分。
3. 根系吸收机制的调节植物能够根据土壤养分的供应情况调节根系对养分的吸收。
当土壤中某种养分过量时，植物会降低该养分的吸收。
反之，当土壤中某种养分不足时，植物会增加该养分的吸收。
4. 植物间的竞争与共生植物根系之间会发生竞争，争夺土壤中有限的养分资源。
一些植物通过分泌有毒物质或形成根际隔离带来排斥竞争者。
而其他植物则与土壤中的微生物形成共生关系，共同利用土壤养分，提高养分的利用效率。
总结：植物根系对土壤养分的吸收与利用机制是一个复杂的过程。
植物根细胞吸收离子的方式
植物根细胞吸收离子的方式
离子进入根细胞可划分为被动吸收和主动吸收两种形式。
被动吸收又称非代谢吸收，是一种顺浓度梯度的吸收过程，不需要消耗能量，属于物理的或物理化学的作用。
被动吸收主要包括两个方面:
①养分通过扩散、质流等形式进人根细胞。
离子态养分无论是通过截获、扩散或质流都能进入根细胞。
但一般不通过细胞膜，对整个组织来说，一般不能通过内皮层。
②离子交换。
植物吸收离子态养分，还可以通过离子交换的方式进人植物体内。
一般情况是根细胞外的氢离子和粘粒扩散层交换性阳离子进行交换。
主动吸收又称为代谢吸收，是一个逆浓度梯度且消耗能量的吸收过程，且有选择性。
植物根系对离子的交换吸附课件
(1)根与土壤溶液的离子交换： CO2-３ 、H+ 、 HCO－ ３ 这些
离子可以和根外土壤溶液中以及土壤胶粒上的一些离子如 K+、Cl-等发生交换 ,结果土壤溶液中的离子或土壤胶粒上的 离子被转移到根表面。如此往复,根系便可不断吸收矿质。
(2) 接触交换： 当根系和土壤胶粒接触时 , 根系表面的离子可
离子从根表面进入根导管的途径有质外 体和共质体两种
(1)质外体途径 根部有一个与外界溶液保持扩散平衡、 自由出入的外部区域称为质外体，又称自由空间。 (2)共质体途径 离子通过自由空间到达原生质表面后,可 通过主动吸收或被动吸收的方式进入原生质。在细胞内 离子可以通过内质网及胞间连丝从表皮细胞进入木质部 薄壁细胞，然后再从木质部薄壁细胞释放到导管中。
四)土壤pH值
土壤pH值对矿质元素吸收的影响,因离子性质不 同而异，一般阳离子的吸收速率随pH值升高而加 速;而阴离子的吸收速率则随pH值增高而下降 pH值对阴阳离子影响不同的原因,认为与组成细 胞质的蛋白质为两性电解质有关。 一般认为土壤溶液pH值对植物营养的间接影响 比直接影响大得多。例如引起元素沉淀和淋失、 引起植物中毒。一般植物最适生长的pH值在6～7 之间,但有些植物喜稍酸环境,如茶、马铃薯、烟草 等,还有一些植物喜偏碱环境,如甘蔗和甜菜等
(二)通气状况
土壤通气状况直接影响到根系的呼吸作用， 通气良好时根系吸收矿质元素速度快。因 此,增施有机肥料,改善土壤结构,加强中耕松 土等改善土壤通气状况的措施能增强植物 根系对矿质元素的吸收。土壤通气除增加 氧气外,还有减少CO２的作用。
(三)土壤溶液浓度
当土壤溶液浓度很低时 ,根系吸收矿质元 素的速度,随着浓度的增加而增加,但达到某 一浓度时,再增加离子浓度,根系对离子的吸 收速度不再增加。这一现象可用离子载体 的饱和效应来说明。浓度过高 , 会引起水分 的反渗透 , 导致“烧苗”。所以，向土壤中 施用化肥过度 , 或叶面喷施化肥及农药的浓 度过大,都会引起植物死亡,应当注意避免。
植物的根系吸收和养分转运机制
主动运输和被动 运输的速度和效 率受到多种因素 的影响，如养分 浓度、土壤水分、 温度等
根系对养分的吸 收还受到植物激 素的调节，如生 长素、细胞分裂 素等
土壤养分浓度：过高或过低都会影响根系吸 收
土壤水分：水分过多或过少都会影响根系吸 收
土壤pH值：过酸或过碱都会影响根系吸收
土壤温度：过高或过低都会影响根系吸收
研究方法：研究人员采用了多种研究方法，如田间试验、实验室分析、数值模拟 等，以深入了解植物根系吸收和养分转运的机制。
展望：未来，研究人员将继续探索植物根系吸收和养分转运的机制，以期提高作 物产量和品质，为农业可持续发展做出贡献。
根系吸收和养分 转运的机制尚不 完全清楚
缺乏有效的研究 方法和技术来监 测根系吸收和养 分转运的过程
植物的根系吸收和养 分转运机制
汇报人：XX
目录
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植物根系吸收养分的机 制
植物养分转运的机制
植物根系吸收和养分转 运的生理与生态意义
植物根系吸收和养分转 运的研究方法与技术
植物根系吸收和养分转 运的研究现状与展望
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植物根系吸收养分 的机制
根尖：主要吸收部位，包括根毛区、伸长区和分生区 根表皮：部分养分通过根表皮细胞吸收 根内部：部分养分通过根内部细胞吸收 根瘤：豆科植物特有的吸收氮素的器官，位于根的侧面或顶端
土壤透气性：透气性差会影响根系呼吸，进 而影响根系吸收
土壤微生物：微生物活动会影响根系吸收
植物养分转运的机 制
主动转运：植物 通过消耗能量， 将养分从低浓度 区域转运到高浓 度区域
被动转运：植物 通过渗透作用， 将养分转运：植 物通过共质体 （细胞之间的连 接结构），将养 分从一个细胞转 运到另一个细胞
植物根系对养分的吸收
运输动力：
ATP ATP
ATP
机理
(1) 载体解说
① 载体（carrier）－－指生物膜上存在的能携带
离子通过膜的大分子。这些大分子形成载体时需要 能量（ATP）。
载体对一定的离子有专一的结合部位，能有 选择性地携带某种离子通过膜。
3. 数量：约占1％，远小于植物的需要
（二）质流（Mass flow）
1. 定义：是指由于水分吸收形成的水流而引起养分 离子向根表迁移的过程。
2. 影响因素：与蒸腾作用呈正相关 与离子在土壤溶液中的溶解度呈正相关
（三）扩散（Diffusion）
1. 定义：是指由于植物根系对养分离子的吸收，导 致根表离子浓度下降，从而形成土体－根 表之间的浓度梯度，使养分离子从浓度高 的土体向浓度低的根表迁移的过程。
vascular tissue
Cell to cell transport
一、土壤养分向根表面迁移
地上部
土壤
2
3
根1
植物根获取土壤养分的模式图 (1.截获 2.质流 3.扩散)
（一）截获（Interception）
1. 定义：是指植物根系在生长过程中直接接触养分 而使养分转移至根表的过程。
2. 实质：接触交换
② 载体转运离子的过程
活化载体 离子
A
CP
磷
酸
激
酶
I C
ATP
ADP
线 粒 体
载体－离子复合物 未活化载体
外
A
C PP
膜
磷
酸
Pi
酯
植物的养分吸收和输送机制
根系结构：包 括主根、侧根、
须根等
吸收方式：主 动吸收和被动
吸收
吸收部位：根 毛是主要的吸
收部位
吸收过程：水 分和养分通过 根毛进入根系， 然后通过木质 部输送到地上
部分
植物主要吸收的养分种类：氮、磷、钾、钙、镁、硫等 植物吸收养分的数量：根据植物的种类、生长阶段、环境条件等因素有所不同 植物吸收养分的方式：主动吸收和被动吸收 植物吸收养分的部位：根部、叶片、果实等
土壤养分含量：影响植物对养分的吸收 土壤水分：影响养分的溶解和吸收 植物根系：影响养分的吸收和运输 植物生长阶段：不同生长阶段对养分的需求不同 环境因素：如温度、光照、湿度等也会影响植物的养分吸收
植物的养分输送
木质部：主要输送水分和矿物质 韧皮部：主要输送有机物质 细胞膜：通过细胞膜上的载体蛋白进行物质运输 细胞壁：通过细胞壁进行物质运输 细胞间隙：通过细胞间隙进行物质运输 植物激素：通过植物激素进行物质运输
光照：光照强 度和时长会影 响植物的光合 作用，从而影 响养分的分配。
温度：温度会 影响植物的新 陈代谢，从而 影响养分的分
配。
水分：水分是 植物进行光合 作用的必要条 件，也会影响 植物的养分分
配。
土壤养分：土 壤中的养分含 量和种类会影 响植物的养分 吸收和分配。
植物激素：植 物激素如生长 素、细胞分裂 素等会影响植 物的养分分配。
施肥策略：根据植物养 分吸收和输送机制，制 定科学的施肥方案，提 高植物生长速度和品质。
灌溉策略：根据植物 养分吸收和输送机制， 制定合理的灌溉方案， 保证植物对水分和养 分的充分吸收。
植物生长调节剂：利 用植物养分吸收和输 送机制，研制植物生 长调节剂，促进植物 生长和发育。
植物对养分的吸收
1.0
0.04（leaf）
63.8
17.1
14.0
（三）影响根外营养效果的因素 1.溶液的组成
不同溶液组成叶片吸收速度不同 KCl>KNO3 >KH2PO4 尿素>其它N肥
2. 溶液浓度及pH
在不引起伤害的前提下养分进入叶片的速度和数量随浓度升 高而升高 大量元素 0.2~2% 微量元素 0.01~0.2%
❖ 难于再利用的元素 主要在木质部由下往上随蒸腾液流 而运输，出现在顶叶和新叶。 Ca B
3.叶片
叶片类型 叶片结构
4. 溶液湿润叶片的时间
• 最好要使叶片在30min到1h内保持湿润 • 选在晴天傍晚无风的天气下进行 • 湿润剂或表面活化剂
5.喷施部位及次数
三、养分在植物体内的运转和利用
养分的运输方向
➢ 横向运输 横向运输主要指养分由根表皮经皮层、内 皮层到中柱层（导管）的运输过程。质外体和共质体 是根部横向运输水分和养分的重要通道。
要消耗生物代谢能量。
特点： 1. 逆电化学势梯度 2. 高度选择性 3. 消耗能量
主动吸收 载体学说
二、根外器官对养分的吸收
（一）机理 • 养分通过叶片角质层和气孔，进入细胞；
• 也可能使养分离子通过角质层上的裂缝和从表层细胞延伸到角 质层的外质连丝，进入细胞。
外质连丝是一种不含原生质的纤维孔隙，能使细胞原生质与外 界直接联系，这种外质连丝能做为角质膜到达表皮细胞原生质膜的 一条通路。
（三）养分向根表迁移的方式
截获（root interception） 扩散 （diffusion) 质流 (mass flow)
四、 植物根系对无机养分的吸收
被动吸收 (passive uptake) 主动吸收 (active uptake)
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植物根系对离子态养分的被动吸收
1 植物根系的重要作用
植物的生存离不开根的参与，根系不仅起到结构支撑的作用，还
对植物的生命活动产生重要影响。
它是植物与外界环境的桥梁，主要
起到吸收养分、吸水蒸腾等生命活动的功能。
2 植物根系吸收离子态养分
植物根系是植物从土壤中吸收养分的主要器官，它具有特殊结构，有利于养分的吸收。
植物根系是吸收离子态养分的主要途径，这是一种被动吸收，也
是植物营养物质来源的主要来源之一。
植物根系表面具有小孔或鳞片
叶状突起，当植物根系接触土壤水分时，其表面的小孔可以扩散性开放，这种间隙的出现使得一些养分（如硝酸根离子）可以进入植物根系。
同时，植物根系表面的多糖物质和根茎根刺会吸附土壤中的养分，从而吸收土壤中的全部或部分养分，从而给植物提供养分和能量。
3 吸收后养分在体内的运输
当离子态养分从根系被吸收后，它们仍然需要运输到植物的茎叶
中才能发挥作用。
根系可以利用特殊的泵系统将离子态养分输送到其
他植物组织，以便运输到植物的茎叶中合成酶和蛋白质等细胞细胞构
成物。
此外，根系也可以对植物体内的水分作用，它可以通过扩散和渗透过程，将水分运输到植物体内不同组织，从而提供给植物赖以生存的全部物质和能量。
4 结论
植物根系起到重要作用，它可以被动吸收离子态养分，并将它们输送到植物体内，为植物的生长发育提供重要的营养物质和能量。