植物的营养生长(5)(精)
植物生长所需营养元素及生理功能
1、植物生长所需营养元素及生理功能植物生长过程中对各种营养元素的需要量尽管不一样，但各种营养元素在植物的生命代谢中各自有不同的生理功能，相互间是同等重要和不可代替的。
自然界中存在的元素近90多种，而植物能吸收的有60多种，但对于植物生长发育来说，所必须的营养元素只是16种，分别碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铜、锌、硼、铁、钼、硼、氯。
而碳、氢、氧三大元素主要从水和空气中获取，不作为根系管理所需元素之列。
除碳、氢、氧外，其余13种营养元素，一般称为矿质营养元素。
它们主要以无机离子的形态被植物根系吸收。
其生理功能如下：1.氮(N) 植物根系从介质中吸收的氮主要是NO3--N和NH4+-N，还可以吸收NO2--N。
某些可溶性的有机态氮化合物，如氨基酸、尿素等也能直接被植物少量吸收。
（1）植物吸收的NO3-需要在根部和叶部还原为NH4+后，才能参与植物体的氮代谢；一般地，植物吸收的NH4+，以及由NO3-还原生成的NH4+，部分被合成酰胺和氨基酸；（2）酰胺经氨基转移作用，可形成多种氨基酸，然后进一步形成植物生长发育的基础物质蛋白质、遗传变异的重要物质核酸和生物催化剂酶等；（3）氮还是植物体内光合作用场所叶绿体的重要组成部分。
而植物体内的一些维生素、生物碱和激素均含有氮。
可见，氮是植物有机体结构物质和生命物质的重要组分。
2.磷(P) 在介质pH值5-7条件下，磷主要以正磷酸盐的两种形态H2PO4-和HPO42-被植物根系吸收，并以同一形态直接参与体内的物质代谢。
但也可以吸收偏磷酸(PO33-)和焦磷酸(P2O74-)。
（1）磷作为组成元素参与了植物体内许多重要化合物，如核酸，核蛋白、磷脂、植素、ATP以及一些酶类的合成；（2）磷能够加强植物体内碳水化合物的合成和运转，促进氮的代谢和脂肪的合成；（3）磷还能提高植物抗旱、抗寒、抗病和抗倒伏的能力，增强植物对外界酸碱反应变化的缓冲性。
3.钾(K) 钾以K+的形态被植物根系吸收，并以同一形态存在于植物体内。
植物的营养生长
植物的营养生长植物是地球上最重要的生物之一，其在生态系统中扮演着至关重要的角色。
植物的营养生长过程是保证其正常发育和生存的关键。
本文将探讨植物的营养需求和生长过程，并对其不同阶段的需求进行详细说明。
一、营养需求植物的营养需求主要包括以下几个方面：光照、水分、营养元素和空气。
1. 光照：光照是植物进行光合作用的关键因素。
植物通过叶绿素吸收光能，并将其转化为化学能以供自身生长和发育所需。
不同植物对光照的需求程度也有所不同，例如阳光植物需要充足的阳光来进行光合作用，而阴生植物则能适应较弱的光照条件。
2. 水分：水分是植物体内物质运输和组织细胞代谢的重要介质。
植物通过根系吸收土壤中的水分，并通过导管组织将其输送到各个部位。
不同植物对水分的需求程度也有所不同，干旱环境中的沙漠植物能够适应较低的水分条件，而水生植物则需要充足的水分来进行正常的生长。
3. 营养元素：植物需要吸收的主要营养元素包括氮、磷、钾以及微量元素等。
氮元素是构成植物蛋白质和核酸的重要组成部分，磷元素参与植物的能量转化和有机物合成，钾元素则调节植物的渗透压和细胞壁强度。
植物通过根系吸收土壤中的营养物质，并通过根系和导管组织的运输来满足其生长发育的需求。
4. 空气：空气中的二氧化碳是植物进行光合作用的重要原料。
植物通过叶片的气孔吸收空气中的二氧化碳，并通过光合作用将其转化为有机物。
此外，空气中的氧气也是植物进行呼吸作用所需。
二、生长过程植物的生长过程主要包括种子发芽、幼苗生长、花芽分化和果实成熟等阶段。
1. 种子发芽：当种子受到适宜的水分和温度条件刺激时，种子就开始发芽。
首先，种子吸入水分，引起激活的生化反应，然后种子组织逐渐膨大，根系开始形成。
最终，种子产生幼苗并破土而出，进入下一个生长阶段。
2. 幼苗生长：幼苗期是植物生命周期的重要阶段，也是植物进行光合作用和营养吸收的关键时期。
在这个阶段，植物需要充足的光照、水分和营养元素来保证其正常生长和发育。
五植物的营养器官——根的形态结构及其发育
五 植物的营养器官——根的形态结构及其发育一、实验原理根是植物的地下器官，具有固着支持、吸收、输导、合成及贮藏的功能。
根的最先端是根尖，由根冠、分生区、伸长区和根毛区组成。
根的初生结构包括表皮、皮层和维管柱。
初生韧皮部和初生木质部相间排列，两者之间保留有未分化的原形成层。
由于形成层和木栓形成层的活动，形成根的次生结构。
根的次生结构包括周皮、次生韧皮部、形成层、次生木质部和初生木质部。
二、实验目的1 、通过对根尖的形态结构的观察，掌握根的基本形态和结构及其发育的特点。
2 、掌握侧根发育的特点与基本规律。
3 、掌握不同类群植物根系和根的结构特点，了解常见变态根。
三、实验用品1 ．材料：蚕豆（油菜）、小麦（玉米、水稻）幼苗标本、洋葱（玉米）根尖纵切永久制片，毛莨（蚕豆）根成熟区横切永久制片、洋葱根横切永久制片、萝卜幼根横切永久制片、菟丝子寄生根纵切永久制片、萝卜、胡萝卜、白薯等。
2 ．仪器设备：放大镜、显微镜、载玻片、盖玻片、刀片、滤纸等。
四、方法和步骤1 ．根系观察蚕豆和小麦、水稻的幼苗标本。
2 ．根尖的外形与结构取玉米或洋葱根尖纵切永久制片，置于显微镜下，由根的最先端逐渐向上观察根尖的各区，注意各区细胞的物点。
3 ．根的初生结构（ 1 ）双子叶植物根的初生结构：取毛莨或蚕豆根的成熟区横切片观察，双子叶植物根的初生结构。
①表皮②皮层③维管柱 幼根的中央部分是维管柱，由中柱鞘、初生木质部和初生韧皮部构成。
观察毛莨根横切永久制片与蚕豆根的区别。
特别注意内皮层细胞壁的加厚情况，其细胞壁为全面加厚。
内皮层中不加厚的细胞是通道细胞，根的物质交换通过内皮层的通道细胞进入维管柱。
（ 2 ）单子叶植物根的初生结构 取洋葱或苡仁根横切永久制片，在显微镜下观察，由外向内分为表皮、皮层和维管柱三部分。
其维管柱 由中柱鞘、初生木质部和初生韧皮部组成。
中柱鞘为紧贴内皮层的一层薄壁细胞。
初生木质部和初生韧皮部相间排列，木质部脊数目较多，为多原型。
第3章 树木的营养生长
(四)芽的早熟性和晚熟性
芽的异熟性： 芽形态形成后是否经冬天低温阶
段才能萌发的特性。
芽的早熟性： 芽形态形成后当年能萌发的
特性。
芽的晚熟性： 芽形态形成后必须经过冬天低温
才能萌发的特性。
早熟芽(early
maturity bud)；晚熟芽
（五）萌芽力及成枝力
萌芽力(sprouting ability)：
（2）环境变化：
(三)树体骨架的形成
在离心生长及离心秃裸过程中，保存永久 性的枝条逐渐形成的。
1.单干直立型 2.多干丛生型 3.藤蔓型
(三)主侧枝周期更替的规律
1.向心枯死：树木生长到一定程度后，出现主
枝自上而下，自外向内不断枯死的过程。
向心枯死的原因：
（1）离心生长的有限性：
A：运输距离增大；
主要参考文献
1.园林树木学.陈有民. 北京：中国农业出版社，1988 2. 果树栽培学总论 . 河北农业大学 . 北京：中国农业出版社， 1990 3. 栽植的理论与技术 .[ 日 ] 新田伸三著 ，赵力正译 . 北京： 中国建筑工业出版社，1982
课外作业
总结本章重点，准备问题。 1. 根据树木根系生长的哪些特性,采取哪些主要措 施促进根系生长的更新? 2. 简答根系水平分布、垂直分布的密集范围。 3. 熟记并理解第二节中讲到的每个概念。 结合实验和实习及课余时间注意观察校园常见 树种枝芽生长特性及其与苗木培育、移栽定植 和养护管理的关系。
树木的营养生长
Vegetative growth of trees
[本章要点] 树木的根、茎等营养器官的生长 发育规律及其与环境条件、栽培管理的关系。 重点掌握树木根系的分布、生长与土、肥、 水管理等养护措施的关系；枝芽特性、树体 形状等的变化规律及其与整形修剪的关系。
植物生理学-第十章 植物的生长生理
细胞分化的理论基础是：细胞全能性
（一）细胞分化的内部调控机理 1、通过极性控制分化 极性是分化产生的第一步，极性的存
在使形态学上端分化出芽，下端分化出根。 极性产生的原因： 受精卵的第一次不均等分裂 IAA在茎中的极性传导
2、通过激素控制分化 IAA促进愈伤组织分化出根，CTK促 进分化出芽。 3、通过基因调控分化 如开花基因活化，可导致成花。 （二）外界条件对细胞分化的调节 1、糖浓度
4、种子寿命
种子寿命（seed longevity）：从种子 成熟到失去发芽力的时间。
顽拗性种子：不耐脱水和低温，寿 命很短，如：热带的 可可、芒果种子
正常性种子：耐脱水和低温，寿命 较长，如：水稻、花生
种子寿命与种子含水量和贮藏温度 有关。
二、影响种子萌发的外界条件 1、足够的水分 吸水是种子萌发的第一步：
不同作物种子萌发时需要温度高 低不同，与其原产地密切相关。
4、光 — 有的种子萌发需光
需光种子：光下才能萌发的种子， 如莴苣、烟草、杂草种子
需暗种子：光抑制种子萌发，如 茄子、番茄、瓜类种子
对光不敏感种子：有光无光都可
三、种子萌发时的生理生化变化 （一）种子吸水
种子的吸水分为三个阶段：
急剧吸水阶段 — 吸胀性吸水 吸水停顿阶段 胚根出现 大量吸水阶段 — 渗透性吸水
2、种子生活力 种子生活力（seed viability）：指种子 能够萌发的潜在能力或种胚具有的生命力。
鉴定种子生活力的方法：
（1）利用组织还原能力（TTC染色法）
TTC
2H 脱氢E
氧化态 无色
三苯甲瓒
还原态 红色2、利用原生质来自着色能力 —（染料染 色法）活种子的原生质膜有选择透性，不选 择吸收染料，原生质（胚）不着色。
植物生长所需的营养元素
植物生长所需的营养元素植物生长所需的营养元素是指植物为了正常生长和发育所需的化学元素。
这些元素是植物体内重要的组成部分，参与到植物的代谢过程中，对植物体的正常生理功能发挥着重要的作用。
共有17种元素被广泛认为是植物所需的营养元素，其中有9种被称为主要营养元素，另外8种是次要营养元素。
下面将介绍这些元素及其作用。
主要营养元素1.碳(C)：植物通过光合作用吸收二氧化碳并利用太阳能将其转化为有机物质，碳是构成有机物质的基础元素。
2.氧(O)：植物通过光合作用吸收二氧化碳，同时释放氧气，氧是植物进行呼吸过程中所需的元素。
3.氢(H)：氢是构成植物有机物质的重要成分，参与到植物体内的许多化学反应中。
4.氮(N)：氮是植物体内蛋白质、核酸和氨基酸的重要组成成分，是植物生长所需的基本营养元素。
5.磷(P)：磷是植物体内核酸、ATP、NADP+等重要化合物的构成元素，参与植物体内的能量转化和储存过程。
6.钾(K)：钾是植物细胞内液体平衡的调节剂，参与植物体内的光合作用、调节渗透压等过程。
7.钙(Ca)：钙是植物体内细胞壁、细胞分裂和伸长的重要成分，对植物的根系生长和维持细胞的结构稳定性起着重要作用。
8.镁(Mg)：镁是植物体内叶绿素的重要构成成分，参与到植物体内的光合作用中。
9.硫(S)：硫是植物体内蛋白质、氨基酸和辅助酶的重要组成元素，参与到植物体内的代谢和光合作用。
次要营养元素1.铁(Fe)：铁是植物体内光合色素和酶的组成成分，参与到植物体内的呼吸和光合作用。
2.锰(Mn)：锰是植物体内叶绿素合成和光合作用中的酶的重要成分。
3.锌(Zn)：锌是植物体内酶的辅助酶，参与到植物体内的光合作用和呼吸过程。
4.铜(Cu)：铜是植物体内酶的辅助酶，参与到植物体内的光合作用和呼吸过程。
5.钼(Mo)：钼是植物体内一些酶的活性组分，参与到植物体内的氮代谢过程。
6.镍(Ni)：镍是植物体内尿素酶的辅助酶，参与到植物体内的氮代谢过程。
第二节植物的营养生长及其调控
第四章植物的生长发育及其调控植物的生长发育是一个极其复杂的过程，它在各种物质代谢的基础上，表现为种子发芽、生根、长叶、植物体长大成熟、开花、结果，最后衰老、死亡。
通常认为，生长是植物体积的增大，它主要是通过细胞分裂和伸长来完成的；而发育则是在整个生活史中，植物体的构造和机能从简单到复杂的变化过程，它的表现就是细胞、组织和器官的分化（differentiation）。
高等植物生长发育的特点是：由种子萌发到形成幼苗，在其生活史的各个阶段总在不断地形成新的器官，是一个开放系统；植物生长到一定阶段，光、温度等条件调控着植物由营养生长转向生殖发育；在一定外界条件刺激下，植物细胞表现高度的全能性；固着在土壤中的植物必须对复杂的环境变化做出多种反应。
植物的一生始于受精卵的形成，受精卵形成就意味着新一代生命的开始。
在以后的生长个过程中，无论是营养生长还是生殖生长，时刻都受到各种内外因子的影响和调控。
本章将分别讨论内部因子—激素及外部环境因子包括光、温度及水分等对植物生长的影响及调控。
A1植物营养生长发育及其调控B1 种子萌发种子萌发是一株最幼嫩的植物（胚）重新恢复其正常生命活动的表现。
它是在适宜的环境条件下，已度过休眠的种子从静止状态转变为活跃状态，开始胚的生长的过程。
在形态学上表现为幼胚恢复生长，幼根、幼芽突破种皮并向外伸展；而在生理上则是从异养生长转为自养生长的剧烈转化。
种子萌发受内部生理条件和外在环境条件的影响。
内部生理条件主要是种子的休眠和种子的生活力。
C1 种子的休眠种子休眠是植物个体发育过程中的一个暂停现象，是植物经过长期演化而获得的一种对环境条件及季节性变化的生物学适应性。
种子休眠有利于种族的生存和繁衍。
一般而言，种子休眠有两种情况：一种是种子已具有发芽的能力，但因得不到发芽所必需的基本条件，而被迫处于静止状态，此种情况称为强迫休眠。
一旦外界条件具备，处于强迫休眠的种子即可萌发。
一种是种子本身还未完全通过生理成熟阶段，即使供给合适的发芽条件仍不能萌发。
植物的营养器官茎
（4）按芽的生理活动状态分为活动芽和 休眠芽
• 活动芽：在生长季节活动的芽。 • 休眠芽：在生长季节不活动，通常茎
下部腋芽是休眠。
• 顶端优势：顶芽生长优势的现象，原 因是顶芽形成生长素向下运输，抑制 了腋芽的生长。生产中的应用。
（三）茎的生长习性
由于适应不同的环境而形成不同的习性 。
1 .直立茎：茎背地面而生，直立。 2.缠绕茎：茎细长，柔弱，不能直立，以茎本身缠 绕它物上升。 • 左旋：牵牛，菜豆。 • 右旋：律草、薯蓣 • 中性：何首乌
•
原套和原体稍后由其原始细胞衍生的细胞分化
为二类,从位置来讲,最中间是髓分生组织,外面为周
缘分生组织, 它们都属于初生分生组织,由髓分生组
织分化基本组织、薄壁细胞、髓;周缘分生组织根据
它分裂分化的结构可分为原表皮、基本分生组织和
原形成层.
2. 伸长区 分生区之后为伸长区,其主要特点和根中伸
长区相似,细胞亦迅速沿纵轴延伸,在外观上表现 为茎、枝很快伸长,其内部结构的分化为：
• 不定芽：许多植物在老茎、根或叶上均可产生芽, 这种芽发生的部位比较广泛。
（2）按结构分鳞芽和裸芽
鳞芽又称被芽，其外围有芽鳞包被。芽鳞是一 种具有保护作用的变态叶，具有厚的角质层， 外表又常有绒毛或蜡质，有的种类还分泌树脂 之类的粘液，保护芽内部的组织免受干旱、冻 害的损伤。鳞芽多见于木本植物，如桑、茶、 杨、玉兰、枇杷等。
四、茎的初生结构
•
茎端顶端分生组织中的初生分生组织所衍生
的细胞，经过分裂，生长，分化而形成的组织，
称为初生组织，由这种组织组成的茎的初生结构。
（一） 双子叶植物茎和裸子植物茎的初生结构 1、 双子叶植物茎的初生结构
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分为三个阶段: 分解贮藏物质 ↓ 运输 ↓ 再合成
5.核酸的变化： DNA在萌发早期迅速合成
6.植物激素的变化 促长类激素活性提高：合成；转化。 抑制类激素活性下降。
7.植酸的变化(植酸钙镁)
MgO3PO MgO3PO
OPO3Ca OPO3Ca OPO3Ca
OPO3Ca
红光
远红光
红光远红光对莴苣种子萌发的影响
四.种子萌发的生理生化变化
1. 吸水过程的变化p175 种子吸水分三个阶段： (1)急剧吸水阶段：吸胀作用吸水。物理性吸水. (2)滞缓吸水阶段： （代谢活动开始） (3)再度吸水阶段： 渗透作用吸水。 生理性吸水。新细 胞形成，胚迅速生 长，胚根突破种皮。
（1）种皮障碍（不透水，不透气，机械阻碍） 破除方法:机械破损，酸碱腐蚀，温热处理。
（2）未完成后熟作用 ①形态后熟型:胚在形态上发育不完全(银杏).
银杏
②生理后熟型:
• 形态上发育完全，生理上不成熟。
• 破除方法: 层积处理:湿润、低温（0-
•
5OC）下一定时间
•
植物激素处理:如GA处理
(3）抑制萌发物质存在:
（50%，20%）。不同种子的最低需氧量
不同,一般5%~10%。
(四)光
①中性种子:多数种子萌发对光无要求。
②需光种子(喜光种子）:萌发需要光（烟草、 莴苣、胡萝卜等),红光促进，远红光抑制。
③嫌光种子（喜暗种子): 光抑制萌发（西瓜、 番茄、洋葱等。
种子萌发对哪些光最敏感？
不同波长的光对莴苣种子萌发的影响
第八章 植物的营养生长(5)
◆微苷菊
生长和发育的概念: 生长：细胞分裂伸长，引起植物体体积、重量
不可逆增加的过程 。
发育：细胞分化引起不同部位细胞群发生质的 变化，形成功能不同的组织、器官。生殖器 官的出现是发育成熟的标志。
生长和发育的关系:
1.生长是发育的基础和前提，发育是生长的必 然结果。
2.二者有不同的外部标志;
一切促长措施，只有在快速生长期来临之 前实施才有意义。
玉米的生长曲线
二.植物生长的周期性
1.生长速率的昼夜周期性:生长速率随昼夜交 替呈现有规律的变化.
（1）盛夏:昼慢夜快; （2）秋冬季：昼快夜慢; （3）昼夜温差不大:昼夜生长速度相近。 影响昼夜生长速率的因素:
温度: 光照: 水分:
2.营养生长的季节周期性： 年生长速率随季节交替呈现规律性变化。 形成季节周期性的原因:
期。
生长大周期的两 种曲线: ‘S’形：生长积量
曲线。
抛物线形：生长 速率曲线
2、生长大周期现象的形成原因及意义:
一年生器官及组织的生长:
与细胞生长的三个阶段有关。
分生期：
？慢
扩大期：
？快
分化期：
？慢
植物在年生育期中及多年生植物的生长:
也呈“S”形生长曲线，但不能用细胞生长的 三个阶段解释。
与营养面积、吸收能力、生命的阶段性有关. 生长大周期现象在农林生产上的指导意义:
不是指一粒种子、而是指群体种子的寿命。 从种子完全成熟到保持60%以上的种子发芽 率所持续的时间。
2.种子寿命与植物种类的关系
（1）短命种子（几小时~几周），杨、柳
（2）中命种子（几年~几十年）,小麦、玉米
（3）长命种子（百年~千年），莲子
3.种子寿命与贮藏条件的关系
与呼吸强度有关
温度: 在0~50℃范围内，温度每降低5 ℃， 种子寿命可延长1倍。
含水量:在4%~14%含水量范围内，每降低 1%含水量，种子寿命延长1倍。
气体成分:不同气体中种子寿命不同：N2＞ CO2＞空气＞O2
低温、干燥、低氧条件宜于贮藏种子。
三.种子萌发需要的外界条件（P174） (一)水分: 1.水分在萌发中的作用: ⑴种皮柔软，利于气体交换；便于胚根突破； ⑵凝胶转变为溶胶，酶活性提高，代谢加强； ⑶物质转化开始； ⑷满足细胞分裂与伸长对水的需要； ⑸植物激素活化。 2.种子萌发的最低需水量:指种子萌发的需水下
限.
需水量 ＝ 吸水量/种子干重×100%
蛋白种子>淀粉种子>脂肪种子 最低需水量： 不能满足最低需水量的后果：
(二)温度: 温度对酶活性的影响
1.温度三基点: 最低温： 最适温： 最高温： 变温更有利萌发。 2. 三 基 点
(三)氧气 供应是否充足，决定有多少贮藏物用于生长
五.种子萌发的过程 （1）吸胀 （2）萌动:胚根突破种皮（露白，破胸） （3）发芽:胚根长度等于种子的长度，或胚
芽突破种皮并达到种子长度一半。
第三节 植物生长的基本特性（P182） ※植物生长量的表示方法 (1)生长积量: 生长积累的数量。 (2)生长速率:单位时间内生长的数量。
一. 植物生长的慢-快-慢特性(生长大周期): 1. 生长大周期和生长曲线 植物生长慢—快—慢的节奏性，叫生长大周
3.二者可共存于同一时空.
第一节 种子生理
一.种子休眠
1.休眠的概念与意义 （1）概念：种子成熟以后处于适宜的条件下
也不萌发，在自然条件下必须经过一定时间 后才能萌发的现象叫种子的休眠。 （2）意义： ①通过休眠躲避不良生长环境，在较长时间 内保持较高的生活力。 ②有利于贮藏和保存种质资源。
2.种子休眠的原因及打破休眠的方法
光、温、水、激素。 温带植物季节周期性明显。 植物的休眠是季节周期性的组成部分。
植物生长的季节周期性
*
年轮 休眠现象
三.植物生长的相关性 1.地上部与地下部生长的相关 (1)相互依赖,彼此促进：营养物质上相互供求。 (2)相互抑制,彼此制约：对于相同营养物质的争
盐物类质、、释异放硫N氰H酸3的盐含、氮有物机质酸、、释A放BA氰、化不物饱的 和内酯、生物碱、醛类、芳香油等都可抑 制种子萌发。
破除方法: 层积处理; 清水冲洗。
其他方法: 物理方法（X射线、超声波、烟熏、高
低频电流等）。
种子层积过程中的激素变化
低温下种子内源激素的变化
二.种子寿命 1.种子寿命的概念:
种子萌发过程中吸水的阶段性
种 子 吸 水 阶 段 与 萌 发 的 关 系
（苍耳种子）
2.呼吸作用的变化
也分三个阶段 。 与吸水曲线相似 P175： 急剧上升阶段： 滞缓阶段： 再上升阶段： 但CO2释放和O2的吸收
曲线并不平行。
呼吸曲线与吸水曲线的比较
3.酶的种类及活性的变化: 组成酶被活化，诱导酶被合成。