影响植物吸收养分的条件
植物营养学复习资料
二章本章复习题：1. 影响植物体中矿质元素含量的因素主要是和。
2. 植物必需营养元素的判断标准可概括为性、性和性.3. 植物必需营养元素有种，其中称为植物营养三要素或肥料三要素。
4. 植物必需营养元素间的相互关系表现为和5。
植物的有益元素中，对于水稻、对于甜菜、对于豆科作物、对于茶树均是有益的。
三章1、截获定义：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、质流定义：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.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3、问题：植物的大量矿质元素各通过什么途径迁移到根系表面?1。
截获：钙、镁 (少部分） 2. 质流：氮 (硝态氮)、钙、镁、硫 3。
扩散：氮、磷、钾4、质外体和共质体的概念对于植物的吸收和运输而言，植物体可以分为二部分：（1）质外体（Apoplast）－－指细胞原生质膜以外的空间,包括细胞壁、细胞间隙和木质部导管。
（2）。
共质体（Symplast)－－指原生质膜以内的物质和空间，包括原生质体、内膜系统及胞间连丝等。
（3)胞间连丝：相邻细胞之间的原生质丝，是细胞之间物质运输的主要通道.5、影响植物吸收养分的因素一、介质中养分浓度二、温度三、光照四、水分五、通气状况六、介质反应七、离子理化性状和根的代谢作用八、离子间的相互作用九、苗龄和生育阶段（植物营养的阶段性）6、被动吸收定义：膜外养分顺浓度梯度 (分子）或电化学势梯度 (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。
7、主动吸收定义：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。
机理(2) 离子泵假说 (Hodges，1973)①离子泵（ion’s bump)：是位于植物细胞原生质膜上的ATP酶,它能逆电化学势将某种离子“泵入”细胞内，同时将另一种离子“泵出"细胞外。
土壤酸碱度对养分吸收的影响
土壤酸碱度对养分吸收的影响土壤酸碱度对养分的吸收有着重要的影响。
土壤酸碱度是指土壤中水溶液中氢离子（H+）的浓度，通常用pH值表示。
pH值小于7表示酸性，大于7表示碱性，等于7表示中性。
不同的植物对土壤酸碱度的要求不同，因此对养分的吸收也有一定的差异。
首先，土壤酸碱度影响着养分的溶解度。
在酸性土壤中，铁、锰、铝等微量元素溶解度增加，容易被植物根系吸收。
而在碱性土壤中，钾、镁、钙等元素溶解度增加，有利于植物吸收。
因此，土壤酸碱度的变化会直接影响植物对不同养分的吸收。
其次，土壤酸碱度还会影响土壤微生物的活性。
酸性环境下，土壤中酸性耐受微生物的数量和活性增加，它们对有机质的分解速度增快，使得土壤养分释放更加充分，有利于植物吸收。
而碱性环境下，酸性耐受微生物的数量和活性减少，有机质分解速度下降，导致土壤养分释放不充分，影响植物对养分的吸收。
此外，土壤酸碱度还会影响植物根系的生长和发育。
在酸性土壤中，植物根系的生长较为受限，根毛的发育不良，导致植物对养分吸收的能力降低。
而在碱性土壤中，植物根系的生长较好，根系发达，有利于植物对养分的吸收。
另外，土壤酸碱度还会影响土壤中有机质的分解速度。
在酸性土壤中，有机质分解速度较慢，养分释放较少。
而在碱性土壤中，有机质分解速度较快，养分释放较多。
因此，土壤酸碱度的变化也会直接影响土壤中养分的供应量。
总结起来，土壤酸碱度对养分的吸收产生影响主要是通过三个方面：养分的溶解度、土壤微生物活性和有机质的分解速度。
因此，合理调节土壤酸碱度对提高植物对养分吸收的效率是非常重要的。
可以通过添加石灰等碱性物质来调节酸性土壤，或者通过添加酸性肥料来调节碱性土壤。
同时，合理施用有机肥料、增加土壤有机质含量，可以提高土壤养分的供应能力，促进植物对养分的吸收。
影响植物生长的环境因子
影响植物生长的环境因子植物生长受到许多环境因子的影响，包括光照、温度、水分、土壤质量、空气质量、气候变化等。
这些环境因子直接影响植物的生理过程和生长发育，决定了植物的适应性和生存能力。
以下将详细解释这些环境因子对植物生长的影响。
光照是影响植物生长的最重要因素之一、光照不仅提供了植物进行光合作用所需的能量，还调控了植物的生理过程和生长发育。
植物对光照的要求有所不同，有些植物对强光适应，有些植物对阴暗环境更适合。
光照的强度、持续时间和光谱都会影响植物的生长。
高光照强度可以促进光合作用和植物生长，但过强的光照会导致光合作用过程中的光剧毒效应，损伤植物细胞。
适宜的光照持续时间可以促进植物的生长发育，过短或过长的光照时间都会抑制植物的生长。
光谱的不同成分会影响植物的形态和生理特征，例如红光可以促进植物的竖直生长，蓝光可以促进植物的横向生长。
温度是另一个重要的环境因子，对植物生长具有直接影响。
温度影响植物的生理过程、生化反应和生长发育。
温度过低会导致植物冻害，破坏细胞结构和代谢过程，影响植物的生长和发育。
温度过高则会导致热害，使植物脱水、光合作用失调，甚至死亡。
温度还会影响植物的光合作用速率、呼吸速率、物质转运速率和酶活性等，进而调控植物的生物合成和进程发育。
不同植物对温度的适应性各不相同，有些植物对低温适应，有些植物对高温适应。
水分是植物生长发育不可或缺的环境因子。
水分是植物体内许多重要生化反应和物质输运的媒介，同时也是植物生理活动的基本要素之一、水分的供应不足会导致植物脱水、减少光合作用和物质运输等生理功能受损。
过度的水分会导致根部缺氧、根系腐烂和植物的生长受限。
因此，植物的生长需要适量的水分供应，不同植物对水分的要求和耐受性也不同。
土壤质量对植物生长发育有着重要的影响。
土壤提供了植物所需的养分，并起到了支撑植物生长的作用。
良好的土壤质量可以促进植物的生长和发育，而贫瘠的土壤则会导致植物养分不足、根系不发达和生长受限。
植物的生态位分配和养分吸收
土壤性质对植物生长和养分吸收影响
土壤质地
土壤质地对植物的生长和养分吸收有很大影响。 砂质土壤透气性好但保水保肥能力差，适合种植 耐旱植物；而黏质土壤保水保肥能力强但透气性 差，适合种植喜肥植物。
土壤肥力
土壤肥力是土壤供给植物生长所需养分的能力。 肥力高的土壤能够提供充足的养分，促进植物的 生长和发育；而肥力低的土壤则会使植物生长缓 慢甚至死亡。
协同进化原则
植物与其他生物之间通过相互 作用和协同进化，形成复杂的 生态关系网络，共同占据和分 配生态位。
历史和地理因素
植物生态位的分配还受到历史 和地理因素的影响，包括物种 的起源、扩散和地理分布等。
02
植物养分吸收机制
根系结构与功能
根系的主要功能
吸收水分和养分，固定植物体。
根系结构特点
具有大量的根毛，增加吸收面积 ；根尖分区明确，各区域功能不
对水质和光照要求较高
水生植物对水质和光照的要求较高，需要清洁的水质和充 足的光照才能正常生长。同时，一些水生植物还能够吸收 水中的营养物质，起到净化水质的作用。
04
植物间相互作用与养分竞争
竞争排斥原理在植物中应用
竞争排斥原理指出，生态位相似的物种不能长期共存 ，必然出现一种物种排斥另一种物种的现象。
要点二
水分平衡
植物需要保持一定的水分平衡，过多 或过少的水分都会对植物的生长和养 分吸收产生不利影响。过多的水分会 导致植物根部缺氧，影响养分的吸收 ；而过少的水分则会使植物处于萎蔫 状态，无法进行正常的生理活动。
要点三
灌溉方式
不同的灌溉方式对植物的生长和养分 吸收也有影响。例如，滴灌和喷灌等 节水灌溉方式能够减少水分的浪费， 提高水分利用效率，从而促进植物的 生长和养分吸收。
温度对肥料吸收的影响
温度是影响肥料吸收的重要因素之一。
以下是温度对肥料吸收的影响及其原因：1. 肥料溶解度与扩散速率：-温度升高，肥料中的溶解度通常会增加，因为溶解过程是吸热的。
这使得肥料中的养分更容易从颗粒中溶解到水中，从而增加了养分的可利用性。
-温度升高还会增加溶液中养分的扩散速率，因为分子运动速度加快，养分更快地从根系吸收区域向植物体内扩散。
2. 根系活力：-温度对植物根系的活力有直接影响。
在最适宜的温度范围内，根系代谢活动增强，根毛的渗透能力和养分吸收能力都会提高。
-然而，如果温度过高或过低，根系的生理活动会受到抑制，从而影响肥料的吸收。
3. 微生物活动：-土壤中的微生物在温度适宜时活性更高，它们可以分解有机肥料，释放出更多的养分供植物吸收。
-微生物分解有机物的过程，即矿化作用，在适宜的温度下更为高效。
4. 养分有效性：-温度还会影响土壤中养分的有效性。
例如，钙、镁等矿物质在酸性土壤中更易于在温暖条件下溶解，从而增加它们的可利用性。
-另外，温度变化会影响土壤pH值，进而影响养分的溶解和植物的吸收。
5. 水分状况：-温度变化会影响土壤的水分状况。
高温可能导致土壤水分蒸发加快，而低温可能减缓水分运动，这些都影响肥料养分的溶解和根系的水分吸收。
6. 气孔运动：-温度变化会影响植物叶片的气孔运动，进而影响根系的水分吸收和养分的运输。
例如，高温可能导致气孔关闭，减少水分蒸发，但也可能阻碍养分的运输。
因此，在实际施肥时，需要考虑当地的气候条件和植物的生长习性，选择适宜的施肥时间和温度，以提高肥料的利用效率。
过高的温度可能会导致肥料中的养分失活，而过低的温度可能减缓植物根系的代谢活动，从而影响肥料的吸收效率。
四川农业大学《植物营养与肥料》复习题及答案
《植物营养与肥料》复习题及答案一、名词解释1.扩散：由于根系不断向根际吸收养分，因而造成根际养分低于土体养分浓度，从而形成分浓度差，在浓度差的推动下，养分就从土体向根际迁移。
2.养分质流：由于植物的蒸腾作用造成根际的水势低于土体的水势，在水势差的推动下，溶解在水中的养分就随水分的运动而迁移到根表。
3.养分的主动吸收：消耗能量使养分有选择的透过质膜进入到细胞内部的吸收。
4.养分的被动吸收：指不需要消耗植物代谢能的吸收方式，依电化学势梯度吸收，一般从高浓度到低浓度方向。
5.离子颉抗作用：指一种离子的存在会抑制根系对另外一种离子的吸收。
6.养分共质体运输：共质体是由细胞的原生质体通过胞间连丝连接起来的一个连续体系，养分通过此体系的运输称养分共质体运输。
7.根外营养：植物通过地上部器官吸收养分和进行代谢的过程。
8.氨化作用:指土壤中有机化合物在微生物作用下分解形成氨（或铵离子）的过程。
9.硝酸还原作用：硝态氮被植物吸收后，不能直接与酮酸结合，必须经过还原过程，使硝态氮转变为氨态氮，才能与酮酸结合形成氨基酸、蛋白质。
10.反硝化作用：硝酸盐或亚硝酸盐在一定条件下被硝化细菌还原为气态氮的过程。
11. 磷的固定作用：过磷酸钙异成分溶解过程产生的磷酸具有很强的酸性，在向周围扩散时，能溶解土壤中的铁、铝、锰或钙、镁等，当这些阳离子达到一定浓度后，就会产生相应的磷酸盐沉淀。
二、填空题1．肥料是具有功能的物质。
（提供植物必需营养元素，或兼有改变土壤性质，提高土壤肥力）2．植物必需营养元素是指对植物具有、和的元素。
（不可缺少性；不能代替性；作用的直接性）3．肥料三要素是指、和。
（N；P；K）4．植物营养临界期是指，一般是指。
（养分缺乏、过多或不平衡对植物生长影响最大的时期；幼苗期）5．确定施肥量的方法有定性的、和。
（定性的丰缺指标法；目标产量法；肥料效应函数法）6．追肥一般用肥料，其作用是。
（速效化肥或腐熟有机肥；迅速满足植物对养分的需求）7．基肥一般用，其作用是。
植物的水分和养分吸收
植物的水分和养分吸收
植物通过根系来吸收水分和养分。
根系具有细长的根毛，这些根毛能增大吸收面积，并与土壤中的水分和养分进行交换。
水分吸收：植物通过根毛吸收土壤中的水分。
根毛表面存在一层细胞膜，负责选择性地吸收水分和离子。
当土壤中的水分浓度较高时，根毛细胞膨大，吸收水分。
水分通过植物细胞间的细胞壁和细胞膜传导到根部的导管组织中，最终运输到植物体的各个部分。
养分吸收：植物通过根毛吸收土壤中的养分，包括氮、磷、钾等元素。
这些养分以离子形式存在于土壤中，在根毛表面与根毛细胞膜上的离子通道结合，进入根毛细胞内部。
养分经过根部的导管组织转运到植物体的其他部分，供应植物的生长和代谢所需。
除了根毛的作用外，植物的根系结构也对水分和养分的吸收起到重要的作用。
比如，细长的主根能深入土壤中，吸收深层水分和养分；侧根则增加了吸收表层水分和养分的能力。
同时，植物的水分和养分吸收还受到土壤环境的影响，如土壤的质地、湿度、pH值等。
不同植物对水分和养分的需求也有所不同，因此，合理的灌溉和施肥管理对植物的生长和发育至关重要。
植物的营养与养分吸收
植物的营养与养分吸收植物是自养生物，通过吸收养分来完成自身的生长和发育。
植物的营养和养分吸收过程是植物生命活动的重要组成部分。
本文将探讨植物的营养与养分吸收的过程和机制。
一、植物的营养需求植物的营养需求主要包括无机养分和有机养分两类。
无机养分是植物体内必需元素的主要来源，包括氮（N）、磷（P）、钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）等元素。
这些元素是构成植物体内生物分子（如核酸、蛋白质、酶等）的基础，并参与植物体内的各种生理代谢过程。
有机养分主要来自于植物体内的合成和代谢产物，如糖类、脂类、蛋白质等。
二、植物的养分吸收植物的养分吸收主要通过根系来完成。
植物的根系由根毛、根尖和侧根等部分组成，根毛是吸收土壤中养分的主要器官。
植物根毛的形成与根系的内外层细胞之间的细胞质流动有关，根毛的数量和形态可以根据植株对养分需求的不同而发生变化。
在吸收养分过程中，植物主要通过活跃的根毛表面积和根毛周围的根毛鞘来增加养分吸收的效率。
根毛表面积的增加可以通过增加根毛的数量和延长根毛的长度来实现。
根毛鞘则可以增加养分的富集和运输，提高养分的吸收速度。
植物对于不同养分的吸收方式也有所不同。
氮、磷等无机养分通过活跃的根毛表面积和根毛周围的根毛鞘来吸收。
氮元素一般以硝酸盐形式被吸收，磷元素则以磷酸盐形式被吸收。
而钾、钙、镁等元素则以离子形式通过根毛的膜转运系统被吸收。
三、养分吸收的调控机制植物对养分的吸收和利用具有调控机制，可以根据植物自身需求和外界环境变化来调整养分吸收的速率。
这种调控机制可以保证植物在不同养分条件下的正常生长与发育。
植物的养分吸收和利用主要受到以下因素的调控：土壤条件、养分浓度、根毛发育、土壤酸碱度、温度和水分等。
不同的植物对这些因素的需求和适应性有所不同，因此在种植植物时需要根据具体情况进行适当的调控。
土壤条件是植物养分吸收和利用的基础。
土壤中的养分含量和类型直接影响了植物的养分吸收速率和吸收方式。
不同种类的土壤中，养分的含量和分布也会有所不同，因此种植植物时需要选择适合的土壤类型和肥料。
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植物对养分的吸收： 一方面受植物本身遗传特性所控制 一方面还会受到外界环境的影响
影响植物吸收养分的条件
一. 植物吸收养分的基因型差异
（一）根系形态特征对养分吸 收的影响
土壤中有效养分只有 达到根系表面才能为植物 吸收，成为实际有效养分。 对于整个土体来说，植物 根系仅占据极少部分空间；
影响植物吸收养分的条件
不同容重土壤上大麦幼苗根系生长情况
1.35g/cm3
1.55g/cm3
影响植物吸收养分的条件
10oC 15oC
20oC 25oC
30oC 35oC
根区温度对马铃薯幼苗根形态和地上部生长的影响
影响植物吸收养分的条件
大麦局部根段供磷对侧根总长度的影响
根区处理 侧根长度（cm） 侧根长度（cm） 三段均匀供给磷 只供中段磷
影响植物吸收养分的条件
作物营养临界期
➢ 概念 作物营养临界期是指某种养分缺少或过多，各种营养 比例失调时对作物生长发育影响最大的时期。
➢ 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。
➢ 举例：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影响期植。物吸收养分的条件
A（基部） 40.0 B（中部） 27.2 C（顶端） 17.5
14.3 322.0
11.0
影响植物吸收养分的条件
（二）植物的生理生化特性对养分吸收的影响 1．根系的阳离子交换量 2．根系的氧化力 3．根系的还原力 4．根系的代谢作用
影响植物吸收养分的条件
（三）植物的生育特点对养分吸收的影响
1. 植物营养的共性和特殊性
（1）共性：所有高等植物都需要17种必需营养元素 （2）特殊性
a：不同的植物对各种营养元素的需求量不同 b：不同的作物对不同形态的养分吸收能力不同 c：同一种作物的不同品种对养分的需要量不同 d：同一种作物在不同的生育期对养分的需求量不同
影响植物吸收养分的条件
2．作物各生育期的营养特点
在植物整个生育期中，根据反应强弱和 敏感性可以把植物对养分的反应分为营养临 界期和最大效率期。
影响植物吸收养分的条件
不同供磷状况对大麦各部位含磷量的影响
植物
含磷量（umol/g 干物重）*
8 天-P 7 天-P+1 天+Pb 7 天- Pb +3 天+Pc
地上部 49(20) 151( 61 )
412(176)
幼叶 26( 5 ) 684(141)
1647(483)
根系 43(24) 86( 48 )
影响植物吸收养分的条件
3. 植物根系的特性
a.根系深度与底层土壤养分的有效性
根系分布深度关系着植物从土壤剖面中获取养 分的深度和有效空间。通常农作物的根深为50100cm。植物种类差异和环境因素对根系分布深度 有很大影响。
b.根系密度与养分空间有效性
根系密度是指单位土壤体积中根的总长度，表 示有多大比例的土壤体积向根供应养分。
如：用离体根或或完整的幼龄植物进行短 期研究时，通常是在很稀的营养液或溶液中进 行预培养，因此植株或根内的养分浓度相当低。 当供应养分以后，养分吸收速率会非常高，甚 至在高浓度范围内，吸收速率仍持续增高。
影响植物吸收养分的条件
磷吸收率（µmol/g根鲜重×h）
10
1 0.1
0.01 0.001
0.01 0.1 1
扩大根系与土壤的接 触对促进根系对土壤养分 的吸收有重要的意义。
影响植物吸收养分的条件
1. 形态结构
单子叶植物的根属须根系，粗细比较均匀，根 长和表面积都比较大。双子叶植物的根属直根 系，粗细悬殊较大，根长和总吸收表面积都小 于须根系。
2. 根毛
除洋葱、胡萝卜等少数植物没有根毛或根毛少 而短之外，大多数农作物的根系都有根毛。根毛的 存在缩短了养分迁移到根表的距离，增加总吸收表 面积。根毛的另一作用是加强共质体的养分运输。
影响植物吸收养分的条件
吸收速率（µmol/g鲜重×h）
8
K+
6
Na+
4
2
0
1
2
3
4
5
浓度（mmol/L）
KCl和NaCl浓度对离体大麦根吸收K+和Na+速率的影响
影响植物吸收养分的条件
1. 中断养分供应的影响
植物对养分有反馈调节能力。中断某养分的供 应，往往会促进植物对这一养分的吸收。
如：在缺磷一段时期后再供磷会导致地上部含 磷量大大增加，甚至引起磷中毒。
二. 环境因素对养分吸收的影响
光照
温度
通气
水分
pH
养分的浓度
离子间ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ相互作用
影响植物吸收养分的条件
（一） 介质中养分浓度
在低浓度范围内：离子的吸收率随介质养分 浓度的提高而上升，但上升速度较慢。
在高浓度范围内：离子吸收的选择性较低， 而陪伴离子及蒸腾速率对离子的吸收速率影响较 大。
各种矿质养分都有其浓度与吸收速率的特定 关系。
169( 94 )
*括号中的数字为相对值：对照为100，即整个实验期持续供给 150µmol/LP。a：不加磷生长8天。b：不加磷生长7天而后补加磷生长 1天。c：不加磷生长7天天而后补加磷生长3天。
影响植物吸收养分的条件
2. 长期供应的影响
某一矿质养分的吸收速率与其外界浓度间 的关系还取决于养分的持续供应状况。
作物营养最大效率期
➢ 概念：作物营养最大效率期是指某种养分能发挥其最大增 产效率的时期。
➢ 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。
➢ 举例：玉米——大喇叭口-抽雄期，氮；棉花——花铃期， 氮/磷
影响植物吸收养分的条件
10
100 1000
磷浓度（µmol/L）
外界磷浓度对生长4周的8种植物以及生长24 小时的大麦吸磷速率的影响
生长影2响4植小物吸时收养分的条件 生长8周
3. 养分吸收速率的调控机理
植物根系对养分吸收的反馈调节机理可 使植物在体内某一养分离子的含量较高时， 降低其吸收速率；反之，养分缺乏时，能明 显提高吸收速率。净吸收速率的降低包括流 入量的降低和溢泌量的增加。
影响植物吸收养分的条件
4. 细胞质和液泡中养分的分配
养分在各种生化反应中的重要作用在于 保证细胞质组成和状态的稳定及植物旺盛的 代谢作用。一般认为，当养分供应不足时， 可通过调节跨原生质膜的吸收速率或对储藏 在液泡中的养分再分配来调节。