植物营养学课件：植物对养分的吸收
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植物对讲义营养物质的吸收
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植物对营养物质的吸收
植物吸收的养分形式：
离子或无机分子－－为主 有机形态的物质－－少部分
植物吸收养分的部位：
矿质养分－－根为主，叶也可 气态养分－－叶为主，根也可
根部吸收 叶部吸收
Roots are the main structures for nutrient uptake
第一节 植物根系的营养特性
0
1
2
3
4
离根表距离（mm）
不同条件下根际养分浓度变化模式图
（1.积累 2.亏缺 3.持平）
2. 影响根际养分分布的因素
土壤因素：类型、质地、养分含量、水分 养分因素：种类、形态 植物因素：种类、基因型、根的部位、年龄 农事因素：施肥、灌水
相对浓度梯度
1.0
0.8
P K
0.6 NO3
0.4
0.2
新生根－－氧化力强－－Fe(OH)3在根外沉淀－－根呈白色
成熟根－－氧化力渐弱－－Fe(OH)3在根表沉淀－－根棕褐色
老病根－－氧化力更弱－－Fe(OH)3还原为Fe2S3 －－根黑色
根的颜色
根的代谢活动
根吸收养分的能力
2. 根的还原力
－－对需还原后才被吸收的养分尤为重要
如：Fe3+
Fe2+
试验表明：还原力强的作物在石灰性土壤上不易缺铁
a.须根系
b.直根系
直根系和须根系示意图
2. 根的类型与养分吸收的关系
直根系－－能较好地利用深层土壤中的养分 须根系－－能较好地利用浅层土壤中的养分
农业生产中常将两种根系类型的植物种在一起 －－间种、混中根的总长度表示，如： LV（cm/cm3）或 LA（cm/cm2） 一般，须根系的LV > 直根系的LV 根系数量越大，总表面积越大， 根系与养分接触的机率越高 －－反映根系的营养特性
植物对营养物质的吸收
植物吸收的养分形式：
离子或无机分子－－为主 有机形态的物质－－少部分
植物吸收养分的部位：
矿质养分－－根为主，叶也可 气态养分－－叶为主，根也可
根部吸收 叶部吸收
Roots are the main structures for nutrient uptake
第一节 植物根系的营养特性
0
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4
离根表距离（mm）
不同条件下根际养分浓度变化模式图
（1.积累 2.亏缺 3.持平）
2. 影响根际养分分布的因素
土壤因素：类型、质地、养分含量、水分 养分因素：种类、形态 植物因素：种类、基因型、根的部位、年龄 农事因素：施肥、灌水
相对浓度梯度
1.0
0.8
P K
0.6 NO3
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新生根－－氧化力强－－Fe(OH)3在根外沉淀－－根呈白色
成熟根－－氧化力渐弱－－Fe(OH)3在根表沉淀－－根棕褐色
老病根－－氧化力更弱－－Fe(OH)3还原为Fe2S3 －－根黑色
根的颜色
根的代谢活动
根吸收养分的能力
2. 根的还原力
－－对需还原后才被吸收的养分尤为重要
如：Fe3+
Fe2+
试验表明：还原力强的作物在石灰性土壤上不易缺铁
a.须根系
b.直根系
直根系和须根系示意图
2. 根的类型与养分吸收的关系
直根系－－能较好地利用深层土壤中的养分 须根系－－能较好地利用浅层土壤中的养分
农业生产中常将两种根系类型的植物种在一起 －－间种、混中根的总长度表示，如： LV（cm/cm3）或 LA（cm/cm2） 一般，须根系的LV > 直根系的LV 根系数量越大，总表面积越大， 根系与养分接触的机率越高 －－反映根系的营养特性
【PPT】植物对养分的吸收.
养分吸收动力学曲线的参数
一、介质中养分的浓度 不同离子的吸收动力学曲线不同 短期中断养分供应促进植物对该养分的吸收 持续供应养分使养分吸收速率下降
二、环境条件
温度: 6-38ºC 光照: 气孔开闭，光合作用 水分： 通气状况： 土壤pH
通气状况
土壤pH
影响土壤养分的有效性和植物根系吸收。 1、通过影响细胞膜的电化学势。 2、H+置换细胞膜中的Ca2+离子，破坏
离子泵 (pump)：逆电化学势直接将分子或离子 泵出膜内或膜外，与能量供应直接偶联。也称为 初级主动运输。根据离子运输是否使膜内外产生 净电荷而分为致电泵与电中性泵。
致电泵：离子的运输使膜内外产生净电荷，如H+泵，即 H+-ATP酶，它通过催化ATP水解而产生H+，并将其泵 出膜外。
电中性泵：离子的运输不使膜内外产生净电荷，如动物 中的H+/K+-ATP酶。
Ca2+对选择性吸收K+ / Na+ 的影响
吸收速率（µmol/g鲜重*4h）
外部溶液
NaCl+KCl (各10m
mol/L)
Na+1
玉米 K+1 Na+1+ K+1 Na+1
甜菜 K+1 Na+1+ K+1
无钙 有钙
9.0 11.0
20.0
18.8
8.3
27.1
5.9 15.0
20.9
15.4 10.7
什么条件下可以采用根外施肥措施？
1、基肥不足，作物有严重脱肥现象。 2、作物根系受到伤害。 3、遇自然灾害，需要迅速恢复作物的正 常
植物营养学课件- 养分的吸收
➢ 非必需营养元素中一些特定的元素，对特
定植物的生长发育有益，或是某些种类植物所 必需的，这些元素为有益元素。
例：豆科作物-钴；
藜科作物-钠；
硅藻和水稻-硅.
需要注意的问题——
十七种营养元素同等重要，具有不可替代性 有益元素对某些植物种类所必需，或是
对某些植物的生长发育有益。
小结
掌握
• 灰分，必需营养元素，有益元素 • 确定必需营养元素的三个标准 • 目前已确定的必需营养元素及分类
91 98 580 597 1
营养液及玉米、蚕豆根汁液中 离子浓度的变化
离子
外部浓度（mmol/L）
初始
4 天后*
浓度 玉米 蚕豆
根汁液中 浓度（mmol/L）
4 天后
玉米 蚕豆
K+
2.00 0.14 0.67 160 84
Ca2+
1.00 0.94 0.59
3 10
Na2+
0.32 0.51 0.58 0.6
其他元素
必需营养元素 非必需营养元素
有益元素 其它元素
其他元素
第一节 植物的营养成分
一、植物的组成成分 二、必需营养元素的概念
及确定标准 三、必需营养元素的分组及功能
必需营养元素的概念及确定标准
对于植物生长具有必需性、不可替代性 和作用直接性的化学元素称为植物必需营养元素
确定必需营养元素的三条标准*
植物体内电压门控钾离子通道模型
离子载体运输
载体： 细胞膜上能携带离子跨膜的蛋白或其它物质
载体学说 当离子跨膜运输时，离子首先要结合在载体 上，形成载体－离子复合体而将离子转至膜 内释放。 这一结合过程与底物和酶结合的原理相同。
养分的吸收PPT课件
第36页/共175页
Picture by Jim Haseloff
对于一条根：
分生区和伸长区：养分吸收的主要区域 根毛区：吸收养分的数量比其它区段更多
原因：根毛的存在，使根系的外表面积增加到原来的 增强了植物对养分和水分的吸收。
2～10倍，
植物的根毛
大豆根系根毛示意图
第37页/共175页
钾吸收速率 (pmol.cm-1s-1)
（一）、有益元素的概念 某些元素适量存在时能促进植物的生长
发育；或者是某些特定的植物、在某些特定 条件下所必需的，这些类型的元素称为“有 益元素”，也称“农学必需元素”。
第13页/共175页
（二）、有益元素在植物体内的含量、分布和形态
元素
含量
分布
形态
莎草科,禾本科：10-15％ 硅(Si) 旱地禾本科等：1-3％
2. 根的类型直根与系和养须根分系示吸意收图 的关系
直根系－－能较好地利用深层土壤中的养分 须根系－－能较好地利用浅层土壤中的养分
农业生产中常将两种根系类型的植物种在一起 －－间种、混种、套种。
第27页/共175页
（二）根的数量
用单位体积或面积土壤中根的总长度表示，如： LV（cm/cm3）或 LA（cm/cm2） 一般，须根系的LV > 直根系的LV 根系数量越大，总表面积越大， 根系与养分接触的机率越高 －－反映根系的营养特性
二、根的结构特点与养分吸收
• 从根尖向根茎基部分为根冠、分生区、伸长区和成 熟区(根毛区)和老熟区五个部分
大麦根尖纵切面
双子叶植物根立体结构图
第34页/共175页
• 从根的横切面从外向根内可分为表皮、(外) 皮层、内皮层和中柱等几个部分
植物营养学7
吸收K＋的速率 (Epstein E., 1963)
（一）影响养分吸收速率的因素
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 种养分的供应，往往会促进植物对这一养分 的吸收。 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。
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。用 离体根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硫酸钙溶液中进行 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。
– a. 通道蛋白 （channel protein）：认为贯穿双重磷 脂层的蛋白质，在一定条件下开启，成为一定类型离子的 “通道”。 – b. 运输蛋白（transport protein）：认为运输蛋白在离子的 电化学势作用下，与离子结合并产生构型变化，从而将离子 翻转“倒入”膜内。
– 动力
• 电化学势(浓度)梯度
（三）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。
二、温度
温度 呼吸作用 氧化磷酸化 ATP 吸收
一般6~38º C的范围内，根系对养分的吸收随 温度升高而增加。温度过高（超过40º ）时，高 C 温使体内酶钝化，从而减少了可结合养分离子载 体的数量，同时高温使细胞膜透性增大，增加了 矿质养分的被动溢泌。低温往往是植物的代谢活 性降低，从而减少养分的吸收量。
• 2. 主动吸收（active absorption） • 定义：
（一）影响养分吸收速率的因素
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 种养分的供应，往往会促进植物对这一养分 的吸收。 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。
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。用 离体根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硫酸钙溶液中进行 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。
– a. 通道蛋白 （channel protein）：认为贯穿双重磷 脂层的蛋白质，在一定条件下开启，成为一定类型离子的 “通道”。 – b. 运输蛋白（transport protein）：认为运输蛋白在离子的 电化学势作用下，与离子结合并产生构型变化，从而将离子 翻转“倒入”膜内。
– 动力
• 电化学势(浓度)梯度
（三）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。
二、温度
温度 呼吸作用 氧化磷酸化 ATP 吸收
一般6~38º C的范围内，根系对养分的吸收随 温度升高而增加。温度过高（超过40º ）时，高 C 温使体内酶钝化，从而减少了可结合养分离子载 体的数量，同时高温使细胞膜透性增大，增加了 矿质养分的被动溢泌。低温往往是植物的代谢活 性降低，从而减少养分的吸收量。
• 2. 主动吸收（active absorption） • 定义：
植物营养学植物养分吸收与利用
植物营养学植物养分吸收与利用植物营养学：植物养分的吸收与利用植物营养学是研究植物生长发育过程中所需养分的吸收、转运和利用的学科。
在植物生长过程中，养分的吸收与利用对于植物的生理功能和健康发育至关重要。
本文将从根系吸收、养分转运、养分利用效率等方面，探讨植物养分的吸收与利用的相关内容。
一、根系吸收养分植物通过根系吸收养分是其获取养分的主要途径。
根系主要由根尖、根毛和根毛带组成，各部位在养分吸收过程中发挥不同的作用。
根尖是养分吸收的主要场所，其具有细胞伸长区和分化区，其中分化区进一步分为髓质细胞区和皮质细胞区。
根尖细胞的髓质细胞区具有更高的代谢活性，能够更好地吸收和转运养分。
根毛是根系吸收养分的关键结构，它通过增大根系的吸收表面积，提高养分吸收能力。
根毛带位于根尖附近，根毛的密度和长度在不同植物和环境条件下会有所变化。
养分通过根毛的表观流动，进入根部细胞内部，由运输蛋白转运至细胞质或内质网中。
二、养分转运和分配养分在根系吸收后，需要通过特定的转运蛋白，在植物体内进行转运和分配。
转运蛋白主要分为渗透调节转运蛋白和载体介导转运蛋白。
渗透调节转运蛋白通过调节植物体内的渗透调节物质（如钾离子）的浓度差，驱动养分的转运。
而载体介导转运蛋白则可以特异性地识别和转运特定的养分。
养分的分配主要通过植物的维管束系统进行。
维管束是一种管状组织，包括导管和木质部。
导管主要负责水分和溶质的转运，其构成了植物的水分传输通道。
木质部则负责提供支持和保护的功能。
养分在维管束中的转运和分配方式多样，包括质流、负压传导和扩散等。
三、养分利用效率养分利用效率是衡量植物对养分利用程度的指标。
高效利用养分是植物生长发育的关键，同时也对农业生产和环境保护具有重要意义。
养分利用效率包括吸收利用效率、转运利用效率和分配利用效率等。
吸收利用效率是植物根系吸收养分后能够利用的比例。
一般来说，植物对养分的吸收利用效率较高，但不同植物对养分的吸收利用效率也会存在差异。
第七章-养分的吸收PPT课件
3、范围
内皮层凯氏带是养分离子迁移至中柱的真 正障碍。
内皮层以外的自由空间包括表皮、皮层薄 壁细胞的细胞壁、中胶层和细胞间隙；
内皮层以内的自由空间包括中柱各部分的 细胞壁、细胞间隙和导管。
在内外两个自由空间之间，离子和水分均
不能自由扩散。
2021
20
第二节、根系吸收养分的机理
一、养分进入根的自由空间 二、养分离子通过生物膜
阳离子 单子叶 交换量 植 物
65.1
春小麦
48.0
玉米
36.5
大麦
36.1
冬小麦
33.2
水稻
2021
阳离子 交换量
22.8 17.0 12.3
9.0 8.4
28
大麦对锌的吸收和运输
锌的供应 形态*
吸收与运输量（Zn µg/g 干物重/24h）
根
地上部
ZnSO4
4598
305
ZnEDTA
45
35
*营养液中锌的浓度：1mg/L
细胞膜上主要有两类蛋白质对离子吸收起促进 作用，即离子通道和载体。
离子通道是细胞膜上具有选择性的孔状跨膜蛋 白，孔的大小和表面荷电状况决定着它的专一性。
载体是生物膜上携带离子通过膜的蛋白质。
2021
39
运载分子
通道蛋白
载体蛋白
高 膜脂
电化学势梯度
简单扩散
易化扩散
被动运输
能量 主动运输
细胞膜上两2种021离子运载蛋白
细胞膜的化学成分主要是类脂和蛋白质， 两者含量大致相等。
脂类主要是磷脂，有一个极性的头，一 般带负电，具有亲水性；还有一个非极性的 尾，一般不带电，具有疏水性；为双亲性的 化合物。磷脂是膜的骨架，对膜的透性有重 要意义。
植物营养学了解植物对养分的吸收利用和转运
植物营养学了解植物对养分的吸收利用和转运植物营养学是研究植物如何吸收、利用和转运养分的学科。
植物获得养分主要通过根系吸收，这些养分在整个植物体内被转运和利用，从而维持植物的生长和发育。
植物对养分的吸收、利用和转运是一个复杂而精密的过程，以下将对此进行详细探讨。
1. 养分吸收1.1 根系结构植物的根系担负着吸收土壤中养分的重要任务。
根系主要由根须、根毛、侧根等组成。
根毛是根系的重要部分，它们是细长而具有高度分枝的结构，增大了根表面积，提供了更多吸收水分和养分的机会。
1.2 吸收机制植物通过根毛吸收土壤中的水分和溶解在水分中的养分。
吸收养分的过程主要通过活跃的转运系统实现。
养分进入根毛细胞后，通过质子泵和离子通道等蛋白质分子的参与，以活跃和被动的方式进入细胞内。
2. 养分利用植物在细胞内利用吸收到的养分进行能量和物质的合成。
养分在细胞内被运用于维持生理功能，调节植物的生长和发育。
其中，氮、磷、钾是植物所需的主要营养元素。
2.1 氮的利用氮素是植物体内蛋白质、核酸、酶和激素等合成的重要原料。
植物通过根系吸收土壤中的氮化合物，并转化为无机氮和有机氮供细胞利用。
植物能够通过氮同化途径将无机氮转化为蛋白质等有机氮化合物。
2.2 磷的利用磷是植物体内的重要营养元素，参与DNA、RNA、ATP等生物分子的合成。
植物通过激活酸性磷酸酶酶群以及磷胁迫诱导因子等，在磷应力条件下提高磷吸收和利用效率。
2.3 钾的利用钾是植物的必需元素，参与调节细胞正负电荷平衡和渗透调节等功能。
植物通过根系吸收土壤中的钾离子，并在细胞中保持适宜的钾浓度。
此外，钾对植物的碳代谢和产量也具有重要影响。
3. 养分转运植物体内的养分需要进行转运，以满足各种组织和器官的需求。
养分的转运主要通过特定的转运蛋白质实现。
3.1 水分和无机离子的转运水分和无机离子在植物体内形成连续的运输通路，实现整体的水分吸收和分配。
根系吸收到的水分和养分通过根木质部和细胞间隙等通道被转运到茎、叶和其他器官。
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1.1
有益元素在植物体内的含量、分布和形态
元素
含量
莎草科,禾本科：10-15％
硅(Si) 旱地禾本科等：1-3％
豆科植物等：<1％
钠(Na)
平均含量：0.1％ 甜菜：3-4％ 牧草：20-2 000 mg/Kg
种。它们是碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、硼、 锰、铜、锌、鉬、氯、(镍)。
B
Mg
C
Ni
Fe
N
Cl
Zn
Mo
S
H
O
Cu
Ca
KP
Mn
氢和氧：很早就知道水是植物必需营养物质，水由氢和氧组成； 碳：1800年，Senebier 和 Saussure 氮：1804年，Saussure 磷、钾、镁、硫、钙：1839年，Sprengel 铁：1860年，J. Sacks 锰：1922年，J. S. McHargue 硼：1923年，K. Warington, 1926年，A. L. Sommer 和 C. B. Lipman 锌：1926年，A. L. Sommer 和 C. B. Lipman 铜：1931年，C. B. Lipman 和G. Mackinney 钼：1939年，D. I. Arnon 和 P. R. Stout 氯：1954年，T. C. Broyer等 镍：1987年，P. H. Brown等
二、生物膜的结构与性质
细胞膜:又称质膜。细胞表面的一层有弹性的薄膜。 有时称为细胞外膜或原生质膜。 它包围着原生质— —细胞核和细胞质，是细胞与环境进行物质交换、 能量转换和信息传递的门户。细胞膜与构成细胞器 的内膜在化学组成和分子结构上基本一致，统称生 物膜。
植水物稻缺必铁需营养元 素的各种功能水一稻般铁毒通过植 物的外部形态表现出来。而当植物缺乏或过量吸 收某一元素时，会出现特定的外部症状，这些症 状统称为“植物营养失调症”，包括“营养元素 缺乏症” 和“元素毒害症”。
确定 年份
1939 1931 1926 1922 1844 1923 1954 1839 1839 1839 1839 1839 1804 最早 1800 最早
钴(Co)
平均含量：0.02-0.5mg/Kg 豆科植物：0.24-0.52mg/Kg
高硒累积型：数千mg/Kg
硒(Se) 非硒累积型：<30mg/Kg
食用植物：0.01-1.00mg/Kg
一般含量：20-200mg/Kg
铝(Al) 铝累积型：>0.1%
非累积型：<200mg/Kg
分布
SiO2：细胞 壁,细胞间隙, 导管
2、植物的必须元素
(2) 概念
元素不可替代律：每一种营养元素具有其特殊的生理功能， 是其它元素不能代替的。
(3) 植物必须营养元素分类
大量元素：C、O、H、N、P、K 中量元素：Ca、Mg、S 微量元素：Cl、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Ni
目前 国内外公认的高等植物所必需的营养元素有16(或17)
1987
正常生长植株的干物质中营养元素的平均含量
元素
钼 铜 锌 锰 铁 硼 氯 硫 磷 镁 钙 钾 氮 氧 碳 氢
镍
符号
Mo Cu Zn Mn Fe B Cl S P Mg Ca K N
O C
H
Ni
mol/克（干重 ）
mg/kg
%
0.001 0.1 0.30 1.0 2.0 2.0 3.0 3.0
60 80 125 250 1000
形态
无定型硅胶,多 聚硅酸,胶状硅 酸,单硅酸
因植物而异 离子态(Na+)
离子态
种子>叶、茎、 无机态（SeO42-)
根
有机态
挥发态
根系>叶部 老叶>幼叶
离子态(Al3+)
有益元素的生理功能
元素
主要生理功能
参与细胞壁的组成(增强植物的硬度); 硅(Si) 影响植物光合作用与蒸腾作用;
提高植物的抗逆性; 与其它养分相互作用
植物对养分的吸收
植物对养分的吸收
一、植物的养分组成 二、生物膜的结构与性质 三、植物根的构造 四、养分向根表的迁移 五、植物对养分的吸收 六、植物体内物质运输 七、植物根际营养特性 八、植物根外营养 九、源与库的关系
一、植物的养分组成
C
N
H
Fe
Cl
Mo
S Mg
P
பைடு நூலகம்
O
Mn B
Cu
Zn
Ca
K
1、植物的组成成分
C4或CAM类植物 (如甜菜等)
豆科固氮植物(必需)
百合科、十字花科、 豆科、禾本科(低浓度) 喜酸性植物(如茶树)
需要注意的问题——
十六种（或十七种）营养元素同等重要，具有不可替 代性；
N、P、K素有“植物营养三要素”或“肥料三要素” 之称； 有益元素对某些植物种类所必需，或是对某些植物的
生长发育有益。
刺激植物生长; 调节细胞渗透压; 钠(Na) 影响植物水分平衡与细胞伸展;
代替钾行使营养功能, 如部分酶激活等
参与豆科植物根瘤固氮; 钴(Co) 调节酶或激素活性, 刺激植物生长;
稳定叶绿素
硒(Se)
刺激植物生长; 增强植物体的抗氧化作用
铝(Al)
刺激植物生长; 影响植物颜色; 某些酶的激活剂
主要受益植物 禾本科植物 (如水稻、小麦、大麦)
植物体
水 干物质
矿物质(5-10%) 有机物质(90-95%)
按元素分
能量 元素（气态元素） 矿质元素（灰分元素）
植物由水和干物质组成，一般新鲜植物 含有75—95％的水和5—25％的干物质。
2、植物的必须元素
（1）确定必需营养元素的三条标准 (Arnon & Stout, 1939) 必 要 性:缺少这种元素植物就不能完成其生命周期 不可替代性:缺少这种元素后，植物会出现特有的症状，而其它元 素均不能代替其作用，只有补充这种元素后症状才会减轻或消失。 直 接 性:这种元素是直接参与植物的新陈代谢，对植物起直接 的营养作用，而不是改善环境的间接作用。
必需营养元素的主要功能
第一类：C、H、O、N、S 1. 组成有机体的结构物质和生活物质 2. 组成酶促反应的原子基团
第二类：P、B、(Si) 1. 形成连接大分子的酯键 2. 储存及转换能量
第三类：K、Mg、Ca、Mn、Cl 1. 维护细胞内的有序性，如渗透调节、电性平衡等
2. 活化酶类 3. 稳定细胞壁和生物膜构型 第四类：Fe、Cu、Zn、Mo、Ni 1. 组成酶辅基 2. 组成电子转移系统
60000
0.1
-
0.6
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20
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50
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100
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20
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100
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45
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45
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6
1.1
有益元素在植物体内的含量、分布和形态
元素
含量
莎草科,禾本科：10-15％
硅(Si) 旱地禾本科等：1-3％
豆科植物等：<1％
钠(Na)
平均含量：0.1％ 甜菜：3-4％ 牧草：20-2 000 mg/Kg
种。它们是碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、硼、 锰、铜、锌、鉬、氯、(镍)。
B
Mg
C
Ni
Fe
N
Cl
Zn
Mo
S
H
O
Cu
Ca
KP
Mn
氢和氧：很早就知道水是植物必需营养物质，水由氢和氧组成； 碳：1800年，Senebier 和 Saussure 氮：1804年，Saussure 磷、钾、镁、硫、钙：1839年，Sprengel 铁：1860年，J. Sacks 锰：1922年，J. S. McHargue 硼：1923年，K. Warington, 1926年，A. L. Sommer 和 C. B. Lipman 锌：1926年，A. L. Sommer 和 C. B. Lipman 铜：1931年，C. B. Lipman 和G. Mackinney 钼：1939年，D. I. Arnon 和 P. R. Stout 氯：1954年，T. C. Broyer等 镍：1987年，P. H. Brown等
二、生物膜的结构与性质
细胞膜:又称质膜。细胞表面的一层有弹性的薄膜。 有时称为细胞外膜或原生质膜。 它包围着原生质— —细胞核和细胞质，是细胞与环境进行物质交换、 能量转换和信息传递的门户。细胞膜与构成细胞器 的内膜在化学组成和分子结构上基本一致，统称生 物膜。
植水物稻缺必铁需营养元 素的各种功能水一稻般铁毒通过植 物的外部形态表现出来。而当植物缺乏或过量吸 收某一元素时，会出现特定的外部症状，这些症 状统称为“植物营养失调症”，包括“营养元素 缺乏症” 和“元素毒害症”。
确定 年份
1939 1931 1926 1922 1844 1923 1954 1839 1839 1839 1839 1839 1804 最早 1800 最早
钴(Co)
平均含量：0.02-0.5mg/Kg 豆科植物：0.24-0.52mg/Kg
高硒累积型：数千mg/Kg
硒(Se) 非硒累积型：<30mg/Kg
食用植物：0.01-1.00mg/Kg
一般含量：20-200mg/Kg
铝(Al) 铝累积型：>0.1%
非累积型：<200mg/Kg
分布
SiO2：细胞 壁,细胞间隙, 导管
2、植物的必须元素
(2) 概念
元素不可替代律：每一种营养元素具有其特殊的生理功能， 是其它元素不能代替的。
(3) 植物必须营养元素分类
大量元素：C、O、H、N、P、K 中量元素：Ca、Mg、S 微量元素：Cl、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Ni
目前 国内外公认的高等植物所必需的营养元素有16(或17)
1987
正常生长植株的干物质中营养元素的平均含量
元素
钼 铜 锌 锰 铁 硼 氯 硫 磷 镁 钙 钾 氮 氧 碳 氢
镍
符号
Mo Cu Zn Mn Fe B Cl S P Mg Ca K N
O C
H
Ni
mol/克（干重 ）
mg/kg
%
0.001 0.1 0.30 1.0 2.0 2.0 3.0 3.0
60 80 125 250 1000
形态
无定型硅胶,多 聚硅酸,胶状硅 酸,单硅酸
因植物而异 离子态(Na+)
离子态
种子>叶、茎、 无机态（SeO42-)
根
有机态
挥发态
根系>叶部 老叶>幼叶
离子态(Al3+)
有益元素的生理功能
元素
主要生理功能
参与细胞壁的组成(增强植物的硬度); 硅(Si) 影响植物光合作用与蒸腾作用;
提高植物的抗逆性; 与其它养分相互作用
植物对养分的吸收
植物对养分的吸收
一、植物的养分组成 二、生物膜的结构与性质 三、植物根的构造 四、养分向根表的迁移 五、植物对养分的吸收 六、植物体内物质运输 七、植物根际营养特性 八、植物根外营养 九、源与库的关系
一、植物的养分组成
C
N
H
Fe
Cl
Mo
S Mg
P
பைடு நூலகம்
O
Mn B
Cu
Zn
Ca
K
1、植物的组成成分
C4或CAM类植物 (如甜菜等)
豆科固氮植物(必需)
百合科、十字花科、 豆科、禾本科(低浓度) 喜酸性植物(如茶树)
需要注意的问题——
十六种（或十七种）营养元素同等重要，具有不可替 代性；
N、P、K素有“植物营养三要素”或“肥料三要素” 之称； 有益元素对某些植物种类所必需，或是对某些植物的
生长发育有益。
刺激植物生长; 调节细胞渗透压; 钠(Na) 影响植物水分平衡与细胞伸展;
代替钾行使营养功能, 如部分酶激活等
参与豆科植物根瘤固氮; 钴(Co) 调节酶或激素活性, 刺激植物生长;
稳定叶绿素
硒(Se)
刺激植物生长; 增强植物体的抗氧化作用
铝(Al)
刺激植物生长; 影响植物颜色; 某些酶的激活剂
主要受益植物 禾本科植物 (如水稻、小麦、大麦)
植物体
水 干物质
矿物质(5-10%) 有机物质(90-95%)
按元素分
能量 元素（气态元素） 矿质元素（灰分元素）
植物由水和干物质组成，一般新鲜植物 含有75—95％的水和5—25％的干物质。
2、植物的必须元素
（1）确定必需营养元素的三条标准 (Arnon & Stout, 1939) 必 要 性:缺少这种元素植物就不能完成其生命周期 不可替代性:缺少这种元素后，植物会出现特有的症状，而其它元 素均不能代替其作用，只有补充这种元素后症状才会减轻或消失。 直 接 性:这种元素是直接参与植物的新陈代谢，对植物起直接 的营养作用，而不是改善环境的间接作用。
必需营养元素的主要功能
第一类：C、H、O、N、S 1. 组成有机体的结构物质和生活物质 2. 组成酶促反应的原子基团
第二类：P、B、(Si) 1. 形成连接大分子的酯键 2. 储存及转换能量
第三类：K、Mg、Ca、Mn、Cl 1. 维护细胞内的有序性，如渗透调节、电性平衡等
2. 活化酶类 3. 稳定细胞壁和生物膜构型 第四类：Fe、Cu、Zn、Mo、Ni 1. 组成酶辅基 2. 组成电子转移系统