根系养分吸收

3、植物吸收有机养分的意义
提高对养分的利用程度 减少能量损耗
植物吸收
离子态养分－－主要
有机态养分－－次要
小结：植物对养分的吸收
吸收的含义：
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 确切的吸收－－指养分通过细胞原生质膜进入细胞内的过程
植物吸收的养分形式：
皂
喷施时间：清晨、傍晚或阴天 4. 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 5. 溶液浓度：0.1～2％
第三节 影响植物吸收养分的 外界环境条件

光照
温度
水分
通气
反应
养分浓度
离子间的相互作用
一、光照
光照可通过影响植物叶片的光合强度而对某些 酶的活性、气孔的开闭和蒸腾强度等产生间接 影响，最终影响到根系对矿质养分的吸收。
特点：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。
载体学说能够比较圆满地从理论上解释关于 离子吸收中的三个基本问题： 离子的选择性吸收；
离子通过质膜以及在膜上的转移；
离子吸收与代谢的关系。
5、 主动吸收与被动吸收的比较
区别： 是否逆电化学梯度
是否消耗代谢能量
是否有选择性
二、叶部营养的应用条件（影响因素）
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 如氮肥：尿素>硝酸盐>铵盐 钾肥：氯化钾>硝酸钾>磷酸二氢钾 3. 湿润时间（0.5～1小时） 可加入“润湿剂”：0.1～0.2％洗涤剂或中性
P、Zn、Fe、B等易被土壤固定的养分离子
某些生理活性物质如赤霉素、B9等
b、吸收速率快，能及时满足作物营养需要
叶部对养分的吸收和运转速率比根部快，能及 时满足作物的营养需要。例如 土壤施肥15 d植物吸 收的磷才相当于叶面施肥5 min的吸收量。
c、强株健体，促进根部营养
根外营养可促进植株健壮生长，并可提高光合作 用和呼吸作用的强度，显著地促进体内各种酶活性， 从而直接影响植物体内一系列重要的生理生化过程， 改善了植物对根部有机养分的供应和提高根系活力， 增强根系对水分和养分的吸收能力。
质流（集流）（Mass flow）
扩散 (Diffusion)
1、截获 (Interception)--- Jeny Overstreet(1939)提出 截获是指根系在土壤的伸展过程中吸取直接接触到的养分 的过程。
截获是一种接触交换（根表面与粘粒表面 的距离<5 nm ） 根系截获供应的养分量与根系接触土壤的 体积以及与根容积相当的周围土壤中含有的养 分量有关（通过这种方式得到的养分通常不到 植物需要量的5% ） N、P、K所占的比例很小，Ca、 Mg所占的 比例较高
间接影响： 1、水分影响土壤通气性和氧化还原状况； 2、影响根系的生长发育； 3、影响微生物的种类和数量。
四、通气
植物根系的呼吸作用在很大程度上依赖于土壤空 气中O2的供应。因此根部介质周围必须经常保持充 足的氧气，才能使作物根正常吸收养分。

良好的通气环境，能使根部供氧状况良好，并 能使呼吸产生的CO2从根际散失。这一过程对根系 正常发育、根的有氧代谢以及离子的吸收都有十分 重要的意义。
二、温度
适 温
低 温 0 oC 温度 高 温 40 oC
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。原因：

光合作用强度增高，提供能源物质多。
光合产物运转加快，呼吸作用加强，提供的能量多。
蒸腾作用增强，提高养分的吸收速率。
诱导硝酸还原酶活性，促进氮同化。 促进土壤养分矿化，提高养分的有效性。
1、几个名词的概念 植物通过叶片或茎吸收养分的营养方式。这种供应 营养的方式称为叶面施肥
植物吸收养分不一定需要通过根部，自叶部（包括 茎部）也能吸收养分来营养自己，这一现象称为根外营 养。
2、根外营养的特点（部分内容补充）
a、直接供应养分，防止养分的固定和转化
叶面施肥可使肥料直接与植物体接触，养分 无需通过土壤，这既可使植物及时获得养分， 又可避免水溶性的有效养分或被土壤固定、或 挥发、淋失等损失问题。
SiO2 100 5 65 35
2．酶的诱导和代谢途径 植物体内硝酸还原酶是一个诱导酶，需要 光的激活。 光照不足，硝酸还原酶的活性降低，造成 NO3- 在植物体内积累。这不仅影响到 NO3--N 的 进一步吸收，而且还影响到产品的品质。
3．影响蒸腾作用
光可以调节叶片气孔的开闭而影响蒸腾作用， 间接地影响植物对养分的吸收。
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 根部吸收
气态养分－－叶为主，根也可
叶部吸收
植物根系对养分的吸收
养分：土壤
迁移 截获 质流 扩散
根表
吸收 主动 被动
根内
三、植物营养与根系特性
（一）根系形态特征与养分吸收
1. 根的类型 直根系：根深 从整体上分 须根系：根广 分 主根 类 定根 侧根 从个体上分
d、节省肥料，提高经济效益
根外喷施磷、钾肥和微量元素肥料，用量只相当于 土壤施用量的 10 ％～ 20 ％。肥料用量大大节省，成本 降低，因而可提高经济效益。
e、可弥补根部对养分吸收的不足 在作物苗期一般根系不发达，养分吸收能力弱，而 易出现黄苗和苗弱现象；在作物生长后期由于根系功 能衰退，吸收养分能力差。
(Barber,1984)
4 根系对养分吸收方式
一般包括两种方式:
被动吸收 (passive uptake) 主动吸收 (active uptake）
（1）被动吸收(Passive absorption)
被动吸收：是指养分顺着浓度梯度 (分子和离子) 或电化学 势梯度（离子) 由介质溶液进入细胞内的过程。 特点：不需要能量，也没有选择性，也叫非代谢性吸收。 被动吸收分为简单扩散（simple diffusion)与易化(协助, 促 进）扩散(facilitated diffusion)两种方式。
（2）主动吸收（active absorption）
定义：膜外养分逆浓度梯度 (分子和离子) 或电化学势 梯度(离子)通过细胞膜进入细胞内的过程。
特点：需要能量，具有选择性。
植物主动吸收养分的机理：载体解说、离子泵解说
被动吸收
离子交换
（A）载体解说
① 载体（carrier）的定义 －－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）。
微生物活动增强，土壤有机质分解加快，释放的养分多。
温度过高养分吸收速率降低的原因
温度过高（超过40º C ）时，高温使体内酶 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。
温度对水稻吸收矿质养分的影响
三、水分
直接影响： 1、影响养分迁移的方式和数量； 2、影响养分的溶解度和有机养分的矿化。
影响养分扩散速率的因素： 土体中的水分含量 养分离子的扩散系数：NO3- > K+ > H2PO4 土壤质地 土壤温度
扩散对供应钾的贡献最大，其次是磷和氮。
土壤养分迁移途径对玉米养分供应的相对重要性
每公顷生产 9500kg籽粒所需 截 获 质 流 扩 散 养分 养分数量 2) 2 / (kg/hm /(kg/hm ) N 190 2 150 38 P 40 1 2 37 K 195 4 35 156 Ca 40 60 150 0 Mg 45 15 100 0 S 22 1 65 0
第三章 植物对养分的吸收
二 、 植 物 的 叶 部 营 养
三 、 影 响 植 物 吸 收 养 分 的 外 界 环 境 条 件
一 、 根 部 营 养
四 、 植 物 的 营 养 特 性
五 、 施 肥 的 基 本 原 理
吸收 — 植物从环境中摄取养分的过程，真正的吸收 含义是指外部介质中的养分离子通过细胞膜进入细胞 内部的过程。
二 、植物对有机态养分的吸收
1、植物可吸收的有机态养分的种类 含氮：氨基酸、酰胺等 含磷：磷酸己糖、磷酸甘油酸、卵磷脂、植酸钠等 其它：RNA、DNA、核苷酸等
2、吸收机理
透过酶载体学说 － 细胞膜上存在特异性的透过酶，有机养分以此透过 酶为载体而运如膜内。该过程需要消耗能量，属于主动吸收过程。 胞饮作用 －细胞外的液体微滴或物质吸附在质膜上，通过质膜的内陷形 成小囊泡而被消化吸收的过程。这种吸收是非选择性的，对矿质养分的 吸收作用不大，但是吸收大分子物质的重要机制。需要能量。
Lv越大，总面积越大，根与养分接触的机率高
4. 根的分布
分布稀疏或过密：养分利用不充分 分布合理：提高养分吸收效率
根
根
根
根
养分吸收范围
A. 分布稀疏
B. 分布较密
根系分布与养分吸收范围示意图
Shallow
Intermediate
Deep
不同容重土壤上大麦幼苗根系生长情况
1.35g/cm3
1.55g/cm3
5. 根际pH值
呼吸作用
（1）影响因素 根系分泌的有机酸
养分吸收 阳离子>阴离子
（2）作用：影响养分的有效性
6. 根际氧化还原电位（Eh值）
（1）影响因素
①作物种类：旱作：Eh较土体低
水稻：Eh较土体高 ②介质养分状况 如水稻施钾，Eh上升， Fe2+ Fe3+