《氮素利用效率》PPT课件
光合作用中的氮代谢与氮素利用效率的生物化学调控
光合作用中的氮代谢与氮素利用效率的生物化学调控氮是植物生长过程中不可或缺的元素之一，它是合成氨基酸和其他生物分子的重要基础。
在光合作用中，氮代谢扮演着至关重要的角色，并通过生物化学调控来提高氮素利用效率。
本文将探讨光合作用中的氮代谢及其调控机制。
一、氮代谢的重要性氮作为构成蛋白质和核酸的基础元素，对植物的生长和发育起着至关重要的作用。
植物通过根系吸收土壤中的氮素，然后经过根、茎和叶的运输，最终运送到叶绿体中进行光合作用。
在光合作用中，氮代谢发挥着调控植物生长和产量的重要作用。
二、光合作用中的氮代谢在光合作用中，氮代谢主要包括氮吸收、转运、修饰和利用等过程。
其中，光合作用中的氮代谢主要以两种形式存在：硝酸盐代谢和铵离子代谢。
1. 硝酸盐代谢植物通过根系吸收土壤中的硝酸盐，并通过根、茎和叶的运输将其运送到叶绿体中。
在叶绿体中，硝酸盐被还原成氨基酸，并进一步转化为其他氮化合物，供给光合作用中的合成反应使用。
2. 铵离子代谢植物可以通过吸收土壤中的铵离子来满足光合作用中的氮需求。
铵离子可以直接进入叶绿体，并通过氨基酸转化进一步参与氮代谢反应。
铵离子的代谢过程相对硝酸盐代谢来说更加简单和高效。
三、氮素利用效率的生物化学调控为了提高氮素利用效率，植物通过多种生物化学调控机制来调节光合作用中的氮代谢。
1. 激素调控植物激素如植物生长素和赤霉素等，通过影响氮代谢相关基因的表达来调控氮素利用效率。
激素可以促进氮吸收、转运和利用等过程，从而提高植物对氮的利用效率。
2. 酶活性调控在光合作用中，多种氮代谢相关酶参与了氮化合物的合成和分解反应。
通过调控这些酶的活性，植物可以合理利用土壤中提供的氮素资源。
3. 基因表达调控植物通过调控氮代谢相关基因的表达来提高氮素利用效率。
这些基因参与了氮代谢的各个环节，包括氮吸收、转运、修饰和利用等过程。
四、未来研究方向对于光合作用中的氮代谢与氮素利用效率的生物化学调控，仍有许多问题需要深入研究。
最新土壤氮素与氮肥ppt课件
（续）表 铵态氮肥在土壤中的转化和施用 品种 转化及结果 施用 氯化铵 NH4＋＋Cl－ 基肥 (配施石灰和 使土壤酸化(生理酸,硝化酸, 有机肥)，追肥，适于 代换酸)、脱钙板结 稻田和一般作物， 不宜忌氯作物 硫 铵 NH4＋＋SO42－ 基肥(配施石灰和 使土壤酸化(游离酸生理酸, 有机肥)，追肥，种肥 硝化酸，代换酸)、板结 适于各种作物 不宜稻田
有机氮 无机氮
矿化作用 固定作用
1.有机态氮的矿化作用（氨化作用）
（1）. 定义：在微生物作用下，土壤中的含氮有机质分解形成氨的过程。 （ 2）. 过程： 有机氮 氨基酸 NH4＋－N＋有机酸 （有效化）
土壤中铵态氮肥变化示意图
Hale Waihona Puke 氨气吸收吸附
挥发
NH4+
NH4+
硝化作用
铵态氮肥
铵态氮肥
硝态氮
土壤 胶粒
2.在土壤中的转化和施用 表 铵态氮肥在土壤中的转化和施用 品种 转化及结果 施 用 液氨 NH3＋H2O NH4＋＋OH－ 基肥, 追肥及深施 氨水 对土壤和作物影响不大 基肥, 追肥, 深施 碳铵 NH4＋＋HCO3－ 基肥, 追肥, 深施 对土壤没有副作用，适于各种土壤和大对数作物
3、土壤中氮的形态 水溶性 速效氮源 <全氮的5% （1）. 有机氮 水解性 缓效氮源 占50～70% (>98%) 非水解性 难利用 占30～50% 离子态 土壤溶液中 （2）. 无机氮 吸附态 土壤胶体吸附 (1～2％) 固定态 2：1型粘土矿物固定
本章小结： 1. 植物的氮素营养 （掌握吸收与同化、失调症） 2. 土壤中的氮素及其转化 （掌握主要转化的含义） 3. 氮肥的种类性质与施用 （掌握） 4. 氮肥的合理施用（掌握）
作物氮营养生理生态
NH4
主要在根系还原为氨基酸和酰胺，再向地上部运输。以离 子向上运输的极少
3、 同化过程
NR NiR GS GOGAT GPT
NO3——NO2——NH4——谷氨酰胺——谷氨酸—蛋白质
NADP Fd GDH 谷氨酸 -酮戊二酸 -酮戊二酸
谷氨酸 光合作用
淀粉/蔗糖合成
呼吸作用
三羧酸循环
三、离子吸收的影响
PEP PEPC 苹果酸脱H酶 苹果酸酶
CO2
在描述植物氮素同化模式 时，把PEP羧化酶作为一个关键 成分。供应 NH4植株根中 PEP 羧化酶活性高反映根中合成 氨基酸需要较多的碳架， 供应 NO3时，叶片 PEP羧化酶活性高，因为地上部同化占 优势。
在缺氮素条件下，碳同化以 RUBP 羧化酶为主，在转到供 NH4营养时，光合碳固定以转为以PEP羧化酶为主。 NO3 吸收在维持叶片渗透中作用很大，而在 NO3 还原为 NH4后，有机酸起着渗透调节的作用。而 NH4不能在叶片 中累积，对叶片的扩展并无太大的作用。所以， NO3植株 叶片较大，出叶快。
2、土壤氮淋洗 NH4易被土壤固定，不容易被淋洗； NO3为负离子，易被 淋洗。 在地下水污染中，NO3起很大的作用 3、混合氮营养：促进以下过程 （1） 叶绿素含量与光合作用：
（2） 离子吸收与积累
（3） 生长反应 （4） 蛋白质含量： （5） 酶活性NRA、PEP、RUBP、GS （6） 激素:IAA、CTK
NH4 的吸收造成根际的酸化，降低 Ca 、 Mg 、 K 的吸收， 磷酸盐的有效性降低， Fe 、 Al 和 Mn 浓度提高； NH4 的 吸收同样受到抑制；西红柿的脐腐病由于缺Ca引起。 NO3 的吸收造成根际的碱化，提高 Ca 、 Mg 、 K 的吸收， 提高P的吸收。但在高pH下P的有效性因Ca、Mg的存在 而降低。 K作为NO3的吸收伴随离子，对NO3的吸收起关键影响。 故施钾肥可以提高氮素吸收量及氮利用效率 NO3供应易诱导缺铁
作物生长中的养分吸收与利用效率
作物生长中的养分吸收与利用效率作物的生长过程中，养分的吸收与利用效率对于产量和质量的形成起着至关重要的作用。
作物能否高效地吸收和利用土壤中的养分，直接关系到作物的生长发育和经济效益。
本文将从不同养分的吸收机制和作物提高养分利用效率的方法进行论述。
一、氮素的吸收与利用效率氮素是作物生长所需的重要养分之一，对作物的生长发育和产量具有重要影响。
氮素的吸收主要通过根系进行，其中根毛的作用不可忽视。
根毛的发育情况与作物吸收氮素的效率密切相关。
提高根毛的数量和长度，可以增加作物对氮素的吸收能力，从而提高氮素的利用效率。
此外，合理施用氮肥也是提高氮素利用效率的重要措施。
过量的氮肥施用不仅浪费资源，还容易造成土壤污染和环境问题。
因此，根据作物的需求量和土壤中的供应情况，科学施用氮肥是提高氮素利用效率的关键。
二、磷素的吸收与利用效率磷素是作物吸收的重要养分之一，对作物的根系发育和能量代谢具有重要影响。
磷素的吸收主要通过根系的活动和转运完成。
根系的分泌和溶解有助于磷素的释放和吸收。
作物根系生长较好，根系积极分泌酸性物质，可以提高磷素的有效吸收率。
同时，作物根系的生物活性物质也对磷素的吸收有一定的促进作用。
例如，一些根系分泌的酶类物质可以将磷素转化为可溶性的形式，从而增强磷素的吸收能力。
此外，磷素的利用效率还受到土壤pH值的影响。
酸性土壤下，磷素的有效性较高，而碱性土壤则影响磷素的吸收利用效果。
三、钾素的吸收与利用效率钾素是作物吸收的主要无机离子之一，对作物的生长和调节功能具有重要作用。
钾素的吸收主要通过根系的活动完成，作物根系对钾素的吸收能力与其根系表面积和吸收酶的活性有关。
另外，作物对钾素的吸收还受到温度、水分和土壤中钾含量等因素的影响。
适宜的温度和水分条件有利于钾素的吸收和利用效率的提高。
缺水和高温会导致作物根系活动受限，进而降低钾素的吸收效率。
此外，土壤中钾含量的水平也会影响该元素的吸收和利用。
钾含量过低或过高都会降低作物对钾素的吸收效果。