大学植物生理学经典课件03 植物的矿质营养

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1、3植物的矿质营养黑龙江大学农业资源与环境学院本章内容研究植物矿质营养的方法1植物必需的矿质元素及其生理作用*2植物细胞对矿质元素的吸收*3根系对矿质元素的吸收*4叶片营养5矿物质在植物体内的运输与分配*6合理施肥的生理基础与意义*7植物营养的研究历史1627年，荷兰人凡·海尔蒙做柳枝试验，第一个用实验方法探索植物营养来源。1650年，格劳勃(Glauber)发现向土壤中加入硝酸盐能使植物产量增加，认为水和硝酸盐是植物生长的基础。1699年，英国的伍德沃德(Woodward)用雨水、河水、山泉水、自来水和花园土的水浸提液培养薄荷，发现植株在河水中生长比在雨水中好，

2、而在土壤浸提液中生长最好。据此他得出结论：构成植物体的不仅是水，还有土壤中的一些特殊物质。1804年，瑞士的索苏尔报告：若将种子种在蒸馏水中，长出来的植物不久即死亡，它的灰分含量也没有增加；若将植物的灰分和硝酸盐加入蒸馏水中，植物便可正常生长，这证明了灰分元素对植物生长的必需性。布森格(J·Boussingault)进一步在石英砂和木炭中加入无机化学药品培养植物，并对植物周围的气体作定量分析，证明碳、氢、氧是从空气和水中得来，而矿质元素是从土壤中得来。1840年，德国的李比希(J.Liebig)建立了矿质营养学说，并确立了土壤供给植物无机营养的观点。1860年，

3、诺普(Knop)和萨克斯(Sachs)用已知成分的无机盐溶液培养植物获得成功，自此探明了植物营养的根本性质，即自养型(无机营养型)。3.1研究植物矿质营养的方法3.1.1灰分分析灰分分析(ashanalysis)即采用物理和化学手段对植物材料中干物质燃烧后的灰分进行分析的方法。N不存在于灰分中，由于N和灰分元素都是从土壤中吸收的，通常将N归于矿质元素一起讨论植物材料105℃水分↑干物质5~90%燃烧有机氧化物↑灰分：70多种矿质元素元素占干重%元素占干重%元素占干重%元素占干重%氧70钛1×10-4铬5×10-4砷3×10-5氢10磷7×10-2钒1×10-4铯

4、n×10-5碳18氮3×10-1铷5×10-4钼2×10-5硅1.5×10-1锰1×10-1锆＜10-4硒n×10-7铝2×10-2硫5×10-2镍5×10-5镉1×10-4钠2×10-2氟1×10-5铜2×10-4碘1×10-5铁2×10-2氯n×10-2锌3×10-4汞n×10-7钙3×10-2锂1×10-5钴2×10-2镭n×10-14镁7×10-2钡n×10-4硼1×10-4钾3×10-1锶n×10-4铅n×10-4植物体中化学元素含量植物体内矿质元素的含量会因植物种类、器官或部位、生存环境不同而有很大差异。◆老龄植株和细胞中的含灰含量比幼龄植株和细胞的

5、高；◆干燥、通气或盐分含量高的环境中生长的植物，其含灰量通常较高；◆植物种类:禾本科植物中含Si较多；十字花科和伞形科植物富含S；豆科植物富含Ca和S；马铃薯块茎富含K；海藻中含有大量的I；盐生植物往往含有较多的Na等。3.1.2溶液培养法溶液培养法(solutionculturemethod)/水培法(waterculturemethod或hydroponics)即在含有矿质元素的营养液中培养植物的方法。目前使用最为广泛的营养液配方是由美国科学家D.R.Hoagland等设计的Hoagland(大量元素)和Arnon溶液(微量元素)。溶液培养的类型:(1)纯溶

6、液培养(puresolutionculture)，即将植物直接栽植在营养液中，此营养液中无其他介质(medium)。(2)砂基培养法(sandculturemethod)，简称砂培法，即将洗净的石英砂(acid-wshedquartzsand)、珍珠岩(perlite)或蛭石(vermiculite)作为支持物或介质加入营养液中来栽培植物的方法。(3)气培法(aeroponics)，是将植物根系置于营养液气雾中栽培植物的方法。(4)营养膜(nutrientfilm)法，将植物固定在一个盛装流动营养液的膜槽内培养的方法。溶液培养中的注意事项：(1)通气；(2)及时

7、更换或补充营养液；(3)注意消毒，以免微生物污染；(4)研究植物的必需矿质时，必须保证所用的试剂、容器、介质、水等十分纯净轻微的污染都会导致错误的结果。无土栽培的优点和发展前景(1)不受环境条件限制(2)提高土地使用效率(3)高产、优质(4)“绿色”无污染(5)节约水肥(6)工厂化生产3.2植物必需的矿质元素及其生理作用3.2.1植物必需元素的标准和分类必需元素(essentialelement)是指植物生长发育必不可少的元素。植物必需元素的三个标准(Arnon&Stout，1939)：(1)若缺乏该元素，植物生长发育受到限制而不能完成其生活史；(2)缺少该元素

8、，植物会表现出专一的缺素