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7 植物营养 中量元素精品文档第五章 中量元素第一节 植物体内的钙和钙肥1. 植物体内钙的含量 一般为干物质重的0.53% 作物种类：豆科植物、甜菜等需钙较多，而禾谷类作物需钙较少 钙生植物 避钙植物 双子叶植物 单子叶植物器官：一般地上部比较多，根部较少，老叶较多，果实、籽粒较少 土壤钙含量：土壤交换性钙含量10 mol/kg时，作物通常不缺钙2、 植物体内钙的形态 在植物组织的细胞中，钙通常以游离Ca2+形态存在 钙也可与阴离子（羧基，磷酸根，羟基）形成草酸盐、磷酸盐等形态沉淀于液泡中 种子中，钙以植素的形态存在 在细胞壁中，钙以果胶酸钙的形态存在3. 钙的功能（1）钙能调节介质的生理平衡 中和作物代谢过程中所形成的有机酸 调节植物体内pH值（2）稳定生物膜 钙能与生物膜表面的磷脂分子结合，在维持膜的结构和功能上起重要作用（3）参与细胞壁的形成 钙是细胞壁中果胶酸钙的成分，影响细胞壁的形成（4）降低原生质的分散度 促使原生质浓缩，增强原生质的粘滞性，减少根中阳离子外渗（5）钙作为第二信使，通过次级受体，如钙调素和钙调蛋白等调节植物体内许多复杂的生理过程4. 钙的吸收 植物体内较高的钙离子浓度与植物生长介质中钙离子浓度较高有关，而与植物根细胞的吸收机制无关 植株吸收钙离子的数量受器官中阳离子代换量和草酸含量的影响 钙离子的吸收速率通常低于钾离子 钙离子的吸收速率低是因为钙离子只能被没有发生木栓化的根尖吸收5.钙的运输 尽管植株顶端的呼吸作用远低于下部老叶片，但是钙离子通常优先向地上部的顶端输送 植株向下运输钙离子的速度非常慢，因为韧皮部中的钙离子浓度很低，植株通过韧皮部液体获得钙离子的器官，其钙离子的浓度远低于叶片中钙离子的浓度 植株体内的钙离子一旦在老叶片中沉淀，就不会再向植株生长点运输了6 植物对钙的反应(1)植株缺钙症状 植株矮小，生长点或根尖易粘连弯曲； 分生组织生长受到抑制。缺钙植株的顶芽、侧芽、根尖等分生组织首先出现缺素症. 幼叶蜷曲变形，失绿，缺钙程度加重，叶缘出现坏死 缺钙导致细胞壁溶解，使组织变软 自然土壤不易缺钙，通常发生在人工培养的环境中(2)钙不足导致的植株失调 苹果：苦痘病，木栓病，水心病 西红柿，西瓜，马铃薯和辣椒：脐腐病 芹菜：黑心病 胡萝卜：空洞病 樱桃：硬化与开裂病 卷心菜，莴苣，大白菜：叶焦病(3) 导致缺钙的原因v 过量施氮v 钾，铵，镁的离子竞争v 缺硼v 过度修剪v 收获量过大（如果树）v 气候原因：湿度过大或干旱土壤因素:水浸土壤，盐分高，气性差，低温7.土壤中的钙 地壳中钙的平均含量为35.4 g/kg 湿度较大条件下，酸化可导致缺钙土壤中石灰和钙的作用 改良土壤的结构 中和土壤酸性 降低铝毒 给作物提供钙营养，特别是对酸性泥炭土 8.钙肥(1) 生石灰 v 90%-96% CaOv 强碱性v 中和土壤酸性的能力很强v 具有杀虫、灭草和土壤消毒的(2)熟石灰 由生石灰加水处理或贮存时吸湿而成 CaO+H2OCa(OH)2 + energy 主要成分: Ca(OH)2 CaO含量: 70% 碱性 中和土壤酸度的能力小于生石灰(3)碳酸石灰 石灰石，白云石或贝壳直接磨细而成 主要成份:CaCO3, CaCO3 92-98%，CaO 55% 碳酸石灰的溶解度较小，中和土壤酸性的能力较缓和但持久。一般细度以通过6080目筛孔为宜(4) 其他石灰肥料9石灰肥料的作用(1) 增加土壤有效养分 增加微生物活性 增加铁磷、铝磷和钼的有效性(2) 改善土壤理化性状(3) 供给作物钙、镁营养(4) 中和土壤酸性，消除铁锰毒害(5) 改善作物品质，减少病害缺点 对有机质的影响：石灰用量过多会使土壤有机质分解过速，腐殖质难于积累，土壤结构变坏 对微量元素的影响：土壤中有效磷、铁、锰、硼、锌、铜等的有效性降低 对大量元素的影响;石灰过量还会抑制作物对钾、镁的吸收。所以石灰用量必须适当，并应配合施用有机肥料10 施用石灰应注意的问题 石灰肥料的施用土壤性质 石灰用量：质地粘重质地疏松；旱地水田作物种类 根据作物耐酸能力：马铃薯，燕麦水稻，豌豆小麦，玉米，大豆第二节 植物镁营养与镁肥1.植物体内Mg的含量 植物体内镁的含量：干物重的0.05-0.7% 作物种类：豆科植物.和谷类作物 器官：种子茎秆和叶片根系成熟叶片中的含量：0.2-0.25%2植物体内镁的形态 70% 的镁是可扩散的，并且与有机物或无机物结合在一起，例如苹果酸。 在叶片中与叶绿素结合在一起 与非扩散阴离子如羧基，磷酰基结合 在谷物种子中以植酸盐形式储存3镁的吸收与运输镁向根系的移动v 镁主要通过质流供应给根系v 与钙相比，根系截获提供的镁离子要少得多3.1 镁的吸收（1） 镁通过根系以离子态被吸收（2） 镁的吸收是被动吸收（协助扩散）（3） 酸性土壤上，镁离子的吸收通常很低(受到H+的拮抗)（4） 当介质中其它阳离子含量很大时，镁离子的吸收受到抑制，尤其是K+和NH4+（5） 作物体内K/Mg 8 时，易缺镁，Ca/Mg2时，作物易减产3.2镁的运输1 . 镁从根系向地上部的运输受到K+和Ca2+的控制2 . 镁在韧皮部移动性很强，因此可以从老叶转移到幼叶或植株顶端3. 增加钾的供给，对植物不同器官镁离子浓度的影响不同。钾离子促进镁向果实和储藏器官中运输4. 镁的功能(1) 叶绿素的成分 镁位叶绿素的中心原子，1020%的镁存在于叶绿体内(2) 镁是多种酶的活化剂几乎所有的磷酸化酶、激酶、烯醇酶等都需要Mg2+来活化，促进光合作用(3) 促进脂肪合成 Mg2+通过活化ATP和辅酶A形成乙酰辅酶A促进脂肪的合成(4) 促进氮的代谢 活化谷氨酰胺合成酶和肽合成酶，促进谷氨酰胺和蛋白质合成促进果实中维生素A和维生素C合成,改进果品品质5. 缺镁症状v 对于双子叶植物，多数植物的主要症状是脉间黄化 极度缺镁时叶脉间出现坏死v 叶片会出现萎蔫状态，叶片变硬易碎。有些植物，叶片会提早脱落 缺镁症状先出现在老叶v 谷物和单子叶植物的缺镁症状通常不一样v 基部的老叶先出现由于叶绿素积累出现深绿色斑点，与叶片浅黄色的背景呈鲜明对比v 继续缺乏则导致叶片失绿并呈条纹状。叶尖出现坏死。6.镁过量1 . 镁过量不会对植物或其它生物产生毒害作用，过量的镁存贮在植物细胞的液泡中2 . 过高的镁或减少其它阳离子如钾离子的吸收7. 镁肥7.1按溶解性分为： 水溶性镁肥:硫酸镁、硝酸镁、氯化镁和含钾硫酸镁等 微水溶性镁肥:原生矿物和次生矿物，如白云石、蛇纹石、磷酸镁、磷酸镁铵和光卤石7.2镁肥管理对镁的推荐与钙相同(1) 少量的镁应条施作为种肥(2) 镁肥可以与其他养分（如硅肥）一起施用 在缺镁地区，奶牛由于缺镁而患缺镁症而手足抽搐，只有通过其它途径在饮食中添加镁才能得以缓解和消除7.3 镁肥的有效施用(1) 根据作物种类 块根块茎作物豆科作物禾本科作物 在蔬菜中，果菜类和根菜类叶菜类(2)根据土壤性质 一般酸性土、高度淋溶和阳离子交换量低的土壤应注意施用镁肥(3) 依据肥料特性水溶性镁肥宜作追肥，生育中期可用12%的硫酸镁进行叶面喷施.微水溶性镁肥宜作基肥，一般每公顷施Mg1522.5Kg即可. 在镁不足的土壤上，N肥引起缺Mg的顺序(NH4)SO4 CO(NH2)2 NH4NO3 Ca(NO3)2第三节 植物中的硫和硫肥1.硫的含量 通常为干重的0.10.5%（与磷在同样的数量级） 谷物（小麦，玉米）需硫量5-20kg S/ha 饲草（苜蓿）需要10-35kg S/ha 十字花科、百合科、豆科等作物需硫较多 作物各器官中硫的分布是种子中较多，茎杆中较少2硫的吸收 硫通过根系主要以无机态的硫酸盐形式被吸收 主动吸收, H+/ SO4-2 协同运输或 OH-/ SO4-2 对向运输 二氧化硫和硫化氢还可以通过叶片吸收3硫的运输 硫在植物体内是一种相对不易移动的元素 S不从老叶向幼叶迁移，因此缺硫先出现在幼叶4 植物体内硫的功能 硫是植物需求量相对较大的植物（与P，Ca，Mg相近，少于N和K） (1) component of active compounds(a) component of cysteine and methionine. 是必需氨基酸半胱氨酸和蛋氨酸的成分 They are the building blocks for proteins. About 90% the S in plants is contained in proteins. 半胱氨酸和蛋氨酸是合成蛋白质的主要氨基酸。植物体内90%的硫贮存于蛋白质中N/S 20 in plant will cause： N/S 20时可导致：1）To decreasg the synthesis of protein 蛋白质合成减弱2) To increase the hydrolysis of protein 水解加强3）ccumulation of non-protein-N (NPN) 非蛋白氮的积累4）Animals cannot utilize the N in forage grass effectively 动物不能有效利用饲草中的氮素5）To reduce the nutrient value of the agriculture products 降低了农产品的营养价值(b) component of molybdoiron protein and ferritin. 是固氮酶中的钼铁蛋白和铁蛋白两个组分中的成分So S fertilizer can improve the N2 fixation for legume施用硫肥能增加豆科作物固氮量(c) component of some physiological activator- e.g. Coenzyme A, GSH and VB1. 是一些生理活性物质的成分，如CoA(d) SH- is a important group in some protein which carries electrons in photosynthesis，nitrogen fixation，nitrate reduction and sulfate reduction 巯基是一些蛋白质中重要的基团，在光合、固氮、硝酸还原和硫酸还原中有重要作用。(e) component of ferredoxin. Which is important in the reduction of CO2 in photosynthesis and the reduction of NO3- and the synthesis of glutamate 硫是铁氧还蛋白的组分，铁氧还蛋白在CO2的还原和NO3- 还原过程中有重要作用(2) Regulate the redox process 调节氧化还原过程 The oxidation of cysteine to cystine and vice versa serves as a redox system. 半胱氨酸和胱氨酸的相互转化，能调节作物体内的氧化还原过程(3) Sulfur can form disulfide bonds (S-S bonds) that are important for stabilizing the conformation of protein and baking quality of flour 硫能够形成二硫键，对于稳定蛋白质的结构有重要作用，可通过影响麦谷蛋白的含量而影响面粉的烘焙质量(4) S is not the component of chlorophyll but can influence the formation of chlorophyll. 硫不是叶绿素的成分，但影响叶绿素的合成(5) Sulfolipid compounds have special functions in human nutrition and pharmacy. 硫脂化合物在人类营养和制药业有特殊的作用Allyl mustard oil in cruciferous plant 十字花科的丙烯芥子油Garlic oil in liliaceous plant (garlic and onion) 百合科（大蒜和洋葱）的蒜油5. 缺硫症状(1) 缺硫可导致蛋白质合成受阻，硝酸盐还原受阻 缺硫植株体内有机氮与有机硫比值较高(2) 缺硫时蛋白质合成受阻导致失绿症，其外观症状与缺氮很相似，但缺硫症状先出现于幼叶 (3) 缺硫导致植株生长缓慢，成熟延迟，植株僵化，茎杆细，整株失绿(4) 植株幼苗易僵化，新叶失绿黄化；老叶出现紫红色斑；禾谷类植物缺硫，结实率低6. 硫过量(1) SO42-浓度过高不会对植株直接产生危害，但是可影响盐碱土中可溶性盐含量。(2) 大气中SO2 浓度过高可对植株产生伤害， SO2 的毒害主要表现在叶片坏死。 酸雨可破坏云杉针叶表皮的蜡质层（云杉）.7. Sulfur fertilizer 硫肥 (1) CaSO4.2H2O，生石膏1. 18.6%S2. 由石膏矿石直接粉碎而成3. 微溶于水4. 是碱土的化学改良剂(2)熟石膏1. CaSO4 1/2H2O 2. 20.7% S3. 吸湿性强，吸水后转化为生石膏4. 普通石膏加热脱水而成 8. 硫肥的管理(1) 土壤土壤中有效硫的临界值为10-16mg/kg 在远离海边或工厂的地区，作物缺硫较普遍 减少施用含硫肥料，可显著降低大气中二氧化硫的浓度(2) 作物种类 十字花科需硫最多，如油菜籽含硫量达0.89% 豆科作物也需要较多的硫，如大豆籽粒含硫0.38%，花生果实含硫0.26% 禾本科作物需硫较少，大多数都低于0.20%，如小麦籽粒含硫0.16% 一般硫肥施在对硫敏感的作物上能获得较为显著的增产效果。 作物植株的N/S比可作为诊断是否需要施硫肥的参考指标 禾本科为14：1 豆科作物为17：1 N/S比大于临界值时，施用硫肥有效思考题试述中量元素缺乏的主要原因中量元素的再利用性怎样例举三个缺钙引起的植物疾病试述缺硫的症状，缺硫与缺氮症状有何异同收集于网络，如有侵权请联系管理员删除