植物营养学.doc

(完整版)植物营养学第一章 绪论1什么是植物营养?什么是植物营养学?答：植物营养：植物体从外界环境中吸取其生长发育所需的化学物质,并用以维持其生命活动的过程.植物营养学：研究植物对营养物质的吸收、运输、转化和利用的规律及植物与外界环境之间营养物质和能量交换的科学。2李比希提出的植物营养“三大学说”各自的含义是什么？答：矿质营养学说：驳斥了当时流行的“腐殖质营养学说”，认为植物最初的营养物质是矿物质,而非腐殖质。养分归还学说:作物的每次收获必然要从土壤中取走大量养分；若不及时归还被带走的养分，土壤地力将逐渐下降；要想恢复地力就必须归还从土壤中取走的全部养分。最小养分律：植物的生长量或产量受环境中最缺少的养分的限制,并随之增减而增减。环境中最缺少的养分称为最小养分。3试述植物营养学的研究范畴与研究方法。答：研究范畴：植物营养生理学（营养元素生理学、产量生理学、逆境生理学）；植物根际营养（根土界面、植物土壤微生物及环境因素)；植物营养遗传学；植物营养生态学;植物的土壤营养（土壤养分行为学、土壤肥力学）;肥料学与现代施肥技术.研究方法：生物田间试验法（在田间自然条件下进行,是植物营养学科中最基本的研究方法）；生物模拟试验法（运用特殊装置，给予特殊条件便于调控水、肥、气、热和光照等因素）；化学分析法；数理统计法；核素分析法(同位素标记）;酶学诊断法第二章 植物的元素营养1什么是植物的必需元素？其判别标准是什么？答：植物必需元素：对植物生长具有必需性、不可替代性和直接营养作用的化学元素.其判别标准是：必要性：这种元素对所有高等植物的生长发育是不可缺少的；如果缺少该元素，植物就不能完成其生活史。专一性：这种元素的功能不能由其它元素所代替；缺乏这种元素时，植物会表现出特有的症状，只有补充这种元素后症状才能减轻或消失。直接性：这种元素必须直接参与植物的代谢作用，对植物起直接的营养作用,而不是改善环境的间接作用。2高等植物的必需元素有哪些？大量元素与微量元素是如何划分的?为什么将N、P、K称为“肥料三要素”？答：高等植物必需营养元素目前有16（17）种：碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、硼、锰、铜、锌、钼、氯、（镍).大量元素:C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S（其中，Ca、Mg、S是中量元素.）微量元素:Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Cl将N、P、K称为“肥料三要素”：在土壤植物间的供求矛盾大，常需施肥补充。3试述大棚、温室等设施栽培条件下进行二氧化碳施肥必要性,并举例说明二氧化碳施肥的方法。答：温室和大棚：因通气不足CO2浓度常降至很低，增施CO2肥料是不可忽视的一项增产技术.二氧化碳施肥的方法：4植物体内活性氧的清除系统有哪些？答：植物体内活性氧的清除系统有：酶系统：超氧化物歧化酶（SOD）;过氧化氢酶（CAT）;过氧化物酶(POD或POX）.抗氧化剂系统：维生素E；谷胱甘肽(GSH）；抗坏血酸（ASA)。此外，非酶类自由基清除剂还有细胞色素、甘露糖醇、氢醌、胡萝卜素等。5试述N在植物体内的主要生理功能。N主要从哪些方面影响农产品品质?答:N在植物体内的主要生理功能：N是植物体内许多重要有机化合物的组分,通常被称为“生命元素。 促进并调节植物生长 影响农产品品质：影响农产品中粗蛋白含量（增加N素供应（尤其生长后期）可增加农产品中蛋白质含量，但在评价其对农产品品质的影响时应慎重.）；影响农产品中硝酸盐含量（产品中NO3-和NO2是近年来引人注意的主要品质指标）影响植物的抗逆性6高等植物可吸收利用的N素形态有哪些？答：无机态:NO3N、NH4+N(主要) 有机态：氨基酸、酰胺、尿素（少量）7试述植物体内硝酸盐还原成氨的主要过程；哪些因素可影响硝酸盐积累？答：硝酸盐还原成氨由两种独立的酶分别进行催化：硝酸还原酶(NR）：使硝酸盐还原成亚硝酸盐（由NAD（P）H作为电子供体，经过一系列电子传递，最后由钼辅基将电子转移给硝酸根，使它还原为亚硝酸根）亚硝酸还原酶（NiR） :使亚硝酸盐还原成氨（以还原态的铁氧还蛋白作为电子供体，转移给亚硝酸，使亚硝酸根还原为氨）影响植物体内硝酸盐积累的因素：植物种类:蔬菜：叶菜类根菜类瓜果类；牧草：禾本科牧草豆科牧草；一般植物：茎/叶根种子。氮肥用量及施氮时期光照其它因素（微量元素供应、伴随离子）8植物吸收NH4+与NO3对介质pH有何影响？答：NH4+吸收特点：释放等量的H，使介质pH值下降。吸收NO3，介质pH缓慢上升，较安全;吸收NH4+，介质pH迅速下降,可能危害植物（水培尤甚）.9植物缺氮会产生哪些主要症状？答：整株：植株矮小，瘦弱;叶片：细小直立，叶色淡绿色、浅黄色、乃至黄色，从下部老叶开始出现症状；叶脉、叶柄：有些作物呈紫红色；茎:细小，分蘖或分枝少，基部呈黄色或红黄色；花:稀少，提前开放；种子、果实：少且小，早熟,不充实；根：色白而细长，量少，后期呈褐色.第三章 植物对养分的吸收1。植物吸收养分有哪些特点？选择性,累积性 ，基因型差异 2。什么是质外体与共质体？什么是水分自由空间和杜南自由空间？质外体 指细胞原生质膜以外的空间,包括细胞壁、细胞间隙和木质部导管.共质体 指原生质膜以内的物质和空间,包括原生质体、内膜系统及胞间连丝等。水分自由空间是指被水分占据并能和外部介质溶液达到物理化学平衡的那部分质外体区域。杜南自由空间是指质外体中因受非扩散负电荷的影响,养分离子以杜南扩散和交换吸附的方式被固定,不能自由移动的那部分区域。3。何谓主动吸收和被动吸收？被动吸收：养分离子顺着电化学势梯度由细胞的膜外移动到膜内的过程。不需要消耗额外的代谢能。主动吸收：养分离子逆着电化学势梯度由细胞的膜外移动到膜内的过程。需要消耗额外的代谢能，且具高度的选择性.4。离子跨膜吸收的方式有哪些？简单扩散运输，离子通道运输，载体运输，离子泵运输5。写出养分离子吸收的动力学方程并说明方程中各参数的意义v =Km + SVmax Sv - 吸收速率 （ mol g-1 h1 )Vmax - 最大吸收速率 （ mol g1 h1 ) S - 介质离子浓度 （ mmol L1 ） Km 吸收速率常数(mmol L-1 ）6。介质pH如何影响植物对阴，阳离子的吸收?偏酸性介质：吸收阴离子 阳离子偏碱性介质：吸收阳离子 阴离子酸性反应时,根细胞的蛋白质分子带正电荷为主,故能多吸收外界溶液中的阴离子。碱性反应时，根细胞的蛋白质分子带负电荷为主，故能多吸收外界溶液中的阳离子。7。什么是拮抗作用及协助作用？什么是维茨效应？溶液中某种离子存在或过多能抑制另一离子吸收的现象.主要表现在对离子的选择性吸收上。溶液中某种离子的存在有利于根系吸收另一离子的现象。Ca2+具有稳定细胞膜结构的功能,因而有助于质膜的选择性吸收,称“维茨效应”。8。在植物营养期中有哪两个关键需肥时期？（1） 植物营养临界期-是指营养元素过少或过多或营养元素间不平衡,对植物生长发育起着明显不良影响的那段时间。（2) 植物营养最大效率期是指营养物质在植物体内能产生最大效能的那段时间.9。什么是根外营养与根外追肥？根外追肥时养分如何进入植物体内？根外追肥效果与叶片类型有何关系？叶部营养(或根外营养)的概念植物通过叶部或非根系部分吸收养分来营养自身的现象。气态养分通道:气孔矿质养分-通道:角质层、外质连丝叶片类型与单子叶作物相比，双子叶作物叶面积大，角质层薄，溶液中的养分较易被吸收。叶片背面比正面更易吸收养分。第四章 养分在植物体内的运输1.什么是养分的短距离与长距离运输？其运输途径各有哪些？养分的横向运输（短距离运输）根外介质中的养分从根表皮细胞进入根内,经皮层组织到达中柱的迁移过程叫养分的横向运输。由于其迁移距离短，又称为短距离运输。养分的纵向运输(长距离运输）养分从根经木质部或韧皮部到达地上部的运输以及养分从地上部经韧皮部向根的运输过程，称为养分的纵向运输.由于养分迁移距离较长,又称为长距离运输2。试述养分进入木质部“双泵模型”的含义“双泵模型” 认为养分从介质到达木质部导管至少需要2次泵的作用：l 第一次是将离子由介质或自由空间主动泵入细胞膜内,进入共质体；l 第二次是将离子由木质部薄壁细胞主动泵入木质部导管，进入质外体。3。试述木质部运输的动力和方向动力l 根压：力量弱,持续。l 蒸腾作用:力量强,养分木质部运输的主要动力,但在一天内有阶段性.方向 根压和蒸腾作用只能使木质部汁液向上运动，木质部中养分的移动是单向的.4。试述一些因生理性缺钙引起的植物病害如番茄“脐腐病”,大白菜“干烧心”的产生原因茄果类的番茄在结果期若遇较长时间的低温或阴雨天，蒸腾强度低，常会发生果实生理性缺钙而出现脐腐病。白菜缺钙的症状：其典型症状是内叶叶尖发黄，呈枯焦状，俗称“干烧心”，又称心腐病。5。养分在韧皮部运输有什么特点?韧皮部运输的特点 养分在活细胞内双向运输； 以下行为主，受蒸腾作用的影响较小。6.养分如何在韧皮部和木质部间转移？木质部经过顺浓度梯度的渗漏作用进入韧皮部，韧皮部经过逆浓度梯度的转移细胞进入木质部 7。什么是养分再利用？包括哪些过程？再利用的概念:植物某一器官或部位中的矿质养分可通过韧皮部运往其它器官或部位而被再度利用的现象.再利用过程 第一步：养分激活 养分离子在细胞中被转化为可运输的形态。 第二步：养分进入韧皮部 被激活的养分从木质部导管通过主动运输转移至韧皮部进行长距离运输,到达茎后，养分可进入木质部向上运输。 第三步:进入新器官 养分通过韧皮部或木质部运至靠近新器官的部位，再经过跨质膜的主动运输过程“卸”入需要养分的新器官细胞内.8。养分再利用与缺素症最早出现的部位有何关系?营养元素 移动性 再利用程度 缺素症出现部位N P K Mg 大 高 老叶 S Fe MnZn Cu Mo 小 低 新叶Ca B 难移动 很低 新叶顶端分生组织第五章1。什么事土壤养分的供应强度、容量及缓冲因素？答：土壤养分强度：是指土壤溶液中养分的浓度土壤养分容量:是指土壤中有效养分的数量缓冲因素：表示土壤保持一定养分强度的能力2.土壤养分到达根表有哪些途径?Ca2+、Mg2+、NO3、H2PO4-、K+、NH4+等各主要通过什么途径到达根表？答：（1）主动截获:根直接从所接触的 土壤中获取养分（2）迁移：质流(数量多、距离长)扩散(速度慢、距离短）钙、镁和氮（NO3）主要靠质流供应,而H2PO4-、K+、NH4+等扩散是主要的迁移方式.3.影响根系生长的环境因素主要有哪些？答:（一)土壤物理因素（容重、温度） （二）土壤养分状况（三）土壤pH与钙、铝等阳离子的浓度（四)有机物 4。什么是根际？有哪些特点？答：根际：受植物根系活动的影响，在理化性质和生物学特性上不同于土体的那部分微域土区。特点：第六章1。什么是肥料？如何正确理解肥料的定义？答：肥料：凡能向植物提供其生长发育所必需的化学物质的任何物质。在实际应用中,肥料的定义应理解为：凡能直接或间接补充环境养分供应不足的任何物质。2。有机肥与化肥在肥料特性上有什么差异？答：有机肥:养分完全，但含量低；养分释放速度慢，但肥效稳长；改良土壤,提高地力；改善土壤的有机营养;改善作物的碳素营养化肥：养分含量高，但种类单纯；养分释放速度快，但后效短；部分化肥长期施用可影响土质；长期大量施用化肥可引起环境问题（地下水污染，表层水富营养化等）3施肥包括哪些基本环节？答：基肥：在种植作物之前结合土壤耕作而施用的肥料,其着眼点为作物生长的全程，以有机肥料为主。种肥：在作物播种或移栽时施用,着眼点为苗期，以化肥为主.追肥：在作物生长过程中施用,其作用为调节植物营养，主要用化肥.根外追肥：将肥料配成一定浓度的营养液，借助喷雾器械喷洒于作物地上部的一种施肥方法.4.化学氮肥有哪些类型？氨态氮肥及硝态氮肥各有那些特性?答：铵态氮肥;硝态氮肥；酰胺态氮肥；长效氮肥 铵态氮肥的特性:易溶于水，肥效快；在通气良好的土壤中易发生硝化作用;生理酸性N肥；不能与碱性物质混合施用；挥发性N肥在任何土壤上均应深施；稳定性N肥在碱性、石灰性土壤上应深施；水田中铵态N肥应深施；易被土壤胶体吸附,不易流失。硝态氮肥的特性： 易溶于水，肥效快，最适宜作追肥；NO3-易流失,且在通气不良的条件下易发生反硝化作用，固水田一般少用硝态N肥;易吸湿结块;强氧化剂,贮藏、运输时须注意安全；生理碱性N肥。5。什么是尿素的水解？答：尿素水解为碳酸铵主要是微生物所含尿酶的催化作用。20时，100ml水中可溶解105g尿素。水溶液为中性，尿素在水中不电离，溶解呈吸热反应。6.何谓“缓释氮肥与“控释氮肥？答：缓释氮肥：施用后在环境因素(如微生物、水）作用下缓慢分解,释放养分供植物吸收的肥料。控释氮肥:通过包被材料控制速效氮肥的溶解度和氮素释放速率，从而使其按照植物的需要供应氮素的一类肥料。7。何谓氮肥利用率？如何提高氮肥利用率？答：氮肥利用率：作物吸收的肥料N量占所施肥料中总N量的百分率。提高氮肥利用率的途径：改进氮肥剂型；改进施氮技术；提高作物氮素吸收利用能力8。试述磷肥的制造方法与磷肥的分类.答：9。何谓过磷酸钙的异成分溶解？如何提高过磷酸钙的肥效？答：异成分溶解：过磷酸钙在溶解的过程中，溶液中的P/Ca不断变化的现象。为提高肥效应采取的措施：a。集中近根施用；b。与有机肥配合施用;c.做根外追肥;d.不与碱性物质混合. 10.如何做到磷肥的合理分配?答：1。根据轮作制度合理分配磷肥（水-旱轮作、旱-旱轮作）2.根据土壤特性合理分配磷肥（土壤pH、土壤有机质、土壤有效磷含量）11。为什么称钾为“品质元素”?答：主要表现为：提高农产品的充实度;增加农产品的风味及适口性；提高食品的营养价值;降低硝酸盐含量;减少病斑；增加水果、蔬菜的着色程度。12.土壤钾是如何分组的？各组分间的关系如何？何谓速效钾与缓效钾?答：土壤钾分为：矿物钾；非交换性钾;交换性钾；溶液钾.速效钾：通常土壤中存在水溶性钾,因为这部分钾能很快地被植物吸收利用.缓效钾：指存在于层状硅酸盐矿物层间和颗粒边缘，不能被中性盐在短时间内浸提出的钾。13.化学钾肥有哪些种类？硫酸钾与氯化钾在施用时各应注意哪些问题?答:氯化钾（90-94）;硫酸钾（58）；窑灰钾肥；草木灰氯化钾：易导致钙的流失；对忌氯植物不利，盐碱地不宜多用;缺钾砂土地区追施钾肥也有明显增产效果硫酸钾：易导致钙的流失; 对喜硫作物有利,长期淹水土壤不宜多用14。影响土壤微量元素有效性的主要因素有哪些?答：土壤pH；土壤氧化还原电位（Eh）；土壤有机质;施肥状况15微量元素肥料有哪些施用方法?施用微量元素肥料应注意哪些问题?答:（1）施入土壤（2）直接用于作物（根外喷施、种子处理（拌种、浸种）、蘸秧根、埋瓶法）注意的问题：应判明导致微量元素缺乏的主导因素;用量一定要适度并力求施用均匀；始终将施用大量元素肥料放在首位;对微量元素肥料的质量应严格要求；微量元素肥料在储藏、运输过程中应切实搞好包装16.什么是复混肥料？有哪些类型？答：同时含有肥料三要素或其中任何两种元素的化学肥料.复混肥料有二元复混肥与三元复混肥之分.类型：17.复混肥料中养分含量是如何表示的？答：18.复混肥的生产包括哪些环节？答:配方设计、原料选择、原料用量的计算、 第七章 植物营养性状的遗传改良1.什么是植物营养性状?植物营养性状：与植物营养特性有关的植物性状的总称。主要包括：养分效率、对元素毒害的抗性2.试述养分效率应包括的两方面含义。养分效率应包括两个方面的含义：v 当植物生长的介质（如土壤）中养分元素的有效性较低，不能满足一般植物正常生长发育的需要时，某一高效基因型植物能正常生长的能力；v 当植物生长介质中养分元素有效浓度较高,或不断提高时，某一高效基因型植物的产量随养分浓度的增加而不断提高的基因潜力.3。养分效率有哪些表示方法？肥料利用率(）=(施肥区养分吸收量-不施肥区养分吸收量）/养分施用量100养分效率产量（P）/产量（+P)1004。养分效率的生理基础包括哪几个方面？吸收效率，利用效率,运输效率5.养分效率遗传改良的途径有哪些？l 传统的育种方法l 细胞遗传学和体细胞遗传学方法l 分子生物学技术第八章 植物对逆境土壤的适应性1.试述酸性土壤主要的障碍因子l 氢离子毒害l 铝的毒害l 锰的毒害l 缺乏有效养分2。植物如何耐高浓度的Al和Mn？Si对缓解Mn毒有什么作用？植物耐铝：拒吸、根中钝化、地上部积聚植物能否耐锰,关键不是植物能忍耐体内锰浓度的高低，而是组织内锰的分布是否均匀。介质中硅能减少植物对锰的吸收，使锰在整个组织（如叶片)中分布得更均匀,防止了局部累积。3.盐渍土中盐分如何影响植物生长？降低水分有效性,单盐毒害，破坏膜结构，破坏土壤结构4。试述植物耐盐的机理拒盐作用（生物膜、根结构），排盐作用（排Na泵、盐腺），稀释作用(大量吸水），分隔作用（将盐阻隔于对代谢影响小的部位）,渗透调节（通过渗透物质平衡渗透压），避盐作用（生活周期、扎根深度)，耐盐作用（原生质耐盐能力强）5.试述石灰性土壤缺铁的原因及植物耐低铁的机理土壤高浓度重碳酸盐（HCO3-）是导致植物缺铁的根本原因： pH升高，铁的溶解度降低; 中和根系分泌的H+，减少根表对Fe3+的还原； 促进根内有机酸合成，减少铁向地上部运输； 促进体内Fe2+氧化失活； 抑制根系生长,减少铁的吸收。对缺铁的适应机理l 机理I植物(双子叶及非禾本科单子叶植物）： Fe3+还原；分泌H+；分泌还原物质及铁螯合物.l 机理II植物(禾本科植物）：高铁载体，专一性运转蛋白。6。淹水对植物有哪些影响？植物如何适应淹水环境？淹水对植物的不良影响:矿化作用减缓、反硝化作用加强、有毒物质的生成植物对淹水的反应：抑制能量代谢,ATP合成减少、影响离子吸收、产生有毒代谢物质（乙醇）、改变激素水平（乙烯、ABA含量提高）