【正文】 理論基礎(chǔ) 達(dá)到高產(chǎn)、 以施肥或改良植物遺傳特性為手段 優(yōu)質(zhì)、高效 營養(yǎng)作用 吸收 運(yùn)輸 轉(zhuǎn)化 利用 營養(yǎng)物質(zhì)與 能量交換 營養(yǎng)物質(zhì) 植物 環(huán)境 （ 一 ） 早期探索 ： 1640年 水的營養(yǎng)學(xué)說 ： 19世紀(jì)初腐殖質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說 （ 二 ） 學(xué)科的建立 二 、 植物營養(yǎng)學(xué)的發(fā)展概況 李比希 Justus Von Liebig (1803～ 1873 ),德國化學(xué)家 ,植物營養(yǎng)學(xué)科的杰出的奠基人 ！ 世界肥料工業(yè)之父 ? ※ 要點(diǎn)： 土壤中的礦物質(zhì)是一切綠色植物唯一的養(yǎng)料，廄肥及其他肥料對于植物生長所起的作用，并不是由于其中所含的有機(jī)質(zhì)，而是由于這些有機(jī)質(zhì)在分解時(shí)所形成的礦物質(zhì)。一、肥料學(xué)相關(guān)基本概念 ★ 肥料學(xué) 是研究植物營養(yǎng)與肥料施用的科學(xué)。 1840年 植物礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說 ? 理論上： 否定了當(dāng)時(shí)流行的腐殖質(zhì)學(xué)說 ， 說明了植物營養(yǎng)的本質(zhì)；是植物營養(yǎng)學(xué)新舊時(shí)代的分界線和轉(zhuǎn)折點(diǎn) ， 使維持土壤肥力的手段從施用有機(jī)肥向施用無機(jī)肥轉(zhuǎn)變有了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ) 。 ? 按作用把肥料分為直接肥料和間接肥料： ?直接肥料 為直接營養(yǎng)作物的肥料，如氮、磷、 鉀化肥。 ?肥料的施用方法及有效施用技術(shù)。利用這一技術(shù)研究植物營養(yǎng)，被稱為酶學(xué)診斷法。此外，酶活性變化與養(yǎng)分供應(yīng)狀況雖有正相關(guān)關(guān)系，但很難精確地反映出植物體內(nèi)某一營養(yǎng)元素的實(shí)際水平。要合理施肥，就要研究作物需要什么營養(yǎng)元素，作物怎樣吸收這些元素以及受哪些環(huán)境條件的影響？ 植物的營養(yǎng)成份 （植物必需營養(yǎng)元素） 植物對養(yǎng)分的吸收 （ 吸收的機(jī)理 ） 養(yǎng)分在植物體內(nèi)的運(yùn)輸 影響植物吸收養(yǎng)分的環(huán)境條件 (元素間的相互關(guān)系 ) 植物的營養(yǎng)特性 （ 施肥的關(guān)鍵時(shí)期 ） 合理施肥的基本原理 (李比希的三個學(xué)說和施肥方法 ) 主要內(nèi)容及重點(diǎn)： 第一節(jié) 作物營養(yǎng)成份 一、作物體內(nèi)元素組成及含量 水分 75％－ 95％ 新鮮作物 C H O N 95％－ 99％ 干物質(zhì) （ 5％－ 25％） 灰分元素 Ca K Si P S Cl Al Na Fe… （ 1％－ 5％） ★ 灰分元素： 將作物干物質(zhì)燃燒后， C H O N以氣體形態(tài)揮發(fā)（氣態(tài)元素）殘留下的不揮發(fā)的物質(zhì)稱 灰分 ，灰分中的元素稱灰分元素（幾十種）。阿隆（ ） 和斯托德（ ） 1939年提出了判斷植物必需營養(yǎng)元素的 三條標(biāo)準(zhǔn) ： ，作物生長發(fā)育受阻，不能完成生活周期 —— 必要性 ，作物出現(xiàn)某些特定癥狀，只有補(bǔ)充該元素才能恢復(fù)正?；蝾A(yù)防 ——專一性 果，而不是改善了植物生長的環(huán)境條件而產(chǎn)生的間接效果 —— 直接性 目前認(rèn)為植物必需營養(yǎng)元素有 17種 （大量元素 9種，微量元素 8種）： 大量營養(yǎng)元素 主要吸收形態(tài) 主要來源 在干物質(zhì)中的含量（％） C CO2 大氣 45 H H2O 土壤水 45 O CO2 O2 大氣和土壤空氣 6 N NH4+ NO3 土壤 P H2PO4 HPO42 土壤 K K+ 土壤 S SO42+ 土壤 Ca Ca2+ 土壤 Mg Mg2＋ 土壤 微量營養(yǎng)元素 ? 種類 吸收形態(tài) 含量 主要來源 ? Cl Cl 土壤 ? Fe Fe3＋ Fe2＋ 土壤 ? Mn Mn2+ 土壤 ? B BO33 B4O72 土壤 ? Zn Zn2+ 土壤 ? Cu Cu+ Cu2+ 土壤 ? Mo MoO42 土壤 鎳（ Ni） 必需營養(yǎng)元素間的相互關(guān)系 1. 同等重要律 －－植物必需營養(yǎng)元素在植物體內(nèi)的數(shù)量不論多少都是同等重要的 生產(chǎn)上要求： 平衡供給養(yǎng)分 2. 不可代替律 －－植物的每一種必需營養(yǎng)元素都有特殊的功能，不能被其它元素所代替 生產(chǎn)上要求： 全面供給養(yǎng)分 三、必需元素的作用 第一類： C、 H、 O、 N、 S 1. 組成有機(jī)體的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和生活物質(zhì) 2. 組成酶促反應(yīng)的原子基團(tuán) 第二類： P、 B 1. 形成連接大分子的酯鍵 2. 儲存及轉(zhuǎn)換能量 第三類： K、 Mg、 Ca、 Mn、 Cl 1. 維護(hù)細(xì)胞內(nèi)的有序性，如滲透調(diào)節(jié)、電性平衡等 2. 活化酶類 3. 穩(wěn)定細(xì)胞壁和生物膜構(gòu)型 第四類： Fe、 Cu、 Zn、 Mo、 Ni 1. 組成酶輔基 2. 組成電子轉(zhuǎn)移系統(tǒng) 植物必需營養(yǎng)元素的各種功能一般通過植物的外部形態(tài)表現(xiàn)出來。實(shí)質(zhì)：接觸交換 （ 1）影響因素： 根系體積、養(yǎng)分濃度 （ 2） 數(shù)量： 約占 1％，遠(yuǎn)小于植物的需要 質(zhì)流 （ Mass flow） ： 土壤中養(yǎng)分離子隨水流動到達(dá)根表的過程。 2. 共質(zhì)體（ Symplast） －－ 指原生質(zhì)膜以內(nèi)的物質(zhì)和空間，包括原生質(zhì)體、內(nèi)膜系統(tǒng)及胞間連絲等。一些 親脂性非極性分子或不帶電的極性小分子 能溶于雙層磷脂層中，因而能 以擴(kuò)散的形式透過質(zhì)膜 。 親脂性分子： O2，N2， 苯 不帶電極性小分子 ：H2O， CO2， 甘油 不帶電極性大分子： 葡萄糖 ， 蔗糖 帶電離子： H+，Na+, HCO3, K+, Ca2+, Cl, Mg2+等 被動運(yùn)輸（順濃度 或電化學(xué)勢梯度） 簡單擴(kuò)散 通道蛋白 易化擴(kuò)散 載體 （ 或泵 ） 主動運(yùn)輸 （ 逆濃度或電化學(xué)勢梯度 ） 原生質(zhì)膜透性示意圖 1. 被動吸收（ Passive absorption） 定義： 膜外養(yǎng)分 順 濃度梯度（分子）或電化學(xué)勢梯度（離子）、 不需 消耗代謝能量而自發(fā)地（即 沒有選擇性地）進(jìn)入原生質(zhì)膜的過程。 離子的運(yùn)輸動力來自膜間的電化學(xué)勢梯度，當(dāng)膜兩邊的電化學(xué)勢梯度相等時(shí)，離子達(dá)到動態(tài)平衡，凈吸收停止。 磷酸脂酶 AC P 磷酸激酶 AC P IC 膜 外 內(nèi) 未活化載體 載體－離子復(fù)合物 離子 活化載體 ATP ADP Pi 線粒體 載 體 假 說 圖 解 P ② 載體轉(zhuǎn)運(yùn)離子的過程 a. 細(xì)胞內(nèi)線粒體氧化磷酸化產(chǎn)生 ATP， 供載體活化所需 b. 非活化載體 (IC)在磷酸激酶的作用下發(fā)生磷酸化，成為活化 載體 (ACP) c. 活化載體 (ACP)移到膜外側(cè)，與某一專一離子(例如 K＋ )結(jié)合成為 離子載體復(fù)合物 (ACPK＋ ) d. 離子載體復(fù)合物 (ACPK＋ )移動到膜內(nèi)側(cè)，在磷酸脂酶作用下將磷?；?(Pi)分解出來，載體失去對離子的親和力而將離子釋放到膜內(nèi)，載體同時(shí)變成非活化狀態(tài) (IC) e. 磷酰基與 ADP在線粒體上重新合成 ATP (2) 離子泵解說 ① 離子泵（ Ion’s bump） ： 是位于植物細(xì)胞原生質(zhì)膜上的 ATP酶 ，它能逆電化學(xué)勢將某種離子 “ 泵入 ” 細(xì)胞內(nèi)，同時(shí)將另一種離子 “ 泵出 ” 細(xì)胞外。 ? 胞飲作用 是非選擇性吸收 ，它在吸收水分的同時(shí)，把水分中的物質(zhì)一起吸收進(jìn)來 （三）吸收的意義 1. 提高對養(yǎng)分的利用程度