第七章有益元素课件.ppt

1、第七章第七章SiCoSeNaAl第六章第六章有益元素指那些对植物生长有刺激作用，但至今有益元素指那些对植物生长有刺激作用，但至今尚未被证实为必需元素，或者只对某些植物种类或只尚未被证实为必需元素，或者只对某些植物种类或只在某些特定条件下为植物所必需的元素。在某些特定条件下为植物所必需的元素。有些元素虽不是植物必需但可通过增强植物抗性有些元素虽不是植物必需但可通过增强植物抗性而有利于植物的生长，有些元素为动物所必需，而而有利于植物的生长，有些元素为动物所必需，而动物往往是通过植物或其产品摄取这些营养元素。动物往往是通过植物或其产品摄取这些营养元素。这些元素也属于有益元素。这些元素也属于有益元素。

2、目前发现的有益元素包括目前发现的有益元素包括Se、Si、Na、Co、Al、V、I、Cr、As、Ta等十余种，而且还在不断地等十余种，而且还在不断地研究一些新的元素。随着试验技术的改进，有些有研究一些新的元素。随着试验技术的改进，有些有益元素将来很可能被证实为必需元素。益元素将来很可能被证实为必需元素。必需元素为各种作物所必需，对于植物生长具有必需元素为各种作物所必需，对于植物生长具有必需性、不可替代性和作用直接性。而有益矿质元素必需性、不可替代性和作用直接性。而有益矿质元素能够促进植物生长发育，但不为植物普遍所必需。能够促进植物生长发育，但不为植物普遍所必需。有益元素与植物生长发育的关系可分为

3、两种类型：有益元素与植物生长发育的关系可分为两种类型：1、为某些植物类群中的特定生物反应所必需。如钴、为某些植物类群中的特定生物反应所必需。如钴为豆科作物根瘤固氮所必需；为豆科作物根瘤固氮所必需；植物对有益元素的需求量要求十分严格，缺少植物对有益元素的需求量要求十分严格，缺少时影响生长，过多时则有毒害作用。以适宜的含量时影响生长，过多时则有毒害作用。以适宜的含量作为区分有益元素作为区分有益元素 的界限是至关重要的。的界限是至关重要的。2、某些植物生长在该元素过剩的环境中，经长期进、某些植物生长在该元素过剩的环境中，经长期进化逐渐变成需要该元素。如水稻对硅，甜菜对钠；化逐渐变成需要该元素。如水稻

4、对硅，甜菜对钠；硅是地壳中较丰富的元素。在土壤溶液中，其主硅是地壳中较丰富的元素。在土壤溶液中，其主要形态为游离单硅酸要形态为游离单硅酸 Si(OH)4。土壤溶液中。土壤溶液中Si(O)2平均平均浓度为浓度为30-40mg/L。当溶液中。当溶液中SiO2浓度大于浓度大于1.2 mg/L时时,Si(OH)4过饱和或单硅酸过饱和或单硅酸 局部聚合。局部聚合。植物种类植物种类部位部位含量含量植物种类植物种类部位部位含量含量小麦小麦黑麦黑麦水稻水稻大麦大麦燕麦燕麦玉米玉米根根茎秆茎秆籽粒籽粒根根茎秆茎秆籽粒籽粒谷壳谷壳叶叶茎秆茎秆根根3.110.602.240.110.161.231.061.760.

5、040.468.406.023.705.602.74芒芒茎秆茎秆籽粒籽粒茎秆茎秆根根叶叶籽粒籽粒茎秆茎秆穗茎穗茎根根果穗果穗籽粒籽粒4.701.540.425.962.433.742.050.995.960.830.780.320.04几种植物不同部位的含硅量（几种植物不同部位的含硅量（SiO2%干重）干重）、总含量高，主要分布于地上部，根中累计少。、总含量高，主要分布于地上部，根中累计少。如燕麦和水稻。如燕麦和水稻。、植株各部分的含硅量都低，、植株各部分的含硅量都低，根中和地上部根中和地上部的分布大致相等。如番茄、大葱、萝卜和白菜等。的分布大致相等。如番茄、大葱、萝卜和白菜等。、根中的含量明

6、显高于地上部。如绛车轴草。、根中的含量明显高于地上部。如绛车轴草。在组织水平，硅多累积于木栓细胞外的表皮细胞在组织水平，硅多累积于木栓细胞外的表皮细胞壁中，它不仅进入细胞壁，也进入中胶层。壁中，它不仅进入细胞壁，也进入中胶层。植物体内硅的主要形态是硅胶（植物体内硅的主要形态是硅胶（SiO2 n H2O）和 多 聚 硅 酸，其 次 是 胶 状 硅 酸 和 游 离 单 硅 酸和 多 聚 硅 酸，其 次 是 胶 状 硅 酸 和 游 离 单 硅 酸Si(OH)4。木质部汁液中的硅主要是单硅酸。根系。木质部汁液中的硅主要是单硅酸。根系中离子态硅比例较高，地上部则主要为难溶性硅胶。中离子态硅比例较高，地上

7、部则主要为难溶性硅胶。高等植物主要吸收分子态的硅（单硅高等植物主要吸收分子态的硅（单硅酸），不同植物种类及基因型吸硅能力有显酸），不同植物种类及基因型吸硅能力有显著差异，而且受环境条件的影响（如土壤著差异，而且受环境条件的影响（如土壤pH，pH 值与吸收呈反比）。通常土壤溶液中的硅值与吸收呈反比）。通常土壤溶液中的硅酸浓度与植物的吸硅量呈正比。酸浓度与植物的吸硅量呈正比。植物体内硅的运输植物体内硅的运输仅限于木质部，它在仅限于木质部，它在地上部茎叶中的分布地上部茎叶中的分布取决于各器官的蒸腾取决于各器官的蒸腾率。率。（一）（一）参与细胞壁的组成参与细胞壁的组成 硅与植物体内果胶酸、多糖醛酸、糖

8、脂等物质硅与植物体内果胶酸、多糖醛酸、糖脂等物质有较高的亲合力，形成稳定性强，而溶解度低的单、有较高的亲合力，形成稳定性强，而溶解度低的单、双、多硅酸复合物沉积在木质化细胞壁中双、多硅酸复合物沉积在木质化细胞壁中（耗能低（耗能低的结构物质）的结构物质）。硅能增强组织的机械强度和稳固性，。硅能增强组织的机械强度和稳固性，可抵抗病虫的入侵。例如：水稻对稻瘟病、褐斑病可抵抗病虫的入侵。例如：水稻对稻瘟病、褐斑病的抵御能力也随着体内含硅量的增加而提高。的抵御能力也随着体内含硅量的增加而提高。三、硅的营养功能三、硅的营养功能（二）（二）影响植物光合作用与蒸腾作用影响植物光合作用与蒸腾作用 植物叶片硅化细

9、胞对于散射光的透过量为绿色植物叶片硅化细胞对于散射光的透过量为绿色细胞的细胞的10倍，能增加阳光的吸收，促进光合作用。倍，能增加阳光的吸收，促进光合作用。田间条件下，施硅改变植物的受光形态，抑制蒸腾，田间条件下，施硅改变植物的受光形态，抑制蒸腾，增加群体光合作用。增加群体光合作用。水稻叶片的含硅量及其对稻瘟病感染性的影响水稻叶片的含硅量及其对稻瘟病感染性的影响04080120施硅量（施硅量（mg/L)含硅量（干物重含硅量（干物重mg/g）020408121620病斑数（个病斑数（个/cm2)不同硅、氮肥的用量对水稻花期叶片展开度不同硅、氮肥的用量对水稻花期叶片展开度*的影响的影响硅肥硅肥*（S

10、iO2，mg/L）氮肥氮肥（mg/L）040200516 11 2040 19 20023537769 22*展开度指叶尖与茎秆之间的夹角展开度指叶尖与茎秆之间的夹角 *硅肥采用硅酸纳硅肥采用硅酸纳施氮条件下供锰对大豆干重的影响施氮条件下供锰对大豆干重的影响010200.15.00.5供锰（供锰（mol/L)mol/L)干重（干重（g/g/株）株）+Si-Si10.0水稻是典型的积硅植物。缺硅水稻是典型的积硅植物。缺硅后其营养生长与籽粒产量都明显下降。后其营养生长与籽粒产量都明显下降。试验表明，生殖阶段供硅可以增加籽试验表明，生殖阶段供硅可以增加籽粒产量。粒产量。甘 蔗 缺 硅 表 现 出 叶

11、 雀 斑 病甘 蔗 缺 硅 表 现 出 叶 雀 斑 病（Leaf frechling)典型症状。典型症状。四、植物对硅的需求和缺硅的反应四、植物对硅的需求和缺硅的反应不同生育阶段供硅对水稻生长与产量的影响不同生育阶段供硅对水稻生长与产量的影响营养生长阶段营养生长阶段-Si+Si*-Si+Si生殖生长阶段生殖生长阶段*-Si-Si+Si+SiSiOSiO2%（地上部）（地上部）0.052.26.90.4干重干重（g/盆）盆）根根4.04.34.24.7茎茎23.526.531.033.6籽粒籽粒5.36.610.310.3*+Si：100mg/LSiO2；*抽穗开始地壳中地壳中Na的含量约的含量

12、约2.8%，K的含量约的含量约2.8%。在。在温带土壤溶液中，钠的平均浓度为温带土壤溶液中，钠的平均浓度为0.1-1mol/L,等于或等于或高于钾的浓度；在干旱半干旱地区，尤其在灌溉条件高于钾的浓度；在干旱半干旱地区，尤其在灌溉条件下，钠的平均浓度为下，钠的平均浓度为50-100mol/L（多以（多以NaCI形式存形式存在），对多数植物生长极为有害。在），对多数植物生长极为有害。Na是澳洲囊状盐蓬的必需是澳洲囊状盐蓬的必需微量营养元素。当营养液中微量营养元素。当营养液中Na的污染控制在最低量（的污染控制在最低量（0.1 mol/L），尽管体内），尽管体内K含量高，含量高，植株仍然出现失绿坏死。

13、植株仍然出现失绿坏死。通常植物体内钠的平均含量大约是干物重的通常植物体内钠的平均含量大约是干物重的0.1%左右。左右。一、植物体内钠的含量和分布一、植物体内钠的含量和分布 根据植物对钠的反应，将植物分为两类：喜钠根据植物对钠的反应，将植物分为两类：喜钠植物和厌钠植物。植物和厌钠植物。典型的喜钠植物有甜菜、盐蓬、三色苋、滨藜和典型的喜钠植物有甜菜、盐蓬、三色苋、滨藜和蓝藻等。生长在滨海沙土上的海蓬子氯化钠的含量蓝藻等。生长在滨海沙土上的海蓬子氯化钠的含量可达可达30%。然而，许多栽培作物在钠多时会出现毒。然而，许多栽培作物在钠多时会出现毒害现象。害现象。Banana(Musa)with symp

14、toms of Na(NaCl)toxicity.对于一部分具有对于一部分具有C4光合途径和景天酸代谢途光合途径和景天酸代谢途径的植物种类来说，钠是必需的微量元素。径的植物种类来说，钠是必需的微量元素。（一）（一）刺激生长刺激生长（二）（二）调节渗透压调节渗透压（三）（三）影响植物水分平衡与细胞伸展影响植物水分平衡与细胞伸展 对于许多盐土植物钠是调节渗透压以适应高盐对于许多盐土植物钠是调节渗透压以适应高盐的需求。的需求。钠和钾同样能增加液泡中的溶质势，产生膨压钠和钾同样能增加液泡中的溶质势，产生膨压而促进细胞的伸长。钠对气孔开闭具有调控作用，而促进细胞的伸长。钠对气孔开闭具有调控作用，从而改善

15、植物水分平衡，提高抗旱能力。从而改善植物水分平衡，提高抗旱能力。NaNa+、K K+对甜菜叶片性状的影响对甜菜叶片性状的影响K叶片含量叶片含量(mmol/g干重）干重）处理处理(mmol）干重干重(g叶叶/株）株）+Na+叶面积叶面积(cm2/叶）叶）叶厚度叶厚度(m)肉质性肉质性(gH2O/dm2）5K+7.92.67 0.032332743.070.2K+4.75Na+9.70.43 2.453023193.71K+某些植物在供钾不足时，钠可有限度地代替钾某些植物在供钾不足时，钠可有限度地代替钾的功能，钠取代钾的程度因植物种类而异。根据植的功能，钠取代钾的程度因植物种类而异。根据植物对钠的

16、反应不同以及钠、钾之间的互换关系，可物对钠的反应不同以及钠、钾之间的互换关系，可将植物分为四类：将植物分为四类：（四）代替钾行使营养功能的作用（四）代替钾行使营养功能的作用1、钠可替代体内大部分钾、钠可替代体内大部分钾，钠对其生长有明显刺激作用的，钠对其生长有明显刺激作用的植物。植物。如糖用甜菜、食用甜菜、萝卜等。如糖用甜菜、食用甜菜、萝卜等。2、钠可替代体内少部分钾、钠可替代体内少部分钾，钠对其生长有一定刺激作用。，钠对其生长有一定刺激作用。如如甘蓝、四季萝卜、棉花、豌豆等。甘蓝、四季萝卜、棉花、豌豆等。3、钠可替代体内少量钾，钠对其生长无刺激作用。如水稻、大、钠可替代体内少量钾，钠对其生长

17、无刺激作用。如水稻、大麦、燕麦、番茄、黑麦草等麦、燕麦、番茄、黑麦草等4、钠完全不能替代体内钾。如玉米、黑麦、大豆、菜豆等。、钠完全不能替代体内钾。如玉米、黑麦、大豆、菜豆等。由由Na+的的刺激作用刺激作用增加的生增加的生长量长量供供K+K+适宜适宜时的生长时的生长量量 ABCD喜盐喜盐厌盐厌盐能被能被Na+代替代替K+在植株中的比例在植株中的比例不能被不能被Na+Na+代替代替不同类型植物植株中代替的程度及不同类型植物植株中代替的程度及由刺激生长所增加的生长量示意图由刺激生长所增加的生长量示意图植物耐盐的机理大体有植物耐盐的机理大体有7 7种：种：（一）拒盐作用（一）拒盐作用植物借助生物膜对

18、离子吸收的选择性以及根部形成的植物借助生物膜对离子吸收的选择性以及根部形成的双层或三层皮层结构，以阻止过量有害盐分进入体内，这双层或三层皮层结构，以阻止过量有害盐分进入体内，这一机理在植物中普遍存在。一机理在植物中普遍存在。（二）排盐作用（二）排盐作用某些植物本身并不能阻止盐分离子的吸收，为了避免某些植物本身并不能阻止盐分离子的吸收，为了避免过量盐分积累，长期适应的结果发展了排盐系统。这一机理过量盐分积累，长期适应的结果发展了排盐系统。这一机理可以防止许多淡土植物遭受盐碱的危害，大部分豆科植物的可以防止许多淡土植物遭受盐碱的危害，大部分豆科植物的耐盐品种属于这种机理。耐盐品种属于这种机理。有些

19、高度适应于盐土的盐生植物，其排盐机制主要靠有些高度适应于盐土的盐生植物，其排盐机制主要靠盐腺。盐腺。（三）稀释作用（三）稀释作用有些植物借助于旺盛生长吸收大量水分，以稀有些植物借助于旺盛生长吸收大量水分，以稀释体内盐分浓度。例如红茄冬，不但不排除盐分，释体内盐分浓度。例如红茄冬，不但不排除盐分，而且生长叶片还能继续摄入离子，维持稳定浓度。而且生长叶片还能继续摄入离子，维持稳定浓度。（四）分隔作用（四）分隔作用离子分隔作用是指某些植物将过量盐分阻隔于离子分隔作用是指某些植物将过量盐分阻隔于对生命活动影响最小的器官中的现象，离子分隔作对生命活动影响最小的器官中的现象，离子分隔作用可以在器官水平、组

20、织水平和细胞水平上进行。用可以在器官水平、组织水平和细胞水平上进行。在一些耐盐水稻品种的植株内，钠的含量分布为：老叶茎幼叶穗。水稻根维管束外层细胞的含钠量最高，而维管束内则比较低，这种分布限制了钠向地上部的运输。细胞水平的分隔作用，是盐生植物在长期适应过程中所获得的一种特性。细胞质内只积累有机渗透物质（如脯氨酸、甘氨酸甜菜碱等）和一些毒性较弱的无机离子（如K+），而一些毒性较强的无机离子则在液泡内积累。少量无机离子（少量无机离子（K K+）细胞质细胞质NaNa+ClCl-K K+Ca Ca2+2+Mg Mg2+2+液泡液泡有机物质（脯氨酸、有机物质（脯氨酸、甘氨酸、甜菜碱等甘氨酸、甜菜碱等）细

21、胞内离子分隔示意图细胞内离子分隔示意图有机渗透物质的形成与植物的耐盐性有机渗透物质的形成与植物的耐盐性地上部甘氨酸甜菜碱浓度地上部甘氨酸甜菜碱浓度（mg/kg 植物）植物）植物耐盐植物耐盐类型类型低低 NaCl高高 NaCl大大 麦麦敏感品种敏感品种19260耐盐品种耐盐品种321580盐生植物盐生植物1772460（六）避盐作用（六）避盐作用有些植物由于它们特定的生物学特性，可以避有些植物由于它们特定的生物学特性，可以避开盐分积聚阶段，以达到在高盐环境中能顺利完成开盐分积聚阶段，以达到在高盐环境中能顺利完成其生长发育，例如生命周期缩短，提早或延迟发育其生长发育，例如生命周期缩短，提早或延迟发

22、育和成熟等。和成熟等。另外，有些植物通过增加扎根深度，在剖面层另外，有些植物通过增加扎根深度，在剖面层次上避开高浓度盐分的上层土壤，下扎到盐分含量次上避开高浓度盐分的上层土壤，下扎到盐分含量低的深层土壤中吸收水分。例如碱蓬和滨藜。低的深层土壤中吸收水分。例如碱蓬和滨藜。（七）耐盐作用（七）耐盐作用某些植物具有耐盐能力。原生质内含有高浓度某些植物具有耐盐能力。原生质内含有高浓度盐分时，也不构成危害。盐分时，也不构成危害。在田间条件下钴能增加豆科植物的生长量与含在田间条件下钴能增加豆科植物的生长量与含氮量。氮量。豆科植物缺钴后，根瘤菌的侵染率很低，固氮豆科植物缺钴后，根瘤菌的侵染率很低，固氮作用缓

23、慢。作用缓慢。豆科植物不同种类间对缺钴的敏感性差异颇大，豆科植物不同种类间对缺钴的敏感性差异颇大，羽扇豆比三叶草敏感的多。羽扇豆比三叶草敏感的多。过量钴对植物也会产生毒害作用。过量钴对植物也会产生毒害作用。三、植物对钴的需求三、植物对钴的需求施钴对宽叶羽扇豆根瘤的生长和组分的影响施钴对宽叶羽扇豆根瘤的生长和组分的影响根颈部根颈部的瘤的瘤含钴量含钴量类菌体数类菌体数钴胺素钴胺素豆血红豆血红蛋白蛋白处理处理鲜重鲜重(g/株株)(mg/g 根根瘤干重瘤干重)(10/g根瘤鲜重根瘤鲜重)(mg/g 根根瘤鲜重瘤鲜重)(mg/g 根根瘤鲜重瘤鲜重)-9-Co2+0.145155.90.71+Co2+0.

24、61052728.31.91第四节第四节一、植物体内硒的含量与分布一、植物体内硒的含量与分布1、高累积型植物高累积型植物 多年生深根植物，主要包括黄芪、多年生深根植物，主要包括黄芪、剑莎草、金鸡菊等。植物体内含硒量可达数千剑莎草、金鸡菊等。植物体内含硒量可达数千g/g。植物体内的含硒量因植物种类不同而有差异。植物体内的含硒量因植物种类不同而有差异。按植物含硒量分为以下三类：按植物含硒量分为以下三类：2、亚积累型植物亚积累型植物 主要是紫菀属、滨藜属、扁萼花主要是紫菀属、滨藜属、扁萼花属和粘胶葡属中的一些植物种。植物体含硒量达数属和粘胶葡属中的一些植物种。植物体含硒量达数百百g/g水平水平3、非

25、积累型植物非积累型植物 大多数食用植物，一部分杂草和大多数食用植物，一部分杂草和禾本科植物。其含硒量低于禾本科植物。其含硒量低于3g/g，平均在，平均在0.011.00 g/g 之间。之间。牧草的含硒量与动物饲养及畜群健康关系密切，牧草的含硒量与动物饲养及畜群健康关系密切，因而世界各国对牧草的含硒量十分重视。因而世界各国对牧草的含硒量十分重视。植物体内含硒量常因器官、部位、生育时期的植物体内含硒量常因器官、部位、生育时期的不同而变化。通常植物籽粒的含硒量最高，次之是不同而变化。通常植物籽粒的含硒量最高，次之是叶、茎、根。叶、茎、根。一、植物体内硒的含量与分布一、植物体内硒的含量与分布常见蔬菜和

26、水果中的含硒量常见蔬菜和水果中的含硒量作作 物物部位部位平均含量平均含量（g/g 干重）干重）甜玉米甜玉米籽粒籽粒0.011卷心菜卷心菜叶叶0.150莴莴 苣苣叶叶0.057胡萝卜胡萝卜根根0.064马铃薯马铃薯块茎块茎0.011番番 茄茄果实果实0.036苹苹 果果果实果实0.003橘橘 子子果实果实0.008培养液中硒水平对油菜体内培养液中硒水平对油菜体内GSH-Px活性与其生长的影响活性与其生长的影响硒水平硒水平（g Se/ml）茎叶茎叶（g/Pot）含硒量含硒量（g Se/g 干重）干重）GSH-Px（molGSH/g 鲜重鲜重 min）叶绿素叶绿素（mg/g 鲜重）鲜重）04.550

27、.004000.2100.015.050.834561.540.2320.055.862.130566.200.3590.107.489.45071.780.3040.507.3432.39106.20.2501.005.7377.57133.80.2315.001.83314.2242.30.14310.001.04601.2132.40.145植物根吸收的硒主要是硒酸盐（植物根吸收的硒主要是硒酸盐（SeO42-）和亚硒）和亚硒酸盐（酸盐（SeO32-），同时植物也能吸收少量低分子的），同时植物也能吸收少量低分子的有机态硒。植物吸收的有机态硒。植物吸收的Se42-和和SeO32-主要累计在根

28、部，主要累计在根部，很少向地上部运输。土壤中其它阴离子影响植物对很少向地上部运输。土壤中其它阴离子影响植物对硒的吸收，硒的吸收，SO42-对硒的吸收有竞争性抑制作用，但对硒的吸收有竞争性抑制作用，但在在SO42-浓度很低时，又促进硒的吸收。浓度很低时，又促进硒的吸收。二、植物对硒的吸收二、植物对硒的吸收 硒在植物体内的同化需先经还原作用，而后同化硒在植物体内的同化需先经还原作用，而后同化为硒半胱氨酸和硒蛋氨酸。但累积型与非累积型的同为硒半胱氨酸和硒蛋氨酸。但累积型与非累积型的同化途径是有差异的。在非累积型植物中，硒结合进入化途径是有差异的。在非累积型植物中，硒结合进入蛋白质，是非累积型植物易受

29、硒毒害的原因所在。蛋白质，是非累积型植物易受硒毒害的原因所在。Se42-还原作用硒半胱氨酸硒半胱氨酸硒甲基半胱氨酸硒甲基半胱氨酸蛋白质蛋白质非累积型植物累积型植物不同类型植物同化硒的途径不同类型植物同化硒的途径（一）（一）刺激植物生长刺激植物生长 低浓度的硒（低浓度的硒（0.0010.05 g/g）可不同程度地促）可不同程度地促进百合科进百合科、十字花科、豆科、禾本科植物种子的萌发、十字花科、豆科、禾本科植物种子的萌发和幼苗的生长。和幼苗的生长。（二）（二）增强植物体的抗氧化作用增强植物体的抗氧化作用 硒可强化生物体内清除有害活性氧的酶促系硒可强化生物体内清除有害活性氧的酶促系统统GSH-Px

30、。在非酶促系统中，不同形态的硒都有。在非酶促系统中，不同形态的硒都有抑制脂质氧化反应的作用。抑制脂质氧化反应的作用。土壤溶液中铝可以多种形态存在，各种形态铝的含量及土壤溶液中铝可以多种形态存在，各种形态铝的含量及其比例取决于溶液其比例取决于溶液pHpH值。值。pHpH5.55.5的土壤，铝的浓度的土壤，铝的浓度1mg/L1mg/L。当。当土壤溶液中可溶性铝离子浓度超过一定限度时，植物根就会表土壤溶液中可溶性铝离子浓度超过一定限度时，植物根就会表现出典型的中毒症状。现出典型的中毒症状。低浓度的铝（低浓度的铝（0.2-5 mg/L)0.2-5 mg/L)对对某些植物甜菜、玉米及一些热带豆某些植物甜

31、菜、玉米及一些热带豆科植物）生长具刺激作用。茶树是科植物）生长具刺激作用。茶树是最耐铝的植物（最耐铝的植物（27mg/L27mg/L铝仍具刺激铝仍具刺激作用）。作用）。含量：含量：植物体内的含铝量通常在植物体内的含铝量通常在20-200mg/kg之间，不同植物体内含量有明显差异。含铝量超过之间，不同植物体内含量有明显差异。含铝量超过0.1%的植物为铝累积型植物，低于的植物为铝累积型植物，低于200mg/kg含量含量的植物为非累积型植物。的植物为非累积型植物。一、植物体内铝的含量与分布一、植物体内铝的含量与分布 植物体的含铝量还因土壤条件的不同而异，酸植物体的含铝量还因土壤条件的不同而异，酸性土

32、壤上生长的植物一般含铝量较高。性土壤上生长的植物一般含铝量较高。分布：分布：植物体内铝的分布因植物种类不同而异。植物体内铝的分布因植物种类不同而异。水稻和黄瓜根系吸收的铝很少向地上部运输，而萝水稻和黄瓜根系吸收的铝很少向地上部运输，而萝卜、荞麦根部的铝向地上部运输较多。植物体内铝卜、荞麦根部的铝向地上部运输较多。植物体内铝的分布特点是老叶含铝量高于幼叶。的分布特点是老叶含铝量高于幼叶。水稻在不同水稻在不同pH值和供铝水平下体内含铝量的差异值和供铝水平下体内含铝量的差异pH4.0pH5.5含铝量含铝量（Al）含铝量含铝量（Almg/kg）溶液中供溶液中供铝水平铝水平（mg/kg）溶液中实溶液中实

33、际铝水平际铝水平（mg/kg）地上部地上部 根部根部 地上部地上部 根部根部mg/kg00.5407687524810023.026812387073530059.03186800821139茶树植株不同部位的含铝量（茶树植株不同部位的含铝量（Al，mg/kg）茶树种茶树种茎茎新叶新叶 一芽二叶一芽二叶成叶成叶落叶落叶中国品种中国品种188155466400010000阿萨姆种阿萨姆种11233151228204450（一）（一）刺激植物生长刺激植物生长 低浓度的铝能刺激多种低浓度的铝能刺激多种植物的生长。原因之一是可防止过量铜、锰或磷的植物的生长。原因之一是可防止过量铜、锰或磷的毒害。毒害。

34、当铝浓度高达当铝浓度高达27mg/L时仍能促进茶树生长。时仍能促进茶树生长。二、铝的营养功能二、铝的营养功能 （二）（二）影响植物的颜色影响植物的颜色对于铝累积型植物，铝可以改变它们的颜色。绣球对于铝累积型植物，铝可以改变它们的颜色。绣球的花色由粉红色（花内铝浓度的花色由粉红色（花内铝浓度250mg/kg）。）。（三）（三）激活酶的作用激活酶的作用 铝是抗坏血酸氧化酶的专性激活剂。铝是抗坏血酸氧化酶的专性激活剂。(五五)耐铝机理耐铝机理1 1、拒吸植物根系将铝离子拒之于根表以外，免、拒吸植物根系将铝离子拒之于根表以外，免除其危害。除其危害。（1 1）提高根际）提高根际pH值值当根系吸收的阴离子

35、数量大于阳离子时，根系当根系吸收的阴离子数量大于阳离子时，根系分泌出，使根际分泌出，使根际pH值升高，铝的溶解性随之下降，值升高，铝的溶解性随之下降，进入根系内铝的数量也随之减少。进入根系内铝的数量也随之减少。不同植物种类及其不同品种提高根际不同植物种类及其不同品种提高根际pH值的能值的能力有所不同。力有所不同。不同小麦品种营养液变化与抗铝毒不同小麦品种营养液变化与抗铝毒能力的关系能力的关系溶液溶液 pH 值值品品 种种初始初始结束结束根的根的 Al 含量含量（cmol/kg）根干重根干重（g/盆）盆）Atlas4.86.730.62.0Monon4.85.347.40.9（2 2）根分泌粘胶

36、物质）根分泌粘胶物质 铝对根系生长的主要毒害作用是抑制顶端分生铝对根系生长的主要毒害作用是抑制顶端分生组织的细胞分裂，而根尖细胞具有分泌大分子粘胶组织的细胞分裂，而根尖细胞具有分泌大分子粘胶物质的能力，这些粘胶物质能配合阳离子，其中对物质的能力，这些粘胶物质能配合阳离子，其中对铝离子的配（螯）合能力最强，因此使铝阻滞在粘铝离子的配（螯）合能力最强，因此使铝阻滞在粘胶层中，防止过多的铝进入根细胞，粘胶层起着阻胶层中，防止过多的铝进入根细胞，粘胶层起着阻止铝与分生组织接触的屏障机能。止铝与分生组织接触的屏障机能。植物根尖粘胶物质的分泌量与耐铝能力的关系植物根尖粘胶物质的分泌量与耐铝能力的关系根根

37、生长受抑制生长受抑制生长正常生长正常敏感植物敏感植物耐铝植物耐铝植物Al Al Al Al Al Al Al Al Al Al Al Al Al Al Al Al Al Al Al Al Al Al Al 根根根系能分泌多种小分子可溶性有机物质，如多根系能分泌多种小分子可溶性有机物质，如多酚化合物和有机酸等。这些物质能和铝形成稳定的酚化合物和有机酸等。这些物质能和铝形成稳定的配配(螯螯)合物，铝和这些有机物形成稳定的复合体后，合物，铝和这些有机物形成稳定的复合体后，分子量剧增，体积增大，从而不能进入自由空间。分子量剧增，体积增大，从而不能进入自由空间。(3)分泌小分子有机螯合物分泌小分子有机螯

38、合物不同形态铝对不同形态铝对玉米生长和含铝量的影响玉米生长和含铝量的影响干物重干物重（g/株）株）含含 铝铝 量量（mol/g 干重）干重）处处 理理根根地上部地上部根根地上部地上部对照对照（-Al）Al（OH）2Cl柠檬酸柠檬酸Al1.141.960.20.50.511.05276.01.91.172.0962.00.92.根中钝化根中钝化有些植物在高铝环境中能将进入根组织内部的有些植物在高铝环境中能将进入根组织内部的铝中的绝大部分滞溜在根部的非生理活性部位，如铝中的绝大部分滞溜在根部的非生理活性部位，如根自由空间或液泡中，阻止过多的铝运输到地上部根自由空间或液泡中，阻止过多的铝运输到地上部

39、分，从而避免了对植物生长发育的危害。具有这种分，从而避免了对植物生长发育的危害。具有这种机制的植物有水稻，小黑麦、黑麦草、小麦、大麦机制的植物有水稻，小黑麦、黑麦草、小麦、大麦和马铃薯等。和马铃薯等。有些植物吸收铝并在地上部大量积累，为了避免有些植物吸收铝并在地上部大量积累，为了避免中毒，本身组织具有较强的耐铝能力，即使体内铝含中毒，本身组织具有较强的耐铝能力，即使体内铝含量很高，植物仍能维持正常生长。具有这种机制崐的量很高，植物仍能维持正常生长。具有这种机制崐的植物有茶树、松树、红树和桦树等。植物有茶树、松树、红树和桦树等。不同耐铝植物品种细胞内对铝的螯合铝敏感植物品种交换性钙耐铝植物品种表

40、观自由空间细 胞 壁质膜液泡膜液泡细胞质Al-螯合物氨基酸有机酸AlPO4Al-螯合物AlPO4AlAlAl-核苷酸钒广泛存在于生物体。钒是煽列藻（一种绿藻）钒广泛存在于生物体。钒是煽列藻（一种绿藻）的必需营养元素。的必需营养元素。在固氮菌的固氮作用中钒可以代替钼。在固氮菌的固氮作用中钒可以代替钼。一、植物体内钒的含量与分布一、植物体内钒的含量与分布 高等植物地上部钒的含量一般为高等植物地上部钒的含量一般为0.2-4 mg/kg,平均平均1 mg/kg,。豆科植物含量较高：豆科植物含量较高：0.38-2.7 mg/kg禾本科植物较低：禾本科植物较低：0.18-0.42 mg/kg富集植物（某些苔藓植物和真菌）含量很高，如生富集植物（某些苔藓植物和真菌）含量很高，如生长在矿区的蛤蟆菌钒含量高达长在矿区的蛤蟆菌钒含量高达180 mg/kg钒与光合作用：钒与光合作用：钒与固氮作用：钒与固氮作用：钒参与钒参与藻类藻类光合作用。主要表现在提高叶光合作用。主要表现在提高叶绿素含量，促进气体交换，加速希尔反应。绿素含量，促进气体交换，加速希尔反应。钒与钼一样，是许多固氮菌的必需营养元钒与钼一样，是许多固氮菌的必需营养元素，可代替钼作为固氮酶的金属辅基。但在高素，可代替钼作为固氮酶的金属辅基。但在高等植物中钒并不能消除缺钼症状，钒几乎不能等植物中钒并不能消除缺钼症状，钒几乎不能代替钼。代替钼。