植物的磷素营养与磷肥课件.pptx
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- 植物 营养 磷肥 课件
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1、磷是植物生长发育不可缺少的营养元素之一。它对作磷是植物生长发育不可缺少的营养元素之一。它对作物高产及保持品种的优良特性有明显的作用。因此,研究物高产及保持品种的优良特性有明显的作用。因此,研究如何提高磷如何提高磷 的利用率也是近年来学术领域的热点。的利用率也是近年来学术领域的热点。磷磷江西小麦试验江西小麦试验主要内容主要内容 要求要求植物的磷素营养植物的磷素营养 (掌握磷素的失调症状及其原因掌握磷素的失调症状及其原因)土壤中的磷素及其转化土壤中的磷素及其转化磷肥的种类、性质及其施用磷肥的种类、性质及其施用磷肥的合理施用磷肥的合理施用 第一节第一节 植物的磷素营养植物的磷素营养一、植物体内磷的质
2、量分数、分布和形态一、植物体内磷的质量分数、分布和形态1.含量含量(P2O5):植株干物重的植株干物重的0.21.1%影响因素影响因素植物种类:植物种类:油料作物油料作物豆科作物豆科作物禾本科作物禾本科作物生育期:生育期:生育前期生育前期生育后期生育后期器官:器官:幼嫩器官幼嫩器官衰老器官、繁殖器官衰老器官、繁殖器官营养器官营养器官 种子种子叶片叶片根系根系茎秆茎秆生长环境:生长环境:高磷土壤高磷土壤低磷土壤低磷土壤植物体的含磷量一般为干物重的植物体的含磷量一般为干物重的 0.2-1.10.2-1.1其中大部分是有机态磷,约占全磷量的其中大部分是有机态磷,约占全磷量的8585,而无机磷仅占而无
3、机磷仅占1515左右。幼叶中含有机态磷较高,左右。幼叶中含有机态磷较高,老叶中则含无机态磷较多。虽然植物体内无机磷老叶中则含无机态磷较多。虽然植物体内无机磷所占比例不高,但从无机磷含量的变化能反应出所占比例不高,但从无机磷含量的变化能反应出植株磷营养的状况。植物缺磷时,常表现出组织植株磷营养的状况。植物缺磷时,常表现出组织(尤其是营养器管)中的无机磷含量明显下降,(尤其是营养器管)中的无机磷含量明显下降,而有机磷含量变化较小。而有机磷含量变化较小。2.分布:分布:集中在幼芽和根尖集中在幼芽和根尖再利用能力强达再利用能力强达80以上以上 有机磷:有机磷:占占85,以核酸、磷脂、,以核酸、磷脂、3
4、.形态形态 植素为主植素为主 无机磷:无机磷:占占15,以钙、镁、钾的,以钙、镁、钾的 磷酸盐形式存在磷酸盐形式存在 磷在细胞及植物组织内有明显的区域化磷在细胞及植物组织内有明显的区域化现象,植物细胞及组织内复杂的膜系统,将现象,植物细胞及组织内复杂的膜系统,将细胞和组织分隔成不同的区域。细胞和组织分隔成不同的区域。分布一般来讲,无机磷的一般来讲,无机磷的大部分是在液泡中,只有大部分是在液泡中,只有一小部分存在于细胞质和一小部分存在于细胞质和细胞器内。液泡是细胞磷细胞器内。液泡是细胞磷的贮存库,而细胞质则是的贮存库,而细胞质则是细胞的代谢库。细胞的代谢库。RavenRaven研究了巨藻吸磷数量
5、与细胞质及液泡中研究了巨藻吸磷数量与细胞质及液泡中无机磷变化的关系。无机磷变化的关系。他发现,磷酯只存在细胞质他发现,磷酯只存在细胞质中,约中,约1010的有机磷位于细胞质,而的有机磷位于细胞质,而9090存在于存在于液泡中,而且液泡中磷的数量随巨藻对磷吸收时液泡中,而且液泡中磷的数量随巨藻对磷吸收时间的延长而不断地增加。间的延长而不断地增加。植物体内含量与分布的变化与供磷水平有密切关系,因此可通过测定植物某一部位中的的含量来判断其磷营养的状况。磷是运转和分配能力很强的元素,在植物体内表现有明显的顶端优势。二、磷的生理作用二、磷的生理作用(一)磷是植物体内重要化合物的组分(一)磷是植物体内重要
6、化合物的组分核酸和核蛋白、磷脂、植素、核酸和核蛋白、磷脂、植素、ATP、辅酶辅酶(二)磷能加强光合作用和碳水化合物的二)磷能加强光合作用和碳水化合物的 合成与合成与运载运载(三)促进氮素代谢(三)促进氮素代谢1.促进蛋白质合成促进蛋白质合成.2.利于体内硝酸的还原和利用利于体内硝酸的还原和利用3.增强豆科作物的固氮量增强豆科作物的固氮量(四(四)促进脂肪代谢)促进脂肪代谢(五)提高作物对外界环境的适应性(五)提高作物对外界环境的适应性 如抗旱、如抗旱、抗寒、抗病等抗寒、抗病等 多种重要化合物的组分多种重要化合物的组分 1.核酸和核蛋白核酸和核蛋白 核酸是核蛋白的重要组分,核酸是核蛋白的重要组分
7、,核蛋白是细胞核和原生质的主要成分,它们都含核蛋白是细胞核和原生质的主要成分,它们都含有磷。核酸和核蛋白是保持细胞结构稳定,进行有磷。核酸和核蛋白是保持细胞结构稳定,进行正常分裂、能量代谢和遗传所必需的物质。正常分裂、能量代谢和遗传所必需的物质。多种重要化合物的组分多种重要化合物的组分 2.2.磷脂磷脂 生物膜是由磷脂和糖脂、胆固醇、蛋白质以生物膜是由磷脂和糖脂、胆固醇、蛋白质以及糖类构成的。生物膜具有多种选择性功能。它及糖类构成的。生物膜具有多种选择性功能。它对植物与外界介质进行物质交流、能量交流和信对植物与外界介质进行物质交流、能量交流和信息交流有控制和调节的作用。此外,大部分磷酸息交流有
8、控制和调节的作用。此外,大部分磷酸酯都是生物合成或降解作用的媒介物,它与细胞酯都是生物合成或降解作用的媒介物,它与细胞的能量代谢直接有关。的能量代谢直接有关。3.3.植素植素 植素是磷脂类化合物中的一种,它是植酸的钙、镁植素是磷脂类化合物中的一种,它是植酸的钙、镁盐或钾、镁盐,而植酸是六磷酸肌醇,它是由环己盐或钾、镁盐,而植酸是六磷酸肌醇,它是由环己六醇通过羟基酯化而生成的。六醇通过羟基酯化而生成的。OHOHOHOHOHOHOHO P OO(-6 H )2O PO34+6HOHO P OOHO P OOOHO P OOOHO P OOOHO P OOO环己六醇环己六醇植酸植酸4.腺苷三磷酸腺苷
9、三磷酸(ATP)植物体内糖酵解、呼吸作用和光合作用中释放出植物体内糖酵解、呼吸作用和光合作用中释放出的能量常用于合成高能焦磷酸键,的能量常用于合成高能焦磷酸键,ATP就是含有高就是含有高能焦磷酸键的高能磷酸化合物。能焦磷酸键的高能磷酸化合物。ATP能为生物合能为生物合成、吸收养分、运动等提供能量,它是淀粉合成时成、吸收养分、运动等提供能量,它是淀粉合成时所必需的。所必需的。ATP和和ADP之间的转化伴随有能量的释之间的转化伴随有能量的释放和贮存,因此放和贮存,因此ATP 可视为是能量的中转站。可视为是能量的中转站。积极参与体内的代谢积极参与体内的代谢 1、碳水化合物代谢碳水化合物代谢 在光合作
10、用中,在光合作用中,光合磷酸化作用必需有磷参加;光合产物光合磷酸化作用必需有磷参加;光合产物的运输也离不开磷的运输也离不开磷;大分子碳水化合物合大分子碳水化合物合成需要磷,否则合成受阻,形成花青素。成需要磷,否则合成受阻,形成花青素。磷的营养功能磷的营养功能Pi对光合作用中蔗糖及淀粉形成的调节对光合作用中蔗糖及淀粉形成的调节2.2.氮素代谢氮素代谢:磷是氮素代谢过程中一些重要酶的组分。硝酸磷是氮素代谢过程中一些重要酶的组分。硝酸还原酶含有磷,磷能促进植物更多的利用硝态氮。还原酶含有磷,磷能促进植物更多的利用硝态氮。磷也是生物固氮所必需。氮素代谢过程中,无论是磷也是生物固氮所必需。氮素代谢过程中
11、,无论是能源还是氨的受体都与磷有关。能量来自能源还是氨的受体都与磷有关。能量来自 ATPATP,氨,氨的受体来自与磷有关的呼吸作用。因此,缺磷将使的受体来自与磷有关的呼吸作用。因此,缺磷将使氮素代谢明显受阻。氮素代谢明显受阻。蔗糖合成不同途经的示意图蔗糖合成不同途经的示意图葡萄糖葡萄糖 6-6-磷酸磷酸葡萄糖葡萄糖 6-6-磷酸磷酸果糖果糖 蔗糖蔗糖磷酸磷酸蔗糖蔗糖果糖果糖磷酸蔗糖磷酸蔗糖合成酶合成酶Pi蔗糖合成酶蔗糖合成酶3.3.脂肪代谢脂肪代谢:脂肪代谢同样与磷有关。脂肪合成过程中需要脂肪代谢同样与磷有关。脂肪合成过程中需要多种含磷化合物多种含磷化合物(图图2-8)2-8)。此外,糖是合成
12、脂肪的。此外,糖是合成脂肪的原料,而糖的合成、糖转化为甘油和脂肪酸的过原料,而糖的合成、糖转化为甘油和脂肪酸的过程中都需要磷。与脂肪代谢密切有关的辅酶程中都需要磷。与脂肪代谢密切有关的辅酶A A就是就是含磷的酶。实践证明,含磷的酶。实践证明,油料作物需要更多的磷。油料作物需要更多的磷。施用磷肥既可增加产量,又能提高产油率施用磷肥既可增加产量,又能提高产油率。脂肪合成途径示意图脂肪合成途径示意图 糖 1,6-二磷酸果糖 3-磷酸甘油醛磷酸二羟丙酮磷酸甘油甘油 3-磷酸甘油酸脂肪 丙酮酸 乙酰辅酶A 脂肪酸1.1.抗旱和抗寒抗旱和抗寒 抗旱抗旱:磷能提高原生质胶体的水合度和细胞结磷能提高原生质胶体
13、的水合度和细胞结构的充水度,使其维持胶体状态,并能增加原生构的充水度,使其维持胶体状态,并能增加原生质的粘度和弹性,因而增强了原生质抵抗脱水的质的粘度和弹性,因而增强了原生质抵抗脱水的能力。能力。抗寒抗寒:磷能提高体内可溶性糖和磷脂的含量。磷能提高体内可溶性糖和磷脂的含量。可溶性糖能使细胞原生质的冰点降低,磷脂则能可溶性糖能使细胞原生质的冰点降低,磷脂则能增强细胞对温度变化的适应性,从而增强作物的增强细胞对温度变化的适应性,从而增强作物的抗寒能力。越冬作物增施磷肥,可减轻冻害,安抗寒能力。越冬作物增施磷肥,可减轻冻害,安全越冬。全越冬。提高作物抗逆性和适应能力提高作物抗逆性和适应能力施用磷肥能
14、提高植物体内无机磷酸盐的施用磷肥能提高植物体内无机磷酸盐的含量,有时其数量可达到含磷总量的一半。含量,有时其数量可达到含磷总量的一半。这些磷酸盐主要是以磷酸二氢根和磷酸氢根这些磷酸盐主要是以磷酸二氢根和磷酸氢根的形式存在。它们常形成缓冲系统,使细胞的形式存在。它们常形成缓冲系统,使细胞内原生质具有抗酸碱变化能力的缓冲性。当内原生质具有抗酸碱变化能力的缓冲性。当外界环境发生酸碱变化时,原生质由于有缓外界环境发生酸碱变化时,原生质由于有缓冲作用仍能保持在比较平稳的范围内冲作用仍能保持在比较平稳的范围内.这有这有利于作物正常生长发育。这一缓冲体系在利于作物正常生长发育。这一缓冲体系在pH6-8pH6
15、-8时缓冲能力最大,时缓冲能力最大,因此在盐碱地上施因此在盐碱地上施用磷肥可以提高作崐物抗盐碱的能力。用磷肥可以提高作崐物抗盐碱的能力。缓冲性缓冲性:H2PO4-1HPO4-1缓冲体系缓冲体系 三、植物对磷的吸收和利用三、植物对磷的吸收和利用(一)(一)吸收形态:吸收形态:1.主要是主要是正磷正磷 酸盐酸盐:H2PO4 HPO42P0432.偏磷酸盐、焦磷酸盐偏磷酸盐、焦磷酸盐3.少量的有机磷化合物少量的有机磷化合物吸收:吸收:一般认为磷的主动吸收过程是以液泡膜上一般认为磷的主动吸收过程是以液泡膜上 H+-ATP酶的酶的H+为驱动力,借助于质子化的磷酸根载体为驱动力,借助于质子化的磷酸根载体而
16、实现的,即属于而实现的,即属于H+与与H2PO4共运方式。进一步的共运方式。进一步的试验证明,根的表皮细胞是植物积累磷酸盐的主要试验证明,根的表皮细胞是植物积累磷酸盐的主要场所,并通过共质体途径进入木质部导管,然后运场所,并通过共质体途径进入木质部导管,然后运往植物地上部。往植物地上部。作物对磷的吸收和利用作物对磷的吸收和利用(二)吸收机理:(二)吸收机理:主动吸收,主动吸收,H与与H2PO42共运共运 吸收部位为:根毛区吸收部位为:根毛区影响因素:影响因素:作物种类和生育期作物种类和生育期 介质的介质的pH 伴随离子伴随离子 其它环境因素其它环境因素 1 1、作物特性作物特性 不同植物种类,
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