一、通道运输途径
专一扩散通道（是某些阴离子，阳离子，非 电解质，水等的主要过膜方式） 电压门控通道（如叶绿体的保卫细胞，膜内 外电压差高于100mV时， K+通道打开，K+进 入细胞） 配体门控通道（某些阳离子，如激素配体通 道） 机械压力门控通道（某些阳离子、如干旱时 K+通道打开）
二、载体运输途径
在酸性条件下各种矿质盐的溶解性增加，但PO43-、 K+、Ca2+、Mg2+等易被雨水淋失。
3、影响土壤微生物的活动
酸性反应易导致根瘤菌死亡，而碱性反应促使反硝化 细菌生育良好，氮素损失。 多数植物最适生长的 pH 为6～7
（五）离子间的相互作用
---竞争作用和协同作用。
1.竞争作用
即一种离子的存在抑制 植物对另一种离子的吸收。
无关
（1）动力和吸收方式不同：矿质元素的吸收 方式以主动吸收为主。水分吸收主要是被动 吸收。 （2）植物吸收养分的量与吸水的量无一致 关系。
（二）离子的选择吸收
1、物种间的差异， 如番茄吸收Ca、Mg 多 ， 而 水 稻 吸 收 Si 多。
水稻和番茄养分吸收的差异
表示试验 结束时培 养液中各 种养分浓 度占开始 试验时％
（3）以黑麦草 为材料，比较去 掉根毛，不去根 毛对矿质的吸收， 结果不去根毛的 比去根毛的吸收 矿质高出80%左 右。
（二）根系吸收矿质元素的过程
1.离子被吸附在根部细胞表面
细胞吸附离子具有交换性质，故称为交换吸 附。
离子交换有两种方式：
（1）根与土壤溶液的离子交换
间接交换
（2）接触交换
离子交换遵循“同荷等价”的原则。
• 如：禾谷类：前期施N肥，后期施P、K肥促粒 • 块根、块茎类：施K肥，促进地下糖分积累 • 叶菜类：施N肥，促叶肥大 • 豆科：少N，有固氮作用，多施P、K肥
现代人的生活讲究营养，可同学们知道植物是如 何吸收营养的吗？今天我们就讲讲这个问题。
植物的营养可分为无机营养和有机营养。化肥是 我们最常听到无机营养，其中有N肥、P肥和K肥等等； 有机营养主要指糖类、脂类、各种氨基酸等。这些营 养物质溶于水后称为溶质。人吸收营养是通过嘴把食 物吃到胃里，而细胞吸收溶质时，溶质要穿过细胞膜 这道障碍。这一过程是如何进行的呢？首先让我们近 距离观察一下细胞膜的结构。
1.单向运输载体（顺化学梯度转运）：
能够催化分子或离子单方向地跨质膜运输。
2.次级主动转运（依靠H+、K+或Na+提供离子浓度差）
同向运输器（主要是阴离子和大多数营养物质） 逆向运输器（主要是阳离子）
二、载体运输途径
膜外
膜内
离子
A
离子
B
同向运输
逆向运输
三、泵运输途径（初级主动运输）
1.质子泵（H＋－ATP酶） 2.钙泵
图
温度对小麦幼苗吸收钾的影响
（二）土壤通气状况
土壤通气良好，根系的对矿质元素的吸收多。
中耕，排涝，落干，晒田，南方冷水田，烂泥田 等都与土壤通气相关。
（三）土壤溶液浓度
在外界溶液浓度较低时，随溶液浓度 增高，根吸收离子有一定程度的增加.
有饱和效应，太高造成“烧苗”。 注意施肥的方式，配合灌水，施肥要均匀
相对自由空间（relative free space,RFS）
每克鲜组织中可扩散离子的微克当量 AFS= ———————————————————— 介质中的离子浓度（微克当量/毫升）
自由空间体积 自由空间溶质数/外液溶质数 RFS = ————— ×100% ＝ ———————————— ×100% 组织总体积 组织总体积
植物地上部分也可以吸收矿质元素，这被称 为根外营养或叶片营养（foliar nutrition）。
途径：
溶液角质层孔道 表皮细胞外侧壁 外连丝 表皮细胞的质膜细胞内部
影响叶片吸收矿质元素的因素：
A、角质层的厚度：
B、影响蒸发的各种因素如温度、光照、大气 湿度、风等都影响叶片对矿质的吸收。
三、矿质元素在体内的分布
不可再利用元素：从根系进入植株器官后， 不能再次运输的元素。 • S, Ca, Fe, Mn, B形成难溶稳定的化合物。 • 特点：在老组织中积累，所以新叶先出现 缺素症状 2
第六节 合理施肥的生理基础
一、作物需肥规律 1 不同作物对矿质元素需求种类不同 • 原因：a.需求部位不同：叶、茎、果 • b.不同元素生理作用不同
茎导管 叶导管
随蒸腾流单向运输 2 根导管 茎筛管 叶或根
可双向运输
三、矿质元素在体内的分布
可再利用元素：如果进入一个植株器官的矿质元素又可运 输到其它组织和器官，这种元素就称为可再利用元素。 • 特点：优先分配给新组织，所以老叶先出现缺素症状
1
以离子形式存在的矿质元素 分为两类
（K＋、Na+）
形成不稳定化合物（N、P、Mg）
硝酸还原酶
如N：根中以NO3－吸收
NO2－
NH4＋
氨基酸（易移动）
二、合理施肥的指标
1 形态指标：相貌、叶色 2 生理指标： a.营养元素含量：叶片，见书54页N、P、K的临 界浓度 b.酰胺含量：多余的N以酰胺形式贮存，有酰胺存 在说明不缺N c.酶活性：某些矿质元素是酶的激活剂，缺乏时酶 活性下降。如：缺Mo时，硝酸还原酶活性下降。
生理碱性盐 生理中性盐
(NH4)2SO4
NaNO3或Ca(NO3)2 KNO3
（三）单盐毒害与离子拮抗
1.单盐毒害 溶液中只有一种矿质盐对植物起毒害作用的 现象称为单盐毒害（toxicity of single salt）。
A. NaCl+ KCl+ CaCl2； B. NaCl+CaCl2 C. CaCl2； 小麦根在盐类溶液中的生长情况 D. NaCl
（四）土壤pH状况
1. 影响根细胞原生质所带电荷的性质
H R C NH
2
H COO R C NH + 3 (pH5~6) COO R
H C NH + 3 (pH<5) COOH
(pH>6)
当土壤pH低时，易吸收阴离子；高时易吸收阳 离子。
2、影响矿质盐的溶解性
在碱性条件下：Ca、Mg、Fe、Cu、Zn沉淀
溶液 NaCl CaCl2 NaCl+CaCl2 根的总长度(mm) 59 70 254 生长情况 生长不好 生长不好 生长较好
NaCl+CaCl2+KCl
324
生长正常
2.离子拮抗 离子间能相互减弱或消除单盐毒害作用的 现象叫做离子拮抗（ion antagonism）。 3.平衡溶液
把必需矿质元素配成一定比例和浓度的溶液，可以 使植物生长发育良好，这种对植物生长有良好作用而无 毒害的溶液，称为平衡溶液（balanced solution）。
第四节 矿质元素在植物体内 的运输和分布
一、矿质元素运输的形式 • N：主要以氨基酸和酰胺形式运输，少数以NO3－ • P：主要以PO43－形式运输，少数以有机磷 • S：主要以SO42－形式运输，少数以蛋氨酸和谷胱 甘肽形式运输 • 金属离子（K+、Na+）:以离子形式运输
二、运输的途径
1 根导管
（六）土壤有害物质状况
土壤中如H2S、某些有机酸、过多的Al、Fe、Mn 等 重金属元素，会不同程度地伤害根部，降低植物吸收 矿质元素的能力。
（七）微生物的作用
（1）菌根：高等植物的根端和土壤真菌形成的具 有固定结构的共合体。
（2）细菌代谢产生各种酸，促进难溶矿物质的溶 介。
四、植物地上部对矿质元素的吸收
如 NH4＋对K＋， Mn2＋、Ca2＋对Mg2+，
Cl－对NO3－，SO42－对SeO42－
如P过多时，导致缺Zn。 具有相同理化性质（如化合 价和离子半径）的离子之间， 可能与竞争同种离子载体有 关。
2.离子协同作用
即一种离子的存在能促进植物对另一种离 子的吸收。这种作用经常发生在阴、阳离子间。 P 、K能促进N的吸收。
三、植物必需矿质元素的生理作用
Ca：1）维持膜结构的稳定性 2）信号物质：第二信使 3）中和有机酸：果实成熟时的酸味消失 Ca是不易移动元素，缺乏时新叶先出现症状。
四、作物缺素症状及其诊断
1 病症诊断法： 2 化学分析诊断法：取叶片用针对性试验检测含量， 然后与标准含量对比。
第二节 植物细胞对矿质元素的吸收
第二章 植物的矿质营养
第一节 植物必需的矿质元素
一、植物体内的元素
植物体
有机物90%
水分10~95%
C、H、O、N以 气体形式散失 如CO2，CO， N2，水蒸汽， NH3，氮的化 物等，小部分的 硫以H2S和SO2 的形式散失
干物质5~90%
燃烧
无机物10%
小部分氮
挥发部分
灰分元素
大部分硫 全部的磷 全部的金属元素
（一） 根对矿质和水的相对吸收
黄瓜 光 暗 吸水 520ml 90ml K+ 9.2 10.5 Br8.4 8.8
1.根对水和盐的吸收不成比例。
2.吸盐和吸水是两个相对独立的生理过程 相关
（1）矿质元素必须溶于水中才能被吸收， 随水一起进入根部自由空间。 （2）由于矿质的吸收形成水势差---吸水的动 力。
细胞膜的立体结构
糖
基本成分：蛋白质（外在蛋白和内在蛋白）、脂类和糖
细胞膜溶质转运途径的示意图
膜外
膜内
细胞吸收矿质营养的途径
简单扩散：O2、CO2等气体及其它脂溶性物质的过 膜方式，从高浓度一侧向低浓度一侧的扩散，不消 耗能量 通道运输（通道蛋白） 转运蛋白 载体运输 (载体蛋白) 泵运输 胞饮作用