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(1)根与土壤溶液的高子交换( ion exchange) (2)接触交换( contact exchange) 2高子进入导管 离子从根表面进入根导管的途径有质外体和共质体两种(图2-14)。 (1)质外体途径质外体又称自由空间。在自由空间运输主要只限于根的内皮层以外, 内皮层细胞壁四面木栓化加厚,只有转入共质体后才能进入维管束组织 (2)共质体途径到达内皮层后,可通过主动吸收或被动吸收的方式进入原生质。离子可 以通过内质网及胞间连丝在细胞内传递,最终进入木质部薄壁细胞,其质膜上有ATP酶, 在离子向导管的主动转运中起积极的作用 三、影响根系吸收矿质元素的因素 (一)土壤温度 (二)土壤通气状况 (三)土壤溶液浓度 (四)土壤pH 1.直接影响由于组成细胞质的蛋白质是两性电解质,在弱酸性环境中,氨基酸带正电荷 所以易于吸收外界溶液中的阴离子;在弱碱性环境中,氨基酸带负电荷,所以易于吸收外界 溶液中的阳离子 2间接影响土壤溶液pH对植物矿质营养的间接影响比直接影响还要大。在土壤溶液碱 性较大时,Fe2+、PO43-、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Zn2等变为不溶解状态,不利于植物吸收 当土壤溶液酸性较强时,K、PO3、Ca2、Mg2等离子易溶解,但植物来不及吸收就被雨 水淋溶掉,因此酸性的土壤(如红壤)往往缺乏这几种元素。酸性土壤还导致重金属(Al、 Fe、M等)溶解度加大,易使植物受害;另外,土壤溶液反应也影响土壤微生物的活动。 四、植物地上部对矿质元素的吸收 除根之外,植物地上部分也可以吸收矿质元素,这称为根外营养。地上部分吸收矿质盐 的器官,主要是叶片,所以亦称为叶片营养( foliar nutrition) 溶于水中的营养物质喷施叶面以后,主要通过气孔和角质层裂缝进入叶内。溶液经过角 质层孔道到达表皮细胞外侧壁后,进一步经过细胞壁中的外连丝到达表皮细胞的质膜。外连 丝( ectodesmata)里充满表皮细胞原生质体的液体分泌物,从原生质体表面透过壁上的纤细 孔道向外延伸,与质外体相接。当溶液经外连丝抵达质膜后,就被转运到细胞内部,最后到 达叶脉韧皮部。外连丝是营养物质进入叶内的重要通道 根外施肥有很多优点 ①当幼苗根系不发达而代谢旺盛、生长快、需肥量大;作物生育后期根部吸肥能力衰退 时,根外追肥可以补充营养。②某些肥料(如磷肥)易被土壤固定,而根外喷施无此弊端, 节省肥料。③很适于补充植物所缺乏的微量元素,用量少,效果快。④可作为植物缺素的- 种诊断方式。因此,根外追肥己成为农业生产上经常采用的重要措施 五、矿质元素在植物体内的运输和分配 矿质元素进入根系后,只有少部分留在根内,大部分随蒸腾流运至地上部。除硅外,其 它元素大部分运至生长点、幼叶、幼枝、幼果等生长旺盛部位,少部分运至功能叶及老叶。 1.矿质元素运输形式 根系吸收的N素,多在根部转化成有机化合物,如天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨 酰胺,以及少量丙氨酸、缬氨酸和蛋氨酸,然后运往地上部;磷酸盐主要以无机离子形式运 输,还有少量先合成磷酯酰胆碱和ATP、ADP、AMP、6-磷酸葡萄糖、6-磷酸果糖等有机化 合物后再运往地上部:K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、SO2等则以离子形式运往地上部。(1)根与土壤溶液的离子交换(ion exchange) (2)接触交换(contact exchange) 2.离子进入导管 离子从根表面进入根导管的途径有质外体和共质体两种(图 2-14)。 (1)质外体途径 质外体又称自由空间。在自由空间运输主要只限于根的内皮层以外, 内皮层细胞壁四面木栓化加厚,只有转入共质体后才能进入维管束组织。 (2)共质体途径 到达内皮层后,可通过主动吸收或被动吸收的方式进入原生质。离子可 以通过内质网及胞间连丝在细胞内传递,最终进入木质部薄壁细胞,其质膜上有 ATP 酶, 在离子向导管的主动转运中起积极的作用。 三、影响根系吸收矿质元素的因素 (一)土壤温度 (二)土壤通气状况 (三)土壤溶液浓度 (四)土壤 pH 1.直接影响 由于组成细胞质的蛋白质是两性电解质,在弱酸性环境中,氨基酸带正电荷, 所以易于吸收外界溶液中的阴离子;在弱碱性环境中,氨基酸带负电荷,所以易于吸收外界 溶液中的阳离子。 2.间接影响 土壤溶液pH对植物矿质营养的间接影响比直接影响还要大。在土壤溶液碱 性较大时,Fe2+ 、PO4 3- 、Ca2+、Mg2+ 、Cu2+、Zn2+ 等变为不溶解状态,不利于植物吸收; 当土壤溶液酸性较强时,K+ 、PO4 3-、Ca2+、Mg2+ 等离子易溶解,但植物来不及吸收就被雨 水淋溶掉,因此酸性的土壤(如红壤)往往缺乏这几种元素。酸性土壤还导致重金属(Al、 Fe、Mn等)溶解度加大,易使植物受害;另外,土壤溶液反应也影响土壤微生物的活动。 四、植物地上部对矿质元素的吸收 除根之外,植物地上部分也可以吸收矿质元素,这称为根外营养。地上部分吸收矿质盐 的器官,主要是叶片,所以亦称为叶片营养(foliar nutrition)。 溶于水中的营养物质喷施叶面以后,主要通过气孔和角质层裂缝进入叶内。溶液经过角 质层孔道到达表皮细胞外侧壁后,进一步经过细胞壁中的外连丝到达表皮细胞的质膜。外连 丝(ectodesmata)里充满表皮细胞原生质体的液体分泌物,从原生质体表面透过壁上的纤细 孔道向外延伸,与质外体相接。当溶液经外连丝抵达质膜后,就被转运到细胞内部,最后到 达叶脉韧皮部。外连丝是营养物质进入叶内的重要通道。 根外施肥有很多优点: ①当幼苗根系不发达而代谢旺盛、生长快、需肥量大;作物生育后期根部吸肥能力衰退 时,根外追肥可以补充营养。②某些肥料(如磷肥)易被土壤固定,而根外喷施无此弊端, 节省肥料。③很适于补充植物所缺乏的微量元素,用量少,效果快。④可作为植物缺素的一 种诊断方式。因此,根外追肥已成为农业生产上经常采用的重要措施。 五、矿质元素在植物体内的运输和分配 矿质元素进入根系后,只有少部分留在根内,大部分随蒸腾流运至地上部。除硅外,其 它元素大部分运至生长点、幼叶、幼枝、幼果等生长旺盛部位,少部分运至功能叶及老叶。 1.矿质元素运输形式 根系吸收的N素,多在根部转化成有机化合物,如天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨 酰胺,以及少量丙氨酸、缬氨酸和蛋氨酸,然后运往地上部;磷酸盐主要以无机离子形式运 输,还有少量先合成磷酯酰胆碱和ATP、ADP、AMP、6-磷酸葡萄糖、6-磷酸果糖等有机化 合物后再运往地上部;K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、SO4 2- 等则以离子形式运往地上部
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