知识讲解水和无机盐在植物体内的代谢

4. 2-4. 3水和无机盐在植物体中的代谢
【学习目标】1、了解水分、无机盐对植物生命活动的作用。
2、了解植物体对水分的吸收、运输、利用和散失的过程。
3、知道植物吸水、失水的原理。
4、知道维持植物体内水分平衡以及合理灌溉、合理施肥。胎压监测装置
【要点梳理】要点一、植物体对水分、无机盐的吸收、运输
植物水分吸收是指植物器官从土壤、环境中吸水水分的方式,根系是大多数陆生植物的主要吸水器官。根系吸水通过细胞吸水进行。水生的藻类和许多菌类那么没有专门的吸水器。
植物生命活动中吸收、传导和散失水分的连续过程,这种关系也称植物水分代谢。水是植物体的重要组成成分。植物鲜重的70〜90%是水。生理活性强的器官如嫩叶、嫩果等的含水量高;而生理活性弱的器官如种子、抱子等那么含水较少。细胞中的水分为许多生化反响提供了良好的介质。它的物理性质如高的汽化热、比热,对调节植物体温有重要作用。水也是调节原生质胶体的凝胶与溶胶态的逆变的决定性因素。水还可维持细胞处于紧张状态,使植株挺立、叶片开展,有利于承受阳光进行光合作用。许多大分子物质的合成也都离不开水。
陆生植物由于叶的蒸腾作用,根部从土壤吸收的水,经体内传导而不断地向大气中散失。因此它们必须不断地在吸水•传导-散失的连续运动过程中求得体内含水量的动态平衡,才能保证正常的生命活动。水在土壤一植物一大气系统中的这种运动是由于水在这一系统各个部位中的自由能差所造成的。
植物细胞吸水或失水,主要取决于细胞液的浓度和细胞周围水溶液的浓度的大小:当周围水溶液的浓度大于细胞液的浓度时,细胞就吸水:当周围水溶液的浓度小于细胞液的浓度时,细胞就失水。
水在植物体内传导的途径为:根毛一根皮层一内皮层一根木质部导管一茎木质部导管一叶脉导管一叶肉细胞一气孔或角质层,然后向大气散失。
同时,无机盐溶解在水中也被运往植物体内部。
要点二、蒸腾作用
蒸腾作用是水分从活的植物体外表(主要是叶子)以水蒸汽状态散失到大气中的过程, 是与物理学的蒸发过程不同,蒸腾作用不仅受外界环境条件的影响,而且还受植物木身的调节和控制,因此它是一种复杂的生理过程。其主要过程为:土壤中的水分一根毛一根内导管 -茎内导管一叶内导管一气孔一大气.植物幼小时,暴露在空气中的全部外表都能蒸腾。
(一)分类1、皮孔蒸腾
木本植物经由枝条的皮孔和木栓组织的裂缝的蒸腾,叫做皮孔蒸腾。但是皮孔蒸腾的昂: 非常小,约占树冠蒸腾总量的0.1%。
2、角质层蒸腾
通过叶片和草本植物茎的角质层的蒸腾,叫做角质层蒸腾,约占蒸腾作用的5%〜10%。幼嫩叶子的角质蒸腾可达总蒸腾量的】/3到1/2。一般植物成熟叶片的角质蒸腾,占总蒸腾量的5%〜10%。长期生K在干旱条件下的植物其角质层蒸腾更低,其蒸腾总量小于5%o3、气孔蒸腾
通过气孔的蒸腾,叫做气孔蒸腾,气孔蒸腾是植物蒸腾作用的最主要方式。
气孔是植物进行体内外气体交换的重要门户。水蒸气(田0)、二氧化碳(CO?)、氧气(02)都要共用气孔这个通道,气孔的开闭会影响植物的蒸腾、光合、呼吸等生理过程。
(二)影响因素
1、光照光对蒸腾作用的影响首先是引起气孔的开放,减少气孔阻力,从而增强蒸腾作用。其次,光可以提高大气与叶子的温度,增加叶内外蒸气压差,加快蒸腾速率。
2、温度对蒸腾速率的影响很大。当大气温度降低时,叶温比气温高出2〜10°C,因而气孔下腔蒸气压
的增加大于空气蒸气压的增加,使叶内外蒸气压差增大,蒸腾速率增大;当气温过高时,叶片过度失水,气孔关闭,蒸腾减弱。
3、湿度在温度相同时,大气的相对湿度越大,其蒸气压就越大,叶内外蒸气压差就变小,气孔下腔的水蒸气不易扩散出去,蒸腾减弱;反之,大气的相对湿度较低,那么蒸腾速率加快。
4、风速风速较大,可将叶面气孔外水蒸气扩散层吹散,而代之以相对湿度较低的空气,既减少了扩散阻力,乂增加了叶内外蒸气压差,可以加速蒸腾。强风可能会引起气孔关闭,内部阻力增大,蒸腾减弱。
能测量出质量的流量计是(三)蒸腾作用的意义】、降温(植物长时间被晒又不能动)沥青拌合站筛网
ysn-264蒸腾作用能够降低叶片的温度。太阳光照射到叶片上时,大局部能量转变为热能,如果叶子没有降温的本领,叶温过高,叶片会被灼伤。而在蒸腾过程中,水变为水蒸气时需要吸收热能,因此,蒸腾能够降低叶片外表的温度,使叶子在强光下进行光合作用而不致受害。
2、运输(导管是死的,需要一个升力)
蒸腾作用是植物对水分的吸收和运输的一个主要动力,特别是高大的植物,假如没有蒸腾作用,由蒸腾拉力引起的吸水过程便不能产生,植株较高局部也无法获得水分。由于矿质盐类(无机盐)要溶于
水中才能被植物吸收和在体内运转,既然蒸腾作用是对水分吸收和流动的动力,那么,矿物质也随水分的吸收和流动而被吸入和分布到植物体各局部中去。所以,蒸腾作用对这两类物质在植物体内运输都是有帮助的。
3、环境
蒸腾作用为大气提供大量的水蒸气,使当地的空气保持湿润,使气温降低,让当地的雨水充分,形成良性循环。
要点三、植物对水的利用1、参与细胞代谢:细胞内有大量的水分,使细胞的代谢处于活跃状态。作为原料,参与光合作用,与二氧化碳合成有机物。
2、作为溶剂:溶解无机盐,运往植物各处
3、保持植物的固有形态,植物具有细胞壁,吸收了大量水分之后会保持紧张度。有利于保持植物的固体形态。
4、用于蒸腾作用,降低温度要点四、植物对无机盐的利用
在植物体内经常可以检测到70多种化学元素,但国际公认的高等植物生长发育所bai 需的必需营养元
素仅有16种,它们是碳(C)、氢(H)、氧(0)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)、铁(Fe)、硼(B)、镐(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、钥(Mo)和氯(C1)。按植物对它们需要量的多少,可分为大量营养元素、中量营养元素和微量营养元素。大量营养元素包括碳、氢、氧、氮、磷、钾;
中量营养元素有钙、镁、硫;微量元素包括铁、硼、镒、铜、锌、钥和氯。现在也有学者认为镣(Ni)是第17种必需营养元素。
据研究,确定为植物必需营养元素的3个条件是:①这种元素对植物的营养生长和生殖生长应该是必不可少的,当它完全缺乏时,植物就不能完成其生命周期;②植物对这种元素的需要是专一的,其它元素不能代替它的作用,缺乏时,植物会出现特殊的缺乏病症,只有满足这种元素,病症才会消除;⑧这种元素必须在植物体内起直接作用,而不仅仅是起改善植物生长环境的间接作用。
氮是植物生长的必需养分,它是每个活细胞的组成局部。植物需要大量氮。
氮是植物体内蛋白质、核酸和叶绿素的组成成分,叶绿素a和叶绿素b;都是含氮化合物。绿植物进行光合作用,使光能转变为化学能,把无机物(二氧化碳和水)转变为有机物(葡萄糖)和氧气,是借助于叶绿素的作用。葡萄糖是植物体内合成各种有机物的原料,而叶绿素那么是植物叶子制造“粮食"的工厂。氮也是植物体内维生素和能量系统的组成局部。
氮对植物生长发育的影响是十清楚显的。当氮充足时,植物可合成较多的蛋白质,促进细胞的分裂和增长,因此植物叶面积增长快,能有更多的叶面积用来进行光合作用。
此外,氮的丰缺与叶子中叶绿素含量有密切的关系。这就使得我们能从叶面积的大小和叶深浅上来判断氮营养的供应状况。在苗期,一般植物缺氮往往表现为生长缓慢,植株矮小,叶片薄而小,叶缺绿发黄。禾本科作物那么表现为分孽少。生长后期严重缺氮时,那么表现为穗短小,籽粒不饱满。在增施氮肥以后,对促进植物生长健壮有明显的作用。往往施用后,叶很快转绿,生长最增加。但是氮肥用最不宜过多,过昂:施用氮素时,叶绿素数后增多,能使叶子更长久地保持绿,以致有延长生育期、贪青晚熟的趋势。对一些块根、块茎作物,如糖用甜菜,氮素过多时,有时表现为叶子的生长量显著增加,但具有经济价值的块根产量却少得使人失望。
磷在植物体中的含量仅次「氮和钾,一般在种子中含量较高。磷对植物营养有重要的作用。植物体内许多重要的有机化合物都含有磷。磷是植物体内核酸、蛋白质和酶。等多种重要化合物的组成元素。磷在植物体内参与光合作用、呼吸作用、能量储存和传递、细胞分裂、细胞增大和其他一些过程。磷能促进早期根系的形成和生长,提高植物适应外界环境条件的能力,有助于植物耐过冬天的严寒。磷能提高许多水果、蔬菜和粮食作物的品质。磷有助于增强一些植物的抗病性,抗旱和抗寒能力。磷有促熟作用,对收获和作物品质是重要的。但是用磷过量会使植物晚熟结实率下降。
钾是植物的主要营养元素,同时也是土壤中常因供应缺乏而影响作物产量的三要素之一。农作物含钾与含氮量相近而比含磷最高。且在许多高产作物中,含钾量超过含氮量。钾与氮、磷不同,它不是植物体内有机化合物的成分。迄今为止,尚未在植物体内发现含钾的有机化合物。钾呈离子状态溶于植物汁液之中,其主要功能与植物的新陈代谢有关。
钾在植物代谢活跃的器官和组织中分布量较高,具有保证各种代谢过程的顺利进行、促进植物生长、增强抗病虫害和抗倒伏能力等功能。
钾能够促进光合作用,缺钾使光合作用减弱。钾能明显地提高植物对氮的吸收和利用,并很快转化为蛋白质。钾还能促进植物经济用水。由于钾离子能较多地累积在作物细胞之中,因此使细胞渗透压增加并使水分从低浓度的土壤溶液中向高浓度的根细胞中移动。在钾供应充足时,作物能有效地利用水分,并保持在体内,减少水分的蒸腾作用。
钾的另i特点是有助于作物的抗逆性。钾的重要生理作用之一是增强细胞对环境条件的调节作用。钾能增强植物对各种不良状况的忍受能力,如干旱、低温、含盐量、病虫危害、倒伏等。
植物最常见的缺钾病症是沿叶缘的灼伤状,首先从下部的老叶片开始,逐步向上部叶片扩展,并且有斑点产生。缺钾植物生长缓慢,根系发育差。茎杆脆弱,常出现倒伏。种子和果实小且干皱。植株对病害的抗性低。具有明显的抗伏倒性,可以增加果实类、蔬菜类作物口感。
缺少元素口诀:氮黄红磷钾褐斑要点五、无土栽培
无土栽培,是指以水、草炭或森林腐叶土、蛭石等介质作植株根系的基质固定植株,植物根系能直接接触营养液的栽培方法。无土栽培中营养液成分易于控制,旦可随时调节。在光照、温度适宜而没有土壤的地方,如沙漠、海滩、荒岛,只要有一定量的淡水供应,便可进行。无土栽培根据栽培介质的不同分为水培、雾(气)培和基质栽培。水培是指植物根系直接与营养液接触,不用基质的栽培方法。最早的水培是将植物根系浸入营养液中牛.长,这种方式会出现缺氧现象,严重时造成根系死亡。常采用营养液膜法的水培方式,即使一层很薄的营养液层,不断循环流经作物根系,既保证不断供给作物水分和养分,又不断供给根系新鲜氧气。
优点:
1、节水、省肥、高产:无土栽培中作物所需各种营养元素是人为配制成营养液施用的,水分损失少,营养成分保持平衡,吸收效率高,并且是根据作物种类以及同一作物的不同生育阶段,科学地供应养分。因此作物生长发育健壮,生长势强,可充分发挥出增产潜力。
2、清洁卫生无污染:土壤栽培施有机肥,肥料分解发酵,产生臭味污染环境,还会使很多害虫的卵孳生,危害作物,而无土栽培施用的是无机肥料,不存在这些问题,并可防止受污染土壤中的重金属等有害物质的污染。
3、省工省力、易于管理:无土栽培不需要中耕、翻地、锄草等作业,省力省工。浇水追肥同时解决,并由供液系统定时定量供给,管理方便,不会造成浪费,大大减轻了劳动强度。
4、防止连作障碍:在蔬菜的田间种植管理中,土地合理轮作、防止连年重茬是防止病害严重发生和蔓延的重要措施之一。而无土栽培特别是采用水培,那么可以从根本上解决这一问题。
5、不受地区限制、充分利用空间:无土栽培使作物彻底脱离了土壤环境,不受土质、水利条件的限制,地球上许多沙漠、荒原或难以耕种的地区,都可采用无土栽培方法加以利用。摆脱了土地的约束,无土栽培还可以不受空间限制,利用城市废弃厂房、楼房的平面屋顶种菜种花,都无形中扩大了栽培面积。
6、有利于实现农业现代化:无土栽培使农业生产摆脱了自然环境的制约,可以按照人的意志进行生产,所以是-种受控农业的生产方式。较大程度地按数量化指标进行耕作,有利于实现机械化、自动化,从而逐步走向工业化的生产方式。
要点六、合理灌溉
灌溉的基本要求是利用最少量的水取得最好的效果。进行合理灌溉,首先要注意选择灌溉时期,具体有以下四种方法:
1.根据土壤湿度决定灌溉时期。判断准确,但不能充分发挥灌溉效益,因为灌溉的真正对象是植物而不是土壤。
2.根据植物水分临界期事先拟定灌溉方案。但因不同年份的气象条件不同、不同地块植物生
长不同而常会有所变动。
3.根据灌溉形态指标确定灌溉时期。植物缺水时,幼嫩的茎叶因水分供应不上而发生凋萎,茎颜转为暗绿或变红,生长速度卜降。这种方法的优点是灌溉形态指标易观察,缺点是需要经过屡次实践才能掌握好。
mp3手表4.依据灌溉生理指标确定灌溉时期。一般地,我们将叶片长势、细胞液浓度、渗透势和气孔开张度作为灌溉的生理指标。
要点七、合理施肥
有机肥最好选用精制有机肥,一般农作物每季每亩施用200公斤左右,施用时间为作物播种或移栽前7〜15天。有机肥与无机肥配合施用的方法主要有两种:第一种是以有机肥作基肥,化肥作追肥或种肥施用;第二种是有机肥与化肥直接混合施用,需要注意的是二者不可以任意混合,有些混合提高肥效,有些那么降低肥效,如硝态氮肥与未腐熟的有机肥混在一起,在厌氧条件下,由于反硝化作用,
京能恒基易引起硝态氮素转为气体跑掉而损失养分。
合理施肥,充分发挥肥料的增产作用,是实现高产、稳产、低本钱的一个重要措施。合理配合、互相促进有机肥料和化肥配合,氮、磷配合,是合理施肥的重要原那么。
有机肥料养分全面,肥效慢;化肥肥分浓度大,见效快。特别是有机肥料里含有大量的有机质,经过微生物作用,形成了腐殖质,可以改良土壤结构,使的疏松绵软,透气又良好,不仅有利「作物根系的生长发育,并且有助「提高土壤保水、保肥能力。化肥能供给微生物活动需要的速效养分,加速微生物繁殖与活动,促进其有机肥料分解,释放出大量的二氧化碳与有机酸,就有利于土壤中难浴性养分的溶解。所以有机肥料和化肥配合施用,取长补短、互相调剂,充分发挥了这两种肥料的作用。
有机肥料一般氮少磷多,和氮肥配合一般有良好反响,和磷肥配合,就要影响磷肥效果。因此,除土壤特别缺磷,有机肥用量又少,可以施用少量磷肥外,一般情况下,有机肥和磷肥最好分别施在不同田块,以充分发挥肥料的作用。

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