c必需元素-Kppt課件

1、第二章第二章植物必需的營(yíng)養(yǎng)元素及主要生理功能植物必需的營(yíng)養(yǎng)元素及主要生理功能第二節(jié)第二節(jié) 必需營(yíng)養(yǎng)元素的主要生理功能必需營(yíng)養(yǎng)元素的主要生理功能四、鉀、鈣、鎂、鋅、氯、錳的主要生理功能四、鉀、鈣、鎂、鋅、氯、錳的主要生理功能1 1 、鉀、鉀鉀不僅是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)元素，而鉀不僅是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)元素，而且是肥料三要素之一。許多植物需鉀量都很大，就且是肥料三要素之一。許多植物需鉀量都很大，就礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素而言礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素而言, ,它在植物體內(nèi)的含量?jī)H次于氮。它在植物體內(nèi)的含量?jī)H次于氮。農(nóng)業(yè)消費(fèi)實(shí)際證明，施用鉀肥對(duì)提高作物產(chǎn)量農(nóng)業(yè)消費(fèi)實(shí)際證明，施用鉀肥對(duì)提高作物產(chǎn)量和改良質(zhì)量均有明顯的

2、作用。和改良質(zhì)量均有明顯的作用。近二十年來(lái)，在中國(guó)的南北方，都有缺鉀景象近二十年來(lái)，在中國(guó)的南北方，都有缺鉀景象出現(xiàn)。因此，鉀營(yíng)養(yǎng)也引起了人們的注重。出現(xiàn)。因此，鉀營(yíng)養(yǎng)也引起了人們的注重。1 1、普通植物體內(nèi)含鉀量約占干物重的、普通植物體內(nèi)含鉀量約占干物重的0.30.35.0%5.0%。2 2、植物體內(nèi)的含鉀量常因作物種類和器官的不同、植物體內(nèi)的含鉀量常因作物種類和器官的不同而有很大差別：含淀粉、糖等碳水化合物較多的作物含而有很大差別：含淀粉、糖等碳水化合物較多的作物含鉀量較高。谷類作物種子中鉀的含量要遠(yuǎn)小于莖稈中的鉀量較高。谷類作物種子中鉀的含量要遠(yuǎn)小于莖稈中的鉀；鉀；3 3、鉀流動(dòng)性強(qiáng)，能

3、被反復(fù)利用。當(dāng)植物缺鉀時(shí)，、鉀流動(dòng)性強(qiáng)，能被反復(fù)利用。當(dāng)植物缺鉀時(shí)，優(yōu)先分配到較幼嫩的組織。優(yōu)先分配到較幼嫩的組織。4 4、鉀首先分布在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)直達(dá)最適程度。過(guò)量的、鉀首先分布在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)直達(dá)最適程度。過(guò)量的鉀幾乎全部轉(zhuǎn)移到液泡中。鉀幾乎全部轉(zhuǎn)移到液泡中。5 5、鉀在植物體內(nèi)以離子狀存在。、鉀在植物體內(nèi)以離子狀存在。(1) (1) 植物體內(nèi)鉀的含量、分布與特點(diǎn)植物體內(nèi)鉀的含量、分布與特點(diǎn)主要農(nóng)作物不同部位中鉀的含量主要農(nóng)作物不同部位中鉀的含量% %作物作物部位部位含含K2O作物作物部位部位 含含K2O小麥小麥籽粒籽粒0.61水稻水稻籽粒籽粒0.30莖稈莖稈0.73莖稈莖稈0.90棉花棉花籽粒籽粒

4、0.90馬鈴薯馬鈴薯塊莖塊莖2.28莖稈莖稈1.10葉片葉片1.81玉米玉米籽粒籽粒0.40 糖用甜菜糖用甜菜 根根2.13莖稈莖稈1.60塊莖塊莖5.01谷子谷子籽粒籽粒0.20煙草煙草葉片葉片4.10莖稈莖稈1.30莖莖2.80植物組織含鉀量變化對(duì)細(xì)胞質(zhì)和液泡中鉀濃度影響植物組織含鉀量變化對(duì)細(xì)胞質(zhì)和液泡中鉀濃度影響干物質(zhì)含鉀量干物質(zhì)含鉀量% %細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)液泡液泡012345K+K+ 濃濃度度(nmol/l)(nmol/l)3002001000鉀有高速度透過(guò)生物膜，且與酶促反鉀有高速度透過(guò)生物膜，且與酶促反響關(guān)系親密的特點(diǎn)。鉀不僅在生物物理和生響關(guān)系親密的特點(diǎn)。鉀不僅在生物物理和生物化學(xué)方

5、面有重要作用，而且對(duì)體內(nèi)同化產(chǎn)物化學(xué)方面有重要作用，而且對(duì)體內(nèi)同化產(chǎn)物的運(yùn)輸，能量轉(zhuǎn)變也有促進(jìn)作用。物的運(yùn)輸，能量轉(zhuǎn)變也有促進(jìn)作用。(2)(2)鉀的營(yíng)養(yǎng)功能鉀的營(yíng)養(yǎng)功能 鉀能促進(jìn)光協(xié)作用，提高鉀能促進(jìn)光協(xié)作用，提高CO2CO2的同化率。鉀的同化率。鉀對(duì)光協(xié)作用的影響是：對(duì)光協(xié)作用的影響是：a.a.鉀能促進(jìn)葉綠素的合成；鉀能促進(jìn)葉綠素的合成；b.b.鉀能改善葉綠體的構(gòu)造；鉀能改善葉綠體的構(gòu)造；c.c.鉀能促進(jìn)葉片對(duì)鉀能促進(jìn)葉片對(duì)CO2CO2的同化。的同化。 鉀與光協(xié)作用鉀與光協(xié)作用鉀對(duì)葉綠體中鉀對(duì)葉綠體中ATP合成的影響合成的影響作物作物蠶豆蠶豆菠菜菠菜向日葵向日葵干物質(zhì)中干物質(zhì)中K2O%3.7

6、01.005.531.144.701.60ATP的數(shù)量的數(shù)量mol/h/g.葉綠素葉綠素216143295185102 68鉀能促進(jìn)光協(xié)作用產(chǎn)物向貯藏器官中的運(yùn)輸，鉀能促進(jìn)光協(xié)作用產(chǎn)物向貯藏器官中的運(yùn)輸，添加添加“庫(kù)的儲(chǔ)存。對(duì)于沒(méi)有光協(xié)作用功能的器官庫(kù)的儲(chǔ)存。對(duì)于沒(méi)有光協(xié)作用功能的器官來(lái)說(shuō)，它們的生長(zhǎng)及營(yíng)養(yǎng)的儲(chǔ)存，主要靠同化產(chǎn)來(lái)說(shuō)，它們的生長(zhǎng)及營(yíng)養(yǎng)的儲(chǔ)存，主要靠同化產(chǎn)物從地上部向根或果實(shí)中的運(yùn)轉(zhuǎn)。這一過(guò)程包括物從地上部向根或果實(shí)中的運(yùn)轉(zhuǎn)。這一過(guò)程包括蔗糖由葉肉細(xì)胞分散到組織細(xì)胞內(nèi)，然后被泵入蔗糖由葉肉細(xì)胞分散到組織細(xì)胞內(nèi)，然后被泵入 韌皮部，并在韌皮部篩管中運(yùn)輸。鉀在此運(yùn)輸過(guò)韌皮部，并在韌皮部

7、篩管中運(yùn)輸。鉀在此運(yùn)輸過(guò)程中有重要作用。程中有重要作用。GiaquintaGiaquinta曾用韌皮部負(fù)載的方曾用韌皮部負(fù)載的方式解釋這一景象。式解釋這一景象。 鉀能促進(jìn)光協(xié)作用產(chǎn)物的運(yùn)輸鉀能促進(jìn)光協(xié)作用產(chǎn)物的運(yùn)輸?shù)鞍踪|(zhì)的運(yùn)轉(zhuǎn)蛋白質(zhì)的運(yùn)轉(zhuǎn)ATP酶酶+ATP ADP+PiH+pH= 8.5OH-K+H+蔗糖蔗糖細(xì)細(xì)胞胞質(zhì)質(zhì)質(zhì)質(zhì)外外體體膜膜蔗糖蔗糖H+韌皮部負(fù)載方式圖韌皮部負(fù)載方式圖pH= 5.5鉀對(duì)甘蔗中鉀對(duì)甘蔗中14C14C光合產(chǎn)物運(yùn)輸?shù)挠绊懝夂袭a(chǎn)物運(yùn)輸?shù)挠绊慔arttHartt* *總標(biāo)志物為總標(biāo)志物為100100標(biāo)志葉的葉片標(biāo)志葉的葉片 54.3 95.4標(biāo)志葉的葉鞘標(biāo)志葉的葉鞘 14.3

8、 3.9標(biāo)志葉的節(jié)標(biāo)志葉的節(jié) 9.7 0.6標(biāo)志葉上部的葉和節(jié)標(biāo)志葉上部的葉和節(jié) 1.9 0.1 標(biāo)志葉節(jié)以下的莖標(biāo)志葉節(jié)以下的莖 20.1 0.0414 C14 C涂抹部位涂抹部位 占總標(biāo)志物的占總標(biāo)志物的 有鉀有鉀 無(wú)鉀無(wú)鉀鉀對(duì)鉀對(duì)14C14C的同化以及對(duì)同化產(chǎn)物的同化以及對(duì)同化產(chǎn)物在番茄各器官中分配率的影響在番茄各器官中分配率的影響- 低鉀低鉀 高鉀高鉀 2.2 2.2 4.1 4.1 -每株每分鐘脈沖數(shù)每株每分鐘脈沖數(shù)(cpm) 12.3(cpm) 12.310-7 11.110-7 11.110-710-7每克鮮重每分鐘脈沖數(shù)每克鮮重每分鐘脈沖數(shù)(cpm) 1.1(cpm) 1.11

9、0-5 1.210-5 1.210-510-5 葉片葉片 52.7 49.6 52.7 49.6 標(biāo)志同化物在標(biāo)志同化物在 果實(shí)果實(shí) 6.0 15.2 6.0 15.2器官中的分配器官中的分配 莖莖 37.7 32.6 37.7 32.6率率 根根 3.7 2.6 3.7 2.6 -葉片干物質(zhì)中含鉀量葉片干物質(zhì)中含鉀量鉀經(jīng)過(guò)對(duì)酶的活化作用，從多方面對(duì)氮素代鉀經(jīng)過(guò)對(duì)酶的活化作用，從多方面對(duì)氮素代謝產(chǎn)生影響。鉀促進(jìn)蛋白質(zhì)和谷胱甘肽的合成。謝產(chǎn)生影響。鉀促進(jìn)蛋白質(zhì)和谷胱甘肽的合成。由于鉀是氨基酰由于鉀是氨基酰tRNA合成酶和多肽合成酶的活合成酶和多肽合成酶的活化劑?；瘎?鉀與蛋白質(zhì)合成鉀與蛋白質(zhì)合

10、成 供鉀對(duì)大豆生長(zhǎng)、根瘤和固氮活性的影響供鉀對(duì)大豆生長(zhǎng)、根瘤和固氮活性的影響 處置處置 地上部分量地上部分量 單株根瘤數(shù)單株根瘤數(shù) 單株根瘤重單株根瘤重 固氮固氮酶活性酶活性 (g/株株) (g) (g) -K 9.05 54.7 3.0 86.9 +K 12.50 60.8 3.9 109.9 *單位為單位為molC2H2/g根瘤根瘤/hr鉀對(duì)調(diào)理植物細(xì)胞的水勢(shì)有重要作用。鉀能鉀對(duì)調(diào)理植物細(xì)胞的水勢(shì)有重要作用。鉀能順利進(jìn)入植物細(xì)胞內(nèi)，以離子的形狀累積在細(xì)胞順利進(jìn)入植物細(xì)胞內(nèi)，以離子的形狀累積在細(xì)胞質(zhì)的溶膠和液泡中。鉀離子的累積能調(diào)理膠體的質(zhì)的溶膠和液泡中。鉀離子的累積能調(diào)理膠體的存在形狀，也

11、能調(diào)理細(xì)胞的水勢(shì)。存在形狀，也能調(diào)理細(xì)胞的水勢(shì)。缺鉀的情況下，細(xì)胞吸水才干差，膠體堅(jiān)持缺鉀的情況下，細(xì)胞吸水才干差，膠體堅(jiān)持水分的才干也小，細(xì)胞失去彈性，植株和葉片易水分的才干也小，細(xì)胞失去彈性，植株和葉片易萎蔫。堅(jiān)持細(xì)胞正常的水勢(shì)是細(xì)胞增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力，萎蔫。堅(jiān)持細(xì)胞正常的水勢(shì)是細(xì)胞增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)力，對(duì)調(diào)理細(xì)胞代謝有重對(duì)調(diào)理細(xì)胞代謝有重 要作用。要作用。 鉀對(duì)細(xì)胞浸透作用的調(diào)理鉀對(duì)細(xì)胞浸透作用的調(diào)理鉀能調(diào)理氣孔的運(yùn)動(dòng)，有利于作物經(jīng)濟(jì)用水。鉀能調(diào)理氣孔的運(yùn)動(dòng)，有利于作物經(jīng)濟(jì)用水。作物的氣孔運(yùn)動(dòng)與浸透壓、壓力勢(shì)有親密關(guān)系。作物的氣孔運(yùn)動(dòng)與浸透壓、壓力勢(shì)有親密關(guān)系。 鉀與氣孔運(yùn)動(dòng)鉀與氣孔運(yùn)動(dòng)氣孔張、閉時(shí)，

12、蠶豆葉片表皮組織捍衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)各種離子的濃度氣孔張、閉時(shí)，蠶豆葉片表皮組織捍衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)各種離子的濃度張開(kāi)張開(kāi) 424 22 35 12封鎖封鎖 20 0 19 2氣孔形狀氣孔形狀K Cl- 浸透壓浸透壓 氣孔孔徑氣孔孔徑(10-14mol) bar* (m)一些需求一些需求K+激活的酶及其催化的主要的反響激活的酶及其催化的主要的反響果糖激酶 IV谷胱甘肽合成酶琥珀酰CoA合成酶谷氨酰半胱氨酸合成酶NAD+合成酶ADP葡萄糖-淀粉合成酶甲酰四氫葉酸合成酶ADP葡萄糖焦磷酸化酶UDP葡萄糖焦磷酸化酶磷酸化酶焦磷酸鹽磷酸水解酶ATP磷酸水解酶Mg2+ATP磷酸水解酶Ca2+酶酶 類類 催化的主要的反響催化

13、的主要的反響谷氨酰半胱氨酸+甘氨酸+ATP=谷胱甘肽+ADP+Pi琥珀酸鹽+ CoA + ATP =琥珀酰CoA+ATP+Pi谷氨酸鹽+半胱氨酸+ ATP =谷氨酰半胱氨酸+ATP+PiDcamido-NAD+谷氨酰胺+H2O+ATP= NAD+PPi+谷氨酸鹽+AMPADP-葡萄糖+1，4a-D-葡萄基n= 1，4a-D-葡萄基n+1+ADP甲酸+四氫葉酸+ATP=10-甲酰四氫葉酸+ADP+PiATP+a-D-葡萄糖-1-磷酸= PPi+ ADP-葡萄糖UTP+a-D-葡萄糖-1-磷酸= PPi+ UDP-葡萄糖a 1，4 葡萄基n +Pi = a 1，4 葡萄基 n+1+ a-D-葡萄糖

14、-1-磷酸H2O+PPi=2PiATP+H2O=ADP+PiATP+H2O=ADP+Pi 激活酶的活性激活酶的活性一些需求一些需求K+激活的酶及其催化的主要的反響激活的酶及其催化的主要的反響酶酶 類類 催化的主要的反響催化的主要的反響磷?；D(zhuǎn)移酶丙酮酸激酶6-磷酸果糖激酶催化排除過(guò)程的酶蘇氨酸脫水酶果糖二磷酸醛縮酶乙醛脫氫酶磷酸烯醇丙酮酸+ADP=丙酮酸+ATP果糖-6-磷酸+ATP=果糖-1，6-磷酸鹽+ADP蘇氨酸H2O=2氧代丁酸+NH3+H2O脫水酶果糖-1，6-磷酸=磷酸二羥丙酮+3磷酸甘油醛乙醛+NADP+H2O=酸+NADPH20陽(yáng)離子濃度陽(yáng)離子濃度 (mM)(mM)0.2K+4

15、050301000.40.60.81.01.21.41.60Na+Li+Rb+Cs+NH+4酶活性酶活性(mol ADP mg (mol ADP mg 蛋白蛋白-1h -1)-1h -1)1.8一價(jià)陽(yáng)離子對(duì)玉米中淀粉合成酶的影響一價(jià)陽(yáng)離子對(duì)玉米中淀粉合成酶的影響 促進(jìn)有機(jī)酸的代謝促進(jìn)有機(jī)酸的代謝 鉀參與植物體內(nèi)氮的代謝，木鉀參與植物體內(nèi)氮的代謝，木質(zhì)部運(yùn)輸中鉀離子是硝酸根離子的主質(zhì)部運(yùn)輸中鉀離子是硝酸根離子的主要陪伴離子。要陪伴離子。鉀離子穿越運(yùn)輸硝酸根離子和蘋果酸根離子的方式圖鉀離子穿越運(yùn)輸硝酸根離子和蘋果酸根離子的方式圖 加強(qiáng)植物的抗逆性加強(qiáng)植物的抗逆性 鉀有多方面的抗逆功能，它能加強(qiáng)鉀有

16、多方面的抗逆功能，它能加強(qiáng)作物的抗旱、抗高溫、抗寒、抗病、作物的抗旱、抗高溫、抗寒、抗病、抗鹽、抗倒等的才干，從而提高其抵抗鹽、抗倒等的才干，從而提高其抵御外界惡劣環(huán)境的忍受才干。這對(duì)作御外界惡劣環(huán)境的忍受才干。這對(duì)作物穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)有明顯作用。物穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)有明顯作用。 抗旱性：添加鉀離子的濃度抗旱性：添加鉀離子的濃度 ，提高細(xì)胞的浸透勢(shì)；，提高細(xì)胞的浸透勢(shì)； 提高膠體對(duì)水的束縛才干，使細(xì)胞膜堅(jiān)持穩(wěn)定的透性；提高膠體對(duì)水的束縛才干，使細(xì)胞膜堅(jiān)持穩(wěn)定的透性； 氣孔的開(kāi)閉隨植物的生理需求而調(diào)理自若；氣孔的開(kāi)閉隨植物的生理需求而調(diào)理自若； 促進(jìn)根系生長(zhǎng)，提高根冠比，加強(qiáng)作物吸水才干；促進(jìn)根系生長(zhǎng)，提高根

17、冠比，加強(qiáng)作物吸水才干；抗高溫：堅(jiān)持較高的水勢(shì)和膨壓，保證植物的正常代謝；抗高溫：堅(jiān)持較高的水勢(shì)和膨壓，保證植物的正常代謝； 促進(jìn)植物的光協(xié)作用，加速蛋白質(zhì)和淀粉的合成；促進(jìn)植物的光協(xié)作用，加速蛋白質(zhì)和淀粉的合成； 調(diào)理氣孔和浸透，提高作物對(duì)高溫的忍受才干；調(diào)理氣孔和浸透，提高作物對(duì)高溫的忍受才干；抗鹽類：穩(wěn)定質(zhì)膜中蛋白質(zhì)分子上的抗鹽類：穩(wěn)定質(zhì)膜中蛋白質(zhì)分子上的S-H基，防止蛋白質(zhì)基，防止蛋白質(zhì) 變性；變性； 防止類脂中的不飽和脂肪酸被氧化；防止類脂中的不飽和脂肪酸被氧化；抗病性：增厚細(xì)胞壁提高細(xì)胞木質(zhì)化程度；抗病性：增厚細(xì)胞壁提高細(xì)胞木質(zhì)化程度； 促進(jìn)植物體內(nèi)低分子化合物轉(zhuǎn)變?yōu)楦叻肿踊衔铮?/p>

18、促進(jìn)植物體內(nèi)低分子化合物轉(zhuǎn)變?yōu)楦叻肿踊衔?；抗倒伏：促進(jìn)作物莖稈維管束的發(fā)育，使莖壁增厚，髓腔抗倒伏：促進(jìn)作物莖稈維管束的發(fā)育，使莖壁增厚，髓腔 變小，機(jī)械組織內(nèi)細(xì)胞陳列整齊。變小，機(jī)械組織內(nèi)細(xì)胞陳列整齊?？乖缢ィ貉由熳蚜９酀{時(shí)間，添加千粒重；抗早衰：延伸籽粒灌漿時(shí)間，添加千粒重； 施鉀對(duì)玉米產(chǎn)量及莖腐病發(fā)病率影響施鉀對(duì)玉米產(chǎn)量及莖腐病發(fā)病率影響 施施K2OK2O量量 籽粒產(chǎn)量籽粒產(chǎn)量 莖腐病發(fā)病率莖腐病發(fā)病率 (kg/ha) (t/ha) ( (kg/ha) (t/ha) () ) 0 4.48 35 0 4.48 35 300 6.91 19 300 6.91 19 600 8.73 8

19、600 8.73 8鉀對(duì)冬小麥產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響鉀對(duì)冬小麥產(chǎn)量構(gòu)成要素的影響從開(kāi)花到成熟的天數(shù)從開(kāi)花到成熟的天數(shù)每盆穗數(shù)每盆穗數(shù)每穗粒數(shù)每穗粒數(shù)千粒重千粒重g每盆產(chǎn)量每盆產(chǎn)量g施鉀量施鉀量mg K/Kg項(xiàng)項(xiàng) 目目0 60 12046 68 7558.8 65.2 61.336.3 37.6 42.617.4 33.0 34.437.2 81.0 89.9改善產(chǎn)品質(zhì)量：提高產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)成分，延改善產(chǎn)品質(zhì)量：提高產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)成分，延伸產(chǎn)品的儲(chǔ)存期，耐搬運(yùn)和運(yùn)輸；對(duì)蔬菜和水伸產(chǎn)品的儲(chǔ)存期，耐搬運(yùn)和運(yùn)輸；對(duì)蔬菜和水果類作物，能改善產(chǎn)品的外觀，使水果的色澤果類作物，能改善產(chǎn)品的外觀，使水果的色澤更艷麗，汁液

20、含糖量添加。更艷麗，汁液含糖量添加。過(guò)量施用鉀肥的后果：破壞營(yíng)養(yǎng)平衡，呵過(guò)量施用鉀肥的后果：破壞營(yíng)養(yǎng)平衡，呵斥質(zhì)量下降；作物奢侈吸收，導(dǎo)致浪費(fèi)；斥質(zhì)量下降；作物奢侈吸收，導(dǎo)致浪費(fèi)；(3)、鉀與作物質(zhì)量、鉀與作物質(zhì)量 施鉀對(duì)大麥質(zhì)量的影響施鉀對(duì)大麥質(zhì)量的影響 處置處置 胱氨酸胱氨酸 蛋氨酸蛋氨酸 酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸 淀粉淀粉 可溶可溶性糖性糖 ( () () () () () () () () () () () )- - NP 0.18 0.14 0.36 0.121 44.9 9.36NP 0.18 0.14 0.36 0.121 44.9 9.36NPK 0.20 0.20 0.42 0. 46.5 10.40 NPK 0.20 0.20 0.42 0. 46.5 10.40 鉀在作物體內(nèi)流動(dòng)性