养分在植物体内.ppt
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1、第四章 养分在植物体内 的运输和分配,主要内容 基本要求养分的短距离运输了解养分的长距离运输了解植物体内养分的循环了解养分的再利用了解,第一节 养分的短距离运输,含义:也称横向运输,是指介质中的养分沿根表皮、皮层、内皮层到达中柱(导管)的迁移过程。由于其迁移距离短,故称为短距离运输。,一、养分的运输途径,离子短距离运输的质外体(A)和共质体(B)示意图,一、养分的运输途径(一)质外体途径1.运输部位:根尖的分生区和伸长区由于内皮层还未充分分化,凯氏带尚未形成,质外体可延续到木质部,即养分可直接通过质外体进入木质部导管。2.运输方式:自由扩散、静电吸引3.运输的养分种类:Ca2+、Mg 2+、N
2、a+等如Ca2+,主要通过质外体运输,只有少量进入细胞内,因为:质外体中的 Ca2+果胶果胶酸钙细胞内的 Ca2+草酸草酸钙所以:钙的运输受到限制,(二)共质体途径1.运输部位:根毛区内皮层已充分分化,凯氏带已形成,养分进入共质体(细胞内)后,靠胞间连丝在相邻的细胞间进行运输,最后向中柱转运2.方式:扩散作用、原生质流动(环流)、水流带动3.运输的离子:NO3、H2PO4、K、SO42、Cl根毛细胞是贮存磷、钾的生理库,如禾谷类作物生长前期吸收的磷占全量的6070,到后期经转运和再利用。4.具有自我调节作用:共质体内被运输的离子并不完全进入导管,除一部分在根内被利用和同化外,还要优先被液泡选择
3、吸收而积累在液泡的“离子库”中。当通过共质体运输的离子暂时减少时,液泡又释放离子,使之通过运输到达导管。,二、养分进入木质部是指养分从中柱薄壁细胞向木质部导管的转移过程。实际上是离子自共质体向质外体的过渡过程。(一)养分进入机理早期认为是被动过程渗漏假说:认为共质体中的离子跨越皮层组织,穿过内皮层细胞后渗漏进入木质部导管。后来证明是主动过程双泵模型:认为离子进入木质部导管需经两次泵的作用:第一次是将离子由介质或自由空间主动泵入细胞膜内,进入共质体;第二次是将离子由木质部薄壁细胞主动泵入木质部导管,进入质外体。,根部离子短距离运输进入木质部导管的双泵模型 共质体 质外体,2,(二)影响因素1.外
4、界离子浓度介质K浓度对向日葵伤流液中含钾量的影响介质K浓度(mmol/L)伤流液中K总量(g)0.129.2 1.045.010.026.6可见,浓度适中,进入的离子总量最大,2.温度:升高,水分易扩散进入,使木质部汁液体积增加;而因质膜的选择性随温度的提高而增加,利于钾的吸收,但对钙不利。,3.呼吸作用:受抑制时,K、Ca2运输量减少,但K/Ca2比值不变,第二节 养分的长距离运输 含义:也称纵向运输,是指养分沿木质部导管向上,或沿轫皮部筛管向上或向下移动的过程。由于养分迁移距离较长,故称为长距离运输。一、木质部运输(一)动力和方向动力:蒸腾作用一般起主导作用 根压当蒸腾作用微弱或停止时,起
5、主导作用,木质部导管,木质部汁液的移动是根压和蒸腾作用驱动的共同结果,但两种力量的强度并不相同。从力量上,蒸腾拉力远大于根压压力。从作用的时间上,蒸腾作用在一天内有阶段性,而根压具有连续性。蒸腾对木质部养分运输作用的大小取决于植物生育阶段、昼夜时间、离子种类和离子浓度等因素。,(1)植物生育阶段 在植物生长旺盛期,蒸腾强度大,木质部养分的运输主要靠蒸腾拉力。(2)昼夜时间 白天木质部运输主要靠蒸腾作用,驱动力较强,且运输量大。夜间主要靠根压,其动力弱,养分运输量小。(3)元素种类 一般以质外体运输的养分受蒸腾作用影响较大,而以共质体运输为主的养分则受影响较小。高蒸腾强度对K+的木质部运输速率影
6、响不大但能大幅度提高Na+的运输速率。植物体内以分子态运输的养分,其木质部运输也受蒸腾作用的强烈影响,最为典型的是硅和硼。钙的木质部运输与蒸腾作用也有密切关系。,蒸腾强度对甜菜木质部运输K+和Na+的影响(mol/株2h),燕麦植株蒸腾(耗水)与硅吸收的计算值和实测值间的关系,(4)离子浓度 介质中养分的浓度明显影响进入木质部离子的数量,也能影响蒸腾作用对木质部养分运输作用的程度。(5)植物器官 植物各器官的蒸腾强度不同,在木质部运输的养分数量上也有差异。养分的积累量取决于蒸腾速率和蒸腾持续的时间。蒸腾强度越大和生长时间越长的植物器官,经木质部运入的养分就越多。,土壤施硼对油菜地上部各器官中硼
7、分配的影响,油菜各器官中硼的含量有明显影响。叶片蒸腾量大,硼的含量就高,而且施硼量对含量的影响十分明显;荚果蒸腾量小,硼的含量较低,受施硼量的影响较小;甚至在同一叶片上也会因蒸腾量的局部差异而造成含硼量的明显变化。一般,叶尖蒸腾量最大,硼的含量最高;叶柄蒸腾量最小,相应地含硼量也最低。,红辣椒结果期地上部蒸腾率对其果实中矿质元素含量的影响,在生产实践中,茄果类的番茄、辣椒等在结果期若遇较长时间的低温或 阴雨天,蒸腾强度低,常会发生 果实生理性缺钙而出现脐腐病。,(一)动力和方向2.方向:单向,自根部向地上部运输目的地:叶子、果实和种子养分进入叶片的过程称为“卸”(unloading),(二)运
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