第四章钾.ppt
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1、复习,1. 请说明磷的营养作用。 2. 描述作物生长过程中缺磷的症状。 3. 作物吸收磷的形态有哪些? 4. 植素存在于何处?对作物生长有何意义? 5. 土壤磷的损失是以淋失为主吗?为什么? 6. 磷肥的主要种类及其特点和施用技术? 7. 磷肥利用率低的主要原因是什么?如何提高磷肥的利用率? 8. 水旱轮作中磷肥分配的原则是什么?为什么? 9. 名词解释:枸溶性磷肥,过磷酸钙的退化作用,磷的化学固定,第四章 钾素营养与钾肥,钾,第一节 钾素营养 第二节 钾在土壤中的转化 第三节 钾肥的种类、性质和施用 第四节 钾肥的有效施用,Potaasium,重点: 1 钾在植物抗逆和品质上的重要作用。 2
2、 钾营养缺乏的形态鉴定。 3 主要钾肥种类的性质和合理施用技术。,难点: 钾在土壤中固定的机理及其发生条件,钾不仅是植物生长发育所必需的营养元素,而且是肥料三要素之一。许多植物需钾量都很大,就矿质营养元素而言,它在植物体内的含量仅次于氮。 农业生产实践证明,施用钾肥对提高作物产量和改进品质均有明显的作用。 近二十年来,在中国的南北方,都有缺钾现象出现。因此,钾营养也引起了人们的重视。,钾,第一节 钾素营养 一、植物体内钾的含量、分布与特点 二、钾的营养功能 三、钾与作物品质 四、植物缺钾的一般症状,钾,1、一般植物体内含钾量约占干物重的0.35.0%。 2、植物体内的含钾量常因作物种类和器官的
3、不同而有很大差异:含淀粉、糖等碳水化合物较多的作物含钾量较高。谷类作物种子中钾的含量要远小于茎秆中的钾; 3、钾流动性强,能被反复利用。当植物缺钾时,优先分配到较幼嫩的组织。 4、钾首先分布在细胞质内直达最适水平。过量的钾几乎全部转移到液泡中。 5、钾在植物体内以离子状存在。,一、植物体内钾的含量、分布与特点,主要农作物不同部位中钾的含量(%),作物,部位,含,K,2,O,作物,部位,含,K,2,O,钾有高速度透过生物膜,且与酶促反应关系密切的特点。钾不仅在生物物理和生物化学方面有重要作用,而且对体内同化产物的运输,能量转变也有促进作用。,二、钾的营养功能,钾能促进光合作用,提高CO2的同化率
4、。钾对光合作用的影响是: 钾能促进叶绿素的合成; 钾能改善叶绿体的结构; 钾能促进叶片对CO2的同化。,钾的营养功能,(一)钾与光合作用,K,钾对叶绿体中ATP合成的影响,作物 蚕豆 菠菜 向日葵,干物质中K2O(%) 3.70 1.00 5.53 1.14 4.70 1.60,ATP的数量(mol/h/g.叶绿素) 216 143 295 185 102 68,钾能促进光合作用产物向贮藏器官中的运输,增加“库”的贮存。对于没有光合作用功能的器官来说,它们的生长及养分的贮存,主要靠同化产物从地上部向根或果实中的运转。这一过程包括蔗糖由叶肉细胞扩散到组织细胞内,然后被泵入 韧皮部,并在韧皮部筛管
5、中运输。钾在此运输过程中有重要作用。Giaquinta曾用韧皮部负载的模式解释这一现象。,钾的营养功能,(二)钾能促进光合作用产物的运输,蛋白质的运转,ATP酶+ ATP ADP+Pi,H+,pH= 8.5,OH-,K+,H+,蔗糖,细 胞 质,质 外 体,膜,蔗糖,H+,韧皮部负载模式图,pH= 5.5,钾通过对酶的活化作用,从多方面对氮素代谢产生影响。钾促进蛋白质和谷胱甘肽的合成。因为钾是氨基酰tRNA合成酶和多肽合成酶的活化剂。,钾的营养功能,(三)钾与蛋白质合成,供钾对大豆生长、根瘤和固氮活性的影响 处理 地上部重量 单株根瘤数 单株根瘤重 固氮酶活性 (g/株) (个) (g) -K
6、 9.05 54.7 3.0 86.9 +K 12.50 60.8 3.9 109.9 *单位为molC2H2/g根瘤/hr,钾以离子的状态累积在细胞质的溶胶和液泡中,能够调节胶体的存在状态,也能调节细胞的水势。 缺钾的情况下,细胞吸水能力差,胶体保持水分的能力也小,细胞失去弹性,植株和叶片易萎蔫。 保持细胞正常的水势是细胞增长的驱动力,对调节细胞代谢有重要作用。,钾的营养功能,(四)钾对细胞渗透作用的调节,施用钾肥!,钾能调节气孔的运动,有利于作物经济用水。作物的气孔运动与渗透压、压力势有密切关系。,钾的营养功能,(五)钾与气孔运动,60多种酶需要K+的激活,果糖激酶 IV 谷胱甘肽合成酶
7、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 甲酰四氢叶酸合成酶 ADP葡萄糖焦磷酸化酶 UDP葡萄糖焦磷酸化酶 磷酸化酶 焦磷酸盐磷酸水解酶 ATP磷酸水解酶(Mg2+) ATP磷酸水解酶(Ca2+),酶 类 催化的主要的反应,谷氨酰半胱氨酸+甘氨酸+ATP=谷胱甘肽+ADP+Pi 琥珀酸盐+ CoA + ATP =琥珀酰CoA+ATP+Pi 谷氨酸盐+半胱氨酸+ ATP =谷氨酰半胱氨酸+ATP+Pi Dcamido-NAD+谷氨酰胺+H2O+ATP= NAD+PPi+谷氨酸盐+AMP ADP-葡萄糖+(1,4a-D-葡萄基)n= (1,4a-D-葡萄
8、基)n+1+ADP 甲酸+四氢叶酸+ATP=10-甲酰四氢叶酸+ADP+Pi ATP+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-1-磷酸 H2O+PPi=2Pi ATP+H2O=ADP+Pi ATP+H2O=ADP+Pi,(六)激活酶的活性,钾的营养功能,60多种酶需要K+的激活,酶 类 催化的主要的反应,磷酰基转移酶 丙酮酸激酶 6-磷酸果糖激酶 催化排除过程的酶 苏氨酸脱水酶 果糖二磷酸醛缩酶 乙醛脱氢酶,磷酸烯醇丙酮酸+ADP=
9、丙酮酸+ATP 果糖-6-磷酸+ATP=果糖-1,6-磷酸盐+ADP 苏氨酸H2O=2氧代丁酸+NH3+H2O脱水酶 果糖-1,6-磷酸=磷酸二羟丙酮+3磷酸甘油醛 乙醛+NAD(P)+H2O=酸+NAD(P)H,(六)激活酶的活性,钾的营养功能,(七)增强植物的抗逆性 钾有多方面的抗逆功能,它能增强作物的抗旱、抗高温、抗寒、抗病、抗盐、抗倒等的能力,从而提高其抵御外界恶劣环境的忍耐能力。这对作物稳产、高产有明显作用。,钾的营养功能,抗旱性:增加钾离子的浓度,提高细胞的渗透势; 提高胶体对水的束缚能力,使细胞膜保持稳定的透性; 气孔的开闭随植物的生理需要而调节自如; 促进根系生长,提高根冠比,
10、增强作物吸水能力;,钾的营养功能,抗高温:增加钾离子的浓度,保持较高的水势和膨压,保证植物的正常代谢; 促进植物的光合作用,加速蛋白质和淀粉的合成; 调节气孔和渗透,提高作物对高温的忍耐能力;,钾的营养功能,抗盐类:稳定质膜中蛋白质分子上的S-H基,避免蛋白质变性; 防止类脂中的不饱和脂肪酸被氧化; 抗病性:增厚细胞壁提高细胞木质化程度; 促进植物体内低分子化合物转变为高分子化合物;,钾的营养功能,抗倒伏:促进作物茎秆维管束的发育,使茎壁增厚,髓腔变小,机械组织内细胞排列整齐。 抗早衰:延长籽粒灌浆时间,增加千粒重;,钾的营养功能,施钾对玉米产量及茎腐病发病率影响 施K2O量 籽粒产量 茎腐病
11、发病率 (kg/ha) (t/ha) () 0 4.48 35 300 6.91 19 600 8.73 8 ,施用钾肥!,改善产品品质:提高产品的营养成分,延长产品的贮存期,耐搬运和运输;对蔬菜和水果类作物,能改善产品的外观,使水果的色泽更鲜艳,汁液含糖量增加。 过量施用钾肥的后果:破坏养分平衡,造成品质下降;作物奢侈吸收,导致浪费;,三、钾与作物品质,施钾对大麦品质的影响 处理 胱氨酸 蛋氨酸 酪氨酸 色氨酸 淀粉 可溶性糖 () () () () () () - NP 0.18 0.14 0.36 0.121 44.9 9.36 NPK 0.20 0.20 0.42 0.135 46.5
12、 10.40 ,施用钾肥!,钾在作物体内流动性很强,缺钾症状通常在作物生长发育的中后期才表现出来;严重缺钾时,植株下部叶片首先出现症状:双子叶植物叶脉间先失绿,沿叶缘开始出现黄化或有褐色的条纹或斑点,并逐渐向叶脉间蔓延,最后发展为坏死组织;单子叶植物叶间先黄化,随后逐渐坏死。坏死组织形成与腐胺积累有关。,四、植物缺钾的一般症状,水稻:叶片披散,下部老叶沿叶尖、叶缘焦枯并逐渐扩散呈“V”型,老叶片上有棕褐色斑点。,大豆:叶尖和叶缘失绿变黄,并逐渐向内发展,叶片脉间突起皱缩,叶片前端向下卷曲。,大豆,缺N,缺P,烟草:叶片小、叶尖端黄化,叶缘间失绿发黄,有褐色坏死斑点。,白菜缺钾,在开始结球时其下
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