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第三节植物根系对矿质元素的吸收

花匠小妙招
2024-12-26 05:40

第三节植物根系对矿质元素的吸收
一、根系吸收矿质元素的特点
(一)根系吸盐的区域
主要是根尖, 根毛区是根尖吸收离子最活跃的区域。
(二)吸盐与吸水的相对性
无关,表现在两者吸收机理不同,根系吸水主要是因蒸腾拉力而引起的被动过程,吸盐则是消耗代谢能的主动吸收为主,有饱和效应。
植物吸盐和吸水是相对独立的,既有关,又无关
有关,表现在盐分要溶解于水中才能被根系吸收,并随水流一起进入根部自由空间;
(三)离子的选择吸收与积累性
首先表现在物种间的差异,如番茄吸收Ca、Mg较多,而水稻吸收Si多。
其次,对同一种盐的不同离子吸收的差异。
例如,供给植物(NH4)2SO4时,根系吸收NH4+多于SO42-,溶液中存留许多SO42-,造成土壤酸性提高,此种盐类称为生理酸性盐;
当供给植物NaNO3或Ca(NO3)2时,根系吸收NO3-多,溶液中留存很多Na+或Ca2+,使碱性升高;此种盐属于生理碱性盐;
而当供给植物KNO3时,植物对阴、阳离子几乎以同等速率被根系吸收,土壤溶液pH不发生明显变化,这类盐属生理中性盐。
A. NaCl+ KCl+ CaCl2;
B. NaCl+CaCl2
C. CaCl2;
D. NaCl
表示试验结束时培养液中各种养分浓度占开始试验时%
图2-10 水稻和番茄养分吸收的差异
图2-11 小麦根在盐类溶液中的生长情况
积累性
所谓积累性(accumulation)是指植物能够逆浓度梯度吸收某些物质,积累在细胞的某些部位。如海带对海水中钾离子的吸收。
(四)单盐毒害与离子对抗

溶液中只有一种矿质盐对植物起毒害作用的现象称为单盐毒害(toxicity of single salt)。

在发生单盐毒害的溶液中,如再加入少量其他矿质盐,即能减弱或消除这种单盐毒害。离子间能相互减弱或消除单盐毒害作用的现象叫做离子对抗(ion antagonism)。

把必需矿质元素按一定比例和浓度混合,使植物生长发育良好,这种对植物生长有良好作用而无毒害的溶液,称为平衡溶液(balanced solution)。
二、根系吸收矿质元素的过程
,故称交换吸附。原则是同荷等价。
。
图2-13 离子在根内径向运输图解
ER. 内质网
三、影响根系吸收矿质元素的因素
(一)土壤温度状况影响主动吸收
(二)土壤通气状况排水,增进土壤通气
(三)土壤溶液浓度有饱和效应,太高造成“烧苗”
(四)土壤pH状况

当土壤pH低时,易吸收阴离子;高时易吸收阳离子。

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。
当土壤溶液碱性加强时,Fe2+、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Zn2+等逐渐变为不溶解状态,不利于植物吸收;
当土壤溶液酸性反应加强时,K+、PO43 -、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。酸性反应易导致根瘤菌死亡,失去固氮能力,而碱性反应促使反硝化细菌生长良好,使氮素损失。
(五)离子间的相互作用
竞争作用和协助作用

即一种离子的存在抑制植物对另一种离子的吸收。竞争易发生在具有相同理化性质(如化合价和离子半径)的离子之间,可能与竞争同种离子载体有关。如 NH4+对K+,Mn2+、Ca2+对Mg2+、K+,Rb+对136Cs+,Cl-对NO3-,SO42-对SeO42-等都有抑制效应。

即一种离子的存在能促进植物对另一种离子的吸收, 这种作用经常发生在阴、阳离子间。

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