营养元素之间的拮抗与协同作用

营养元素之间的拮抗与协同作用山东新富瑞农业科技有限公司宋鹏一、目前已发现16种必需营养元素:富瑞农业目录大量、中量营养元素：CHONPKCaMgS(占植物干重的0.1%以上)微量营养元素：FeMnCuZnBMoCl(一般占植物干重的0.1%以下)大量与微量没有严格的界限,随着环境的变化微量元素含量可超过大量元素含量。按其生化作用和生理功能进行分类：营养元素吸收形态生物化学功能第一组C、H、O、N、SCO2、HCO3-、H2O、O2、NO3-、NH4+、N2、SO4-2、SO2离子来自土壤溶液,气体来自大气是有机物质的主要组成成分，是酶催化过程中原子团的必需元素。通过氧化还原反应而同化第二组P、B、Si来自土壤溶液中的磷酸盐、硼酸和硼酸盐、硅酸盐与植物中天然醇类进行酯化作用，磷酸酯参与能量转换反应第三组K、Na、Mg、Ca、Mn、Cl来自土壤溶液的离子一般功能：形成渗透势特殊功能：使酶蛋白的构造成为最佳状态，以利酶的活化作用。两种作用物之间的桥梁联结，使非扩散和扩散的阴离子平衡第四组Fe、Cu、Zn、Mo来自土壤溶液的离子或螯合物主要以螯合物结合于辅基内，通过这些元素原子价的变化而传递电子二、植物必须营养元素特性：富瑞农业目录1、植物营养元素协同性由于各种营养元素的相互作用和各自的特殊生理功能，才保证了植物的正常生命活动。他们既是各自承担着独特的任务，又相互配合，共同完成各项代谢作用。作物体内任何生理生化过程都不可能由某一元素单独完成的。2、植物营养元素同等重要、不可替代性必需营养元素在植物体内不论数量多少都是同等重要；任何一种营养元素的特殊功能都不能为其它元素所代替。植物生活所必须的16个营养元素，在植物体内的含量有多有少，其生理功能有的比较清楚，有的尚不够清楚。但就它们对植物的重要性来讲，却是同等重要的。它们各自所承担的任务相互之间是不能代替的。三、植物营养元素相互作用富瑞农业目录植物营养元素相互作用指营养元素在土壤中或植物中产生相互的影响，或者一种元素在与第二种元素以不同水平相混合施用时所产生的不同效应。也就是说，两种营养元素之间能够产生的促进作用或拮抗作用。这种相互作用在大量元素之间、微量元素之间以及微量元素与大量元素之间均有发生。可以在土壤中发生，也可以在植物体内发生。由于这些相互作用改变了土壤和植物的营养状况，从而调节土壤和植物的功能，影响植物的生长和发育。四、营养元素之间的拮抗作用富瑞农业目录营养元素之间的拮抗作用营养元素之间的拮抗作用是指某一营养元素(或离子)的存在，能抑制另一营养元素(或离子)的吸收。主要表现在阳离子与阳离子之间或阴离子与阴离子之间。拮抗作用分为双向拮抗和单向拮抗，双向拮抗如镁与钾、Fe与Mn、Cd（镉gé）与Fe等。1、拮抗竞争作用机理：性质相近的阳离子间的竞争：竞争原生质膜上结合位点，如K+/Rb+(铷)；不同性质的阳离子间的竞争：竞争细胞内部负电势，如K+、Ca2+对Mg2+；阴离子间的拮抗作用：竞争原生质膜上结合位点，如AsO4-3(砷)/PO4-3、Cl-/NO3-则与细胞内阴离子浓度的反馈调节有关；NH4+与NO3-间拮抗作用：(1)NH4+降低细胞对阳离子的吸收，H+释出减少，使H+-NO3-共运输受到影响；(2)进入细胞的NH4+对外界N吸收产生反馈抑制作用2、三要素氮、磷、钾对其他元素的拮抗作用氮肥尤其是生理酸性铵态氮多了，造成土壤溶液中过多的铵离子，与镁、钙离子产生拮抗作用，影响作物对镁钙的吸收。过多施氮肥后刺激果树生长，需钾量大增，更易表现缺钾症。2、三要素氮、磷、钾对其他元素的拮抗作用磷肥不能和锌同补，因为磷肥和锌能形成磷酸锌沉淀，降低磷和锌的利用率。过多施磷肥,多余的有效磷也会抑制作物对氮素的吸收,还可能引起缺铜、缺硼、镁。磷过多会阻碍钾的吸收，造成锌固定，引起缺锌。磷肥过多，还会活化土壤中有害对作物的生长发育有害的物质，如活性铝、活性铁、镉（Cd），对作物生长不利。2、三要素氮、磷、钾对其他元素的拮抗作用施钾过量首先造成浓度障碍，使植物容易发生病虫害，继而在土壤和植物体内发生与钙、镁、硼等阳离子营养元素的拮抗作用，严重时引起脐腐和叶色黄化。过量施钾往往造成严重减产。氮、磷、钾肥的长期过量施用引起的拮抗作用，今天已经发展到了必须有意施用钙镁硫的地步才能加以解决了。3、中量元素钙、镁、硫对其他元素的拮抗作用钙过多，阻碍氮、钾的吸收，易使新叶焦边，杆细弱，叶色淡。过量施用石灰造成土壤溶液中过多的钙离子，与镁离子产生拮抗作用，影响作物对镁的吸收。镁过多杆细果小，易滋生真菌性病害。土壤中代换性镁小于60mg/kg，镁/钾比小于1即为缺镁。钙、镁可以抑制铁的吸收，因为钙、镁呈碱性，可以使铁由易吸收的二价铁转成难吸收的三价铁。4、微量元素铁、硼、铜、锰、锌、钼对其他元素的拮抗作用缺硼影响水分和钙的吸收及其在体内的移动，导致分生细胞缺钙，细胞膜的形成受阻，而且使幼芽及子粒的细胞液呈强酸性，因而导致生长停止。缺硼可诱发体内缺铁，使抗病性下降。5、其他元素之间的拮抗作用：6、土壤PH对元素的拮抗作用pH值低时，对阳离子的吸收有拮抗，pH值升高，阳离子间的拮抗作用减弱，而阴离子间的拮抗作用增强。7、土壤、温度对营养元素的拮抗五、营养元素之间的促进作用：富瑞农业目录1、协助作用机理：不同电性离子间的协助作用：电性平衡；相同电性离子间的协助作用：维茨效应。维茨效应:外部溶液中Ca2+Mg2+Al3+等二价及三价阳离子，特别是Ca2+能促进K+Rb+(铷)及Br-(溴)的吸收，根里面的Ca2+并不影响钾的吸收。但维茨效应是有限度的，高浓度的Ca2+反而要减少植物对其它离子的吸收。通常，大部分营养元素在适量浓度的情况下，对其他元素有促进吸收作用；促进作用通常是双向的；阴离子与阴离子之间也有促进作用，一般多价的促进一价的吸收。2、大量元素的促进作用：3、中微量元素的促进作用镁和磷具有很强的双向互助依存吸收作用，可使植株生长旺盛，雌花增多，并有助于硅的吸收，增强作物的抗病性，抗逆能力。3、中微量元素的促进作用钙和镁有双向互助吸收作用，可使果实早熟，硬度好，耐储运。有双向协助吸收关系的还包括：锰和氮、钾、铜；3、中微量元素的促进作用硼可以促进钙的吸收，增强钙在植物体内的移动性。3、中微量元素的促进作用氯离子是生物化学最稳定的离子，它能与阳离子保持电荷平衡，维持细胞内的渗透压的调节剂也是植物体内离子的平衡者，其功能是不可忽视的，氯比其它阴离子活性大，极易进入植物体内，因而也加强了伴随阳离子（钠、钾、铵离子等）的吸收。3、中微量元素的促进作用锰可以促进硝酸还原作用，有利于合成蛋白质，因而提高了氮肥利用率。缺锰时，植物体内硝态氮积累，可溶性非蛋白氮增多。4、其他因素的促进作用：当土壤溶液在酸性时候,植物吸收阴离子多于阳离子,而在碱性反应中,吸收阳离子多于阴离子。六、交互作用：富瑞农业目录植物营养元素相互作用1、替代效应Na～K；2、协同效应（1+12效应）磷～锰；硅—磷；3、高抑低促效应钾-硼；钙—镁。4、削弱拮抗效应P可削弱Cu—Fe拈抗作用；植物营养元素相互作用5、消除毒害效应Ca可以减轻或消除H+、Al、Fe、Mn过量存在的毒害；镁可以消除过量钙的毒害。钾不仅有一系列营养作用，它还能消除氮肥、磷肥过量而造成的某些不良影响。钼能促进光合作用的强度以及消除酸性土壤中活性铝在植物体内积累而产生的毒害作用。硅肥多碱性（pH9.3-10.5）,在酸性土壤施用时，能中和酸性，可以减轻铝离子的毒性、减少磷的固定，改善作物磷营养状况。6、其它效应Al的存在可抑制P、Fe、Ca、Mg、Mn的积累，尤其是Mg、Fe、Mn可降到缺素水平以下。NPH值低的时候硝态氮容易吸收PH高的情况下铵态氮比较容易吸收；施用过量的钾和磷都影响对氮的吸收；缺硼不利于氮的吸收。十一种营养元素被作物吸收的秘密氮P增加锌可减少对磷的吸收；多氮不利于磷的吸收；铁对磷的吸收也有拮抗作用；增施石灰可使磷成为不可给态；镁可促进磷的吸收。磷镁肥吸收效果比较好。十一种营养元素被作物吸收的秘密磷K增加硼促进对钾的吸收；锌可减少对钾的吸收；多氮不利于钾的吸收；钙、镁对钾的吸收有拮抗作用。所以用含硼的钾肥效果比纯钾肥好。十一种营养元素被作物吸收的秘密钾Ca钾影响钙的吸收，降低钙营养的水平；镁影响钙的运输，镁与钙有拮抗作用；铵盐能降低对钙的吸收，减少钙向果实的转移；施入钠、硫也可减少对钙的吸收；增加土壤中的铝、锰、氮，也会减少对钙的吸收。适量的硼可以促进钙的吸收。十一种营养元素被作物吸收的秘密钙Mg钾多影响镁的吸收；多量的钠和磷不利于镁的吸收；多氮可引起缺镁；镁和钙、钾、铵、氢有拮抗作用，增施硫酸盐类可造成缺镁；镁能消除钙的毒害。缺镁易诱发缺锌和缺锰。镁和锌有相互促进的作用。十一种营养元素被作物吸收的秘密镁Fe多硼影响铁的吸收和降低植物体中铁的含量；硝态氮影响铁的吸收；钒和铁有拮抗作用；引起缺铁的元素比较多，它们的排列顺序为Ni＞Cu＞Co＞Cr＞Zn＞Mo＞Mn；钾不足可引起缺铁；大量的氮、磷和钙都可引起铁的缺乏。十一种营养元素被作物吸收的秘密铁B铁和铝的氧化物可造成缺硼；铝、镁、钙、钾、钠的氢氧化物可造成缺硼；长期缺乏氮、磷、钾和铁会导致硼的缺乏；增加钾可加重硼的缺乏，缺钾会导致少量硼的中毒；氮量的增多，需硼量也增多，会导致硼的缺乏。锰对硼的吸收不利，植株需要适当的Ca/B和K／B比(如：葡萄健株的Ca／B为1234毫克当量，K／B为1142毫克当量)。以及适当的Ca／Mg比。硼对Ca／Mg和Ca／K比有控制作用。几种能形成络合物的元素，如锶、铝和锗有临时改善缺硼的作用。十一种营养元素被作物吸收的秘密硼Mn钙、锌、铁阻碍对锰的吸收；铁的氢氧化物可使锰呈沉淀状态；施用生理碱性肥料使锰被固定；钒可减缓锰的毒害。硫和氯可增加释放态和有效态的锰，有利于锰的吸收；铜不利于锰的吸收。十一种营养元素被作物吸收的秘密锰Zn使锌形成氢氧化物、碳酸盐和磷酸盐则成不可给态。植物要求适当的p／Zn比(一般为100~120，大于250则缺锌)。磷过量会导致缺锌；氮多时需锌量也多，有时也会导致缺锌，硝态氮有利于锌的吸收，氨态氮不利于锌的吸收；增多钾和钙不利锌的吸收；锰、铜、钼对锌吸收不利。镁、锌之间有互助吸收的作用；缺锌会导致根系中少钾；土中有Si／Mg比率低的粘粒会缺Zn，锌拮抗铁的吸收。十一种营养元素被作物吸收的秘密锌Cu施用生理酸性氮或钾肥等可提高铜的活性，有利于吸收；氮多时也不利于铜的吸收；生成铜的磷酸盐、碳酸盐和氢氧化物则有碍吸收，所以富含Co2、碳酸和含钙多的土壤，不利于铜的吸收；多磷会导致铜。土壤嫌气状态产生H2S也有碍铜的吸收；铜还与铝、铁、锌、锰元素拮抗；十一种营养元素被作物吸收的秘密铜THANKYOU