专题21 植物的营养和大量元素（讲义）-山东省（春季高考）现代农艺类《植物生产与环境》考纲讲练测

编写说明：本专辑为山东省（春季高考）现代农艺类《植物生产与环境考纲讲练测》，严格依据山东省普通高校对口考试大纲（专业课）现代农艺类考试范围及要求编写，精准对标考纲，兼顾考点覆盖与实战应用。每套讲练测提供讲义、课件、练习三大配套教学文件，贯穿九大核心环节：考点解读、思维导图、知识梳理、背诵环节、常考题、高考真题、课堂练习、课堂小结及课后测验，形成“讲-练-测-评”闭环式教学与复习逻辑，助力考生夯实基础、突破重难点。 山东省现代农艺类 《植物生产与环境考纲讲练测》 专题21 植物的营养和大量元素 讲义 [考点解读] 1.了解植物必需营养元素的标准。 2.理解植物吸收矿质营养的原理。 3.理解养分离子间的相互关系。 4.掌握大量元素的种类。 5.掌握大量元素的生理作用。 [思维导图] [知识梳理] 植物营养是指植物体从外界环境中吸收的，其生长发育过程所需的营养元素。植物营养充足且配比适当，是植物生长良好，提高植物产量和品质的基础。 一、植物的营养 (一)植物必需的营养元素 目前已经明确的植物生长发育所必需的营养元素有17种，即C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、B、Cl、Ni。这些元素都是维持植物生长发育所必需的，称为必需营养元素。 1.判断植物必需营养元素的标准 (1)不可缺少性。该元素是完成植物生活周期必不可少的，如果缺乏，植物不能完成其生活史。 (2)不可替代性。如果缺乏该元素，植物将呈现特有的缺素症，其他化学元素不能代替其作用，只有补充该元素后植物生长发育才能恢复正常。 (3)直接功能性。该元素在植物营养上具有直接作用，而不是由于它改善了土壤的物理、化学等条件而产生的间接效果。 2.植物必需营养元素的分类 根据植物对必需营养元素需要量的多少，将这17种营养元素又分为以下3类。 (1)大量元素。C、H、O、N、P、K在植物体内的含量一般占植物干重的0.1%以上,称为大量元素。 (2)微量元素。Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl、Ni在植物体内含量甚微，一般只有植物干重的0.01%以下，称为微量元素。 (3)中量元素。Ca、Mg、S这3种元素的含量介于大量元素和微量元素之间，称为中量元素。 (二)植物矿质营养的吸收 植物吸收养分是一个很复杂的过程。植物主要通过根系和叶部吸收养分，其中根系是植物吸收养分的主要器官。“根深叶茂”“壮苗先壮根”就是这个道理。 1.植物吸收养分的形态 植物吸收的养分形态主要是离子态，也可以少量吸收分子态物质，如二氧化碳、尿素等。多数化肥是无机盐类，施入土壤遇水后即离解为阴、阳离子植物根系可直接吸收利用。但有机肥料只有通过矿化作用转变为离子态养分后，才能被植物吸收。 2.植物根部营养 植物根部营养是指植物根系从外界环境中吸收营养元素的过程。根部是植物吸收养分的主要部位，根吸收养分最多的部位是根尖根毛区，伸长区也可吸收养分。 (1)土壤养分向根表迁移的途径。土壤中养分离子向根表的迁移一般有3种途径:截获、质流和扩散，其中，质流和扩散是主要形式。 ①截获。截获是指植物根系在土壤伸展过程中吸取直接接触到的养分的过程，根系截获的养分不到吸收的养分总量的10%。 ②质流。质流是指由于植物蒸腾作用引起土壤溶液中的养分随土壤水的运动而迁移至根表的过程，一般土壤中移动性大的离子，如NO3-、Ca2+、Mg2+等主要通过质流迁移到根表。 ③扩散。扩散是指土壤溶液中某些养分浓度出现差异时所引起的养分运动，一般土壤中移动性小的离子，如H2PO4-、K+、Zn2+、Cu2+等以扩散移动为主。 (2)植物根系吸收养分的形式。土壤中养分迁移到根表后，一般通过被动吸收和主动吸收进入根系。 ①被动吸收。被动吸收是指植物依靠扩散作用或其他不需要消耗代谢能的吸收过程，它没有选择性。 ②主动吸收。主动吸收是指植物利用呼吸作用释放的能量逆浓度梯度（逆浓度梯度是指从低浓度的地方向高浓度的地方扩散）吸收养分的过程，它具有选择性，主要取决于植物本身的营养和生理特点。如施入硫酸铵时，植物选择吸收NH4+而很少吸收SO42-。 3.植物根外营养 植物根外营养又称叶面营养，是指植物通过茎、叶等根外器官吸收营养的过程。 (1)根外营养的特点。 ①直接吸收矿质元素。叶面施肥可以将养分直接供给植物，防止养分在土壤中固定和转化。 ②直接影响体内代谢。叶面营养直接影响植物的体内代谢，能够促进根部营养吸收，提高作物产量和改善作物品质。 ③吸收转化效率高。叶面对养分的吸收转化比根部快，能及时满足植物的需求，因此可作为及时防治某些缺素症和作物因遭受自然灾害而需要迅速补充养分时的补救措施。 ④经济有效地补充微量元素。作物对微量元素的需求量少，微量元素肥料的施用量也少，通过叶面喷肥基本可以满足作物对微量元素的需要。 (2)影响根外营养的因素。 ①养分种类。叶片对不同种类矿物质养分的吸收速率是不同的。叶片对N、K吸收的速度比P快，对微量元素的吸收速度比较慢。同种养分的不同肥料成分，叶片对其的吸收速度也不同，如叶片对氮肥的吸收速率依次为尿素>硝酸盐>铵盐，对钾肥的吸收速率为氯化钾>硝酸钾>磷酸二氢钾。一般叶片对无机盐的吸收速率比有机物快。 ②叶片类型。双子叶植物叶面积大，吸收的养分比单子叶植物多。幼嫩叶片由于角质膜薄，对养分的吸收比成长叶片迅速。 ③养分浓度。在一定的浓度范围内，养分进入叶片的速度和数量随着浓度的升高而加快和增加。 ④养分溶液pH。通过调节养分溶液pH，也可以促进不同的离子吸收，养分溶液偏碱时有利于阳离子的吸收，偏酸时有利于阴离子的吸收。 ⑤溶液湿润叶片的时间。研究表明，施肥后保持叶片湿润0.5～1.0h，养分吸收速度快，吸收量大，剩下未被吸收的部分，还可以逐步被吸收利用。根外追肥的时间最好选择在无风的傍晚或阴天。 ⑥喷施部位和次数。植物吸收量与喷施的次数有关，喷施次数越多，吸收量越大，通常喷施次数以2～3次为宜，两次间隔5～7d。 (三)植物养分离子间的相互关系 土壤中的某些养分离子之间存在拮抗作用，即一种养分的存在抑制植物对另一种养分的吸收，如Ca与Mg，K与Fe，P与Zn，P、N与Cl之间都有不同程度的拮抗作用。这就是施磷、氮肥可减轻土壤中C1-的毒害，而过多施用磷肥常导致作物缺锌的原因。此外，养分离子间还存在着协同作用，即一种离子的存在帮助和促进植物对其他离子的吸收或离子间有相互促进吸收的作用。如P与K、N与P、N与K都表现出相互促进吸收的作用。实践证明，氮、磷肥配合施用比氮、磷肥单独施用的效果好。 二、植物必需营养元素的生理作用 虽然不同的植物必需营养元素在植物生长发育过程中有独特的生理作用。 一是构成植物体的结构物质、贮藏物质和生活物质; 二是在植物新陈代谢中起催化作用; 三是参与植物体内物质的转化与运输。 (一)大量元素的生理作用 1.氮(N) 植物体内氮占植物干重的0.3%～5.0%。氮在植物生命活动中占有首要地位，称为生命元素。其生理作用如下所述。 (1)氮是构成蛋白质、核酸的主要成分，是植物生命活动和遗传变异的基础。 (2)氮是叶绿素的组成成分，可增强植物的光合作用。 (3)氮是多种酶的组成成分，参与植物体内多种代谢活动。 (4)氮是许多维生素、激素、生物碱等的组成成分，可调控植物的生命活动。 农业生产中，养分比例协调的前提下，N素供应充足，作物(如水稻)根系发育良好，营养生长旺盛，抗逆性增强，因此作物产量高、品质好，经济效益高。 2.磷(P) 植物体内全磷(P2O5)含量占干物重的0.2%～1.1%，其分布规律是繁殖器官>营养器官，幼嫩器官>衰老器官，种子>叶片>根系>茎秆。其生理作用如下所述。 (1)磷是植物体内核酸、核蛋白、磷脂、酶等的组成成分，参与植物的生长发育和新陈代谢。 (2)磷在糖类代谢、脂类代谢、氮素代谢中有重要作用，影响淀粉、脂肪、蛋白质的转化与积累。 (3)磷能促进花芽分化，使植物提前开花。 (4)磷还能提高植物的抗逆性，如抗寒性、抗旱性及对外界的适应能力。 植物供磷充足，根的表面积增加，能有效促进贮藏根的生长(对非贮藏根影响小)，充分协调养分供应;还能通过促进植物体内淀粉、蛋白质、糖类等的代谢，提高禾本科作物(如小麦)的穗数、千粒重。氮、磷肥配合施用比单施氮肥有更明显的改善作物品质的效果。 3.钾(K) 钾以离子形式存在于植物体内，主要集中在植物生命活动最活跃的部位。植物体含钾(K2O)量一般占干物重的0.3%～5.0%。其生理作用如下所述。 (1)钾是60多种酶的活化剂，参与植物代谢过程。 (2)钾能促进叶绿素合成，促进光合作用，提高CO2同化率。 (3)钾可以促进糖、蛋白质、脂肪等物质的代谢，影响植物体内有机物的代谢和运输。 (4)钾还可以增强植物的抗逆性，如抗寒性、抗旱性、抗倒伏、抗高温、抗盐、抗病虫害等。 钾肥供应充足，可以有效增加根的数量和长度，提高叶片光合强度及同化产物的运输速率，从而提高作物产量。如棉花生产中，施用钾肥能够增加结铃数、单铃重，并且改善纤维品质。另外钾还可以提高块根、块茎的产量和品质。钾可以通过影响寄主的某些代谢功能，降低由真菌、细菌、病菌等引起的病害。 [背诵环节] 1.植物必需营养元素分为哪三类？分别包含哪些元素？ 【答案】分为大量元素、中量元素、微量元素三类。 (1)大量元素：C、H、O、N、P、K； (2)中量元素：Ca、Mg、S； (3)微量元素：Fe、Mn、Cu、Zn、Mo、B、Cl、Ni。 2.简述植物养分离子间的协同作用，并举例说明。 【答案】协同作用指一种离子的存在，可促进植物对其他离子的吸收。例：P 与 K、N 与 P、N 与 K 之间相互促进吸收，氮磷配施效果优于单施。 3.简述植物被动吸收养分的特点。 【答案】无需消耗代谢能量，依靠扩散作用完成吸收，无吸收选择性，是简单的物理吸收过程。 4.简述植物必需营养元素的生理作用。 【答案】(1)构成植物体的结构物质、贮藏物质和生活物质; (2)在植物新陈代谢中起催化作用; (3)参与植物体内物质的转化与运输。 [常考题] 1.施用氮肥可减轻土壤中氯离子对植物的毒害。其原因是养分离子间存在（ ） A.协同作用 B.吸附作用 C.拮抗作用 D.分解作用 【答案】C 2.土壤中的养分离子向根表迁移的途径有三种，下列离子主要通过质流途径迁移到根表的是（ ） A.NO3-、Ca2+ B.Mg2+、H2PO4- C.K+、Zn2+ D.Cu2+、NO3- 【答案】A 3.植物体内含量最高的一组元素是（ ） A.碳　氢　氧 　B.氮　磷　钾 C.硫　钙　镁　 D.铜　铁　锌 【答案】A 4.植物体中的能量元素是指（ ） A.K H N P B.C H O N C.H O S C D.P N O Ca 【答案】B 5.植物必需的营养元素有（ ） A.12种 　B.14种　 C.16种 D.17种 【答案】D 6.在土壤中移动性小的离子是（ ） A.No3- B.Zn2+ C.Ca2+ D.Mg2+ 【答案】B [高考真题] 1.下列属于微量元素的是（ ） A.镁 B.锌 C.硫 D.碳 【答案】B 2.施用磷肥可促进植株对氮素的吸收，其原因是养分离子间存在（ ） A.协同作用 B.拮抗作用 C.吸收作用 D.分解作用 【答案】A 3.组成植物体的元素中，被称为“能量元素”的是（ ） A.氮、磷、钾、氧 B.碳、氢、氧、氮 C.钙、镁、硫、磷 D.碳、氮、氧、磷 【答案】B 4.下列组合中的元素，均属于中量元素的是（ ） A.Ca、Mg、S B.C、N、S C. N、P、Ca D. Fe、B、Zn 【答案】A 5.在土壤养分向根表迁移过程中，依靠扩散方式移动的离子是（ ） A.NO3- B.Ca2+ C.Mg2+ D.K+ 【答案】D 6.构成土壤有机质的主要元素中，所占比例最高的元素是（ ） A.碳 B.氢 C.氧 D.氮 【答案】A 7.下列营养元素之间具有协同作用的营养元素组合是（ ） A.磷与钾 B.钙与镁 C.氮与氯 D.磷与氯 【答案】A 8.过多施用磷肥会导致作物缺锌，原因是植物养分离子间存在（ ） A.协调作用 B.吸附作用 C.拮抗作用 D.分解作用 【答案】C 9.在蒸腾作用下，Mg2+、Ca2+随土壤水分迁移到根表的过程是（ ） A.扩散 B.截获 C.吸附 D.质流 【答案】D 10.下列养分组合中存在拮抗作用的元素是（ ） A.磷与钾 B.氮与钾 C.氮与磷 D.磷与锌 【答案】D [课堂练习] 1.植物吸收养分的形态主要是（ ） A.分子态　 B.固态 　C.离子态 　D.不确定 【答案】C 2.在必需营养元素中，土壤中最需补充的是（ ） A.C、H、O B.N、P、K C.Ca、Mg、S D.Fe、B、Mn 【答案】B 3.土壤中某些养分离子之间存在拮抗作用,如（ ） A.K与P B.N与P C.N与K D.K与Fe 【答案】D 4.对铜、磷、铁等移动性差的元素在进行根外喷肥时要尽量喷在（ ） A.叶的背面 B.新叶上 C.老叶上 D.心叶上 【答案】B 5.除了C 、H 、O三种元素之外,植物体中含量最高的元素是( ) A.氮 B.磷 C.钾 D.钙 【答案】A 6.氮不具备的生理功能是（ ） A.促进葡萄糖积累 B.叶绿素的组成元素 C.蛋白质的组成元素 D.核酸的组成元素 【答案】A 7.土壤中某些养分离子的存在抑制植物对另一种养分的吸收，这一现象是（ ） A.拮抗作用 B.协同作用 C.替代作用 D.不可替代作用 【答案】A 8.植物的主动吸收取决于植物本身的（ ） A.营养需要 B.生理特点 C.选择性 D.营养和生理特点 【答案】D 9.简述判断植物必需营养元素的三个标准。 【答案】(1)不可缺少性：是植物完成生活周期的必需元素，缺乏则无法完成生活史； (2)不可替代性：缺素会出现特有缺素症，其他元素无法替代，仅补充该元素可恢复生长； (3)直接功能性：对植物营养起直接作用，非改善土壤环境的间接作用。 10.简述氮元素对植物的主要生理功能 【答案】(1)氮是构成蛋白质、核酸的主要成分，是植物生命活动和遗传变异的基础。 (2)氮是叶绿素的组成成分，可增强植物的光合作用。 (3)氮是多种酶的组成成分，参与植物体内多种代谢活动。 (4)氮是许多维生素、激素、生物碱等的组成成分，可调控植物的生命活动。 [课堂小结] 一、植物的营养 (一)植物必需的营养元素 1.判断植物必需营养元素的标准 2.植物必需营养元素的分类 (二)植物矿质营养的吸收 1.植物吸收养分的形态 2.植物根部营养 3.植物根外营养 (三)植物养分离子间的相互关系 二、植物必需营养元素的生理作用 (一)大量元素的生理作用 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $