发布时间 : 星期二 文章2019-2020年高中生物植物生产与环境《植物生长发育与营养元素》教案设计 - 图文更新完毕开始阅读d2f5206ffbb069dc5022aaea998fcc22bdd14361
2019-2020年高中生物植物生产与环境《植物生长发育与营养元素》教案设计 教学目标：
◆掌握：植物必需营养元素的种类，主要营养元素的生理作用及缺素症的诊断；常用化学肥料、有机肥料、复合肥料的种类、特点及施用方法。
◆理解：植物对矿质营养的吸收原理；主要营养元素在土壤中状况；配方施肥的基本原理与方法。
◆了解：常见植物缺乏症状。
◆学会：土壤速效N、P、K含量的测定；化学肥料的定性鉴定。 教学时数：14学时
教学方法：理论讲授10学时、技能训练4学时 教学内容：
第一节 植物生长发育与营养元素
教学重点：
◆植物必需营养元素的种类及一般生理作用。 ◆确定植物必需营养元素的标准。
◆N、P、K在植物体内的生理作用及缺素症诊断。 ◆配方施肥的基本原理、基本方法及施肥量的计算。 教学难点：
◆主要营养元素缺乏症的诊断。
◆配方施肥基本方法及施肥量的计算。 一、植物生长发育必需的营养元素 （一）植物必需营养元素
1．概念 碳、氢、氧、氮为能量元素或气态元素。燃烧后残留下来的主要是磷、钾、钙、镁、硫、铁、锰、锌、铜、硼、氯、硅、钠、硒、铝等为矿质元素或灰分元素。其中只有十几种是植物生长发育所必需的，称为必需营养元素。 2．判断标准 确定植物必需营养元素应符合三条标准：①对所有植物完成其生活周期必不可少的；②其功能不能由其他元素代替，缺乏时会表现出特有的症状；③对植物起直接营养作用。
3．种类 碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、钾（K）、钙（Ca）、镁（Mg）、硫（S）、氯（Cl）、铁（Fe）、锰（Mn）、硼（B）、锌（Zn）、铜（Cu）、钼（Mo）。
4．类型 碳、氢、氧、氮、磷、钾等为大量元素；铁、硼、锰、铜、锌、钼、氯、镍等为微量元素；镁、钙、硫等为中量元素。氮、磷、钾等为“肥料三要素”。 （二）植物矿质营养吸收原理 1．植物吸收养分的形态
植物对必需营养元素吸收利用形态 必需营养元素 吸收利用形态 必需营养元素 吸收利用形态 必需营养元素 吸收利用形态 碳 CO2 钙 Ca2 ＋氢 H2O 镁 Mg2 ＋氧 O2，H2O 硫 SO42 －＋氮 NH4，NO3氯 Cl 钼 ＋ －－ －磷 H2PO4，H2PO42铁 Fe3, Fe2 ＋＋－ 钾 K＋ 锰 Mn2 ＋硼 BO33，B4O72锌 Zn2＋ 铜 Cu2, Cu＋ － MoO42 － 2．植物根部营养 （1）土壤中养分向根表迁移 三种途径：截获、质流和扩散，其中质流和扩散是主要形式。
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一般土壤中移动性大的离子中NO3、Ca2、Mg2等主要通过质流迁移到根表；一般土壤中
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移动性小的离子如H2PO4、K、Zn2、Cu2等以扩散移动为主。
(2)植物根系对养分吸收的途径 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被植物吸收。 3．植物的根外营养
叶部营养特点：①直接供应养分，减少土壤养分固定；②吸收速率快，能及时满足作物营养需要；③叶部营养能影响植物代谢活动；④叶部营养是经济有效施用微量元素肥料和补施大量元素肥料的手段。
使用技术：①喷肥时可加少量“湿润剂”或适当加大溶液浓度，并尽量喷施叶的背面；②最好在下午四时以后无风晴天喷施；③对于磷、铜、铁、钙等移动性差的元素，要喷在新叶上，并适当增加喷施次数；④喷施阳离子时，溶液应调至微碱性；喷施阴离子则调至弱酸性，以有利于叶片对养分吸收；⑤尽量选择植物吸收快的物质（如尿素）进行叶面喷施。 （三）植物养分离子间的相互关系
1．拮抗作用 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及P、N与Cl之间都有不同程度的拮抗作用。
2．协合作用 一种离子的存在帮助和促进植物对其他离子的吸收或相互促进吸收的作用。如P与K、N与P、N与K都表现出相互促进的作用。 二、主要营养元素的生理作用
主要营养元素的主要生理作用 元素 氮（N） 磷（P） 主要生理作用 氮是蛋白质和核酸的主要成分；氮是叶绿素的组成成分；氮是植物体内许多酶的组成成分，参与植物体内各种代谢活动；氮是植物体内许多维生素、激素等成分，调控植物的生命活动。 磷是核酸、核蛋白、磷脂、植素、磷酸腺苷和许多酶的成分；影响淀粉、蛋白质、脂肪和糖的转化与积累；磷能提高植物抗寒、抗旱等抗逆性。 是植物体内60多种酶的活化剂；能促进叶绿素合成；促进植物体内糖类、蛋白质等物质的合成与运转；钾能维持细胞膨压，促进植物生长；钾能增强植物抗寒、抗旱、抗高温、抗病、抗盐、抗倒伏等能力，提高植物抗逆性。 是构成细胞壁的重要元素，参与形成细胞壁；能稳定生物膜的结构，调节膜的渗透性；能促进细胞伸长，对细胞代谢起调节作用；能调节养分离子的生理平衡，消除某些离子毒害作用。 是叶绿素的组成成分，并参与光合磷酸化和磷酸化作用；是许多酶的活化剂；参与脂肪、蛋白质和核酸代谢；是染色体的组成成分，参与遗传信息的传递。 是含硫氨基酸的成分；参与合成其他生物活性物质；参与一些酶的活化，提高酶的活性；与叶绿素形成有关；合成植物体内挥发性含硫物质，如大蒜油等。 铁是许多酶和蛋白质组分，影响叶绿素的形成，参与光合作用和呼吸作用的电子传递，促进根瘤菌作用。 锰是多种酶的组分和活化剂，是叶绿体的结构成分，参与脂肪、蛋白质合成，参与呼吸过程中的氧化还原反应，促进光合作用和硝酸还原作用，促进胡萝卜素、维生素、核黄素的形成。 钾（K） 钙（Ca ） 镁（Mg） 硫（S） 铁（Fe ） 锰（Mn） 铜（Cu） 锌（Zn） 钼（Mo） 铜是多种氧化酶的成分，是叶绿体蛋白—质体蓝素的成分，参与蛋白质和糖代谢，影响植物繁殖器官的发育。 锌是许多酶的成分，参与生长素合成，参与蛋白质代谢和碳水化合物运转，参与植物繁殖器官的发育。 钼是固氮酶和硝酸还原酶的组成成分，参与蛋白质代谢，影响生物固氮作用，影响光合作用，对植物受精和胚胎发育有特殊作用。 硼能促进碳水化合物运转，影响酚类化合物和木质素的生物合成，促进花粉萌发和花粉管生长，影响细胞分裂、分化和成熟，参与植物生长素类激素代谢，影响光合作用。 氯能维持细胞膨压，保持电荷平衡，促进光合作用，对植物气孔有调节作用，抑制植物病害发生。 硼（B） 氯（Cl） 三、植物营养元素缺乏症的诊断 （一）植物缺乏必须营养元素的主要症状
作物缺乏必须营养元素的主要症状 缺素名称 氮 磷 缺 素 症 状 植株生长缓慢、矮小，叶片薄而小，新叶出得慢；叶色变淡呈黄绿色，且从下部老叶开始，逐渐向上发展，严重时，下部叶片呈黄色，甚至干枯死亡。 植株生长迟缓、矮小、瘦弱、直立，根系不发达、成熟延迟，果实较小，结实不良；叶色暗绿或灰绿无光泽，严重时变为紫红色斑点或条纹。症状一般从基部老叶开始，逐步向上发展。 地下部分生长停滞，细根和根毛生长不良，根短而少，易出现根腐病。地上部分老叶首先出现症状，叶尖和边缘先发黄，进而变褐，渐枯萎，叶片上出现褐色斑点、斑块。但叶部靠近叶脉附近仍保持原来的色泽。节间缩短，叶片干枯可萎焉到幼叶，严重时顶芽死亡。植物抗逆性下降，易感病虫害。 幼叶和茎、根的生长点首先出现症状，轻则呈凋萎状，重则生长点坏死。幼叶变形，叶尖出现弯钩状，叶片皱缩，边缘向下或向前卷曲，新叶抽出困难，叶尖和叶缘发黄或焦枯坏死。植株矮小或簇生状，早衰、倒伏。不结实或少结实。 中下部叶片失绿，然后逐渐向上发展。失绿症开始于叶子端和缘的脉间部位，颜色由淡绿变黄再变橙或紫色，随后向叶基部和中央扩展。严重时叶片枯萎、脱落。 幼叶首先呈黄绿色，株形矮小，茎杆细弱、木质化、韧性差和幼叶窄，生长速度下降。开花结实推迟、籽实减少。 顶端停止生长并逐渐死亡，根系不发达，叶色暗绿，叶片肥厚，皱缩，植株矮化，茎及叶柄易开裂，花发育不全，果穗不实，花蕾易脱落，块根、浆果心腐或坏死。如油菜“花而不实”、棉花“蕾而不花”、甜菜萝卜的“心腐病”、烟草的“顶腐病”。 叶小簇生，中下部叶片失绿，主脉两侧出现不规则的棕色斑点，植株矮化，生长缓慢。玉米早期出现“白苗病”，生长后期果穗缺粒秃尖。水稻基部叶片沿主脉出现失绿条纹，继而出现棕色斑点，植株萎缩，造成“矮缩病”。果树顶端叶片呈“莲座”状或簇生，叶片变小，称“小叶病”。 生长不良，植株矮小，叶片凋萎或焦枯，叶缘卷曲，叶色褪淡发灰。大豆叶片上出现许多细小的灰褐色斑点，叶片向下卷曲，根瘤发育不良。柑橘呈点状失绿，出现“黄斑病”。番茄叶片的边缘向上卷曲，老叶上出现明显黄斑。 症状从新叶开始，叶脉间失绿，叶脉仍为绿色，叶片上出现褐色或灰色斑点，逐渐连成条状，钾 钙 镁 硫 硼 锌 钼 锰 严重时叶色失绿并坏死。如烟草“花叶病”、燕麦“灰斑病”、甜菜“黄斑病”等。 铁 引起“失绿病”，幼叶叶脉间失绿黄化，叶脉仍为绿色，以后完全失绿，有时整个叶片呈黄白色。因铁在体内移动性小，新叶失绿，而老叶仍保持绿色，如果树新梢顶端的叶片变为黄白色。新梢顶叶脱落后，形成“梢枯”现象。 多数植物顶端生长停止和顶枯。果树缺铜常产生“顶枯病”，顶部枝条弯曲，顶梢枯死，枝条上形成斑块和瘤状物；树皮变粗出现裂纹，分泌出棕色胶液。在新开垦的土地上种植禾本科作物，常出现“开垦病”，表现为叶片尖端失绿，干枯和叶尖卷曲，分蘖很多但不抽穗或抽穗很少，不能形成饱满子粒。 铜 （二）植物营养元素缺乏症诊断
1．形态诊断 鉴别营养元素缺素症时，首先看症状出现的部位。第二要看叶片大小和形状。第三要注意叶片失绿部位。
2．根外喷施诊断 配制一定浓度（一般为0.1%～0.2%）的含某种元素的溶液，喷到病株叶部或采用浸泡、涂抹等办法，将病叶浸泡在溶液中1～2小时和将溶液涂抹在病叶上，隔7～10天观察施肥前后叶色、长相、长势等变化，进行确认。
3．化学诊断 采用化学分析方法测定土壤和植株中营养元素含量，对照各种营养元素缺乏的临界值加以判断。有土壤诊断和植株化学诊断等方法。 四、配方（合理）施肥的基本原理与技术 （一）配方（合理）施肥的基本原理
1．配方施肥的含义 配方施肥是指综合运用现代农业科技成果，根据作物需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应，在有机肥为基础条件下，产前提出各种营养元素的适宜用量和比例以及相应的施肥技术。
2．配方施肥的基本原理 其主要理论依据是：
（1）养分归还学说 作物从土壤中吸收矿质养分，为了保护土壤肥力就必须把作物取走的矿质养分以肥料形式归还土壤，使土壤中养分保持一定的平衡。
（2）最小养分律 土壤中缺少某种营养元素时，其他养分再多，作物也不能获得高产。 （3）报酬递减律 土壤生产力水平较低情况下，施肥量与作物产量的关系往往呈正相关，但随着施肥量的提高，作物的增产幅度随施肥量的增加而逐渐递减，因而并不是施肥量越大，产量和效益越高。
（4）因子综合作用律 作物生长发育取决于全部生活因素的适当配合和综合作用，如果其中任何一个因素供应不足、过量或其他因素不协调，就会影响植物的正常生长。 3．配方施肥需要考虑分析的因素
（1）植物营养特性 植物营养临界期和植物营养最大效率期。
（2）肥料利用率 是指当季作物从所施肥料中吸收养分量占肥料中该养分总量的百分数。 （3）其他因素 如土壤条件、气候条件、农业技术条件等对配方施肥也有重要影响。 （二）配方施肥的基本方法（施肥量的确定） 配方施肥的基本方法有地力分区（级）配方法、养分平衡法、地力差减法、肥料效应函数法、养分丰缺指标法、氮磷钾比例法等，这里重点介绍目前国内外常用的养分平衡法。 养分平衡法计算公式为：
肥料施用量?作物目标产量需养分量?土壤供养分量肥料利用率(%)?肥料养分含量(%)
此法必需掌握作物需肥量、土壤供肥量和肥料利用率三个重要参数。
现以氮肥用量的计算来说明养分平衡法：某菜农计划番茄产量每667平方米5000kg，不施
氮区（空白区）每667平方米番茄产量为1000kg，计划每667平方米用土粪2000kg作基肥（含0. 5%，利用率20%），问该菜农实现计划产量应施多少kg尿素（含N46%，利用率35%）？ 结论：该菜农要实现目标产量，每667平方米除施2000kg土粪外还应施尿素99.4kg。 （三）施肥时期与施肥方法
1．施肥时期 对于大多数植物来说，施肥应包括基肥、种肥和追肥3个时期。
（1）基肥 俗称底肥，是在播种（或定植）前结合土壤耕作施入的肥料。通常多用有机肥料，配合一部分化学肥料作基肥。
（2）种肥 是在播种（或定植）时施在种子附近或与种子混播的肥料。一般多用腐熟的有机肥或速效性的化学肥料以及微生物制剂等作种肥。
（3）追肥 是在植物生长发育期间施入的肥料。一般以速效性化学肥料作追肥。 2．施肥方法
（1）撒施 把肥料均匀撒于地表，然后把肥料翻入土中。 （2）条施 开沟条施肥料后覆土。
（3）穴施 穴施是在播种前把肥料施在播种穴中，而后覆土播种。 （4）分层施肥 将肥料按不同比例施入土壤的不同层次内。
（5）随水浇施 在灌溉（尤其是喷灌）时将肥料随灌溉水而施入土壤的方法。 （6）根外追肥 把肥料配成一定浓度的溶液，喷洒在植物叶面，以供植物吸收。 （7）环状和放射状施肥 环状施肥和放射状施肥。
(8)拌种和浸种 拌种是将肥料与种子均匀拌和后一起播入土壤。浸种是用一定浓度的肥料溶液来浸泡种子，待一定时间后，取出稍晾干后播种。
（9）蘸秧根 对移栽植物如水稻等，将磷肥或微生物菌剂配制成一定浓度的悬着液，浸蘸秧根，然后定植。
（10）盖种肥 开沟播种后，用充分腐熟的有机肥或草木灰盖在种子上面的施肥方法。 复习思考：
1. 确定植物必需营养元素的标准是什么？
2. 植物跟外营养有哪些特点？应注意哪些问题？
3. 植物必需营养元素在植物生长发育过程中的一般功能是什么？ 4. 简述氮、磷、钾三要素的生理功能各有哪些？
5. 配方施肥有哪些主要理论依据？在农业生产中如何用来指导施肥？
6. 某农户冬小麦计划产量450千克/亩，土壤不施肥产量200千克/亩，基肥中准备施用中等质量有机肥2500千克/亩（养分利用率30%，氮含量0.2%，磷含量0.15%，钾含量0.15%），硝酸磷肥40千克/亩（氮含量25%，利用率50%；磷含量13%，利用率25%），问追肥中还需施用尿素、过磷酸钙、氯化钾各多少千克/亩？[参考答案：4.35、25、5.83]