植物营养与农产品品质课件.ppt

-,1,植物营养与农产品品质,-,2,作物品质：人类需要的农作物目标产品的质量。能够最大限度地满足人类对各种产品质量要求的作物产品称为优质农产品。农产品品质：指农业生产目标产品的质量，包括较大的范围，包括农作物产品和动物性产品的品质。,引言,-,3,农产品品质由诸多方面综合评价所决定的。品质标准很大程度上取决于农产品被利用的目的。例如用于制造啤酒和用于饲料的大麦品质要求是不同的。马铃薯用于工业淀粉生产和直接食用也不一样。,-,4,营养品质：人体所必需的碳水化合物、蛋白质、脂肪、氨基酸、维生素等成分含量的大小；健康品质：与人体疾病（抗病、致病）有关的矿质元素及污染之重金属元素，与保健有益的有机成分和有害的农药残留量之多寡；影响人体健康的致病菌数量；感官品质：食品的色、香、味、气和外观形状给消费者的愉悦感；加工品质：与碾磨、脱粒、烘烤、酿造、整形、包装、分类等产后加工工艺相适应的程度；市场品质：耐贮性、软硬鲜嫩度、抗蒸发、抗霉变等市场要求的商品性质的优劣。,一般来说，农产品品质包括以下因子：,-,5,农产品品质影响因素,主要是遗传品质，由作物基因决定，育种是提高品质的重要途径；外界环境因素：养分供给、土壤性质、气候、管理；,-,6,施肥对农产品营养品质、健康品质、感官品质、加工品质以及市场品质的影响是多方面的，且作用是综合的 。,-,7,营养物质调控作物品质的可能性,客观性： 客观存在的，如施氮提高蛋白质含量；相对性： 作物品质受固有的遗传特性决定； 特殊性： 不同营养有各自特殊的作用，同等重要，不可替代的；综合性： 各营养的综合作用和营养物与环境因子的综合作用；多重性：营养物对品质有正效应、负效应和零效应。,-,8,促进资源高效利用和生态环境保护 近年来，我国由于化学肥料（尤其是氮肥）的施用量大幅度增加，导致环境问题日趋严重。随着人民生活水平的提高，以及粮食产量的不断增加，合理调整农业产业结构，从以单一高产为目标向优质高产转变已成为农业生产的当务之急。因此，研究营养施肥与农产品品质的关系，可为减少化肥投入，减轻化肥生产投资的经济压力，缓解土壤、大气、水体环境的污染，促进农业生产中物质的高效良性利用，达到最大的经济、社会和生态效益。,植物营养施肥与农产品品质研究意义,-,9,促进土壤农化学科的发展 植物营养施肥与农产品品质关系的研究是植物营养学研究的主要内容之一，它的研究将促进土壤学、肥料学、农业化学等学科的发展。,-,10,促进绿色食物链的构建 所谓绿色食品，是指经中国绿色食品发展中心认定，无污染的安全、优质、营养类食品的统称。它由农业部1990年提出，与国际上的生态食品、有机食品、自然食品等内涵一致，均指限制生产过程中化学肥料、农药和其它化学物质使用而生产出的食品，其中AA级绿色食品的要求大大高于A级。 AA级绿色食品、农产品的生产过程中禁止使用任何有害化学合成肥料；所有有机或无机肥料，尤其是富含N的肥料，应以对环境和作物品质不产生不良后果的方法使用；允许使用的主要肥料种类有秸秆还田、绿肥、沼气液、微生物肥料等。因此，研究营养与品质关系，为有效控制化肥等化学物质过量进入食物链，形成土壤作物人类生存的绿色食物链，促进人与自然的高度和谐。,-,11,作物营养物质的品质效应,作物生长所需的营养物质包括无机物和有机物两大类。无机物包括必需营养元素和有益元素；有机物包括起直接作用的氨基酸和具有刺激作用的有机酸、维生素以及植物生长调节剂。,营养物质对作物品质的作用主要表现在直接作用、 间接作用、单一作用和复合作用。,-,12,直接作用 营养物质对作物品质的直接作用是指营养物质直接参与品质成分的组成。氮与植物体内一系列含氮化合物的关系，含氮化合物通常作为作物的品质成分。如：氨基酸、蛋白质、维生素（B1、B2、B6）烟碱、茶碱等。,-,13,间接作用 营养元素对作物品质的间接作用是指通过其对作物体内的生理生化过程的影响而实现的，例如籽粒与贮藏器官中的碳水化合物及糖分含量与植物光合作用的效率、同化产物向贮存器官中的转移都有密切关系。P、K、B等对植物体内碳水化合物的影响最为明显。,-,14,P的主要营养作用之一是促进碳水化合物在作物体内的运输。K被公认为品质元素，但在植物体内所有的有机化合物中几乎都不含K。显然K对作物品质的作用是一种间接的作用，这种间接作用是以调节作物体内多种酶活性为基础，通过对光合作用、营养物质的吸收代谢调节，影响作物收获物的品质。B在植物体内对品质有改善作用，特别是对油料作物种子含油量和糖料作物糖分含量有明显提高作用。其原因之一是B促进植物体内糖的运输，B与蔗糖合成前体“尿嘧啶二磷酸葡萄糖”、细胞膜透性、筛板上的胼胝（pinzhi)质数量有关。,-,15,单一作用 营养元素对作物品质的单一作用是指矿质营养元素本身作为品质指标时，对产品质量的效应。矿质元素含量作为指标时有两种情况，一是对人和动物营养必需的元素，如P、K、Ca、Na、Fe等；二是含量过多对人类有害的矿质矿质元素，如Al、Pb、As、Cd等。在石灰性紫色土上种植的蔬菜（小白菜、莴笋），含钙量大大高于酸性紫色土，是利用营养元素对植物的单一品质效应，从而改善作物矿质成分品质，提高其食用价值。,-,16,对收获籽粒的农作物，试图通过调控外界矿质元素供应（K、Zn），较大幅度地提高产品中相应营养成分的含量而往往效果不明显，其原因是这些元素的运转率低，受遗传特性制约。在农业生产中，当土壤遭受重金属污染时，采用施石灰、有机肥等措施，降低重金属对作物的单一作用影响，以减缓或阻止重金属进入作物体内。,-,17,复合作用 营养物质对作物品质的复合作用是一个最普遍也是最为复杂的现象。营养物质对作物品质的复合作用，大致可分为正效应、负效应和零效应。这些效应是各种营养物质之间的多重作用或迭加作用的综合表现。,-,18,施肥调控农产品品质的理论基础,植物必需营养元素的功能效应 现代科学技术和肥料工业发展，人们已生产出多种必需营养元素肥料和有益元素肥料。肥料中的营养直接参与植株生长发育或调节植株新陈代谢。植物产量和品质的形成，需要生长环境中有充足的功能养分供给，而土壤中养分不可能满足作物生长所需，因此，科学施肥可以调节作物养分得到最佳供给，提高作物品质。,-,19,作物品质存在遗传变异性 作物营养品质特性由植物本身遗传基因和外界环境条件共同决定的。前者主要通过杂交、转基因等手段等到改良，而后者包括温度、水分、光照、施肥、土壤等因素。通过协调和改善作物生长的外界环境条件，可以达到农产品的优良品质。同时，肥料营养对作物营养品质、感官品质等的影响具有明显的局限性，它受到作物本身遗传特性和其它生长条件的限制。,-,20,作物对某些矿质养分的奢侈吸收 作物生长环境中矿质养分含量过高时，植株体内易产生累积现象，矿质养分的这种累积可发生在植物根、茎、叶、果实（种子）等器官中，从而改变其营养品质。蔬菜生长中，氮肥，尤其硝态氮施用较大时，叶菜类中奢侈吸收较多的硝酸盐，降低其食用品质。 增加某种元素施用量可以有效地增加植物性食品中这种元素的含量，但这并不是一项成功的措施，大多数植物都有控制体内元素含量的机制。随着施肥量增加，植物性食品中的含锌量可增加。在同时缺磷和锌的土壤上重施磷肥，会加剧锌缺乏，显著降低食品中锌含量；而磷锌配施，增加产量和产品中锌含量。,-,21,作物营养特性与品质,作物营养差异性与品质作物阶段营养与品质作物营养高效基因型与品质,-,22,作物营养差异性与品质 作物种类间营养特性与品质 作物品种间营养特性与品质,-,23,作物种类间营养特性与品质 禾谷类作物水稻、小麦、玉米： 籽粒是淀粉类物质水稻：生长前期以铵氮较好，生育后期需一定比例硝氮，尤其杂交水稻；需钙、硅等；小麦：氮营养以硝氮为主；,-,24,豆类作物大豆、蚕豆、豌豆、绿豆等； 富含蛋白质，其氨基酸组成合理，是人类所需蛋白质的重要来源；豆类可通过根瘤菌固氮，氮肥需少施；,-,25,氮肥施用量对花生乙炔还原活性的影响,-,26,施氮量对花生氮素农学利用效率、内部运转效率、收获指数和氮素回收效率的影响,单位施氮量被作物吸收的百分比和施入肥料氮的增产效果,-,27,油料作物：油菜、花生、芝麻、向日葵等 种子富含脂肪和蛋白质；种类不同，品质成分也不同油脂中脂肪酸组分不同，营养价值变化较大,-,28,几种油料作物种子的成分 ,-,29,叶用作物：烟草、茶叶、桑树等 烟叶燃烧，需较多钾；要求钾、总糖高，蛋白质低，氮 适量，喜硝茶叶浸泡，要求茶氨酸、儿茶酚较高，与烟叶氮、钾需 求相反；喜铵,-,30,作物品种间营养特性与品质,不同类型油菜产量、吸收养分的数量和比例kg/ha,-,31,浙江省42个品系稻米中N含量的变化,-,32,-,33,浙江省一些品系的稻米之含Zn量,-,34,Fe,-,35,作物阶段营养与品质,作物不同生育期营养特性不同，影响产品品质 作物生长前期: 主要苗期或营养生长期 作物中后期: 往往营养生长与生殖生长并行或以生殖生长为主,-,36,果树： 一年中早期抽枝、展叶，营养物质积累，氮磷营养为主，因此施足基肥； 开花座果后，进入生殖生长，营养物质向果实运移，品质形成，K、Ca等营养重要，要追施。,-,37,作物营养品质临界期 作物营养品质临界期是指作物形成收获物（茎、叶、果实、籽粒、块根等器官）时体内营养物质缺乏或过多对收获物品质影响最大的时期，也是作物优质高产栽培中施肥最关键的时期。品质临界期因作物种类或栽培目的不同而异，所以，调控作物品质的农业措施具有很大的特殊性和复杂性。,-,38,研究作物营养品质临界期，可为肥料高效利用、防止生态环境污染提供理论依据，从而拓展植物营养研究领域，深化植物营养研究内容。研究作物营养品质临界期，可以减少物质投入量而获得大量优质农产品，提供人类高质量生存所需的重要物质基础。深入开展作物营养品质临界期研究，可以揭示自然界植物转化外源物质的基本特点，从而为实现人与自然高度协调共荣奠定基础。,-,39,作物营养品质临界期研究的原则 以作物基本营养特性为基础 以栽培作物对主要品质的要求，即收获目的为重点 以因地制宜的综合农艺措施为保证,-,40,禾谷类作物：以收获籽粒为目的，籽粒品质成分主要是淀粉和蛋白质。其品质临界期一般在籽粒形成期（如水稻在抽穗期），籽粒形成过程中营养物质量、转移、积累直接影响到籽粒品质。生产中，常以作物中、后期控制氮肥施用以保证籽粒中蛋白质含量和氨基酸组成达到最优。,-,41,瓜果类作物：瓜果类作物形成期是植株营养生长和生殖生长并行的时期，因此营养水平对品质形成影响很大。一般果实膨大期是其品质临界期，同时这一时期也是产量临界期。生长上这时施肥，可达到提高产量和改善品质的双重目的。,-,42,叶菜类作物：以收获茎叶为主要目的的叶菜类作物，在茎叶旺长期常常是其品质形成关键时期。,-,43,作物营养高效基因型与品质,植物在营养性状方面的基因型差异很早以前就引起了人们的注意。1943年Weiss就发现生长在石灰性土壤上的有些大豆品系易出现典型的失绿症，而另一些则无失绿症。,-,44,小麦品种Aroona，缺锌时能取得较高的籽粒产量，锌营养效率高达92%；品种Durati，缺锌时产量仅为不缺锌时的41%,缺锌处理的产量 锌效率(%)- 100 施锌处理的产量,不同基因型小麦不同锌处理下籽粒产量(t/ha)比较,-,45,人们认识到植物营养性状的基因型差异及可遗传性，育种学家就有可能通过杂交或生物工程的手段，选育出养分效率高、抗逆性强的优良作物品种，为农业生产服务。,-,46,我国有许多名特优农产品，是丰富的基因宝库，研究这些产品的基因型特性，对提高产品品质有重要意义。,-,47,单一肥料的专一调控直接调控与该元素相关的品质成分 如施氮，增加蛋白质含量，增加氨基酸含量，施锌增加农产品锌含量,施肥对农产品品质的调控作用,-,48,促进其他营养品质的形成 如施钾提高蔬菜、水果糖分含量、Vc含量，降低硝酸盐含量，施钙防止果实苦痘病、黑心病等,-,49,自然肥料主要直农家肥、绿肥、垃圾多等有机肥由于养分全，含小分子有机物，从而调节产品品质,自然肥料的复合调控,-,50,大量元素之间、大量元素与微肥之间、有机与无机之间、肥料形态之间的科学组合施用，调控品质,肥料之间的配合调控,-,51,各种肥料施入土壤，对作物的效应受土壤物理（水、热等）、化学（pH、养分、CEC等）性质左右，因此根据土壤性质施肥可调控产品品质,肥料与土壤环境之间的补偿调控,-,52,肥料与植物间的平衡调控 不同植物种类、品种的营养特性差异，作物平衡施肥，改善品质,-,53,基施、追施、根外追肥，不同时期施,肥料施用技术的调控,-,54,作物品种、栽培密度、播种期与肥料种类、施用量等的配合调控,肥料与栽培措施的综合调控,不同品种、不同密度所需的最佳施肥量不同，通过研究得到最佳模式,-,55,土壤营养条件与产品品质,土壤物理特性土壤化学特性土壤养分特性,-,56,土壤物理特性 土壤质地、孔隙、土壤水分 土壤化学特性 土壤阳离子交换量 保肥 有机质 缓冲和提供养分 酸碱度 不同作物适宜不同酸碱度土壤土壤养分 对作物生长、产量、品质起直接作用 作物生长的最适养分浓度,-,57,土壤营养条件与名特优农产品品质无锡水蜜桃、天津鸭梨、莱阳梨、新疆葡萄和哈密瓜影响名特优农产品品质的主要因子 产品自身的遗传特性 近地面小气候特性：光照、 温度、温差大有利于糖分累积 水量及相对湿度：水分充足有利于生长，后期雨少，空气相 对干燥，糖分累积，甜润鲜美 土壤性质 土壤物理与水分性质：疏松、排水良好 土壤养分配比与供应状况：氮磷钾与微肥，有机肥 某些特殊元素的丰缺：茶忌钙，烟草忌氯，枸杞喜盐等，还有许多 不清楚,-,58,施肥技术和管理与农产品品质的调控,施肥量 施肥方法,-,59,施肥量 施肥量与农产品品质的影响在各种肥料中都表现得十分明显，这方面的研究也较多。一般适宜施肥量范围内对产品品质有利，肥料缺乏或过量都降低产品品质。例如葡萄缺磷，果实产量和品质都较差，施磷肥，增加葡萄产量和果实含糖量，但施磷过量，则反而降低含糖量。施氮显著增加玉米蛋白质含量，施氮过大时，籽粒产量和蛋白质含量不再进一步提高。 施肥量的确定： N N需施化肥量；A单位产量作物吸氮量；Y目标产量；X无肥区产量；Ef氮肥利用率,-,60,氮肥用量对玉米产量和品质的影响,-,61,施肥方法基施 农业生产中肥料一次基施的一般是有机肥或磷肥、钾肥，氮肥一般多为分次施用，而复合肥也有基施。施基施对提高农产品品质一般是有益的，特别是蔬菜、水果等产品。,-,62,基施与追肥结合 追肥包括土壤追肥和根外追肥。基肥与追肥相结合，满足了作物在苗期、营养生长期和产品形成期对营养的需求，有利于获得高产和最佳品质。,-,63,矿质营养元素对农产品品质影响,-,64,氮肥施用与农产品品质 氮是植物生长所需的最基本营养，它对作物品质产生多方面的影响。主要表现为影响蛋白质含量和价值、其他有价值的含氮或非含氮物质。作物体内与品质关系密切的重要含氮化合物有硝酸盐、亚硝酸盐、蛋白质（粗蛋白和纯蛋白）、必需氨基酸、酰胺、胺类（亚硝胺、甜菜碱）、环氮化合物（叶绿素、维生素B1、尼古丁等）。,-,65,蛋白质是重要的营养元素，人和动物必须不断地摄取蛋白质，才能维持生命。人类食物蛋白的来源相当部分依赖于植物蛋白，主要是禾本科植物，如小麦、燕麦、稻米、小米及高粱等。大豆和花生不仅仅是重要的油料，同时还含有大量蛋白质。,-,66,从营养学观点，我们对每种植物蛋白都必须了解其总蛋白和必需氨基酸二者的含量。总蛋白作为合成非必需氨基酸的氮源。在人体需要的8种必需氨基酸中（赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸），多数谷物蛋白（除稻米、燕麦）中，赖氨酸都较少，严重影响这类蛋白的价值。除赖氨酸外，许多谷物蛋白中色氨酸（如玉米）或含硫氨基酸的含量也偏低。,-,67,改变氮素供给水平，使植株蛋白质代谢发生变化。例如，增施氮肥，使谷物籽粒粗蛋白含量由1015增加到1620。氮肥对农产品品质的最主要的作用是协调产品中的蛋白质含量，协调必需氨基酸含量。提高施肥能提高蛋白质含量，但不能影响蛋白质的组成，因为蛋白质组成主要收遗传基因控制的。籽粒中蛋白质的积累是营养器官中氮化物重新利用的结果。,-,68,增施氮肥，谷物籽粒蛋白质含量增加，改善了面粉的烘烤品质。但烘烤品质提高，并不表示营养价值的提高，营养价值主要体现在必需氨基酸含量的多寡上。氮肥还影响植物油的品质。向日葵一般含有10的饱和脂肪酸（棕榈酸和硬脂酸）、20的油酸、70的必需亚油酸，但随着氮肥用量增加，向日葵有中油酸含量增加，亚油酸含量减少。油菜施氮增加，不仅提高籽粒产量和粒重，同时含油量增加。,-,69,氮营养对甜菜的品质是至关重要的。在块根生长初期，供应充足的氮是获得高产的保证，而后期供氮过量，导致叶片徒长，块根中氨基化合物和无机盐含量增高，使糖分含量大幅度下降。氮肥施用量过大，是造成叶菜类植物体内NO3大量增加的主要原因。氮肥施用对果树、蔬菜品质影响在不同种类，同一种类不同品种间都有非常大的差别，因此氮肥施用上应根据产品收获目的，按照科学试验结果进行。,-,70,作物缺氮时，体内蛋白质、氨基酸、维生素等含量降低，而淀粉和蔗糖相对增加，因此施足氮肥不但是产量的保证，也是优质的保证。,-,71,磷肥施用与农产品品质,植物对磷的需求量仅次于氮和钾。作物全磷浓度0.11.0之间。磷以多种方式改善农产品品质：增施磷肥，可以提高牧草饲料中总磷含量，因为饲料中磷含量达到0.17-0.25时才能满足动物营养需求，含磷不足，降低母牛的繁殖力。同时农产品中磷钙比对动物和人健康非常重要。因为骨骼中每存留2g钙需要1g磷。,-,72,增施磷肥，促进叶片蛋白质合成，减少含氮化合物向穗部的运输，对氮产生稀释效应，因此，保持确当的氮磷比，才能提高籽粒蛋白质和必需氨基酸含量。减少干燥籽粒所需费用：施磷使收获时玉米籽粒含水量减少，成熟加快，干燥费用减少。,-,73,玉米施磷提高产量、减少籽粒含水量和干燥费用,假定每公斤籽粒除去1水分，花费0.73美元,法国,-,74,磷促进蔗糖、淀粉和脂肪合成。因此甜菜和油料作物增施磷肥对产品品质非常重要。,-,75,CO2,3-磷酸甘油酸(PGA),1,5-二磷酸核酮糖(RuBP),磷酸丙糖(TP),1-磷酸葡萄糖（G1P),腺二磷葡萄糖(ADPG),ATPPPi,蔗糖,ADPG(葡萄糖)n 引子,(葡萄糖)n+1+ADP,淀粉合成酶,重复反映形成直链淀粉分子,植物体内碳水化合物合成,-,76,减少病害造成的损失，提高作物越冬能力，减少杂质，提高可上市产量比例和饲用价值，增强抗旱性。施磷可改善橙果品质，提高上市总量。美国Arizona州研究表明，橙汁重量百分比提高7，固酸比减少7，甜度增加。可上市总产提高16，果皮厚度变薄8。,-,77,钾肥施用与农产品品质,作物产品中的钾主要以无机态存在。K被公认为品质元素，但在植物体内所有的有机化合物中几乎都不含K。显然K对作物品质的作用是一种间接的作用，这种间接作用是以调节作物体内多种酶（可达60多种）活性为基础，通过对光合作用、营养物质的吸收代谢调节，影响作物收获物的品质。,-,78,适量增施钾肥，对农产品品质的影响主要表现在：外观 主要是指产品的完整性、大小、形状和色泽等。施用钾肥使水果增大，文献报道较多。许多果实在增大的同时，相应改善了其他品质指标。有试验表明，施用硫酸钾及钾镁配施对苹果外观品质影响很大（见表）。,-,79,施用钾肥、镁肥对苹果外观品质的影响,-,80,感官性质 主要指口感和香味。钾能改善柑橘糖酸比，增加西瓜甜度，改善葡萄品质（见表）。,-,81,施钾对葡萄感官品质影响,-,82,营养成分 营养成分是指产品中碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素和矿物质的组成和含量。施钾，农产品钾含量高，对人和动物营养也是非常有益的。施钾肥，增加玉米、水稻等禾谷类作物籽粒中蛋白质含量，提高大麦、玉米等籽粒中胱氨酸、蛋氨酸、色氨酸等必需氨基酸含量。促进豆科植物根系生长，使根瘤数增多，固氮作用增强，提高籽粒蛋白质。 有利于作物产品中碳水化合物的积累。甜菜、甘蔗等作物施钾，提高含糖量，减少杂质。适量施钾可促进一些农产品中维生素A、B等的合成，提高糖分，改善风味。,-,83,加工品质 钾，使小麦面筋含量增加，改善烘烤品质。施钾提高纤维作物（棉花、苎麻）等产品产量，促进纤维成熟，增加纤维长度和拉力，改善品质。,-,84,钾对棉花产量和品质影响,-,85,市场品质 包含耐贮性等。番茄不施钾处理在室温下贮存28天即都腐烂，而施钾处理，此时腐烂率仅44，直至44天才全部腐烂。钾对荔枝保鲜也有显著作用。,-,86,烟叶含钾量是烟叶的质量指标之一。含钾高的烟叶色泽深桔黄色，香气足，吃味好。叶片富有弹性和柔韧性。烟叶持火力强，燃烧性好。由于降低了燃烧温度，使挥发性物质及烟气中焦油含量减少，增加了烟叶的安全性。,-,87,降低蔬菜中硝酸盐含量。K充足，对NR诱导合成有促进作用，并增强其活性，有利于硝酸盐还原，减少其在叶片内的累积。,-,88,以长梗白菜最明显，降低1666，其次小白菜，降低1652，再次青菜，降低136。,施钾对叶菜产品中NO3-含量的影响,-,89,由于K参与调节作物很多代谢活动，因此K对几乎所有农产品收获物品质产生影响。包括农作物（水稻、小麦、玉米等）、经济作物（棉花、甘蔗、烟草、苎麻、橡胶等）、油料作物（油菜、花生等）、果树（柑橘、荔枝、香蕉、葡萄、菠萝等）、蔬菜（白菜、青菜、西瓜等）。,-,90,钙、镁、硫肥施用与农产品品质钙（Ca） 钙是动物和植物都必需的矿质营养元素，对生命活动有极重要作用。钙是植物细胞膜和果胶质的组分。缺钙将使细胞壁交联解体，增加膜的透性，使番茄、辣椒、西瓜出现脐腐病（枯焦斑），苹果出现苦痘病和水心病，大白菜、生菜干烧心，马铃薯褐斑病，鸭梨黑心病等等。,-,91,Ca2+在果蔬采后生理中的作用引起了人们的广泛兴趣，它不单纯是矿质养分元素，而且更是一种生理调节物质。它不但维持细胞壁和细胞膜的结构和功能，而且是细胞内外信息传递的第二信使。增加果实中Ca水平，可明显抑制果实采后呼吸作用、乙烯释放和生理病害等，延长保鲜期，提高果实品质。水果果实缺钙与果树体内钙的吸收和运输受阻出现生理失调密切相关。钙的运输除了受蒸腾作用和木质部吸附影响外，依赖蒸腾作用通过木质部导管及导管壁位点交换，难以通过韧皮部向新缺区转移。生长素合成较多的生长点积累较多的钙，因此在氮营养过重、重剪等情况下，低蒸腾果实钙较少，甚至向茎叶转移。,-,92,田间一般较少出现缺钙症，但即使在钙丰富的土壤上（如褐土），也会发生果实缺钙的生理失调现象。果树叶片中的钙仅有少量转移到果实中，叶面喷施钙几乎无效，由于幼果具有直接吸收钙的能力，只有直接施到果实上的钙才有效。,-,93,我国的食品、蔬菜及果品中钙一般偏低，但施用钙肥对提高籽粒中钙含量的效果不明显，而对叶菜类比较有效。对于钙在植物体中的转移利用、吸收运输的途径、机理等还需深入研究，具有高效富钙能力的作物品种急需培育筛选。,-,94,镁（Mg） 镁是叶绿素的组成成分，参与蛋白质的合成，且又是一些酶的结合体（光合作用碳循环）。植物对镁的需求得不到满足，不仅显著减产而且影响产品的品质。镁含量也是农产品的一个重要品质标准。饲料中镁不足导致动物缺镁症，引起动物痉挛病。饮食中镁不足，造成人的缺镁。,RuBPCO2H2O,RuBP酸化酶,Mg2+,3-PGA,2分子,-,95,镁有利于蛋白质的合成，施镁肥，提高燕麦等禾本科植物地上部蛋白含量。镁能促进乙酰辅酶A的形成，而乙酰辅酶A进一步合成脂肪酸和脂肪，因此，施镁能提高油料作物籽粒的含油率，缺镁，含油降低。 在缺镁的土壤可通过施适量的镁肥，来提高农产品中镁的含量。同 时，叶绿素的含量及VA、VC、胡萝卜素的含量也有提高。,-,96,硫（S） 硫是植物仅次于N、P、K的第四大矿质养分元素，又是人畜生命的必需元素。含硫氨基酸蛋氨酸、胱氨酸、半胱氨酸等构成生物体结构和功能蛋白。蛋氨酸是人体8种必需氨基酸之一。,-,97,硫营养和面粉烘烤品质 二硫键/巯基是面包烘烤过程中粘弹性所必需的，对小麦粉烘烤品质起重要作用。低硫含量的面粉较硬，含硫较多的生面比缺硫面粉更易伸展。施用硫20kgha-1和100kgha-1，面包体积分别比对照增加24ml和41ml，显著改善了烘烤品质。,-,98,对种子蛋白质的影响 豆类作物种子是人和动物重要的蛋白质来源。如果必需氨基酸蛋氨酸含量较低，将大大降低其营养价值。豆子中不同贮藏蛋白含硫氨基酸量差异很大。对不同豆类的一些研究表明，缺硫降低硫丰富蛋白质的合成，相应地显著增加硫贫乏蛋白质合成。 缺硫土壤施用硫肥，可显著增加豆子中含硫氨基酸量，改变含硫蛋白质在总蛋白质中的比例，有利于改善品质。,-,99,改进缺硫土壤硫营养状况，可增加作物籽粒的含油量,这一点对油料作物非常重要。表是几种作物施硫的效应。,-,100,施硫对油料作物蛋白质、油产量的影响,可见施硫明显增加花生、芥菜、油菜、亚麻子和大豆等作物的含油量，进而增加油产量，改善品质。,-,101,对油菜籽葡萄糖芥苷含量的影响 葡萄糖芥苷（GSL）主要存在于十字花科植物中，是一类特殊的含硫化合物。其降解产物有不良气味，对人和动物有毒，易诱发甲状腺肿。人们通过育种方法，已培育出许多低芥子油的油菜品种，但通过合理施肥和管理也可能调控油菜籽中的GSL含量。 一般认为，供硫水平是影响油菜籽GSL合成和累积的最重要因子。即使低含量品种，也有2530%的S存在于GSL中。高硫地区GSL含量通常多于低硫地区。缺硫情况下增施硫肥，引起GSL含量增加，显著多于硫充足条件下施硫引起的GSL增加，其增加可达23倍，超过规定的GSL临界值，使籽粒失去价值。供硫对GSL合成影响报道不一。 过量供硫，籽粒中GSL含量过高，降低其品质；油菜是需硫较多的作物，缺硫又明显影响其产量。因此油菜硫施用应综合考虑产量和品质两个因子，以获得最佳效益。,-,102,牧草硫素状况及动物硫营养 硫营养对牧草饲料品质的影响也比较明显。 土壤缺硫，严重降低牧草产量，同时牧草中硫含量低，不能满足动物硫营养需求。缺硫土壤增施硫肥，提高牧草品质，改善绵羊消化率，羊毛长度、直径、强度等品质都显著提高。牧草叶中硫小于1.71.8g/kg时，增施硫肥，提高饲料硫含量，增加消化率。,-,103,硫营养与茶叶品质 茶叶缺硫出现所谓“茶黄”。我国南方酸性土壤有效硫含量较低，淋溶严重，所以至少每年都要补充一定量的硫肥。 我国评选出的优质茶平均含硫量比普通茶高42.2%.,-,104,硫素与烟叶品质关系 烟叶硫含量过高，降低其燃烧性。烟叶硫含量升高，烟叶中硫酸根离子大量累积，导致一系列生理生化异常，破坏细胞酸碱平衡，改变与品质相关的成分，从而影响烟叶物理性状和抽吸品质。,-,105,硫营养对甜菜品质的影响 硫营养明显影响甜菜贮藏根的品质。缺硫导致根中氨基酸浓度增加，降低汁的纯度，进而降低白糖产量和品质。硫营养对蔬菜品质的影响 缺硫不利于植株对氮的利用，蛋白质合成下降，非蛋白氮化合物（包括NO3-）在体内累积，降低品质。增施硫肥，调节植株N/S，降低NO3-含量，增加产量，改善品质。,-,106,Cl,氯是植物必须营养元素。植物体内Cl含量远高于其他微量元素。一般平均0.1g/kg。氯在自然界广泛存在，一般不缺。但如土壤淋失严重、又得不到补充，则可能缺氯，影响作物产量和质量。生产上，一般含氯肥料氯化钾和氯化铵使用量较多，对作物产量品质基本没有不利影响。但有一些忌氯作物，如烟草、莴苣、甘薯、甜菜、柑橘、茶树等，过量会影响产品品质。,-,107,锌、铁等微量元素与农产品品质,锌（Zn）,锌是植物、动物及人生命活动不可或缺的微量元素。和其他微量元素一样，锌通过植物由土壤进入动物或人体，因而土壤中微量元素含量基本决定了生活在该区域内人群的摄入水平、动物和植物体锌等微量元素的基本含量。 缺锌植株的症状明显，例如水稻新叶中脉，特别是基部失绿，下部叶片出现褐色斑点和条纹，生长不正常，成熟推迟；果树缺锌表现为小叶病，柑橘为斑叶病等。,-,108,作物锌含量正常时，有利于提高产品中蛋白质含量，因为锌是合成蛋白质必需的RNA聚合酶、氮代谢蛋白酶等的组成部分。施锌肥，番茄、辣椒、黄瓜等的维生素C提高1554，番茄糖分也有所提高。苹果施锌，叶片中被束缚的钙释放出来，增加果实钙水平，减少苦痘病发生。 作物缺锌不仅降低产量，而且也使稻米、麦粒、玉米、蔬菜等锌含量不足。锌是种重要的品质指标。食物中的锌含量差别很大，不仅与食物种类有关，而且常与产地土壤的锌供给状况有关。,-,109,我国的膳食结构与西方有明显的差别，一般谷物食用较多，因此，锌摄入不足的可能性更大。通过合理施用锌肥，既提高产量，又改善了食品的品质，使食物中锌含量增加，有利于矫正人畜的缺锌综合症状。土壤施20kg/ha或叶面喷0.51.0 kg/ha的锌都能显著提高大麦、小麦叶片和籽粒锌含量，满足植物和动物对锌营养需求。伊朗在7个省15个农场施用ZnSO47H2O（40 kg/ha），产量增加2025，籽粒中锌含量从对照的25mg/kg，增加到35mg/kg，同时增加了蛋白质含量。,-,110,铁（Fe） 铁是地球最丰富的元素之一，仅次于氧、硅、铝，居第4位。但土壤中对植物有效的铁含量并不多。虽然植物所需的铁很有限，但缺铁，特别是石灰性土壤上的缺铁问题，在生产上却很普遍。 土壤中植物可吸收的有效铁含量过低，极易造成人和动物的缺铁。人缺铁易得贫血症，缺铁症的矫正和预防最好方法是膳食补充铁。从食物中补铁也是使人健康长寿的重要研究内容。,-,111,植物中铁的含量一般在50300mg/kg（干重）之间，水稻、玉米的含铁量相对较低，为60180mg/kg，秸秆中的含铁量大于籽粒和谷物中的含量。筛选铁含量高、吸铁能力强的谷物品种，将有助于改善人类的铁营养。 叶面喷施有机铁可以提高苹果、鸭梨单果重以及果实中可溶性糖和含铁量，提高其品质。,-,112,硒、碘等有益元素与农产品品质,硒（Se）1817年瑞典化学家Berzelius发现了元素硒。硒与硫是同族元素，化学性质相似，是生产硫酸时的残留物中发现的。1957年，Schwartz等发现缺硒导致大鼠肝坏死，证实为动物必需的微量元素。目前人们对硒作为植物必需营养元素的兴趣日趋增多，获得了许多实验证据，但仍无定论。作物根系不但选择吸收硒，还可以同化硒，植物体内存在10多种含硒有机化合物。,-,113,低浓度硒对农作物生长有刺激作用，少量的硒能促进硒积聚植物的生长，而强烈抑制硒非积聚植物的生长。一般硒在0.0010.050g/g时，对作物生长有刺激作用，而硒过量则对植物生长产生毒害。贫硒或缺硒的水稻土壤中或叶面喷施微量硒，一般水稻单产可提高5%8%。且能保护水稻细胞膜，降低电解质外渗率，提高植物体内脯氨酸含量与束缚水含量，水稻的抗逆能力增强。,-,114,硒的施用能明显改善产品的营养质量和感官质量。马铃薯施以1.5或2.5g/g的Na2SeO3后，其配糖碱和NO3N的含量显著降低。且游离的氨基酸含量降低。小麦施用亚硒酸钠后，籽粒中多种氨基酸含量增加，其中胱氨酸含量增加最多。N、P、K肥中含硒和碘能提高葡萄的产量和果实的质量，肥料中含0.01% Na2SeO3时，葡萄的糖含量提高0.4%，可滴定酸度降低0.26g/L。,-,115,硒是人与动物必需的微量元素。人类有40余种疾病与低硒有关。我国有22个省市的大部分或部分地区缺硒。土壤水植物动物人系统中的硒是密切联系的。,-,116,缺硒是克山病（Keshan）发病的一个基本因素。通过研究，病区与非病区大量人群血、发、尿及粮食的含硒量对比，病区的样品均处于贫硒状态。硒与癌症的关系近年来引起了人们的极大兴趣。研究结果都表明，缺硒与致癌有一定的关系，但其确切机理仍不清楚。,-,117,克山病病带与非病带粮食硒含量g/g (p0.001),-,118,嘉善县大肠癌发病率与大米硒含量之间的关系,注: 括弧中的数字为样本数,-,119,硒缺乏症的人为干预中，硒注射或直接添加到饲料有这样那样的缺点，如不易混匀，不易控制安全量等。因此，提高植物及其产品硒含量，通过食物链传递，预防人畜硒缺乏症是安全的措施。土壤施用硒肥，增加作物硒含量，并使家畜吸收天然的有机硒，这一方法在新西兰、芬兰等国已有较广泛应用。新西兰Ruakura农业试验基地的研究表明，每公顷施用小于10g硒（Na2SeO3），使硒含量满足牲畜生长所需，维持牛、羊短期乃至12个月的硒营养。芬兰生产干草、谷物饲料时，土壤施用16mg/kg的硒肥，第二年乳制品、面粉、牛肉等硒水平明显提高，人血硒水平也提高。玉米、小麦等叶面施硒，籽粒硒含量都显著增高，满足人畜硒营养。,-,120,粮食作物通过土壤或根外供给硒营养，一方面增强了植株抗逆能力，提高产量，同时可提高氨基酸含量，改善营养质量；另一方面，显著增加稻米硒含量，提高产品健康品质，这有助于保障人体健康。因为，稻米食用人群更广，食用时间持续，符合人体硒代谢特点，且补硒成本更低。另外，植物硒的生物利用率高，其中的有机硒比无机硒更安全有效。硒具有非常敏感的生物功能，人体及动物对硒的需要甚微，是必不可少的，又不能太多。缺少正常（营养）毒害的浓度，一般只差几十g/g（按进食量计）。多了就是毒害。硒保健品抗癌的功效。,-,121,碘（I2）,碘是人畜必需的微量元素。地球上碘分布具有明显规律。一般深山区少于半山区，半山区少于平原，平原少于沿海。地下水、土壤中的碘含量基本决定了生活在该地区人、动物、植物的含碘量。,-,122,碘的生理功能及对植物的刺激作用,碘在植物中平均含量为0.251.45g/g，有广泛的分布（表）。碘是某些酶的组分，影响光合作用，影响呼吸与碳水化合物代谢，而且抗病。碘可促进植物生长，在缺碘土壤上用碘肥，可以使作物和微生物的生长量增加，有时能获得增产。,-,123,常见食物中的碘含量（g/kg）,-,124,施用碘肥（碘化钾、智利硝石等），一般能提高植物碘含量，各种作物提高不一样，有的碘含量能提高100倍以上。1990年，在新昌的香料烟上，喷施KI，使植株增高，叶片数增加，产量增加7，烟叶总糖也比对照高14，烟碱亦有显著上升。新疆和田有一个试验，在水稻灌水中加碘，使水稻增产17。稻米、稻草、糠的含碘量提高，使当地奶牛的牛奶增产，使人畜的地方性甲状腺肿、地克病大大下降。这一报道引起了有关各界的注意。,-,125,碘有可能是植物生长的必需元素。但由于空气、水和土壤中都含有微量的碘，也许一般已能满足植物生长的需要。大多数精密实验室都位于沿海，过去一直未能确定碘对植物的必需性，估计是由于空气、水等介质中含有的微量碘对实验的干扰。,-,126,矫正方法主要是食盐加碘。不同国家推荐每日碘摄入量不同，一般是100200g。人体内的碘有8090%来自于食物，饮食是碘的主要来源。各种食物中的碘含量差异很大。通过试验研究，通过土壤肥料管理办法，来提高严重缺碘地区主食品及饲料中的碘含量，应该是经济、安全、科学的补碘方法之一。,-,127,有机肥与农产品品质,有机肥料是以有机物质为主要成分的肥料，有机物质来自农村和城市的废弃物，如人、畜粪尿、工厂作坊加工或生活中的废物、废水和污水、垃圾、饼肥、秸秆，还有栽培的绿肥等，可见有机肥料来源广、种类繁多、成分复杂。,-,128,有机肥料的特点来源广、经济易得，但体积庞大含水量高，运输、施用不便；养分全面 能提供作物所必需的营养元素，但养分含量都比较低，而且多以有机形态存在，要通过微生物分解才能被植物吸收，故有机肥一般都要进行材料处理；含有丰富的有机质，对改良土壤、缓冲土壤不良性质，如酸碱度、养分毒害等有好处。,-,129,有机肥料的分类有机肥料种类繁多、成分复杂，根据其来源和积制方式可分为以下种类： 粪尿肥和厩肥：包括人粪尿、家畜粪尿、厩肥、禽粪、海鸟粪、蚕沙等；堆、沤肥和沼气发酵肥：包括堆肥、沤肥、沼气发酵肥、秸秆直接还田等；饼肥：包括各种饼肥和糟