编辑推荐
《高级植物营养学》可供植物营养学、土壤学、资源与环境科学、生物学、农学、林学和园艺等专业的高等院校师生及科技人员使用。
内容简介
《高级植物营养学》为研究生高级植物营养学课程教材。全书系统阐述了矿质元素的基本作用和生理功能,土壤中的矿质元素如何到达根表,穿过质外体后跨膜运输进入根系,经长距离运输到达地上部,在地上部还原、同化并参与不同生理生化过程等基本概念和基本知识。此外,《高级植物营养学》还具有以下特点:介绍了根系的结构和功能,以及影响根系生长的内外因素,这是正确理解植物吸收矿质养分的基础;引进了根际生物对话的概念,重点介绍了根际过程和根际生物对话对土壤中矿质元素有效性及植物吸收的影响;植物在生长过程中不可避免遭受各种非生物胁
作者简介
李春俭,男,教授,中国农业大学资源与环境学院学位博士毕业。
内页插图
目录
第一章 植物生长介质
第一节 陆生植物的生长介质——土壤
第二节 土壤中养分的迁移和有效性
第三节 植物的生长介质
第二章 植物的根系
第一节 根系的形态及其在土壤中的分布
第二节 根系的结构
第三节 排根、根瘤与菌根
第四节 根系生长及其影响因素
第三章 根际
第一节 根际范围
第二节 根际化学变化
第三节 根际微生物
第四节 根际物理过程
第五节 根鞘的形成及其功能
第四章 水分及矿质养分吸收
第一节 质外体和细胞壁
第二节 质膜的结构和功能
第三节 跨膜运输
第四节 沿根轴对离子和水分的吸收
精彩书摘
糖输入库端组织是需要能量的。生长的幼叶和根,以及以淀粉和蛋白等多聚体为贮存方式的贮藏库,利用共质体的韧皮部卸载途径输入同化物。在这些细胞中必须进行活跃的呼吸代谢,将输入的糖降解或转化,以产生能量以及生长和贮存所需的物质,从而降低细胞中输入糖的浓度,维持韧皮部和库之间的糖浓度梯度。在共质体途径的韧皮部卸载中,糖沿其浓度梯度通过胞间连丝在细胞间进行扩散,因此共质体途径的韧皮部卸载本身是一个被动运输的过程,并不直接依赖于细胞的代谢,但是浓度梯度的维持是直接依赖于细胞代谢的。在有些质外体的韧皮部卸载中,代谢形
前言/序言
近年来,国内外植物营养学领域的研究迅猛发展。植物营养学研究不仅仅是为了回答与植物营养相关的基本科学问题和进行科学探索,其研究成果可以直接服务于高产高效农业生产,并指导农业可持续发展和生态环境保护,具有重要意义。
编者多年从事植物营养学基础研究和应用基础研究,并长期承担研究生高级植物营养学课程讲授,感觉到研究生在课程学习过程中需要一本内容丰富的教材,在学位论文工作中需要一本好的参考书。研究生教材不仅应介绍植物营养学的基本知识、理论以及经典的研究成果,更应该引进植物营养学新的研究方法、研究进展和理念,
植物生理生态学导论 作者: 史密斯,J. R. 译者: 李明 出版社: 科学技术出版社 出版年份: 2023年 内容简介 《植物生理生态学导论》是一部面向高年级本科生及初级研究生的综合性教材,旨在系统阐述植物如何感知、响应并适应其所处的复杂环境。本书侧重于将植物的内部生理机制(如光合作用、水分利用、矿质营养吸收)与其外部生态环境(如气候变化、土壤条件、生物相互作用)紧密结合起来,构建一个动态的、整体性的植物生命活动图景。 全书共分十五章,结构清晰,逻辑严谨,从微观的分子调控到宏观的群落动态,层层深入。 --- 第一部分:植物与环境的基本交互(第1-5章) 本部分为全书的理论基础,重点探讨植物生命活动受到的核心环境因子驱动。 第一章:植物的生存空间与环境梯度 本章首先界定了植物生态学的研究范畴,梳理了植物在不同尺度环境(从细胞到生物群落)中的存在状态。详细介绍了影响植物生存的关键环境梯度,包括光照强度与质量、温度范围、水势梯度以及土壤理化性质。特别强调了“环境异质性”在塑造植物形态和生理适应性中的核心作用。 第二章:光合作用的生态生理学基础 深入解析了光合“碳捕获”过程的生理机制,但视角聚焦于其对环境波动的响应。详细阐述了C3、C4及CAM植物的演化策略及其在不同气候带的生态优势。重点分析了光饱和点、光补偿点、光呼吸的调控机制,并讨论了CO2浓度升高对光合效率的短期及长期影响,以及植物如何通过调整叶片结构(如叶面积指数、叶肉密度)来优化光能利用。 第三章:水分关系与蒸腾调节 本章全面覆盖了植物体内的水分传输路径(从土壤到叶片气孔)及其物理化学驱动力。详尽介绍了水势的概念及其测量方法。核心内容围绕气孔导度的调控展开,探讨了脱落酸(ABA)在应对水分胁迫中的关键信号通路。此外,本章还引入了“水分利用效率”(WUE)的生态学意义,并比较了干旱地区植物(如多肉植物、深根系植物)为最小化水分损失所采取的形态与生理对策。 第四章:温度影响与热胁迫生理 植物是变温生物,其生命活动速率高度依赖环境温度。本章详细分析了低温(霜冻)和高温对植物酶活性、膜脂流动性和光合系统的损伤机制。介绍了植物如何通过积累保护性物质(如糖类、抗冻蛋白)来提高抗寒性,以及在热胁迫下通过改变细胞膜通透性、启动热休克蛋白表达来维持代谢稳态的过程。 第五章:植物的矿质营养获取与分配 本章区别于基础营养学,侧重于营养元素的生态驱动力。探讨了土壤中养分(特别是氮、磷、钾)的形态、有效性及其在根际环境中的动态变化。详细介绍了植物根系对低浓度营养元素的获取策略,如菌根共生关系(对磷和水分的吸收增强)和根瘤固氮的分子机制。最后,讨论了营养素在植物体内的重新分配(再利用)策略,以应对季节性或胁迫下的限制。 --- 第二部分:环境胁迫与适应性响应(第6-10章) 本部分将前述生理过程置于实际的生态压力之下,探讨植物的生存策略。 第六章:土壤的非生物胁迫:盐渍化与重金属 深入分析了高盐环境对植物生理的“双重打击”——渗透胁迫和离子毒害。阐述了盐生植物(Halophytes)如何通过隔离(如盐腺分泌)或稀释(如液泡隔离)机制来耐受高盐。对于重金属胁迫,则关注于植物的吸收、螯合机制,以及内源性抗氧化系统在解除氧化损伤中的作用。 第七章:大气污染与植物健康 聚焦于臭氧(O3)、二氧化硫(SO2)等主要空气污染物对植物生理的影响。阐述了这些污染物如何通过气孔进入叶片,干扰光合电子传递链,并诱导细胞内活性氧(ROS)的产生。本章还讨论了植物对污染物的生物指示作用及其修复潜力。 第八章:生物相互作用:根际生态学 本章将视角转向根系周围的微环境,探讨植物与土壤微生物的复杂互动。详细研究了根系分泌物(Exudates)如何调控根际微生物群落结构,以及特定微生物(如固氮菌、溶磷菌)对宿主植物生长产生的直接或间接益处。 第九章:植物的防御反应与化感作用 探讨植物如何构建化学防御体系以应对植食性动物和病原体的侵袭。内容涵盖次生代谢产物的合成途径(如单萜烯、生物碱),以及这些化合物在个体和种群尺度上的生态功能。同时,专门讨论了化感作用(Allelopathy)——植物通过释放化感物质来抑制周围竞争者的现象及其生态学意义。 第十章:植物对气候变化的长期响应 结合当前全球变化研究热点,分析了长期升温、降雨模式改变对植物物候(开花、休眠)和地理分布的调控。探讨了植物适应性演化滞后性(Evolutionary Lag)的风险,以及跨代际(Epigenetic)遗传对环境适应性的潜在贡献。 --- 第三部分:生理过程的整合与应用(第11-15章) 最后一部分将理论知识应用于更宏观的生态学和应用领域。 第十一章:植物生长、发育与激素调控 从生态生理学的角度审视植物激素(如生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯)如何作为环境信号的“翻译器”,将外部环境压力转化为内部发育指令。例如,探讨光周期如何通过植物激素信号调控营养生长向生殖生长的转换。 第十二章:光形态建成与环境感知 聚焦于植物如何通过光敏色素、隐花色素和向光性受体感知环境光信号(如红/远红光比、蓝光)。详细解释了光信号如何调控茎伸长、叶片展平及向光性运动,以最大化光能捕获。 第十三章:群落结构中的生理竞争 将个体生理机制提升到群落层面。分析了植物在光照和养分竞争中采取的“资源获取与利用”(RGR/RUE)的权衡策略。引入资源竞争模型,预测不同生理特性的物种如何在异质性环境中形成稳定的群落结构。 第十四章:植物的生命史策略 基于生理限制和环境稳定性,分类介绍植物的生命史策略(如C-S-R三角模型)。探讨了多年生植物如何通过积累碳水化合物和提高抗逆性来保证长期生存,以及一年生植物如何通过快速生长和高繁殖力来快速占领不稳定生境。 第十五章:可持续生态农业中的生理生态学应用 本章面向实践,探讨如何将生理生态学原理应用于提高农业生产效率和环境友好型农业。内容包括精确施肥、抗逆品种选育中的生理指标筛选,以及通过环境控制(如温室管理)优化作物生理状态,以期实现资源高效利用。 --- 特色与优势 本书的显著特点在于其跨学科的整合性,它不仅涵盖了扎实的生理生化知识,更始终保持着对“环境背景”的关注,使读者能够理解植物生理现象背后的生态逻辑。书后附有详细的实验方法概述,指导学生掌握常用的植物生理生态学测量技术,如叶绿素荧光分析、气体交换测量和根际采样技术。丰富的案例研究和图表,帮助读者建立直观的理解。
这本《高级植物营养学》的出版,对我来说,是一次对植物生理学中养分供给和植物生理反应之间复杂关系的重新审视。我一直很感兴趣的是,不同元素(例如镁、硫)在植物光合作用和蛋白质合成中的具体作用,以及当这些元素供应不足或过量时,对叶绿素合成、光合电子传递链和关键酶活性的影响。书中对宏量和微量元素的划分以及它们的生理功能有很好的梳理,对于理解植物的营养需求层次有很大帮助。然而,我一直在寻找关于植物如何应对养分毒害的机制,特别是当土壤中某种特定元素(比如硼或锰)的浓度达到临界阈值时,植物会启动哪些防御机制来减轻毒害效应?书中对于这方面的论述比较有限,更多的是强调了元素的“必需性”,而对于“毒害性”以及植物的应对策略,则涉及不多。我希望能够更详细地了解植物体内的解毒机制,比如如何通过螯合、区隔化或代谢转化来降低有毒元素的活性,以及有哪些信号分子参与了对重金属或非必需元素的响应。如果这方面的内容能够更加充实,这本书将能更好地满足我对于植物逆境生理学研究的需要。