今日摘要
鈣是植物必需的營養元素,具有極其重要的生理功能。雖然土壤中的含鈣量一般來說均能滿足植物需要,但近30年來,由于化學肥料的大量長期施用等原因,有關植物缺鈣現象的報道連續不斷,給農業生産帶來了極大的經濟損失。
早在19世紀,鈣就被列為植物必需營養元素,并與氮、磷、鉀一起稱為“肥料的四要素”。鈣有“植物細胞代謝的總調節者”之稱,它的重要性主要體現在鈣能與作為胞内信使的鈣調蛋白結合,調節植物體的許多生理代謝過程,尤其在環境脅迫下,鈣和鈣調素參與脅迫信号的感受、傳遞、響應與表達,提高植物的抗逆性。
1. 鈣是細胞壁的重要組分
植物中絕大部分鈣作為細胞壁的果膠質結構成分,與果膠酸形成果膠酸鈣被固定于相鄰兩個細胞壁之間,即中膠層處,維持細胞壁的結構和功能。缺鈣時,中膠層中鈣與果膠的粘結性受到影響,植物組織易受病菌的侵害。因此,鈣能夠增強植物的抗病力,使農作物耐儲藏、耐運輸且不易腐爛。
2. 鈣能穩定細胞膜
鈣在細胞膜中作為磷酸和蛋白質的羧基間聯結紐帶起作用,據報道,鈣能提高超氧化物歧化酶的活性,降低膜脂化物丙二醛的含量,從而保護細胞膜結構的完整性。
3. 鈣起第二信使的作用
鈣可與植物細胞中的鈣調蛋白(Calmodulin,簡稱CaM)結合調節酶的活性,作為激素和環境信号傳導的第二信使。目前認為,包括細胞分裂與分化、細胞骨架與細胞運動、光合作用、孢子、種子及花粉的萌發、對激素的反應、核内酶系統及基因表達等都與CaM有密切關系。
4. 鈣具有生理調節作用
鈣能中和植物新陳代謝生成的有機酸,形成草酸鈣、檸檬酸鈣、蘋果酸鈣等不溶性有機鈣,調節pH值,穩定細胞内環境。鈣離子能降低原生膠體的分散度,調節原生質的膠體狀态,使細胞充水度、粘滞性、彈性以及滲透性等适合于作物生長。
5. 鈣與植物的抗寒性
低溫脅迫使植物體内産生大量自由基,引起膜系統損傷,造成低溫傷害。鈣在低溫脅迫下能減緩超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)在植物體内的降低速度,這三種酶是植物體内的重要保護酶,在清除自由基中起重要作用,與植物的抗逆性密切相關。因此鈣能有效地提高植物的抗寒性。
6. 鈣與植物的抗旱性
鈣能調節某些酶的活性,傳遞并誘導幹旱信号的表達,提高植物的保水能力。
7. 鈣與植物的耐鹽性
鈣能調節植物體細胞内離子平衡,減少鈉離子的吸收。最近的研究表明,鈣能促進離子的選擇性吸收、運輸和分配。
作物缺鈣時首先在新根、頂芽、果實等生長旺盛而幼嫩的部位表現出症狀,輕則凋萎,重則壞死。典型缺鈣症狀有:蘋果的苦痘病、内部崩潰病、軟木斑病、水心病,鴨梨的黑心病,番茄、辣椒的臍腐病,大白菜、生菜的幹燒心,甘藍的心腐病,馬鈴薯的褐斑病,芹菜的黑心病。
大田作物及果樹缺鈣的形态症狀如下:
水稻:植株矮化,組織老化,心葉幹枯。定型的心葉前端及葉緣枯黃,老葉仍保持綠色,但葉形彎卷,結實少,秕谷多。根少而短,新根尖端變褐色壞死。
小麥:植株矮或簇生狀,根系短,分枝很多,根尖分泌粘液似球狀粘附在根尖。葉片常出現缺綠,幼葉往往不能展開。
大麥:前期生長正常,拔節期出現心葉凋萎枯死,根極少分枝,老根短,新根不能生長。
玉米:植株矮,新葉生長受阻,新葉尖端幾乎完全失綠,分泌透明膠汁,使相近幼葉尖端膠粘在一起不能伸長。心葉不能伸長,萎縮黃化,老葉的葉緣呈白色透明鋸齒狀不規則破裂。根少而短,老根多棕褐色。
棉花:頂芽生長受阻,生長點呈彎鈎狀。節間縮短,葉片向下彎卷,老葉提前脫落,植株矮,果枝少,結鈴少。根少色褐,主根基部出現胼胝狀組織。
油菜:老葉枯黃,新葉凋萎。
花生:第一片真葉出現畸形,老葉邊緣和葉面有不規則白色小斑點,葉柄變弱,植株生長緩慢,根細弱,莢果空秕。
甘蔗:生長緩慢,幼葉柔弱不能伸長,生長點很快死亡,老葉初綠并有棕紅色斑點,繼而斑點間出現枯腐,逐漸擴展至整葉枯腐。
豌豆:葉片中脈周圍發生紅色斑點,後擴展至支脈周圍和葉邊緣,全葉幹燥卷縮,葉片基部最早褪色,葉片色由淡綠轉為黃色。根尖死亡,幼葉及花梗枯萎,卷須萎縮。
蘋果:根尖停止生長,附近又長出許多幼根,枯死後又在上邊長出,使根系變短,但又似膨大狀。幼苗長不到30厘米高就形成封頂芽,葉片減少。成齡樹新生小枝的嫩葉先褪色并出現壞死斑,葉緣、葉尖有時向下卷曲,老葉組織枯死,果實發生苦豆病。
葡萄:葉淡綠色,幼葉脈間和邊緣褪綠,脈間有灰褐色斑點,邊緣接着出現針頭大小的壞死斑,莖蔓先端枯死。
桃:新根生長1.5~7.5厘米從根尖向後枯死,上部又長出新根,使根系短而密,有些膨大、彎曲。嫩葉沿中脈及葉尖産生紅棕色或深褐色壞死區,壞死區擴大後,枝條基部及頂端開始落葉,更嚴重時枝條尖端及嫩葉似火燒狀,小枝死亡。
按照鈣肥的生産工藝,分以下幾類:
1. 燒制鈣肥:如生石灰、熟石灰等,是由石灰石、白雲石、牡蛎、蚌殼等燒制而成,主要成分氧化鈣,含量35-90%。
2. 生物鈣肥:如将蝦蟹殼、動物骨骼等粉碎,其主要成分是碳酸鈣,氧化鈣含量25-30%。
3. 化學合成鈣肥:如過磷酸鈣、氯化鈣、硝酸鈣,其氧化鈣含量分别為20%、48%、30%左右。
4.螯合鈣肥:代表性産品如糖醇鈣,是糖醇與硝酸鈣的螯合,由美國布蘭特股份有限公司擁有專利,其作用主要是糖醇能迅速運輸鈣離子,達到快速補鈣的目的,氧化鈣含量一般大于16%。可用于葉面噴施。
5.海洋活性鈣肥:是直接從蝦蟹殼中利用生物技術提取鈣、鎂及其他中微量元素,富含氨基酸、脂肪酸、寡聚酸等營養物質,鈣以離子狀态存在,可直接通過植物韌皮部運輸,吸收好、營養全。代表性産品如海中鈣,由貫發科技擁有專利并生産。葉面噴施,鈣離子可直接被葉片、果實等吸收利用。
1.根據土壤情況合理選用鈣肥,如酸性土壤可選用石灰做鈣肥,堿性土壤可選用石膏做鈣肥。
2.葉面噴施,要選擇螯合鈣肥或海洋活性鈣肥,不宜用化學合成鈣肥和燒制鈣肥,否則會燒葉,産生肥害。
3.鈣肥的優劣并不取決于鈣的含量,即“補鈣關鍵在吸收”,植物隻吸收離子鈣,其他化合物狀态的鈣肥需分解成離子鈣後植物才能吸收。
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