在植物營養中,作物生長需要基礎性17種元素。 其中大量元素是C、H、O、N、P、K; 中量元素 是 Ca 、 Mg 、 S 、 Si ; 微量元素 是 Fe 、 Mn 、 Cu 、 Zn 、 B 、 Mo 、 Cl 。 除了碳氫氧作物可以從外界主動吸收外,每一個元素在作物營養生長中發揮着不可取代的地位和作用。可是每一個元素的作用你都知道嗎?
1.氮(N)
氮占植物幹物重1—3%。植物吸收的氮以無機氮為主(NO-3,NO-2,NH 4),有時也吸收簡單的有機氮,如尿素( CO(NH 2 ) 2 )和氨基酸的等。氮在植物生命活動具有重要的作用,因為它是許多化合物的組分;
(1)遺傳物質——核酸;
(2)生物催化劑——酶;
(3)酶活性調節物質——維生素,輔基,輔酶,激素;
(4)細胞膜的骨架——磷脂;
(5)光受體——葉綠素,光敏素;
(6)能量載體——ADP,ATP等;
(7)滲透物質——脯氨酸,甜菜堿。 缺氮時,較老的葉片先退綠變黃,有時在莖,葉柄或老葉上出現紫色。嚴重缺氮時,葉片脫落,植株矮小。氮素在體内的代謝特點是可以移動,可再利用,(當植株)缺氮時,老葉中的氮素轉移到新生組織,滿足組織對氮素的需要,因此,缺氮症狀首先表現在老葉上(老葉退綠變黃)。
2.磷(P)
磷在植物生命活動中也起着非常重要的作用。植物主要以H2PO-4的形式吸收磷。在低PH值下,以吸收H2PO-4為主,在高PH值下以吸收HPO2--為主。磷也是許多重要化合物的組分:
(1)遺傳物質——核酸;
(2)膜的骨架——磷脂;
(3)酶活性調節者——磷酸輔基,輔酶(FAD,NAD,FMN,NADP等)和維生素等;
(4)能量載體——ATP,ADP等;
(5)調節物質運輸(磷酸蔗糖);
(6)調節PH值。
缺磷的症狀:葉片暗綠,莖葉出現紅紫色。磷在植物體内的代謝特點是可以移動,可再利用,所以缺磷症狀首先表現在老葉上。
3.鉀(K)
鉀也是植物體内的重要元素,是體内必需元素中唯一的正一價金屬離子,在體内呈離子态。鉀在體内的主要作用是調節作用:
(1)調節氣孔開閉;
(2)調節根系吸水和水分向上運輸(根壓);
(3)滲透調節;
(4)調節酶活性——許多酶的活化劑,如谷胱甘肽合成酶,琥珀酸CoA合成酶,澱粉合成酶,琥珀酸脫氫酶,果糖激酶,丙酮酸激酶等60多種酶;
(5)平衡電性:在氧化磷酸化中,K 與Ca2 做為H 的對應離子平衡H 荷,在光合磷酸化中,K 與Mg2 做為H 的對應離子,平衡H 的電荷;
(6)調節物質運輸(韌皮部含有大量的K )。鉀的缺素症狀:葉尖與葉緣先枯萎,逐漸呈燒焦狀。另一個主要症狀:鉀在體内是可移動的,可再利用,缺鉀症狀首先出現在老葉上。
4.鈣(Ca)
植物離子形式(Ca2 )吸收鈣。鈣的主要生理作用有:
(1)化合物組分——果膠酸鈣;
(2)結構組分——膜,染色體;
(3)酶的活化劑——ATP水解酶,琥珀酸脫氫酶;
(4)第二信使——細胞内信息的重要傳遞者——單獨或與CaM一起調節許多酶的活性;
(5)平衡電性:與K 一起平衡H (線粒體)。缺Ca症狀:生長點壞死,植株呈簇生狀,葉尖與葉緣變黃,枯焦壞死。Ca在體内不易移動,缺Ca 症狀首先表現在新生葉片上。
5.鎂(Mg)
鎂的主要生理作用:
(1)葉綠素的組分;
(2)在光合磷酸化中作為H 的對應離子,平衡電性;
(3)酶的活化劑-----Rubisco,PEPCase等;
(4)調節蛋白質合成(促進核糖體大小亞基結合)。缺鎂症狀:葉脈間缺綠,有時呈紅紫色,鎂可在體内移動,缺鎂症狀首先表現在老葉上。
6.硫(S)
植物主要以SO42-形式吸收硫。硫是許多重要化合物的組分,具有改善作物果實品質的作用:
(1)蛋白質(含硫氨基酸,半胱氨酸,蛋氨酸);
(2)膜的組分——硫脂;
(3)電子傳遞體的組分——Fd,Fe-s;
(4)維生素(硫胺素Vb1,泛酸VB3)。缺硫的主要症狀:植株矮小,葉片而黃,易脫落。硫在體内難移動,因此缺硫症狀首先表現在新葉上。
7.矽(Si)
(1)提高作物的光合作用:矽提高水稻、大小麥、甘蔗等禾本科作物的光合效率,其機理是澱積在表皮細胞中的矽使植株挺拔,葉片與莖杆夾角變小,改善了植株的受光勢,提高了植株對光的截獲與利用。
(2)提高根系活性:矽提高根系的活性表現在矽可使水稻根系的白根數增加,提高水稻根系的ɑ-萘胺氧化力,增強水稻根的泌氧能力,提高根的脫氫酶活性,從而減輕厭氧條件下還原性有害、有毒物質如Fe2+、Mn2+、H2S等對根系的危害。
(3)提高抗倒伏能力:由于澱積在表皮細胞壁中的矽形成角矽雙層,莖杆的機械強度增加,使植株拔,可有效地防止水稻、大小麥等作物的倒伏現象,在惡劣氣候如台風襲擊等情況下這種作用尤其明顯。
(4)增強抗病能力:矽提高作物的抗病性已是不争的事實。矽對水稻的三大病害(稻瘟病、紋枯病、白葉枯病)和胡麻葉斑病,小麥的鏽病和赤黴病具有顯著的抗性。矽鈣肥可顯著減輕水稻的螟蟲、稻飛虱和大小麥的蚜蟲危害,可提高黃瓜、冬瓜、甜瓜、西瓜等葫蘆科物對真菌病害如霜黴病、腐黴病、白粉病的抵抗力,減輕番茄臍腐病的發病率。然而矽提高作物抗病性的機制尚未搞清楚。長期以來,人們一直認為沉積在乳突體、表皮細胞壁或受真菌侵染部位的矽對植物起着天然的"機械或物理屏障"作用,矽的積累與寄主細胞的抗病或系統抗病。
(5)提高植物的抗逆能力:矽顯著提高植物對生物脅迫(如上述的抗病性)和非生物脅迫(即環境脅迫,如鐵、錳、鋁等重金屬毒害、鹽害、幹旱脅迫等)的抗(耐)性。
(6)抑制作物的蒸騰作用,提高水分利用率:澱積在表皮細胞壁中的矽所形成的角矽又層可抑制水分蒸騰作用,有利于作物經濟用水。對于發展節水農業有重要意義。
(7)提高作物産量、改善品質:水稻、大小麥、玉米、甘蔗等禾本科作物,黃瓜、冬瓜、西瓜、甜瓜等胡蘆科作物以及.番茄、大豆、草莓、棉花等作物對矽鈣肥也有較明顯的反應。甘蔗、甜菜、甜瓜施用矽鈣肥後可顯著提高含糖量,番茄施用矽鈣肥後可提高維生素C含量。增産的機理應該是綜合性的效果(促進生長、提高高光合作用,促進對養分的吸收,提高對養分的利用率。提高抗倒狀、抗病性等)。
(8)促進對養分的吸收,改善體内養分平衡:矽可以通過促進或抑制作物對某些必需營養元素的吸收與運輸從而改善作物體内的養分不平衡狀況。
8. 鐵(Fe)
植物主要以Fe2 螯合物的形式吸收鐵。鐵的主要性質是化合價可變,Fe2 /Fe3 ,因此鐵作為電子傳遞體而起作用。
(1)酶的組分---CAT,POD,抗氰氧化酶,細胞色素氧化酶;
(2)電子傳遞體的組分,Fd,F-S,Cyt等;
(3)酶活性的調節者-----葉綠素合成的必需因子。缺Fe症狀:葉脈間缺綠,嚴重時整個葉片變為黃白色,鐵在體内不易移動,缺Fe症狀首先表現在老旪上。
9. 錳(Mn)
錳的生理作用:
(1)放氧複合體組分;
(2)酶的活化劑,如轉磷酸基酶(已糖激酶),脫氫酶(a-酮戊二酸脫氫酶),硝酸還原酶,二肽酶;
(3)葉綠素生物合成的必需因子。
缺錳症狀:先是葉脈間缺綠,然後出現壞死斑點。症狀先出現在新葉上(不易移動)。
10. 銅(Cu)
植物以Cu2 形式吸收銅。銅的主要性質是可進行化合價變化,Cu2 /Cu 。它的主要作用是作為氧化還原反應的電子傳遞體。
(1)酶的組分—SOD抗壞血酸氧化酶,多酚氧化酶,細胞色素氧化酶;
(2)電子傳遞組分—PC。缺銅的症狀:葉尖變白壞死,然後沿葉脈向葉基部發展,葉片易脫落。銅在體内不易移動,缺銅症狀首先表現在老葉上。
11. 鋅(Zn)
鋅的主要生理作用:酶的組分,如色氨酸合成酶,碳酸酐酶;各種生長激素的組成元素。
缺鋅症狀:葉脈間缺綠,玉米出現花葉病,果樹易得小葉病,生長素合成受阻,老葉先出現症狀。
12. 硼(B)
硼的主要作用:
(1)與生殖器官形成有關,缺硼時花粉母細胞四分體形成受阻;絨氈層組織破壞發育不良;
(2)參與受精過程,硼促進花粉萌發和花粉管伸長;
(3)硼促進糖的運輸(與糖形成複合體);
(4)抑制CTK合成。
缺硼時,油菜花而不實,麥類穗而不實,棉花蕾而不花,塊根内部形成褐斑,如甜菜的心腐病。蘿蔔的褐心病。
13. 钼(Mo)
钼的主要生理作用:硝酸還原酶的組分。
14. 氯(Cl)
(1)參與光合作用 在光合作用中,氯作為錳的輔助因子參與水的光解反應。
(2)調節氣孔運動 氯對氣孔的開張相關閉有調節作用。
(3)抑制病害發生 施用含氯肥料對抑制病害的發生有明顯作用。
(4)其它作用:作物體内氯的流動性很強,輸送速度較快,能迅速進入細胞内,提高細胞的滲透壓和膨壓
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