植物生长必需元素的生理作用及缺素症状 |
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氮 氮在植物体内的含量虽然只占干重的1.5%左右，但它对植物的管理生命活动却有重大作用。首先氮是蛋白质和核酸的组成元素，蛋白质含氮量可达16%—18%，而蛋白质的核酸又是原生质的重要成分。酶也是蛋白质，也含有氮。在缺氮的情况下，原生质不能形成，新陈代谢过程受影响。因此氮被称为特殊作用生命元素。 植物体内一些微量生理活性物质如维生素B1（硫胺素）、维生素B2（核黄素）、泛酸、生长素等，都是含氮的化合物，这些物质对生命活动有调节作用。 氮也是叶绿素的组成部分。当氮肥供应充足时，可使枝叶繁茂，叶大而鲜绿，光合作用旺盛，分枝或分蘖能力强，植株健壮，花多、产量高。但氮肥也不能施用过多，因为蛋白质合成时，需要糖类，氮素过多，大部分糖类与氨合成蛋白质，只有少部分糖类形成纤维素等组成细胞壁物质。所以氮素过多，一方面植物体因生长过速而发生徒长，叶色常绿，但供给果实及种子的糖类不足而导致成熟期延迟；另一方面植物细胞的原生质丰富而细胞壁薄，对病虫害及不良条件的抵抗能力较差。机械组织不发达，茎叶柔软，容易倒伏。但给叶菜类适量多施氮肥则可提高品质。 植物缺氮时，植株矮小，分枝及分蘖能力减弱，叶片小而变黄，有时可使茎、叶出现花青素而发红，这是由于缺氮时，蛋白质的合成减弱，体内糖类相对较多，在此情况下，糖类易转化成花青素。所以缺氮导致光合作用减弱，营养不良、花少、产量低。 氮素在植物体内容易转移.缺氮时老叶中的含氮化合物分解、转运到幼嫩组织内，所以叶片发黄是由下部叶片开始逐渐向上，老叶先变黄枯死。 磷 磷在植物幼嫩组织和种子里比较多。它是磷脂、核酸和许多酶的成分，所以磷也是组成细胞质、细胞核和生物膜的主要成分。因此缺磷，可以影响细胞的分裂和生长，特别是根糸，由于其分枝和分生区较多，因此生长受抑制更严重。 磷是核苷酸的组成成分。核苷酸的衍生物在新陈代谢过程中具有重要作用。 例如辅酶Ⅰ（NAD）、辅酶Ⅱ（NADP+）等参与光合与呼吸作用过程，高能磷酸化合物如ATP（腺三磷，又称三磷酸腺苷）等是传递和贮存能量的重要物质。 总之，磷对细胞分裂与生长、有机物的合成、转化、运输和呼吸作用等都有密切关系。磷可以促进根及幼芽生长，促进开花结实，提早成熟和增进果实的品质。磷对于块根、块茎等贮藏器官的生长亦有利，磷还能提高植物的抗寒与抗旱性。 磷不足时，细胞分裂受阻，植株幼芽和根部生长缓慢，叶小，分枝和分蘖减少，植株矮小，花、果实和种子都减少，而且开花期和成熟期延迟，种子不充实，产量低，抗性减弱。另外，磷不足还阻碍糖类的运输，叶子积累大量糖分，有利于花青素的形成，故可使叶子呈现红色或紫色。 磷在植物体内也容易移动，故缺磷时，老叶中的磷大部分转移到幼叶，所以缺磷的症状也首先在老叶上出现。 钾 钾主要以离子状态存在于植物体内，它与氮和磷不同，在植物体内不参加重要的有机物组成。钾对体内许多酶起活化的作用，例如对呼吸过程中的某些酶起活化的作用；在核酸和蛋白质形成的合成中，钾离子也起着活化作用，所以钾在呼吸过程及核酸和蛋白质的合成中有重要作用。钾与蛋白质在植物体中的分布是一致的，例如分生区、幼叶、形成层等活跃的部位，含蛋白质多，钾离子也多。含蛋白质多的豆科植物籽粒，它的钾含量比禾本科的高，这都说明钾和蛋白质的合成有密切关系。钾能促进糖类的合成和运输。当钾肥供应充足时，植物体内木质素、纤维素和淀粉的含量增高，茎秆较坚韧，抗倒伏性强，并使光合作用形成的糖类很快运往块根、块茎和种子等部位，促进块根、块茎膨大，种子饱满。所以含有丰富糖类的贮藏器官中含钾量亦较高，这些作物需要施用较多的钾肥。 钾能增强原生质的保水能力，提高泡液的浓度，故钾与细胞吸水和保水有关，并能提高植物的抗旱性，另外，钾离子与气孔的开闭亦有关系。 缺钾时，植物的机械组织不发达，细胞壁薄，茎杆不坚韧，易倒伏，作物叶片边缘黄化、焦枯、碎裂、叶脉间也出现坏死斑点，这些是缺钾的典型症状。 钾在植物体内也很容易移动，所以缺钾时的症状也是从下部老叶开始出现。 硫 硫是蛋白质的成分，有几种氨基酸都含有硫，如半胱氨酸、胱氨酸及蛋氨酸等。硫也是许多酶的成分，如有些酶含有—SH，如辅酶A，符号为CoA对糖类、脂肪及蛋白质的转化都有重要作用。 硫在植物体内不易流动，故缺梳时，植物叶片失绿，首先出现在新叶上。 钙 钙在植物体内在分布与钾不同，它存于植物的叶内，并以老叶为多。它是一种比较不易流动的元素。 钙是细胞壁间层的成分，胞间层主要是由果胶酸钙所组成。缺钙时，新细胞形成受阻，细胞分裂因而受到影响。因此，缺钙时，根、茎顶端受害溃烂，细胞壁发生粘化现象，随后茎端和幼叶坏死，这些器官生长逐渐停止，甚至死亡。 钙能和草酸结合形成草酸钙结晶，存在于液胞内，可以消除过量草酸对植物的毒害。 由于植物体内的钙不易移动，故缺钙时，首先从幼嫩器官表现出症状。 镁 镁是叶绿素的组成元素，因此植物体内大部分镁分布在含叶绿素的器官内。在植物成熟时，镁主要集中在种子里。 由于镁是叶绿素的组成元素，故缺少镁，植物就不能合成叶绿素。缺镁的主要症状是叶片变黄，但它与缺氮的情况不同，其叶片变黄而叶脉仍为绿色。若缺镁的时间过长，则叶肉组织开始变褐而死亡。 由于镁在植物体内能够移动和被在利用，因而缺乏症状也从老叶开始出现。 铁 铁是与呼吸作用在关的许多酶的组成成分。另外，叶绿素虽不含铁，但缺铁时，叶绿素不能合成。所以铁与光合作用和呼吸作用都有关系。 铁进入植物体后，便呈固定的壮态，不易转移，所以缺铁的症状出现在幼叶，表现在叶脉缺绿。 硼 关于硼的生理作用，了解得很不够。已知硼在植物的花柱和柱头中含量较多，能促进花粉粒的萌发和花粉管的生长，所以硼对植物的生殖过程有密切关系。 硼在土壤中以可溶性硼酸盐形式被植物吸收。研究发现硼参与糖的运转与代谢。 我国湖北、江苏、安徽等省出现甘蓝型油菜“花而不实”现象，就是植株缺硼造成的，可用0.4%硼砂溶液进行苗床或大田喷射,有良好效果。 缺硼时，茎尖或根尖分生组织停止生长，甚至萎缩死亡。对某些作物来说，缺硼时细胞壁纤维素含量增加，薄壁细胞壁增厚，导管木质化程度较差，如萝卜黑心病、甜菜花叶病、花椰菜干心等都是由于缺硼引起的。 钼 钼是硝酸还原酶的金属成分，并且是根瘤菌固氮酶的组成元素，所以缺钼会影响固氮酶的固氮作用。施用钼肥（如钼酸铵）对花生、大豆等豆科植物有显著增产效果。 锰 锰在土壤中以不同氧化状态存在，植物主要以Mn2+状态吸入。锰是某些酶的活化剂，也是硝酸还原酶的活化剂，所以缺锰会影响氮的代谢过程。 锰在光合作用中占重要地位，在水的光解作用中，锰蛋白直接参与放氧过程。缺锰时，光合放氧受到抑制。 缺锰的植物叶片表现的症状与缺镁相似，叶脉间失绿退色，继而出现坏死病斑。缺锰症状首先见于幼嫩叶片。 锌 锌是生长素前身——色氨酸合成所必需的。缺锌时，植株体内生长素合成受阻，严重时节间缩短，植株矮化。锌是某些酶的组成成分，如碳酸酐酶、多肽酶等。碳酸酐酶存在于叶绿体中，催化二氧化碳的水合作用 CO2+H2O 碳酸酐酶 H++HCO3— 因此，锌与光合作用的二氧化碳供应有密切关系。
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