簡(jiǎn)述鎂元素對(duì)植物的作用

1、簡(jiǎn)述鎂元素對(duì)植物的作用作者：張亞晨來(lái)源：農(nóng)業(yè)開(kāi)發(fā)與裝備2018年第11期摘要：簡(jiǎn)述近些年來(lái)有關(guān)鎂素營(yíng)養(yǎng)的研究應(yīng)用，總結(jié)鎂元素對(duì)植物的重要性，鎂在植物體 內(nèi)的分配和運(yùn)輸，以及鎂在植物體內(nèi)與其他元素間的相互作用。關(guān)鍵詞：植物；鎂；鎂素營(yíng)養(yǎng)鎂是植物所必需的重要營(yíng)養(yǎng)元素，植物體內(nèi)鎂含量約為0.05%0.7%，平均在0.2%，在植 物中的含量與磷相近。植物如果缺乏鎂元素會(huì)對(duì)其生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生比較嚴(yán)重的影響，而增施鎂肥 可以消除和改善缺鎂法人癥狀，因此鎂對(duì)植物的作用日益受到重視。1鎂元素的重要作用鎂元素是聚核糖體的重要成分，能促進(jìn)作物體維生素的形成。因此，施用鎂肥能增強(qiáng)農(nóng)作 物的光合作用，提高產(chǎn)量并改善品質(zhì)。

2、鎂還能促進(jìn)植物對(duì)硅的吸收。一般來(lái)說(shuō)，植物缺鎂，水稻、花生、芝麻等的植株高度不減，但葉脈間失綠，先變?yōu)樗{(lán)黑 色，再變?yōu)殍F銹色，中下部的葉片從葉舌開(kāi)始向下傾斜，老葉葉枯，易感染葉斑病等。玉米下 部葉脈間出現(xiàn)淡黃色條紋，后變?yōu)榘咨?，?yán)重時(shí)植株矮小，根及莖生長(zhǎng)受抑制，下部葉片卷曲， 葉片增厚，最后葉片脫落。1.1植物缺鎂的癥狀鎂元素是植物葉片中葉綠素的重要組成部分。植物一旦缺鎂，其葉片失綠呈條狀或斑點(diǎn)狀， 嚴(yán)重時(shí)葉片干枯，如馬鈴薯作物在缺鎂時(shí)，葉脈間顯示失綠，其他有些作物缺鎂時(shí)葉的葉緣變 成黃色。因?yàn)殒V元素在植物體內(nèi)可以向其幼嫩組織轉(zhuǎn)移，所以植物缺鎂的癥狀一般出現(xiàn)在較老 的葉片。在光照增高時(shí)，植物缺鎂

3、的癥狀較明顯，而遮蔭的地方這一癥狀得到緩解，研究表明， 光照對(duì)缺鎂癥狀的影響和缺鎂使植物活性氧的代謝失調(diào)癥狀相似。因?yàn)橹参锶绻辨V的話，葉 片中出現(xiàn)蔗糖和淀粉等積累，光合產(chǎn)物增多，導(dǎo)致光合同化作用受阻，供給暗反應(yīng)的能量減少， 使其活性氧增加，而過(guò)多的活性氧可以加劇生物膜脂的過(guò)氧化作用，破壞膜系統(tǒng)，細(xì)胞的生理 反應(yīng)紊亂，在外觀上出現(xiàn)燒灼、失綠的癥狀。除葉片外，還有其他癥狀，如枝干柔弱，花的顏 色蒼白等。1.2植物鎂素營(yíng)養(yǎng)診斷研究分析表明：植株葉片的含鎂量一般認(rèn)為在0.20% （干基）以上，低于0.20%，就可能缺 乏。不同的作物對(duì)鎂的需求量也不同，如雙子葉植物一般高于單子葉植物。在熱帶地區(qū)，受氣

4、 候影響，土中的含鎂礦物容易風(fēng)化，鎂元素容易淋失，使供鎂力變低，加上Al3+、H+、Ca2+等 的拮抗作用，植物更容易缺鎂。2 鎂元素對(duì)植物的生理作用2.1 鎂對(duì)光合作用的影響鎂元素存在于葉綠素中，在作物中與葉綠素結(jié)合的鎂低于20%，而在葉綠體當(dāng)中，非葉綠 素的鎂占約65%80%。鎂元素對(duì)葉綠體的結(jié)構(gòu)有重要作用，作物缺鎂，葉綠體的結(jié)構(gòu)會(huì)受到破 壞，導(dǎo)致類(lèi)囊體數(shù)目降低。而鎂可促進(jìn)膜的垛疊，使片層明顯分界，緊密連接類(lèi)囊體。Mg2+也 可以逆轉(zhuǎn)亞麻酸對(duì)光合膜造成的損傷。當(dāng)土壤溶液中的鎂濃度高時(shí)，受蒸騰速率的影響，鎂的 吸收為被動(dòng)吸收，鎂濃度低，鎂的吸收為主動(dòng)吸收，不受蒸騰速率影響。在光反應(yīng)上，Mg2

5、+提高了葉綠素的可變熒光Fv和Fv/Fm，說(shuō)明Mg2+提高了 PSII活性。暗 反應(yīng)上，Mg2+的作用主要表現(xiàn)在對(duì)RuBP羧化酶的調(diào)控作用，該酶和Mg2+結(jié)合增加了它對(duì)底物 的親合力和反應(yīng)速率。2.2酶的活化植物生化反應(yīng)中，許多酶都需要鎂激活。大多數(shù)ATP酶的底物都是Mg_ATP，在pH 7.0時(shí)， 質(zhì)膜上的ATP膜的活性最大，ATP和ADP的磷酸基團(tuán)幾乎完全解離為多電荷的負(fù)離子，Mg2+可 以與之結(jié)合成為MgATP2-和MgADP-復(fù)合形式。鎂是植物體多種酶的活化劑。這些酶關(guān)系到脂肪、蛋白質(zhì)等物質(zhì)的代謝與能量的轉(zhuǎn)化，如 磷酸化過(guò)程，幾乎所有的酶都需要鎂活化。鎂能穩(wěn)定蛋白質(zhì)合成所必需的核糖體構(gòu)

6、型，缺鎂可 以導(dǎo)致核蛋白體解離，因此，缺鎂時(shí)，蛋白質(zhì)合成受阻，蛋白質(zhì)氮和非蛋白質(zhì)氮的比率下降。另外，在轉(zhuǎn)移磷酸?；纳磻?yīng)中，也都需要Mg2+。鎂使酶活化的機(jī)理是酶和Mg2+配合 增加了底物與酶的親合力。鎂對(duì)許多酶的活化，可能沒(méi)有高度特異性，但在體外反應(yīng)中，Mn2+ 可以代替Mg2+。2.3鎂對(duì)蛋白質(zhì)合成的作用核糖體是蛋白質(zhì)合成的工廠，真核細(xì)胞中60S和40S兩亞基可以結(jié)合成單核糖體，介質(zhì)中 Mg2+濃度須大于0.001 mol/L，在Mg2+大于0.01 mol/L時(shí)，80S核糖體又聚合成120S的二聚 核糖體。研究表明，健康植株葉中約75%的鎂與核糖體結(jié)構(gòu)有關(guān)。RNA的生物合成中，DNA

7、指導(dǎo) RNA聚合酶反應(yīng)需要Mg2+。缺鎂時(shí)，RNA合成停止。缺鎂也加劇了缺錳小麥體內(nèi)RNA的下降。 總之，缺鎂影響了植物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成。3鎂與植物體內(nèi)一些元素間的相互作用3.1鎂和鋁研究表明：鋁可以誘導(dǎo)植物缺鎂。究其原因，是因?yàn)殇X可以影響植物對(duì)鎂的吸收，其原因 如下：鋁抑制植物根尖分生組織的細(xì)胞分裂，使根系生長(zhǎng)受阻；鋁的離子半徑和鎂相似，在根 系的質(zhì)外體中競(jìng)爭(zhēng)交換位點(diǎn)，鋁置換了交換性鎂；鋁抑制了質(zhì)膜上的載體或在載體位點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)； 過(guò)量的鋁導(dǎo)致植物細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性受到破壞。鎂可以減輕鋁對(duì)植物體內(nèi)的毒害。低酸度 土壤上，鎂改善了高粱的根系生長(zhǎng)。增加鎂，可以抑制鋁脅迫下對(duì)植物根尖的損傷。施鎂后，

8、植物蒸騰作用增強(qiáng)。3.2鎂與鉀鎂和鉀存在拮抗關(guān)系，這一研究很早就已發(fā)現(xiàn)。營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)條件下，鉀可以抑制大豆鎂的 吸收。增加營(yíng)養(yǎng)液中的鉀，小麥地上部鎂的含量下降，而根中鎂的含量未受影響，研究表明， 鎂運(yùn)輸和根中鉀的濃度呈負(fù)相關(guān)。試驗(yàn)結(jié)果表明，增施鉀后，橡膠幼苗的含鎂量降低，黃葉癥 增加。一般來(lái)說(shuō)，鎂肥須與其它肥料配合施用才有效果。如當(dāng)鉀低時(shí)，只施用鎂肥，作物并不 增產(chǎn)，只有在作物不缺鉀后，施用鎂肥作物才能增產(chǎn)。鉀的濃度大小對(duì)此間的拮抗也有關(guān)系，鉀濃度小于25 mg/kg時(shí)對(duì)豇豆根中鎂的含量有協(xié)同 作用，超過(guò)該濃度，產(chǎn)生拮抗作用。土培試驗(yàn)中，根際中鉀濃度低于20 mol/L時(shí)，施鉀導(dǎo)致植 物吸鎂增加

9、。溶液中鉀濃度在0.06251 mmol/L時(shí)，在1 h內(nèi)對(duì)鎂的吸收未產(chǎn)生影響，但抑制 了鎂向上運(yùn)輸。3.3鎂和其它元素營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)試驗(yàn)中，鎳、錳對(duì)植物鎂的吸收和運(yùn)輸均有抑制作用。鎂也降低了植株體內(nèi)錳、 鎳的含量，從(下轉(zhuǎn)第192頁(yè))而降低了錳和鎳的毒害。NH4+對(duì)鎂吸收有拮抗作用，可能原因 是植物吸收NH4+后，根際pH值降低，H+拮抗鎂的吸收。參考文獻(xiàn)徐明崗.鎂肥南方紅壤不可缺J.農(nóng)村實(shí)用技術(shù)，2005，(7)： 34.黃燕翔.龍巖市水稻土鎂素狀況及鎂肥肥效的研究J. 土壤肥料，2005，(2)： 25-27.李延，劉星輝，莊衛(wèi)民.福建山地龍眼園土壤鎂素狀況與龍眼缺鎂調(diào)控措施J.山地學(xué) 報(bào)，2000，18 (3)： 248-2