植物生理學礦質元素

植物必需的礦質元素及其生理作用所謂必須元素是指植物生長發(fā)育必不可缺少的元素。國際植物營養(yǎng)學會規(guī)定的植物必需元素的3條準則是：1。若缺少該元素，植物生長發(fā)育受到限制而不能完成其生活史；2缺少該元素，植物會表現(xiàn)出專一的病癥（缺素癥），提供該元素可預防或消除此癥狀；3該元素在植物營養(yǎng)生理中的作用是直接的，而不是因土壤培養(yǎng)液或介質的物理，化學或微生物條件所引起的間接的結果。根據(jù)上述標準，現(xiàn)以確定有17種元素是植物的必須元素，它們是：碳C氫H氧O氮N磷P鉀K鈣Ca鎂Mg硫S鐵Fe錳Mo鋅Zn銅Cu鉬Mo氯Cl鎳Ni，出來自于。02和水中的C。0。H為非礦質元素外，其于14種元素均為植物所必須的礦質元素。植物必需元素通常分成兩類：大量元素和微量元素，這種分類是根據(jù)植物對必需元素需要量的多少來劃分的。大量元素是指植物需要量較大，其含量通常植物體干重0。1%以上的元素。大量元素有9種：即C。0。H等3種非礦物質元素和N。P。K。Ca。Mg。S等6種礦物質元素。微量元素是指植物需要量極微其含量通常為植物體干重0。01%以下的元素。這類元素再植物體稍多即會發(fā)生毒害。是Fe.Mn.B.Zn.Cu.Mo.Cl.Ni等8種礦質元素。一、植物必需礦質元素的生理作用及缺素癥植物必需的礦質元素都具有獨特的生理功能，但概括的講，植物必需的礦質元素再植物體內有3個方面的生理作用：1是細胞結構物質的組成成分，如N，P，S等。2作為酶，輔酶的成分成分或激活劑等，如K。Ca等。3,起電化學作用，參與滲透調節(jié)，膠體的穩(wěn)定和電荷的中和等，如K，Cl等。各種必需礦的主要生理作用簡述氮植物主要吸收無機態(tài)氮，即銨態(tài)氮和硝態(tài)氮，也可以吸收利用有機態(tài)氮（尿素）氮主要生理作用：氮是構成蛋白質的主要成分，可占蛋白質含量的16%-18%。細胞膜，細胞質，細胞核，細胞壁中都含蛋白質，各種酶也都是以蛋白質為主體的。核酸、核苷酸、輔酶、磷脂、葉綠素。細胞色素及某些植物激素和維生素中葉含有氮。缺氮時，有機物質合成受阻，植株矮小，葉片黃化。氮素過多，葉色深綠，枝葉徒長。磷主要生理作用：細胞質細胞膜和細胞核的組成成分。在植物的代謝起重要。參與光合作用和呼吸作用，是糖類，脂肪及氮代謝過程不可缺少的。磷還能促進糖類的運輸。葉常呈紅色或紫色?；咳~發(fā)黃，變干時成暗綠色。TOC\o"1-5"\h\z鉀是以游離態(tài)吸收并存在植物體內，不參與重要有機物的組成。1。作為酶的激活劑參與植物體內重要代謝。2。能促進蛋白質，糖類的合成，也能促進糖類的運輸。3,可以增加原生質體的水合程度。從而使細胞保水力增強。缺鉀，葉色缺綠生長緩慢葉緣糊。硫主要以硫酸根的形式被植物吸收。硫與糖類蛋白質脂肪的代謝有密切的關系。缺硫葉脈缺綠，生長點開張度差。鈣植物細胞壁胞間中果膠鈣的成分，與細胞分裂有關，具有穩(wěn)定生物膜的作用，有利于植物愈傷組織形成對植物抗病有一定作用。缺時嫩葉初期呈典型鉤狀，后從葉尖合葉緣向內死亡，頂芽死亡。鎂是葉綠素的成分，光合作用中許多酶的激活劑，蛋白質合成氨基酸的活化劑鎂的含量過低核糖體就會解體蛋白質合成就會隨之消失。缺時葉脈間黃化。鐵是許多重要酶的輔基。催化葉綠素合成酶也需要鐵的激活。缺鐵新葉淡黃色或白色無壞死斑點。錳是植物細胞內許多酶的激活劑，直接參與光合作用，為葉綠素形成和維持葉綠素正常結構所需，光合作用中水的光解錳的參與，缺時生長點新葉有小的壞死斑點硼與植物的生殖有關有利于花粉形成，可促進花粉萌發(fā)，花粉管伸長及受精過程的進行。能與游離狀態(tài)的糖結合，使糖帶有極性根系發(fā)育生長有關，嫩葉基部淺綠，從葉基部枯死，葉捻曲，根尖生長受抑制TOC\o"1-5"\h\z鋅是許多酶的組分與激活劑，缺鋅時導致植物體內生長素合成受阻，最終使植株幼葉莖的生長受阻，產(chǎn)生所謂的小葉和叢葉癥。葉脈間壞死斑點大并蔓延至葉脈，葉厚莖短。銅一些氧化還原酶的組分，也是葉綠素中質體藍素的成分。嫩葉易萎蔫，葉色暗綠色或有壞死斑點鉬是硝酸還原酶的必需成分，也是固氮酶中鉬鐵蛋白的組分，鉬在植物氮代謝重要作用。有壞死斑點并向幼葉發(fā)展，或葉扭曲。鎳對于植物氮代謝及生長發(fā)育的正常進行是必需的，，缺時植物體尿素會積累過多，葉尖壞死，植株產(chǎn)生毒害不能完成生活周期。有些元素在缺乏時，從老的器官轉運到生育快的幼嫩器官，因此老葉出現(xiàn)缺素癥，這類元素叫可移動元素。其他某一元素一旦定位與某一器官，難以移動，叫做非移動元素。氯生理作用：光合中水的光解,放氧所必需的。調節(jié)滲透勢，氣孔開閉，葉和根細胞的分裂也需要Cl-。缺Cl病癥：葉片萎蔫，失綠壞死后變?yōu)楹稚?，根系生長受阻，變粗，根尖變?yōu)榘魻睢６?、吸收形態(tài)第1組1、 氮吸收態(tài)：無機態(tài)氮（銨態(tài)氮和硝態(tài)氮），有機態(tài)氮（尿素）2、 硫吸收態(tài)：SO42-第2組一一能量貯存和結構完整性的營養(yǎng)3、 磷吸收態(tài)：HPO42-,H2PO4-4、 硅吸收態(tài)：H4SiO4第3組——保留離子狀態(tài)的營養(yǎng)6、鉀吸收態(tài)：K+集中在生命活動旺盛的部位，TOC\o"1-5"\h\z7、 鈣吸收態(tài)：Ca2+8、 鎂吸收態(tài)：Mg2+氯吸收態(tài)：Cl—10、 錳吸收態(tài)：Mn2+11、 鈉吸收態(tài)：Na+第4組一一參與氧化還原反應的營養(yǎng)12、 鐵吸收態(tài)：Fe2+、Fe3+13、 鋅吸收態(tài)：Zn2+14、銅吸收態(tài)：Cu+、Cu2+15、 鎳吸收態(tài)：16、 鉬吸收態(tài)：Mo4+—Mo6+三、礦質元素運輸形式N一根系吸收的N素,多在根部轉化成有機化合物，如天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、谷氨酰胺，以及少量丙氨酸、纈氨酸和蛋氨酸，然后這些有機物再運往地上部；也有一部分氮素以NO3-直接被運送至葉片后再被還原利用P一磷酸鹽主要以無機離子形式運輸,還有少量先合成磷酰膽堿和ATP、ADP、AMP、6磷酸葡萄糖、6磷酸果糖等有機化合物后再運往地上部；K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、SO42-等則以離子形式運往地上部。四、礦質元素的缺素癥狀氮：是構成植物體的最小單位一細胞的重要組成部分之一。蛋白質是細胞的主要組成部分，而氮在蛋白質中約含：6?18%。氮也是時綠素的重要組成部分，植物進行光合作用，需要葉綠素。此夕卜，植物體內所含的維生素、激素、生物堿等有機物中也含有氮素。氮一般積集在幼嫩的部位和種子里。當?shù)毓渥銜r，植物的莖葉繁茂、時色深綠、延遲落葉；反之，氮素不足，植株就矮小，下部葉片首先缺綠變黃，逐步向上擴展，葉片簿而黃。當然，如果缺氮，肥施得過多，尤其在磷、鉀供應不足時，會造成徒長、貪青、遲熟、易倒伏、感染病蟲害，特別是一次用量過多會引起燒苗，所以一定要注意合理的施肥。磷：磷是組成植物細胞的重要元素，也是很多酶的組成部分，它能促進細胞分裂，對根系的發(fā)育有很大的促進作用。磷參與植物體內的一系列新新陳代謝的過程，如光合作用、碳水化合物的合成、分解、運轉等。磷能促進體內可溶性糖類的貯存，因而能增強植物的抗旱抗寒能力。在苗期能促進根系發(fā)育，使根系早生快發(fā)，促進開花，對球根花卉能提高質量和產(chǎn)量。反之，磷素供應不足時，植物生長受到抑制，首先下部時片葉色發(fā)暗呈紫紅色，開花遲，花亦小。鉀：它不直接組成有機化合物，而參與部分代謝過程和起調節(jié)作用。主要以離子態(tài)存在，在休內移動性大，通常分布在生長最旺盛的部位，如芽、幼葉、根尖等處。鉀供應充足時，能促進光合作用，促進植物對氮、磷的吸收，有利于蛋白質的形成，使圭葉茁壯，枝桿木質化、粗壯，不易倒伏，增強抗病和耐寒能力。缺鉀時，休內代謝易失調，光合作用顯著下降，莖桿細瘦，根系生長受抑制，首先者葉的尖端和邊緣變黃直至桔死，嚴重時會使大部分葉片枯黃。鈣：鈣是細胞壁中膠層的組成成分，以果膠鈣的形態(tài)存在。鈣易被固定下來，不能轉移和再度利用。植物缺鈣時，細胞壁不能形成，并會影響細胞分裂，妨礙新細胞的形成致使根系發(fā)育不良，植株矮叭嚴重時會使植物幼葉卷曲、葉尖有粘化現(xiàn)象，葉緣發(fā)黃，逐漸枯死，根尖細胞腐爛、死亡。鎂：它是一切卑色植物所不可缺少的元素，因為它是葉綠素的組成成分之八它對光合作用有重要的作用，它又是許多酶的活化劑，有利于促進碳水化合物的代謝和呼吸作用。硫：硫是構成蛋白質和萌不可缺少的成分，含硫的有機化合物在植物體內還參與氧化還原過程。因此在植物呼吸過程中，硫有著重要的作用。葉綠素的成分中雖不含硫，但它對葉綠素的形成有一定的影響。缺硫會使葉綠素含量降低，葉色淡綠，嚴重旺卓賣白色。硫在植物體內移動性不大，很少從衰老組織中向幼嫩組織運轉。鐵：鐵通常占干物重的干分之幾，它是形成葉綠素所必需的。葉綠素本身不含鐵，但缺鐵葉綠素就不能形成，會造成“缺綠癥”。鐵在植物體中的流動性很小，老葉中的鐵不能向新生組織中轉移，因而它不能再度利用。缺鐵時，下部葉片常能保持綠色，而嫩葉上會呈現(xiàn)網(wǎng)狀的“缺綠癥”。硼：它不是植物體內的結構成分，但硼能促進碳水化合物的正常運轉，促進生殖器官的正常發(fā)育。它還能調節(jié)水分的吸收和氨化還原過程。缺硼會影響花芽分化和發(fā)生落花落果現(xiàn)象，還會使莖桿裂開。錳：錳是葉綠體的結構成分，參與光合作用、水的光解。它是多種酶的活化劑，對植物呼吸、蛋白質的合成與水解、硝酸態(tài)氮的還原都起重要的作用。缺錳會使植物體內硝酸態(tài)氮積累、可熔性非蛋白態(tài)氮素增多。鋅：鋅是許多酶的組成成分。它能促進植物體內生長素的合成，對植物體內物質水解、氧化還原過程以及蛋白質的合成等有重要作用。缺鋅，除葉片失綠外，在枝條尖端常會出現(xiàn)小葉和簇生現(xiàn)象，稱為“小葉病”。嚴重時會使枝條死亡。鉑：用存在于生物催化劑之中，它對豆科作物及自生固氮菌有重要作用，能促進豆科作物固氮。鉑還能促進光合作用的強度，以及消除酸性土壤中活性鋁在植物體內累積而產(chǎn)生的毒害作用。植物缺用的共同癥狀是植株矮小，生長受抑制，葉片失綠、枯萎以致壞死。豆科作物缺鉑，根瘤發(fā)育不良，瘤小而少，固氮能力弱或不能固氮。銅：銅是