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详解营养元素的生理功能与缺素症状

责任编辑:admin发表时间:2016-11-24 11:40
        (一)、一般不需通过施肥补充的营养元素:碳、氢、氧
  
  1、碳、氢、氧是植物体内各种重要有机化合物的组成元素,如碳水化合物、蛋白质、脂肪和有机酸等;
  
  2、植物光合作用的产物-糖是由碳、氢、氧构成的,而糖是植物呼吸作用和体内一系列代谢作用的基础物质,同时也是代谢作用所需能量的原料;
  
  3、氢和氧在植物体内的生物氧化还原过程中起着很重要的作用。
  
  (二)、需要通过施肥补充的营养元素:
  
  1.氮(N):
  
  (1)、生理功能:
  
  ●氮是蛋白质、核酸、磷脂的主要成分,而这三者又是原生质、细胞核和生物膜等细胞结构物质的重要组成部分,如果没有氮素,就不会有蛋白质,也就没有生命;
  
  ●氮是酶、ATP(腺苷三磷酸)、多种辅酶和辅基如NAD+(辅酶Ⅰ)、NADP+(辅酶Ⅱ)、FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸)等的成分,它们在物质和能量代谢中起重要作用;
  
  ●氮还是某些植物激素如生长素和细胞分裂素、维生素如B1、B2、B6、PP等的成分,它们对生命活动起调节作用;
  
  ●氮是叶绿素的成分,与光合作用有密切关系。
  
  (2)、缺氮症状:
  
  ●植株瘦小。缺氮时,蛋白质、核酸、磷脂等物质的合成受阻,影响细胞的分裂与生长,植物生长矮小,分枝、分蘖很少,叶片小而薄,花果少且易脱落;
  
  ●黄化失绿。缺氮时影响叶绿素的合成,使枝叶变黄,叶片早衰,甚至干枯,从而导致产量降低;
  
  ●老叶先表现病症。因为植物体内氮的移动性大,老叶中的氮化物分解后可运到幼嫩的组织中去重复利用,所以缺氮时叶片发黄,并由下部叶片开始逐渐向上。
 
 
(3)、氮素过多的症状:
  
  ●营养体徒长,叶面积增大,叶色浓绿,叶片下披;
  
  ●茎杆软弱,抗病虫、抗倒伏能力差;
  
  ●根系发育不良,根短而少,早衰。
  
  2.磷(P):
  
  (1)生理功能:
  
  ●磷是核酸、核蛋白和磷脂的主要成分,并与蛋白质合成、细胞分裂、细胞生长有密切关系,在作物的生命活动过程与遗传变异中具有重要的功能;
  
  ●磷是许多辅酶如NAD+(辅酶Ⅰ)、NADP+(辅酶Ⅱ)等的成分,也是ATP(腺苷三磷酸)和ADP(腺苷二磷酸)的成分,对能量的贮藏和供应起着非常重要的作用;
  
  ●磷参与碳水化合物的代谢和运输,如在光合作用和呼吸作用过程中,糖的合成、转化、降解大多是在磷酸化后才起反应的;
  
  ●磷对氮代谢有重要作用,如硝酸还原有NAD和FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸)的参与,而磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺则参与氨基酸的转化;
  
  ●磷与脂肪转化有关,脂肪代谢需要NAD+、NADPH、ATP、CoA(辅酶A)的参与;
  
  ●提高植物的抗旱、抗寒、抗病、抗倒伏和耐酸碱的能力;
  
  ●促进植物的生长发育,促进花芽分化和缩短花芽分化的时间,促进作物提早开花,提前成熟;
  
  ●提高细胞结构的水化度和胶体束缚水的能力,减少细胞水分损失。
  
  (2)、缺磷症状:
  
  ●细胞分裂受阻,生长停滞,植株瘦小,分蘖分枝减少,幼芽、幼叶生长停滞,茎、根纤细,植株矮小,花果脱落,成熟延迟;
  
  ●叶呈暗绿色或紫红色,无光泽。缺磷时,蛋白质合成下降,糖的运输受阻,从而使营养器官中糖的含量相对提高,这有利于花青素的形成,故缺磷时叶子呈现不正常的暗绿色或紫红色;
  
  ●老叶先表现病症。磷在体内易移动,能重复利用,缺磷时老叶中的磷能大部分转移到正在生长的幼嫩组织中去。因此,缺磷的症状首先在下部老叶出现,并逐渐向上发展。
 
 
 
(3)、磷素过多的症状:
  
  ●呼吸作用增强,消耗大量碳水化合物,茎叶生长受到抑制,引起植株早衰;
  
  ●叶片肥厚而密集,繁殖器官过早发育;
  
  ●阻碍硅的吸收,水稻易生“稻瘟病”;
  
  ●由于水溶性磷酸盐可与土壤中锌、铁、镁等形成溶解度低的化合物,降低这些元素的有效性,所以,磷素过多引发的症状,常以缺锌、缺铁、缺镁等失绿症表现出来。
  
  3.钾(K):
  
  (1)、生理功能
  
  ●酶的活化剂。钾在细胞内可作为60多种酶的活化剂,如丙酮酸激酶、果糖激酶、苹果酸脱氢酶、淀粉合成酶、琥珀酰CoA合成酶、谷胱甘肽合成酶等。因此钾在碳水化合物代谢、呼吸作用以及蛋白质代谢中起重要作用;
  
  ●促进蛋白质与糖的合成,并能促进糖类向贮藏器官运输;
  
  ●促进光合作用。有资料表明含钾高的叶片比含钾低的叶片多转化光能50-70%,因而在光照不好的条件下,钾肥的效果就更显着
  
  ●是构成细胞渗透势的重要成分,对气孔的开放有着直接的作用,使植物经济有效地利用水分和提高植物的抗性;
  
  ●提高植物对干旱、低温、盐害等不良环境的忍受能力和对病虫、倒伏的抵抗能力:由于钾能够促进纤维素和木质素的合成,因而使植物茎杆粗壮,抗倒伏能力增强,由于合成过程加强,使淀粉、蛋白质含量增加,而降低单糖,游离氨基酸等的含量,减少了病原生物的养分。因此,钾充足时,植物的抗病能力大为增强。
  
  ●钾常被认为是“品质元素”:促进果实着色,提高果实中糖、维生素含量,改善糖酸比,提升果实风味。
  
  (2)、缺钾病症:
  
  ●抗性下降。缺钾时植株茎杆柔弱,易倒伏,抗旱、抗寒性降低;
  
  ●先从老叶的尖端和边缘开始发黄,并渐次枯萎,叶面出现小斑点,进而干枯或呈焦枯状,最后叶脉之间的叶肉也干枯,并在叶面出现褐色斑点和斑块,生长缓慢,但由于叶中部生长仍较快,所以整个叶子会形成杯状弯曲,或发生皱缩;
  
  ●有的作物叶片呈青铜色,向下卷曲,叶表面叶肉组织凸起,叶脉下陷;
  
  ●老叶先表现病症。钾也是易移动而可被重复利用的元素,故缺素病症首先出现在下部老叶。
 
 
 
(3)、钾素过多的症状
  
  一般不会出现钾过剩,钾过剩主要是过量施用钾肥所致。钾过量阻碍植株对镁、锰、锌的吸收而出现缺镁、缺锰、缺锌症状。
  
  4.钙(Ca):
  
  (1)、生理功能
  
  ●稳定细胞膜结构,调节膜的渗透性,维持细胞膜的功能:钙在磷脂分子之间形成结构桥,将磷脂分子联结起来,使膜结构稳定,维持膜的渗透性;
  
  ●在作物体内以果胶酸钙的形态存在,是构成细胞壁的中胶层的组成成分,增强细胞间的粘结作用,是细胞分裂所必需的成分;
  
  ●形成钙调素(CaM:由148个氨基酸组成的多肽链),调节酶的活性:植物体内许多酶均以Ca-CaM-酶的复合体方式被激活;
  
  ●钙能中和作物代谢过程中形成的有机酸,有调节作物体内pH的功效,能减低原生质胶体的分散度,有利于作物的正常代谢;
  
  ●钙还能与某些离子(如:NH4、H+、Al+3、Na+ )产生拮抗作用,以消除某些离子的毒害作用;
  
  ●降低果实的呼吸作用,增加果实硬度,提高耐贮藏性。
  
  (2)、缺钙症状:
  
  ●植株生长受阻,节间缩短,植株矮小;
  
  ●植株顶芽、侧芽、根尖等分生组织容易腐烂死亡,幼叶卷曲畸形;
  
  ●果实生长发育不良(由于果实的蒸腾量较小,缺钙时较易在果实上出现症状),如:番茄、辣椒脐腐病,苹果苦陷病、水心病,葡萄缩果、裂果;
 
 
 
(3)、钙素过多的症状
  
  钙素过多时土壤易呈中性或碱性,引起铁、锌、锰等微量元素缺乏。
  
  5.镁(Mg):
  
  (1)、生理功能
  
  ●是叶绿素和植素的组成成分,缺镁时,叶绿素不能形成,光合作用无法进行:
  
  ●镁是多种酶的活化剂,能加速酶促反应,能促进糖类的转化及其代谢过程,对碳水化合物的代谢、作物体内的呼吸作用均有重要作用;
  
  ●镁能促进脂肪和蛋白质的合成,能使磷酸转移酶活化,还能促进维生素A和C的形成,提高蔬菜和果品的品质。
  
  (2)、缺镁症状:
  
  ●植株矮小,生长缓慢;果实小或不能发育;
  
  ●先在叶脉间失绿,叶脉仍保持绿色,还会出现褐色或紫红色斑点或条纹;
  
  ●症状先在老叶、特别是老叶尖先出现
 
 
 
(3)、镁过剩症状
  
  叶尖凋萎、色淡,叶基部色泽正常。
  
  6.硫(S):
  
  (1)、生理功能
  
  ●是构成蛋白质和酶不可缺少的成分。是多种酶和辅酶及许多生理活性物质的重要成分。
  
  ●参与作物体内的氧化还原过程,影响呼吸作用、脂肪代谢、氮代谢、光合作用以及淀粉的合成;
  
  ●是固氮酶的组成分,参与固实小或不能发育。化合物的代谢、作物体内的呼吸作用均有重要作用。参与者111参参与者根瘤菌的形成与固氮,提高种子产量和质量
  
  (2)、缺硫症状:
  
  ●与缺氮症状有些相似,但作物体内硫不易移动,故缺硫症状首先在幼叶出现;
  
  ●植株生长受阻,植株矮小,茎细、僵直,叶片退绿或黄化。;
 
 
(3)、硫过剩症状
  
  在通气不良的水田,可发生水稻根系中毒、发黑。发
  
  7.铁(Fe):
  
  (1)、生理功能
  
  ●铁虽然不是叶绿素的成分,但铁元素营养不足时,会使叶绿素的合成受到阻碍,叶片发生失绿现象,影响光合作用和碳水化合物的形成,是光合作用必不可少的元素
  
  ●是植物有氧呼吸不可缺少的细胞色素氧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶等的组成分;
  
  ●铁氧还蛋白(Fd)是一个含铁的电子转移蛋白,存在于叶绿体中(植物体内全铁的80%含在叶绿体中),参与了光合作用、硝酸还原、生物固氮等的电子传递。
  
  (2)、 缺铁症状:
  
  ●作物体内铁不能再度利用,缺铁症状从幼叶开始,作物缺铁时,主要是叶绿素受到破坏,叶脉间失绿,叶脉仍为绿色,严重时,整个新叶变为黄白色。
 
 
 
(3)、 铁中毒症状:
  
  ●地上部生长受阻,下部老叶叶尖、叶缘脉间出现褐班,叶色深暗;
  
  ●铁中毒常与缺钾及其它还原性物质的危害联系在一起,单纯的铁中毒很少,所以,旱作土壤一般不会发生铁中毒。
  
  8.硼(B):
  
  (1)、生理功能
  
  ●加强作物的光合作用,促进光合产物的正常运转,改善各个器官的营养物质供应;
  
  ●加速花的发育,增加花粉数量,促进花粉粒的萌发和花粉管的生长,有利于受精和种子的形成;
  
  ●促进植物分生组织细胞的分化过程,影响细胞分裂和伸长;
  
  ●提高作物的抗旱、抗寒能力;
  
  (2)缺硼症状:
  
  ●顶端生长点不正常或停滞生长,幼叶畸形,皱缩,叶脉间失绿,下部叶片加厚,叶色加深,植株矮小。
  
  ●在植物体内含硼量最高的部位是花,因此缺硼常表现为甘蓝型油菜“花而不实”,花期延长,结实很差。棉花出现“蕾而无花”、只现蕾不开花。小麦出现“穗而不实”,结实少,子粒不饱满。花生出现“存壳无仁”等现象。果树缺硼时,结果率低、果实畸形,果肉有木栓
  
  化或干枯现象。
 
 
 
(3)、硼中毒症状:
  
  ●硼在植物体内随蒸腾流移动,水分蒸腾散失时,硼浓集在叶液中,高浓度硼积累的部位出现失绿、焦枯、坏死症状;
  
  ●叶缘最易集积,所以硼中毒最常见的症状之一是作物叶缘出现规则的黄边;
  
  ●老叶中硼积累比新叶多,症状也以老叶严重。
  
  9.锰(Mn):
  
  (1)、生理功能
  
  ●锰不是叶绿体的组成分,但对叶绿体具有结构作用,是维持叶绿体结构必需的营养元素,能促进作物的光合作用;
  
  ●催化许多呼吸酶(如异柠檬酸去氢酶、苹果酸脱氢酶、C一羧化酶等)活性,参与呼吸作用;
  
  ●参与硝酸还原过程;
  
  ●促进种子萌发及幼苗早期生长,还能促进多种作物花粉管伸长。
  
  (2)、缺锰症状:
  
  ●锰在作物体内不能再利用,植株缺锰症状首先表现在幼叶:叶片的叶绿素减少,叶脉之间失绿,而叶脉和叶脉附近仍然保持绿色。
 
 
(3)、锰中毒症状:
  
  ●根色变褐,根尖损伤,新根少;
  
  ●叶片出现褐色斑点,叶缘白化或变成紫色,幼叶卷曲。
  
  ●锰中毒多发生在酸性土壤。
  
  10、铜(Cu):
  
  (1)、生理功能
  
  ●作物体内多种氧化酶的组成成分,如多酚氧化酶、抗坏血酸酶、吲哚乙酸氧化酶等,在催化氧化还原反应方面起着重要作用;
  
  ●是叶绿体蛋白-质体蓝素的组成分,参与植物的光合作用;
  
  ●参与蛋白质和碳水化合物合成。
  
  (2)、缺铜症状:
  
  ●典型症状是禾谷类作物分蘖增多,植株丛生,叶尖发白,叶片卷曲或扭曲,不能结实,称之为“白瘟病”或“耕作病”;
  
  ●果树缺铜,叶片失绿,顶梢枯死,果实小,果肉变硬,称之为“顶枯病”。
 
 
(3)、铜中毒症状:
  
  ●新根生长受抑制,伸长受阻而畸形,支根少,严重时根尖枯死;
  
  ●铜过量会导致缺铁而出现叶片黄化。
  
  11.锌(Zn):
  
  (1)、生理功能
  
  ●参与生长素(吲哚乙酸)的合成,吲哚乙酸对分生组织的生长起重要作用;
  
  ●是植物体内多种酶的组成成分,如谷氨酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、磷脂酶等在植物体内物质水解、氧化还原过程和蛋白质合成中起作用;
  
  ●是碳酸酐酶的组成分,碳酸酐酶存在于叶绿体中,在光合作用和碳水化合物的形成中起重要作用。
  
  ●增强作物的耐寒性、耐热性、耐旱性、抗盐性;
  
  ●促进作物生长发育,改变籽实与茎秆的比例,增加作物的经济产量,提高作物品质
  
  (2)、缺锌症状:
  
  ● 锌在植株中有移动性,多表现在幼嫩器官,作物缺锌多表现为:生长延缓,植株矮小,叶片失绿,有灰绿或黄白斑点,叶小呈簇生状,根系不发达。
 
 
 
(3)、锌中毒症状:
  
  ●植株幼嫩部分或顶端失绿,呈淡绿或灰白色,叶尖有水浸状小点;
  
  ●茎、叶柄、叶片的下表面出现红紫色或红褐色斑点;
  
  ●根系生长受阻。
  
  12.钼(Mo):
  
  (1)、生理功能
  
  ●是固氮酶中铁钼蛋白的重要组成成分,在生物固氮中具有重要作用;
  
  ●是硝酸还原酶的组成成分,参与硝酸还原过程;
  
  ●参与磷酸代谢,促进无机磷向有机磷转化;
  
  ●促进植物体内维生素C的合成;
  
  ●增强植物抵抗病毒病的能力,如:使烟草对花叶病具有免疫性,使患有萎缩病的桑树恢复健康。
  
  (2)、缺钼症状:
  
  ●缺钼往往先在中部和较老叶片上呈现黄绿色;叶片边缘枯焦卷曲成环状、杯状,叶子变小,叶面带有坏死斑点(由于硝酸盐积累所致)。
  
  ●作物不同症状也不同,花椰菜(十字花科)缺钼,叶层不能形成,叶子几乎丧失叶肉,只有叶肋,称之为“尾鞭病”;棉花缺钼,枝尖叶脉失绿,蕾铃脱落严重;小麦缺钼,叶片失绿,灌浆差,成熟晚,籽粒秕;柑橘缺钼,叶脉间失绿变黄或出现黄斑,叶缘卷曲、萎蔫枯死,称为柑橘“黄斑病”。
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