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詳解營(yíng)養元素的生理功能與缺素癥狀

2022/1/28 8:10:35??????點(diǎn)擊:
 (一)、一般不需通過(guò)施肥補充的營(yíng)養元素:碳、氫、氧
1、碳、氫、氧是植物體內各種重要有機化合物的組成元素,如碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪和有機酸等;
2、植物光合作用的產(chǎn)物-糖是由碳、氫、氧構成的,而糖是植物呼吸作用和體內一系列代謝作用的基礎物質(zhì),同時(shí)也是代謝作用所需能量的原料;
3、氫和氧在植物體內的生物氧化還原過(guò)程中起著(zhù)很重要的作用。
(二)、需要通過(guò)施肥補充的營(yíng)養元素:
1.氮(N):
(1)、生理功能:
●氮是蛋白質(zhì)、核酸、磷脂的主要成分,而這三者又是原生質(zhì)、細胞核和生物膜等細胞結構物質(zhì)的重要組成部分,如果沒(méi)有氮素,就不會(huì )有蛋白質(zhì),也就沒(méi)有生命;
●氮是酶、ATP(腺苷三磷酸)、多種輔酶和輔基如NAD+(輔酶Ⅰ)、NADP+(輔酶Ⅱ)、FAD(黃素腺嘌呤二核苷酸)等的成分,它們在物質(zhì)和能量代謝中起重要作用;
●氮還是某些植物激素如生長(cháng)素和細胞分裂素、維生素如B1、B2、B6、PP等的成分,它們對生命活動(dòng)起調節作用;
●氮是葉綠素的成分,與光合作用有密切關(guān)系。
(2)、缺氮癥狀:
●植株瘦小。缺氮時(shí),蛋白質(zhì)、核酸、磷脂等物質(zhì)的合成受阻,影響細胞的分裂與生長(cháng),植物生長(cháng)矮小,分枝、分蘗很少,葉片小而薄,花果少且易脫落;
●黃化失綠。缺氮時(shí)影響葉綠素的合成,使枝葉變黃,葉片早衰,甚至干枯,從而導致產(chǎn)量降低;
●老葉先表現病癥。因為植物體內氮的移動(dòng)性大,老葉中的氮化物分解后可運到幼嫩的組織中去重復利用,所以缺氮時(shí)葉片發(fā)黃,并由下部葉片開(kāi)始逐漸向上。
 
 
(3)、氮素過(guò)多的癥狀:
●營(yíng)養體徒長(cháng),葉面積增大,葉色濃綠,葉片下披;
●莖桿軟弱,抗病蟲(chóng)、抗倒伏能力差;
●根系發(fā)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,并與蛋白質(zhì)合成、細胞分裂、細胞生長(cháng)有密切關(guān)系,在作物的生命活動(dòng)過(guò)程與遺傳變異中具有重要的功能;
●磷是許多輔酶如NAD+(輔酶Ⅰ)、NADP+(輔酶Ⅱ)等的成分,也是ATP(腺苷三磷酸)和ADP(腺苷二磷酸)的成分,對能量的貯藏和供應起著(zhù)非常重要的作用;
●磷參與碳水化合物的代謝和運輸,如在光合作用和呼吸作用過(guò)程中,糖的合成、轉化、降解大多是在磷酸化后才起反應的;
●磷對氮代謝有重要作用,如硝酸還原有NAD和FAD(黃素腺嘌呤二核苷酸)的參與,而磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺則參與氨基酸的轉化;
●磷與脂肪轉化有關(guān),脂肪代謝需要NAD+、NADPH、ATP、CoA(輔酶A)的參與;
●提高植物的抗旱、抗寒、抗病、抗倒伏和耐酸堿的能力;
●促進(jìn)植物的生長(cháng)發(fā)育,促進(jìn)花芽分化和縮短花芽分化的時(shí)間,促進(jìn)作物提早開(kāi)花,提前成熟;
●提高細胞結構的水化度和膠體束縛水的能力,減少細胞水分損失。
(2)、缺磷癥狀:
●細胞分裂受阻,生長(cháng)停滯,植株瘦小,分蘗分枝減少,幼芽、幼葉生長(cháng)停滯,莖、根纖細,植株矮小,花果脫落,成熟延遲;
●葉呈暗綠色或紫紅色,無(wú)光澤。缺磷時(shí),蛋白質(zhì)合成下降,糖的運輸受阻,從而使營(yíng)養器官中糖的含量相對提高,這有利于花青素的形成,故缺磷時(shí)葉子呈現不正常的暗綠色或紫紅色;
●老葉先表現病癥。磷在體內易移動(dòng),能重復利用,缺磷時(shí)老葉中的磷能大部分轉移到正在生長(cháng)的幼嫩組織中去。因此,缺磷的癥狀首先在下部老葉出現,并逐漸向上發(fā)展。
 
 
 
(3)、磷素過(guò)多的癥狀:
●呼吸作用增強,消耗大量碳水化合物,莖葉生長(cháng)受到抑制,引起植株早衰;
●葉片肥厚而密集,繁殖器官過(guò)早發(fā)育;
●阻礙硅的吸收,水稻易生“稻瘟病”;
●由于水溶性磷酸鹽可與土壤中鋅、鐵、鎂等形成溶解度低的化合物,降低這些元素的有效性,所以,磷素過(guò)多引發(fā)的癥狀,常以缺鋅、缺鐵、缺鎂等失綠癥表現出來(lái)。
3.鉀(K):
(1)、生理功能
●酶的活化劑。鉀在細胞內可作為60多種酶的活化劑,如丙酮酸激酶、果糖激酶、蘋(píng)果酸脫氫酶、淀粉合成酶、琥珀酰CoA合成酶、谷胱甘肽合成酶等。因此鉀在碳水化合物代謝、呼吸作用以及蛋白質(zhì)代謝中起重要作用;
●促進(jìn)蛋白質(zhì)與糖的合成,并能促進(jìn)糖類(lèi)向貯藏器官運輸;
●促進(jìn)光合作用。有資料表明含鉀高的葉片比含鉀低的葉片多轉化光能50-70%,因而在光照不好的條件下,鉀肥的效果就更顯著(zhù)
●是構成細胞滲透勢的重要成分,對氣孔的開(kāi)放有著(zhù)直接的作用,使植物經(jīng)濟有效地利用水分和提高植物的抗性;
●提高植物對干旱、低溫、鹽害等不良環(huán)境的忍受能力和對病蟲(chóng)、倒伏的抵抗能力:由于鉀能夠促進(jìn)纖維素和木質(zhì)素的合成,因而使植物莖桿粗壯,抗倒伏能力增強,由于合成過(guò)程加強,使淀粉、蛋白質(zhì)含量增加,而降低單糖,游離氨基酸等的含量,減少了病原生物的養分。因此,鉀充足時(shí),植物的抗病能力大為增強。
●鉀常被認為是“品質(zhì)元素”:促進(jìn)果實(shí)著(zhù)色,提高果實(shí)中糖、維生素含量,改善糖酸比,提升果實(shí)風(fēng)味。
(2)、缺鉀病癥:
●抗性下降。缺鉀時(shí)植株莖桿柔弱,易倒伏,抗旱、抗寒性降低;
●先從老葉的尖端和邊緣開(kāi)始發(fā)黃,并漸次枯萎,葉面出現小斑點(diǎn),進(jìn)而干枯或呈焦枯狀,最后葉脈之間的葉肉也干枯,并在葉面出現褐色斑點(diǎn)和斑塊,生長(cháng)緩慢,但由于葉中部生長(cháng)仍較快,所以整個(gè)葉子會(huì )形成杯狀彎曲,或發(fā)生皺縮;
●有的作物葉片呈青銅色,向下卷曲,葉表面葉肉組織凸起,葉脈下陷;
●老葉先表現病癥。鉀也是易移動(dòng)而可被重復利用的元素,故缺素病癥首先出現在下部老葉。
 
 
 
(3)、鉀素過(guò)多的癥狀
一般不會(huì )出現鉀過(guò)剩,鉀過(guò)剩主要是過(guò)量施用鉀肥所致。鉀過(guò)量阻礙植株對鎂、錳、鋅的吸收而出現缺鎂、缺錳、缺鋅癥狀。
4.鈣(Ca):
(1)、生理功能
●穩定細胞膜結構,調節膜的滲透性,維持細胞膜的功能:鈣在磷脂分子之間形成結構橋,將磷脂分子聯(lián)結起來(lái),使膜結構穩定,維持膜的滲透性;
●在作物體內以果膠酸鈣的形態(tài)存在,是構成細胞壁的中膠層的組成成分,增強細胞間的粘結作用,是細胞分裂所必需的成分;
●形成鈣調素(CaM:由148個(gè)氨基酸組成的多肽鏈),調節酶的活性:植物體內許多酶均以Ca-CaM-酶的復合體方式被激活;
●鈣能中和作物代謝過(guò)程中形成的有機酸,有調節作物體內pH的功效,能減低原生質(zhì)膠體的分散度,有利于作物的正常代謝;
●鈣還能與某些離子(如:NH4、H+、Al+3、Na+ )產(chǎn)生拮抗作用,以消除某些離子的毒害作用;
●降低果實(shí)的呼吸作用,增加果實(shí)硬度,提高耐貯藏性。
(2)、缺鈣癥狀:
●植株生長(cháng)受阻,節間縮短,植株矮??;
●植株頂芽、側芽、根尖等分生組織容易腐爛死亡,幼葉卷曲畸形;
●果實(shí)生長(cháng)發(fā)育不良(由于果實(shí)的蒸騰量較小,缺鈣時(shí)較易在果實(shí)上出現癥狀),如:番茄、辣椒臍腐病,蘋(píng)果苦陷病、水心病,葡萄縮果、裂果;
 
 
 
(3)、鈣素過(guò)多的癥狀
鈣素過(guò)多時(shí)土壤易呈中性或堿性,引起鐵、鋅、錳等微量元素缺乏。
5.鎂(Mg):
(1)、生理功能
●是葉綠素和植素的組成成分,缺鎂時(shí),葉綠素不能形成,光合作用無(wú)法進(jìn)行:
●鎂是多種酶的活化劑,能加速酶促反應,能促進(jìn)糖類(lèi)的轉化及其代謝過(guò)程,對碳水化合物的代謝、作物體內的呼吸作用均有重要作用;
●鎂能促進(jìn)脂肪和蛋白質(zhì)的合成,能使磷酸轉移酶活化,還能促進(jìn)維生素A和C的形成,提高蔬菜和果品的品質(zhì)。
(2)、缺鎂癥狀:
●植株矮小,生長(cháng)緩慢;果實(shí)小或不能發(fā)育;
●先在葉脈間失綠,葉脈仍保持綠色,還會(huì )出現褐色或紫紅色斑點(diǎn)或條紋;
●癥狀先在老葉、特別是老葉尖先出現
 
 
 
(3)、鎂過(guò)剩癥狀
葉尖凋萎、色淡,葉基部色澤正常。
6.硫(S):
(1)、生理功能
●是構成蛋白質(zhì)和酶不可缺少的成分。是多種酶和輔酶及許多生理活性物質(zhì)的重要成分。
●參與作物體內的氧化還原過(guò)程,影響呼吸作用、脂肪代謝、氮代謝、光合作用以及淀粉的合成;
●是固氮酶的組成分,參與固實(shí)小或不能發(fā)育?;衔锏拇x、作物體內的呼吸作用均有重要作用。參與者111參參與者根瘤菌的形成與固氮,提高種子產(chǎn)量和質(zhì)量
(2)、缺硫癥狀:
●與缺氮癥狀有些相似,但作物體內硫不易移動(dòng),故缺硫癥狀首先在幼葉出現;
●植株生長(cháng)受阻,植株矮小,莖細、僵直,葉片退綠或黃化。;
 
 
(3)、硫過(guò)剩癥狀
在通氣不良的水田,可發(fā)生水稻根系中毒、發(fā)黑。發(fā)
7.鐵(Fe):
(1)、生理功能
●鐵雖然不是葉綠素的成分,但鐵元素營(yíng)養不足時(shí),會(huì )使葉綠素的合成受到阻礙,葉片發(fā)生失綠現象,影響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細胞色素氧化酶、過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化物酶等的組成分;
●鐵氧還蛋白(Fd)是一個(gè)含鐵的電子轉移蛋白,存在于葉綠體中(植物體內全鐵的80%含在葉綠體中),參與了光合作用、硝酸還原、生物固氮等的電子傳遞。
(2)、 缺鐵癥狀:
●作物體內鐵不能再度利用,缺鐵癥狀從幼葉開(kāi)始,作物缺鐵時(shí),主要是葉綠素受到破壞,葉脈間失綠,葉脈仍為綠色,嚴重時(shí),整個(gè)新葉變?yōu)辄S白色。
 
 
 
(3)、 鐵中毒癥狀:
●地上部生長(cháng)受阻,下部老葉葉尖、葉緣脈間出現褐班,葉色深暗;
●鐵中毒常與缺鉀及其它還原性物質(zhì)的危害聯(lián)系在一起,單純的鐵中毒很少,所以,旱作土壤一般不會(huì )發(fā)生鐵中毒。
8.硼(B):
(1)、生理功能
●加強作物的光合作用,促進(jìn)光合產(chǎn)物的正常運轉,改善各個(gè)器官的營(yíng)養物質(zhì)供應;
●加速花的發(fā)育,增加花粉數量,促進(jìn)花粉粒的萌發(fā)和花粉管的生長(cháng),有利于受精和種子的形成;
●促進(jìn)植物分生組織細胞的分化過(guò)程,影響細胞分裂和伸長(cháng);
●提高作物的抗旱、抗寒能力;
(2)缺硼癥狀:
●頂端生長(cháng)點(diǎn)不正?;蛲L(cháng),幼葉畸形,皺縮,葉脈間失綠,下部葉片加厚,葉色加深,植株矮小。
●在植物體內含硼量最高的部位是花,因此缺硼常表現為甘藍型油菜“花而不實(shí)”,花期延長(cháng),結實(shí)很差。棉花出現“蕾而無(wú)花”、只現蕾不開(kāi)花。小麥出現“穗而不實(shí)”,結實(shí)少,子粒不飽滿(mǎn)?;ㄉ霈F“存殼無(wú)仁”等現象。果樹(shù)缺硼時(shí),結果率低、果實(shí)畸形,果肉有木栓
化或干枯現象。
 
 
 
(3)、硼中毒癥狀:
●硼在植物體內隨蒸騰流移動(dòng),水分蒸騰散失時(shí),硼濃集在葉液中,高濃度硼積累的部位出現失綠、焦枯、壞死癥狀;
●葉緣最易集積,所以硼中毒最常見(jiàn)的癥狀之一是作物葉緣出現規則的黃邊;
●老葉中硼積累比新葉多,癥狀也以老葉嚴重。
9.錳(Mn):
(1)、生理功能
●錳不是葉綠體的組成分,但對葉綠體具有結構作用,是維持葉綠體結構必需的營(yíng)養元素,能促進(jìn)作物的光合作用;
●催化許多呼吸酶(如異檸檬酸去氫酶、蘋(píng)果酸脫氫酶、C一羧化酶等)活性,參與呼吸作用;
●參與硝酸還原過(guò)程;
●促進(jìn)種子萌發(fā)及幼苗早期生長(cháng),還能促進(jìn)多種作物花粉管伸長(cháng)。
(2)、缺錳癥狀:
●錳在作物體內不能再利用,植株缺錳癥狀首先表現在幼葉:葉片的葉綠素減少,葉脈之間失綠,而葉脈和葉脈附近仍然保持綠色。
 
 
(3)、錳中毒癥狀:
●根色變褐,根尖損傷,新根少;
●葉片出現褐色斑點(diǎn),葉緣白化或變成紫色,幼葉卷曲。
●錳中毒多發(fā)生在酸性土壤。
10、銅(Cu):
(1)、生理功能
●作物體內多種氧化酶的組成成分,如多酚氧化酶、抗壞血酸酶、吲哚乙酸氧化酶等,在催化氧化還原反應方面起著(zhù)重要作用;
●是葉綠體蛋白-質(zhì)體藍素的組成分,參與植物的光合作用;
●參與蛋白質(zhì)和碳水化合物合成。
(2)、缺銅癥狀:
●典型癥狀是禾谷類(lèi)作物分蘗增多,植株叢生,葉尖發(fā)白,葉片卷曲或扭曲,不能結實(shí),稱(chēng)之為“白瘟病”或“耕作病”;
●果樹(shù)缺銅,葉片失綠,頂梢枯死,果實(shí)小,果肉變硬,稱(chēng)之為“頂枯病”。
 
 
(3)、銅中毒癥狀:
●新根生長(cháng)受抑制,伸長(cháng)受阻而畸形,支根少,嚴重時(shí)根尖枯死;
●銅過(guò)量會(huì )導致缺鐵而出現葉片黃化。
11.鋅(Zn):
(1)、生理功能
●參與生長(cháng)素(吲哚乙酸)的合成,吲哚乙酸對分生組織的生長(cháng)起重要作用;
●是植物體內多種酶的組成成分,如谷氨酸脫氫酶、蘋(píng)果酸脫氫酶、磷脂酶等在植物體內物質(zhì)水解、氧化還原過(guò)程和蛋白質(zhì)合成中起作用;
●是碳酸酐酶的組成分,碳酸酐酶存在于葉綠體中,在光合作用和碳水化合物的形成中起重要作用。
●增強作物的耐寒性、耐熱性、耐旱性、抗鹽性;
●促進(jìn)作物生長(cháng)發(fā)育,改變籽實(shí)與莖稈的比例,增加作物的經(jīng)濟產(chǎn)量,提高作物品質(zhì)
(2)、缺鋅癥狀:
● 鋅在植株中有移動(dòng)性,多表現在幼嫩器官,作物缺鋅多表現為:生長(cháng)延緩,植株矮小,葉片失綠,有灰綠或黃白斑點(diǎn),葉小呈簇生狀,根系不發(fā)達。
 
 
 
(3)、鋅中毒癥狀:
●植株幼嫩部分或頂端失綠,呈淡綠或灰白色,葉尖有水浸狀小點(diǎn);
●莖、葉柄、葉片的下表面出現紅紫色或紅褐色斑點(diǎn);
●根系生長(cháng)受阻。
12.鉬(Mo):
(1)、生理功能
●是固氮酶中鐵鉬蛋白的重要組成成分,在生物固氮中具有重要作用;
●是硝酸還原酶的組成成分,參與硝酸還原過(guò)程;
●參與磷酸代謝,促進(jìn)無(wú)機磷向有機磷轉化;
●促進(jìn)植物體內維生素C的合成;
●增強植物抵抗病毒病的能力,如:使煙草對花葉病具有免疫性,使患有萎縮病的桑樹(shù)恢復健康。
(2)、缺鉬癥狀:
●缺鉬往往先在中部和較老葉片上呈現黃綠色;葉片邊緣枯焦卷曲成環(huán)狀、杯狀,葉子變小,葉面帶有壞死斑點(diǎn)(由于硝酸鹽積累所致)。
●作物不同癥狀也不同,花椰菜(十字花科)缺鉬,葉層不能形成,葉子幾乎喪失葉肉,只有葉肋,稱(chēng)之為“尾鞭病”;棉花缺鉬,枝尖葉脈失綠,蕾鈴脫落嚴重;小麥缺鉬,葉片失綠,灌漿差,成熟晚,籽粒秕;柑橘缺鉬,葉脈間失綠變黃或出現黃斑,葉緣卷曲、萎蔫枯死,稱(chēng)為柑橘“黃斑病”。

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