植物有益营养元素的作用
百科
2024-12-05 09:02
广西
植物的有益营养元素分硅，钠，钴，硒，镍，铝6种。它们与植物生长发育关系有2种：参与某些植物种群中特定生物反应；某些植物在特定环境中生存所必需。硅在单子叶植物中积累较多，是双子叶植物含量的10-20倍。含硅量较高的是莎草科中的一些植物种和禾本科的湿生种，例如水稻和木贼。其次，是含硅量中等的植物，主要是旱地禾本科植物，例如甘蔗，燕麦，小麦，玉米，高粱等大部分禾本科作物和几种双子叶植物。最后是含硅量很低的豆科类植物和大部分双子叶植物。硅主要集中在木栓细胞外的表皮细胞壁，细胞间隙或导管中。硅参与细胞壁的组成，形成稳定性强，溶解度低的单，双，多硅酸复合物沉淀在木质部中，增强组织机械强度和稳定性，低于病虫害侵入。硅能提高谷类作物对粉霉病，小麦对蚊蝇，水稻对螟虫的抵抗能力。植物供硅充足时，叶片直立，植株受光姿态好，从而促进光合作用。根据植物对钠反应的不同，可以分为“喜钠”和“嫌钠”两种类型。喜钠植物有藜科，白花丹科，菊科，翟麦科植物。部分具有C4光合途径和景天酸代谢途径的植物，钠是必需的微量元素。钠对此类植物生长有明显刺激作用。在盐渍化土壤中，钠对植物也有一定的刺激作用。因为它能作为一种滲透调节物质调节植物滲透压，以适应高盐环境。某些植物供钾不足时，钠可以代替大部分钾的作用，对植物生长有明显刺激作用；但是钾不能代替钠在它们植物体内的作用。例如甜菜，萝卜，芜菁和许多C4植物（如玉米、甘蔗、高粱、苋菜等）。在甘蓝，棉花，豌豆，菠菜，亚麻，小麦等植物体内，钠可依代替小部分钾的作用，对植物生长有一定刺激作用。而在狗尾巴属，水稻，大麦，燕麦，番茄，马铃薯，黑麦草等植物体内，钠只能代替极少量钾，对这类植物生长无明显刺激作用。纳肥在农业生产上可运用到以下几个方面：用在喜钠作物上；用于有效钾和有效钠含量低的土壤；作物生长过程中出现短期干旱地区。植物含钴量因品种，土壤环境，自然环境等因素影响较大。豆科植物需要积累较多钴，禾本科植物含钴量较少。钴是钴胺素辅酶的金属组分，类似于铁红素中的铁。豆科类植物根瘤菌中有3个专性的酶系统，分别是甲硫氨酸合成酶，核糖核苷酸还原酶，甲基丙二酰辅酶A变位酶。这些酶的活性都要依赖于钴胺素。因此，如果豆科植物缺钴就会导致相应的生化作用受阻，蛋白质合成速率降低，细胞分裂受抑制，豆血红蛋白合成降低，最终导致固氮速率明显下降。钴还有稳定叶绿体膜上脂蛋白复合体的作用，豆科植物缺钴后会表现出叶片淡黄色。同时钴还有促进茎，芽，胚芽鞘伸长的作用。因为低浓度的钴可以抑制乙烯的形成，减少乙烯对生长素和细胞分裂素的作用，对植物生长有一定调控作用。根据植物积累镍的特点分为两类，一类为镍超积累植物，主要是野生植物；第二类是镍积累型，包括野生植物和栽培植物。低浓度的镍能刺激很多植物种子发芽和幼苗生长，例如小麦，豌豆，白羽扇豆，大豆，水稻等。种子萌发时，尿囊素是氮的代谢产物，需要镍参与这些代谢活动，促进种子萌发。镍对于使用尿素或代谢产生尿囊素的作物生长有促进作用。低浓度镍喷施马铃薯，葡萄，番茄，水稻均有促进生长作用。作用机理跟钴一样，都是抑制乙烯的形成。除此之外，微量镍还能增加植物光合速率，促进植物体内叶绿素，胡萝卜素等的合成，增加过氧化氢酶等多种酶的活性。镍作为许多酶的金属组分，是维持酶活性所必需的。脲酶的作用是催化尿素水解为氨和二氧化碳。豆科植物和葫芦科植物对于镍的需求最为明显，因为它们的代谢活动中都需要脲酶的参与。大豆和豇豆在固氮条件下，木质部运输的氮主要是尿素和酰脲；不固氮条件下，木质部运输的氮主要是酰胺，酰脲和氨基酸。镍能促进豆科植物的固氮作用。大多数粮食作物和食用植物的含硒量豆比较低。在食用植物中，含硒量大致趋势是油科作物>豆科>粮食>蔬菜>水果。其中低等植物蘑菇含硒量高。硒在植物体内有3种存在形式：以无机态硒形式存在，占全硒量的10%-15%；以含硒氨基酸等有机态硒形式存在；以发挥态硒形式存在，占全硒量的0.3%-7%；低浓度的硒可以不同程度上促进百合科，十字花科，豆科，禾本科等植物种子萌发和幼苗生长。其作用机理是增强了植物光合作用，提高叶片叶绿素含量和可溶性蛋白质的含量而促进植物生长。硒还可以强化谷胱甘肽过氧化物酶系统，强化植物的抗氧化作用。硒也是人类和动物必需的微量营养元素，缺硒会引起地方性的“克山病”，“大骨节病”。某些硒积累型植物富集硒或者缺硒地区合理使用硒肥来提高植物含硒量，来满足人类对硒的需求，达到增强免疫力和防癌的作用。但是过量的硒对植物也是有毒害作用，表现为生长受阻，植株矮小，叶片失绿，叶脉为粉色等症状，严重时导致产量下降。含铝量超过0.1%的植物称为绿累积型植物，包括全部苔藓植物，72%蕨类植物，30%被子植物和裸子植物。含铝量低于200mg/kg的植物为非铝积累型植物。铝对植物生长的有益作用属于次级反应，它在极低浓度下可以减少磷，铜的毒害，来达到刺激作物生长的作用，而不是直接作用于作物本身。过量的铝对植物的毒害作用首先表现在根系，造成根冠细胞的损伤，会抑制根尖分生组织细胞分裂，严重时细胞分裂停止；根系坏死。对于铝积累型植物例如茶树，绣球来说，铝可以改变它们的颜色。铝能使茶叶的绿色加深；使绣球的花色由粉红色转换成蓝色。
