镍元素对植物生长的作用

学术   2024-11-04 00:00   中国  

镍(Ni)属周期表中第八族元素,与铁、钴同族。近年已提出镍是动物的营养元素,但尚未证明高等植物生长发育必需有镍。仅发现微量镍对植物生长有一定的促进作用或在特定的氮素代谢状况下要有镍参与。由于镍能抑制一系列酶的活性,过量时对人与动物有毒害,故人们多将镍看作是一种环境污染物。

镍的有益生理作用

镍是脲酶的金属组分。这种酶由六个亚单位组成,每个亚单位中有两个镍原子。该酶将脲分解为氨与二氧化碳。对以尿素形式作为唯一供给氮源的植物或以酰脲在体内氮素代谢中起重要作用的植物(如一些豆科植物)。它们的生长要有一定的镍存在,施镍能促进生长。一些细菌与蓝藻生长也需有镍。镍能提高硝酸还原酶的活性,促进大麦淀粉酶的活性。镍与钴的原子量很相近,在化学、地球化学及生物化学性质上两者有密切的联系。

植物对镍的富集

植物较易从土壤中吸收镍。当植物组织中镍未达一定浓度时,吸镍量与土壤有效镍量往往呈正相关。土壤pH值升高、有机质量增加都会降低植物对镍的吸收。植物体内镍浓度一般不高,小于10毫克/千克干重。不同的植物种类对镍的富集与抗高镍能力大小较为悬殊,莛荠(Alyssum bactolonii)对镍的富集能力最强,其叶片灰分中含10%NiO,种子灰分中含9.24%的NiO;还有紫草科、十字花科、豆科、丁香等都具有强的富集镍与耐高镍能力,被称为镍富集植物。这些植物往往也能富集钴。植物体内有相当数量的镍是与有机酸络合。与有机阴离子的络合,可能是植物抗高镍毒害的机理之一。植物高镍中毒时的失绿症状可能与诱发缺铁、缺锌有关。单子叶植物如水稻、麦类中毒时还出现叶脉间失绿,严重的叶片坏死;也可使地上与地下部的生长均受阻变形,直至整株死亡。离子态镍对植物的毒性大于螯合态。

环境中镍的来源

地壳中镍的平均丰度约为80毫克/千克。火成岩中镍含量远高于酸性岩,超基性岩含镍最高,如蛇纹石中镍可达2000毫克/千克。土壤镍的自然本底值平均为40毫克/千克,不同母质发育的土壤含镍量相差很大,世界范围的平均值变化幅度一般可由1~100毫克/千克左右。盐基性火成岩与粘性土沉积岩发育的土壤含镍量为50~100毫克/千克;酸性火成岩、砂岩、石灰岩发育的土壤则小于50毫克/千克。受采矿、冶炼、合金制造等工业与大量石油与煤的燃烧所排放的含镍微尘的污染,土壤含镍量明显高于原有的背景值。

植物对于镍元素Nickel (Ni)的需求量非常小,大约为1.1 ppm。该元素也是在20世纪后期才被列为植物必需营养素其中之一。 这也说明镍元素对植物的作用,正在逐步被认识研究。以下是镍元素对植物生长的作用简单总结。

镍元素在植物氮代谢中很重要,因为它是脲酶的一个组成部分。没有镍元素,尿素转化是不可能完成的。尿素的转化能给植物提供充足的氮元素,促进植物根系,新梢的生长。同时促进了光合作用,植物有充足的能量来生长发育。

来源 智慧三农

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