植物必需元素的生理作用2013.08.29.docx

植物必需元素的生理作用根据必需元素在植物体内的移动性，必需元素可分为两类，可移动的，如N、P、K、Mg、Zn、B、Mo，这些元素在植物体内可被再利用，当植物缺乏这些元素时，这些元素从老的部位转移到幼嫩部位，因此缺素症状表现在老叶上。难移动的元素，包括Ca、S、Fe、Mn、Cu，这些元素被利用后，很难移动，当植物缺乏这些元素时，新生的组织由于缺乏这些元素，首先表现出缺素症状。 1氮（N）：氮占植物干重13%。植物吸收的氮以无机氮为主（硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐），有时也吸收简单的有机氮，如尿素和氨基酸等。 氮在植物生命活动具有重要的作用，因为它是许多化合物的组分；（1）遗传物质核酸；（2）生物催化剂酶；（3）酶活性调节物质维生素，辅基，辅酶，激素；（4）细胞膜的骨架磷脂；（5）光受体叶绿素，（6）能量载体ADP,ATP等；（7） 缺氮时，较老的叶片先退绿变黄，有时在茎，叶柄或老叶上出现紫色。严重缺氮时，叶片脱落，植株矮小。 氮素在体内的代谢特点是可以移动，可再利用，（当植株）缺氮时，老叶中的氮素转移到新生组织，满足组织对氮素的需要，因此，缺氮症状首先表现在老叶上（老叶退绿变黄）。 氮是构成蛋白质的主要成分。植物细胞的细胞质、细胞核和酶的构成都离不开蛋白质。除了蛋白质以外，作为遗传物质的核酸以及构成生物膜的磷脂也都含有氮。同时，氮又是几种具有重要生理功能物质的成分，例如参与光合作用的叶绿素，参与生长发育调控的植物激素吲哚乙酸、细胞分裂素等。由此可见，氮在植物生命活动中，占有首要地位，被称为生命元素。当植株缺氮时，蛋白质等含氮物质的合成过程明显下降，细胞分裂和伸长受到限制，叶绿素含量降低。从而导致植株矮小瘦弱、叶小色淡。由于氮在植物体内可以再度利用，在缺氮时，幼叶从老叶吸收氮素，所以表现出老叶容易变黄干枯。植物体内的氮如果过量，大量的碳水化合物就会用于合成蛋白质和叶绿素等物质，这就会使细胞壁中的纤维素、果胶质大量减少。于是细胞大而壁薄。易遭病虫侵害。同时茎部机械组织不发达，容易倒伏。2磷（P）磷在植物生命活动中也起着非常重要的作用。植物主要以H2PO-4的形式吸收磷。在低PH值下，以吸收H2PO-4为主，在高PH值下以吸收HPO2-为主。 磷也是许多重要化合物的组分：（1）遗传物质核酸；（2）膜的骨架磷脂；（3）酶活性调节者磷酸辅基，辅酶（FAD,NAD,FMN,NADP等）和维生素等；（4）能量载体ATP,ADP等；（5）调节PH值。 缺磷的症状：叶片暗绿，茎叶出现红紫色。磷在植物体内的代谢特点是可以移动，可再利用，所以缺磷症状首先表现在老叶上。 3. 钾（K）钾也是植物体内的重要元素，是体内必需元素中唯一的一价金属离子，在体内呈离子态。钾在体内的主要作用是调节作用：（1）调节气孔开闭；（2）调节根系吸水和水分向上运输（根压）；（3）渗透调节；（4）调节酶活性许多酶的活化剂，如谷胱甘肽合成酶，琥珀酸CoA合成酶，淀粉合成酶，琥珀酸脱氢酶，果糖激酶，丙酮酸激酶等60多种酶；（5）平衡电性：在氧化磷酸化中，K+与Ca2+做为H+的对应离子平衡H+荷，在光合磷酸化中，K+与Mg2+做为H+的对应离子，平衡H+的电荷；（6）调节物质运输（韧皮部含有大量的K+）。 钾的缺素症状：叶尖与叶缘先枯萎，逐渐呈烧焦状。另一个主要症状：钾在体内是可移动的，可再利用，缺钾症状首先出现在老叶上。钾与氮、磷、硫不同，它在植物体内并不参与有机物的组成，而主要是以离子状态存在着。钾是代谢过程中多种酶的活化剂；植物体内碳水化合物的形成和运输离不开钾；钾与蛋白质代谢的关系也很密切，能促进蛋白质的形成；钾还能增加原生质的水合程度，降低粘性，增强细胞的保水能力和维持细胞一定的紧张度。缺钾时，叶片呈现赤褐色斑点，叶缘和叶尖部分焦枯坏死，有时叶片卷曲皱缩。钾和氮一样，在植物体可以再度利用，缺钾时，幼叶可向老叶吸收钾。所以缺钾的病症首先表现在下部老叶上。此外，缺钾时，茎的节间缩短，茎秆柔弱容易倒伏。4硫（S） 植物主要以SO42-形式吸收硫。硫是许多重要化合物的组分：（1）蛋白质（含硫氨基酸，半胱氨酸，蛋氨酸）；（2）膜的组分硫脂；（3）电子传递体的组分Fd，Fe-s；（4）维生素（硫胺素Vb1，泛酸VB3）。 缺硫的主要症状：植株矮小，叶片而黄，易脱落。硫在体内难移动，因此缺硫症状首先表现在新叶上。 5钙（Ca） 植物离子形式（Ca2+）吸收钙。钙的主要生理作用有：（1）化合物组分果胶酸钙；（2）结构组分膜，染色体；（3）酶的活化剂ATP水解酶，琥珀酸脱氢酶；（4）第二信使细胞内信息的重要传递者单独或与CaM一起调节许多酶的活性；（5）平衡电性：与K+一起平衡H+（线粒体）。 缺Ca症状：生长点坏死，植株呈簇生状，叶尖与叶缘变黄，枯焦坏死。Ca在体内不易移动，缺Ca+症状首先表现在叶片上。 6镁（Mg） 镁的主要生理作用：（1）叶绿素的组分；（2）在光合磷酸化中作为H+的对应离子，平衡电性；（3）酶的活化剂-Rubisco，PEPCase等；（4）调节蛋白质合成（促进核糖体大小亚基结合）。 缺镁症状：叶脉间缺绿，有时呈红紫色，镁可在体内移动，缺镁症状首先表现在老叶上。镁是叶绿素的必要成分。缺镁时，叶绿素的形成受到阻碍，光合作用的功能也会受到阻碍。镁还是许多酶的活化剂，由镁所活化的酶不下几十种。镁还能促进核糖体亚单位之间的结合，从而保持核糖体结构的稳定，保证蛋白质的合成。镁在植物体内能再度利用，能向新生组织转移，因此缺镁时，首先表现在下部老叶上叶片先失绿，然后逐渐枯死。7铁（Fe） 植物主要以Fe2+螯合物的形式吸收铁。铁的主要性质是化合价可变，Fe2+/Fe3+，因此铁作为电子传递体而起作用。（1）酶的组分-CAT,POD,抗氰氧化酶，细胞色素氧化酶；（2）电子传递体的组分，Fd,F-S,Cyt等；（3）酶活性的调节者-叶绿素合成的必需因子。 缺Fe症状：叶脉间缺绿，严重时整个叶片变为黄白色，铁在体内不易移动，缺Fe症状首先表现在老旪上。 8铜 ：植物以Cu2+形式吸收铜。铜的主要性质是可进行化合价变化，Cu2+/Cu+。它的主要作用是作为氧化还原反应的电子传递体。（1）酶的组分SOD抗坏血酸氧化酶，多酚氧化酶，细胞色素氧化酶；（2）电子传递组分PC。 缺铜的症状：叶尖变白坏死，然后沿叶脉向叶基部发展，叶片易脱落。铜在体内不易移动，缺铜症状首先表现在老叶上。 9锌 ：锌的主要生理作用：酶的组分，如色氨酸合成酶，碳酸酐酶。 缺锌症状：叶脉间缺绿，玉米出现花叶病，果树易得小叶病，生长素合成受阻，老叶先出现症状。 10锰（Mn）：锰的生理作用：（1）放氧复合体组分；（2）酶的活化剂，如转磷酸基酶（已糖激酶），脱氢酶（a-酮戊二酸脱氢酶），硝酸还原酶，二肽酶；（3）叶绿素生物合成的必需因子。 缺锰症状：先是叶脉间缺绿，然后出现坏死斑点。症状先出现在新叶上（不易移动）。 11硼的主要作用：（1）与生殖器官形成有关，缺硼时花粉母细胞四