电话:0731-83595998
导航

必需营养元素的生理功能及缺素症状

来源: 2017-08-13 00:03

 必需营养元素在作物体内的生理功能有3个方面:①作为细胞结构物质的组成成分;②作为作物生命活动的调节者,参与酶的活动;③起电化学作用,即离子浓度的平衡、胶体的稳定和电荷中和等。大量元素同时具备上述2~3个作用,大多数微量元素只有酶促功能。

1.氮
作物需要多种营养元素,而氮素尤为重要。从世界范围看,在所有必需营养元素中,氮是限制作物生长和形成产量的首要因素。一般作物含氮量占作物干物质重的o.3%~5%。豆科作物含有丰富的蛋白质,含氮量也高。按干重计,大豆植株含氮2.49%,紫云英植株含氮2.25%。禾本科作物一般含氮量较少,大多在1%左右。
氮是作物体内许多重要有机化合物的组分,例如,蛋白质、核酸、叶绿素、酶、维生素、生物碱和一些激素等都含有氮素。    
作物氮素营养充足时,植株叶片大而鲜绿,光合作用旺盛,叶片功能期延长,分枝(分蘖)多,营养体健壮,产量高。    
作物氮素缺乏时,缺乏症首先在下部叶片上发生,开始是绿色减退,生长减缓,植株矮小。继而下部叶变成柠檬黄或橘黄色,叶片焦枯,并逐渐脱落。
从作物幼苗到成熟期的任何生长阶段里都可能出现氮素的缺乏症状。
苗期缺氮,由于细胞分裂减慢,苗期植株生长受阻而显得矮小、瘦弱i叶片薄而小。禾本科作物表现为分蘖少,茎秆细长;双子叶作物则表现为分枝少。后期若继续缺氮,禾本科作物则表现为穗短小,穗粒数少,子粒不饱满,并易出现早衰而导致产量下降。
作物缺氮不仅影响产量,而且使产品品质也明显下降。供氮不足致使作物产品中的蛋白质含量减少,维生素和必需氨基酸的含量也相应地减少。
2.磷
作物体的含磷量相差很大,为干物重的o.2%~1.1%,而大多数作物的含量在0.3%~O.4%,其中大部分是有机态磷,约占全磷量的85%,而无机态磷仅占15%左右。油料作物含磷量高于豆科作物,豆科作物高于谷类作物;生育前期的幼苗含磷量高于后期老熟的秸秆;幼嫩器官中的含磷量高于衰老器官,繁殖器官高于营养器官,种子高于叶片,叶片高于根系,根系高于茎秆等。
磷的营养生理功能主要表现在它是大分子物质的结构组分,又是多种重要化合物(如核酸、磷脂、核苷酸)的组分,同时积极参与体内的碳水化合物代谢、氮素代谢、脂肪代谢等,磷也能提高作物抗逆性和适应能力。
当作物体内磷素缺乏时,首先在老叶上出现缺磷的症状。植株缺磷初期,下部叶片呈反常暗绿色或呈紫红色,叶狭长而直立,继而植株矮小,呈簇生状态。缺磷作物根系不发达,影响地上部分生长。
3.钾
许多作物吸收钾的数量都很大,它在作物体内的含量仅次于氮。一般作物体内的含钾量(K2O)占干物重的o.3%~5.5%,有些作物含钾量比氮高。通常,含淀粉、糖等碳水化合物较多的作物含钾量较高。谷类作物种子中钾的含量较低,茎秆中钾的含量则较高。薯类作物的块根、块茎的含钾量也比较高。钾在作物体内不形成稳定的化合物,而呈离子状态存在。至今尚未在作物体内发现任何含钾的有机化合物。
钾的营养生理功能为促进光合作用,提高coz的同化率,促进蛋白质合成,影响细胞渗透调节作用,影响作物的气孔运动与渗透压、压力势,激活酶的活性,增强作物的抗逆性。此外,钾营养对作物品质有重要影响。
一旦作物缺钾,下部叶的尖端及边缘便出现典型的缺绿斑点,斑点的中心部分随即死去;这些斑点逐渐扩大,并且干枯,变为棕色;叶片中心部分的绿色变深,枯死的组织往往脱落,以至叶片出现残缺。在叶片枯死斑点出现以前,叶片向下卷曲,作物前期缺钾时,生长缓慢的情况不马上表现出来,而大多是在生长旺盛的中期表现出来。
4.钙
高等植物对钙的需要量大,钙在叶片中大量存在。其正常浓度范围为o.2%~1.o%。钙对细胞膜构成和渗透性起重要作用。钙参与第二信使传递,在细胞伸长和分裂方面起重要作用。
作物缺钙时,症状首先发生在幼叶上,叶色变淡绿色,然后顶芽幼叶的尖端向下弯卷,接着幼叶的尖端及边缘枯腐,叶形残缺不整。而较老的叶片可仍保持正常状态。
缺钙时,作物生长受阻,节间较短,因而一般较正常生长的植株矮小,而且组织柔软。缺钙植株的顶芽、侧芽、根尖等分生组织首先出现缺素症,易腐烂死亡,幼叶卷曲畸形,叶缘开始变黄并逐渐坏死。
5.镁
作物体中的镁的浓度一般为o.1%~o.4%。镁是叶绿素分子中仅有的矿质组分,也是核糖体的结构组分,参与同磷酸盐反应功能团有关的转移反应。作物缺镁时,症状在下部叶片上首先发生。根据缺乏的程度,叶片绿色可减退至白色,而叶脉及其紧邻部分仍保持正常的绿色,绿色减退由尖端及边缘开始向叶基及中心扩展,失绿症状与正常组织的深绿色相比非常明显,而氮、硫缺乏造成的失绿没有这么显著。作物在镁素极度缺乏的情况下,下部的叶片颜色几乎变成白色,但仍极少干枯或产生枯死的斑点。作物缺镁后根系生长数量明显减少。
6.硫
作物根系几乎只吸收硫酸根离子(S()i一)。低浓度气态SOz可被作物叶片吸收并在植株体内利用,但高浓度气态硫有毒害作用。植株中硫浓度一般介于o.1%~o.4%之问。在小麦、玉米、菜豆和马铃薯等作物中硫与磷含量相同或略低,但在苜蓿、甘蓝和萝h中含硫量甚大。
在作物生长和代谢中硫有多种重要功能,胱氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸等含硫氨基酸需要硫。蛋白质或多肽中硫的主要功能是在多肽链中形成二硫键。合成辅酶A、硫胺素(即维生素B1)和谷胱甘肽也需要硫,硫还是其他含硫物质的组分,作物合成叶绿素也需要硫。
作物缺硫会使整个植株变成淡绿色,幼叶较老叶的颜色更为浅淡。下部老叶的缺乏症不像缺氮那样发生焦枯现象,据此可与氮素缺乏症状区别。硫素缺乏后,作物生长可能有些缓慢,叶尖常常向下卷缩,叶面上会发生一些突起的泡点。硫素缺乏大多发生在作物的生长早期,特别是在干旱的季节易发生。
7.硼
硼在单子叶植物和双子叶植物中的浓度通常分别为6~18 mg/妇和20~60 mg/k。大多数作物成熟叶片组织中硼水平在20 mg/kg以上就足够了。硼在作物分生组织的发育和生长中起重要作用,尤其在分生组织新细胞的发育,花粉管的稳定性和花粉的萌动及其生长、正常授粉、坐果和结子,糖类、淀粉、氮和磷转运,氨基酸和蛋白质合成,豆科植物结瘤,调节碳水化合物代谢等方面起重要作用。
硼在作物生长中起重要作用,一旦缺乏,植株便出现新的嫩叶基部退淡,然后叶片在基部折断,有的第二次再生,有清楚的折印。缺硼严重时,茎尖生长点生长受抑制坏死或畸形扭曲,嫩叶芽未开展时就从基部坏死,生长停滞。叶片生长受阻,根系明显瘦小。生殖器官发育受阻,结实率低,果实小、畸形,缺硼导致种子和果实减产,严重时有可能绝收。我国油菜产区发生的“花而不实”与植株缺硼有关。
8.铁
作物中铁的正常范围一般是50~250 mg/kg。通常铁的含量在50mg/kg(以干物质计)或以下时可能出现缺铁症。铁既作为结构组分,又充当酶促反应的辅助因素。
作物缺铁时,下部叶色绿,渐次向上退淡,新叶全部黄化或脉间黄化,老叶仍保持绿色。缺铁的玉米其新生叶片黄化,中部叶片叶脉间失绿,呈清晰的条纹伏,但是下部叶片仍保持绿色。缺铁的油菜,新生叶片脉问失绿黄化,老叶仍保持绿色。
9.锰
锰在植株中的正常浓度一般为20~500 mg/kg。通常植株地上部锰的水平在15~25 mg/kg时则表现缺锰。锰参与光合作用,特别是氧释放;也参与氧化还原过程、脱羧和水解反应。在许多磷酸化反应和功能团转移反应中锰能代替镁。在大多数酶系统中镁与锰同样有效地促进酶转变。  
作物缺锰时,症状首先在幼叶出现,叶色失绿,但叶脉及叶脉附近仍保持绿色,叶片外观呈绿色纱嗍状,状似缺镁,但缺镁百先发生在r邵叶。缺锰便植株矮化,颜色淡绿,组织坏死。    
在田间条件下,明显的锰缺乏症状不易见到。可能与锰缺乏常与土壤碱性有关,而在这种土壤上,有利于作物根黑腐病的发生,当作物感染了根黑腐病后,同时也隐蔽了锰素缺乏的病症。
10.铜
铜在作物组织中的正常浓度为5~20 mg/kg。若以作物干物质的量计,降到4 mg/kg水平以下时可能表现缺乏。铜参与以下酶系统或代谢过程:氧化酶(包括酪氨酸酶、虫漆酶和抗坏血酸氧化酶)、细胞色素氧化酶的末端氧化作用、质体蓝素介导的光合电子传递。
作物在铜素不足时,下部叶片首先出现枯死斑,继而整个植株生育不良,植株显暗绿色,缺铜严重时,上部叶片膨压消失,花序以下的茎弯曲,出现似永久萎蔫症状。缺铜常有一个明显的特征,即某些作物花的颜色发生退色现象,如蚕豆缺铜时,花的颜色由原来的深红褐色变为白色。
11.锌
锌在作物干物质中的正常含量为25~150 mg/kg,低于20 mg/妇则缺锌,叶片中锌水平超过400 mg/kg发生毒害。锌在作物体内参与多种酶活动,但不能肯定其中锌究竟是功能性、结构性还是调节性辅助因子。锌参与以下酶系统或代谢过程:生长素代谢、色氨酸合成酶、色胺代谢、脱氢酶、磷酸二酯酶、碳酸酐酶(存在于叶绿体中)、过氧化物歧化酶、促进合成细胞色素c、稳定核糖体。
作物缺锌时,下部叶片缺绿,出现不规则的枯斑,植株生长缓慢,节间短,植株失绿。生长受抑制,尤其是节间生长严重受阻,并表现出叶片的脉问失绿或白化症状。
12.钼
一般作物干物质中钼含量低于1 mg/kg,缺钼植株中通常低于o.2 rng/kg。因土壤溶液中含Mooi极少,所以植株中钼浓度一般很低。钼是硝酸还原酶的必需组分。植株中大多数钼都集中于这种酶中,这种酶为水溶性钼黄蛋白,存在于叶绿体被膜中。钼是固氮酶结构组分。已观察到豆科作物根瘤中10倍于其在叶片中的钼浓度。钼在作物对铁的吸收和运输中起着不可替代的作用。
缺钼的作物下部叶片缺绿、边缘由黄到白色,伴随坏死斑点,叶片皱缩有波浪状,根系弱。缺钼还有可能引起早花。缺钼的共同特征是植株矮小,生长缓慢,叶片失绿,且有大小不一的黄色或橙黄色斑点,有时叶片扭曲呈杯状,老叶变厚、焦枯,以至死亡。
13.氯
直到20世纪50年代,氯元素才被证实为作物生长所必需。一般认为,作物需氯几乎与需硫一样多。氯的生理作用主要表现在参与光合作用、调节气孔运动、激活H+泵和ATP酶、抑制病害发生等方面。
作物缺氯时,叶片会出现失绿、凋萎。在大田中很少发现作物缺氯症状,因为即使土壤供氯不足,作物还可从雨水、灌溉水,甚至从大气中得到补充。实际上,氯过多倒是生产上的一个问题。
14.镍  
相对于其他必需营养元素而言,镍是最晚(1987年,BrownP.H.等)被提出是作物必需元素的。镍的主要生理功能是刺激种子发芽和幼苗生长,催化尿素降解。镍是脲酶的金属辅基,脲酶是催化尿素水解为氨和二氧化碳的酶。
作物缺镍时叶尖积累较多的脲,出现坏死现象。

编辑推荐:

下载Word文档

温馨提示:因考试政策、内容不断变化与调整,长理培训网站提供的以上信息仅供参考,如有异议,请考生以权威部门公布的内容为准! (责任编辑:长理培训)

网络课程 新人注册送三重礼

已有 22658 名学员学习以下课程通过考试

网友评论(共0条评论)

请自觉遵守互联网相关政策法规,评论内容只代表网友观点!

最新评论

点击加载更多评论>>

精品课程

更多
10781人学习

免费试听更多

相关推荐
图书更多+
  • 电网书籍
  • 财会书籍
  • 其它工学书籍
拼团课程更多+
  • 电气拼团课程
  • 财会拼团课程
  • 其它工学拼团
热门排行

长理培训客户端 资讯,试题,视频一手掌握

去 App Store 免费下载 iOS 客户端