植物必需营养元素生理功能及缺乏症状

(1)碳、氢、氧碳、氢、氧三种元素在植物体内含量量多，占植物干重的90%以上，是植物有机体的主要组成，它们以各种碳水化合物，如纤维素、半纤维素和果胶质等形式存在，是细胞壁的组成物质。它们还可以构成植物体内的活性物质，如某些纤维素和植物激素。它们也是糖、脂肪、酸类化合物的组成成份。此外，氢和氧在植物体内生物氧化还原过程中也起到很主要的作用。由于碳、氢、氧主要来自空气中的二氧化碳和水，因此一般不考虑肥料的施用问题。但塑料大棚和温室要考虑施用CO2肥，但需注意CO2的浓度应控制在0.1%以下为好。(2)氮氮是植物体内许多重要有机化合物的成份，在多方面影响着植物的代谢过程和生长发育。氮是蛋白质的主要成份，是植物细胞原生质组成中的基本物质，也是植物生命活动的基础。没有氮就没有生命现象。氮是叶绿素的组成成份，又是核酸的组成成份，植物体内各种生物酶也含有氮。此外，氮还是一些维生素(如维生素B1、B2、B6等)和生物碱(如烟碱、茶碱)的成份。(3)磷磷是植物体内许多有机化合物的组成成份，又以多种方式参与植物体内的各种代谢过程，在植物生长发育中起着重要的作用。磷是核酸的主要组成部分，核酸存在于细胞核和原生质中，在植物生长发育和代谢过程都极为重要，是细胞分裂和根系生长不可缺少的。磷是磷脂的组成元素，是生物膜的重要组成部分。磷还是其他重要磷化合物的组成成份，如腺三磷(ATP)，各种脱氢酶、氨基转移酶等。磷具有提高植物的抗逆性和适应外界环境条件的能力。(4)钾钾不是植物体内有机化合物的成份，主要呈离子状态存在于植物细胞液中。它是多种酶的活化剂，在代谢过程中起着重要作用，不仅可促进光合作用，还可以促进氮代谢，提高植物对氮的吸收和利用。钾调节细胞的渗透压，调节植物生长和经济用水，增强植物的抗不良因素(旱、寒、病害、盐碱、倒伏)的能力。钾还可以改善农产品品质。(5)钙、镁、硫钙能稳定生物膜结构，保持细胞完整性，在植物离子选择性吸收、生长、衰老、信息传递以及植物抗逆性方面有重要作用。镁是叶绿素的组成成份，叶绿素a和叶绿素b中都含有镁，对植物的光合作用、碳水化合物的代谢和呼吸作用具有重要意义。硫是构成蛋白质和酶的不可缺少的成份。(6)微量元素铁：是合成叶绿素所必需的，与光合作用有密切的关系。硼能促进碳水化合物的正常运转，促进生殖器官的形成和发育，促进细胞分裂和细胞伸长，提高豆科植物的固氮能力。锰：在植物体内的作用主要是通过对酶活性的影响来实现的，所以锰又叫催化元素。铜：是植物体内许多氧化酶的成份，或是某些酶的活化剂，参与许多氧化还原反应，它还参与光合作用，影响氮的代谢，促进花器官的发育。锌是某些酶的成分或活化剂，锌：通过酶的作用对植物碳、氮代谢产生广泛的影响并参与光合作用，参与生长素的合成，促进生殖器官发育和提高抗逆性。钼：是固氮酶和硝酸还原酶的成份，氮代谢和豆科植物共生固氮都少不了钼，钼还能促进光合作用。氯：参与植物光合作用，调节气孔的开闭，增强作物对某些病害的抑制能力。镍：元素被确认为必需营养元素时间不长，很多人还很陌生，下面我们一起学习一下镍元素的常识。（1）、植物体内镍的含量与分布植物体内镍的含量一般在0.05-5.0ug/g之间，根据植物对镍的累积程度不同，可分为两类：第一类为镍超累积型，主要是野生植物,镍含量超过1000mg/kg；第二类为镍积累型，其中包括野生的和栽培的植物，紫草科、十字花科、豆科和石竹科。（2）、植物吸收镍的形态：植物主要吸收离子态镍(Ni2+)，其次吸收络合态镍如Ni-EDTA和Ni-DTPA）。植物体内镍的运输较为迅速。在木质部中镍可与有机酸或多种肽形成螯合物。（3）、镍的营养功能①有利于种子发芽和幼苗生长②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③镍的生理功能在豆科植物氮代谢中有重要功能。低浓度的镍可促进紫花苜蓿叶片中过氧化物酶和抗坏血酸氧化酶的活性，达到促进有害微生物分泌毒素降解，从而增强作物的抗病能力。豆科植物和葫芦科植物对镍的需求最为明显，这些植物的氮代谢中都有脲酶参加。（4）、镍中毒过量的镍对植物也有毒，且症状多变，生长迟缓，叶片失绿、变形；有斑点、条纹，果实变小、着色早等。镍中毒表现的失绿症可能是由于诱发缺铁和缺锌所致。（5）、缺镍引起的疾病镍有可能是胰岛素分子中的一个成分，相当于胰岛素的辅酶。镍在维持大分子结构稳定性、膜稳定性和细胞的超微结构方面有重要作用，据有关资料报道，镍对增强胰岛素分泌，有降低血糖作用，并可刺激造血功能，镍作为神经镇静剂治疗头痛、神经痛和失眠。硅是稻、麦、甘蔗等禾本科植物所必需的，对番茄、黄瓜、菜豆、草莓等也有一定作用。缺硅会使植物生殖生长期的受精能力减弱，降低果实数和果重。归纳植物必须营养元素的功能(1)构成植物体的结构、生活和贮藏物质构成这些物质的营养元素主要有碳、氢、氧、氮、磷、钙、镁、硫等。植物体的结构物质包括纤维素、半纤维素、木质素及果胶质等物质；生活物质有氨基酸、蛋白质、核酸、叶绿素、酶及辅酶等；贮藏物质有脂肪、淀粉、植素等。(2)在植物新陈代谢中起催化作用植物体内，酶是生化作用和代谢过程中的生物催化剂，在酶的催化过程中需要某些元素作为活化剂，使之活化；也有不少必需营养元素本身就是酶的组分，如磷是氮素代谢过程中硝酸还原酶等一些重要酶的组成成分。(3)其他特殊功能在植物体内，参与植物的转化和运输、信号传递、渗透调节、生殖、运动等，如钾对植物体内碳水化合物的转化和运输、植物细胞水势的调节有重要作用。（五）植物缺素症状（PPT）1缺氮缺氮时，作物蛋白质、叶绿素、生物碱合成受到抑制，使作物生长减缓，叶片细小直立，叶色淡绿，植株生长矮小，茎秆细长，分枝分蘖少，花果少且容易脱落，植株提前成熟。因氮素化合物在植株体内移动性大，并可重复利用，有从老叶向新叶流动的特性，所以缺氮时先从老叶开始。某些作物如番茄、架豆表现症状为叶脉和叶柄上呈现深紫色，苹果缺氮时，老叶枯黄或变紫，叶脉和叶柄呈现红色，叶片提早脱落。氮素过多时易促进植株体内蛋白质和叶绿素大量形成，造成茎叶徒长，影响通风透光，茎秆软弱，抗病虫抗倒伏能力差延迟成熟，品质变差。2缺磷作物缺磷时，各种代谢受到抑制，植株生长迟缓，根系不发达，籽实细小，叶色暗绿，缺乏光泽。禾谷类作物分蘖延迟或不分蘖，延迟抽穗、开花和成熟，穗粒少而不饱满，玉米果穗秃顶，果树和棉花落花、落蕾，马铃薯块变小。磷素过多时，增强作物的呼吸作用，使禾谷类作物无效分蘖、秕粒增加，生殖器官过早发育，引起植株早衰，并降低对硅、锌、铁、镁等元素吸收，表现失绿症状。3缺钾作物缺钾时，一般是老叶和叶缘先发黄，严重时焦枯似灼烧状，但叶脉为绿色。叶片上出现褐色斑点，茎细弱，结实性差，籽粒不饱满，十字花科和豆科及棉花等叶片脉间失绿，呈花斑叶，植株早衰。果树缺钾时，叶缘变黄，果实小，着色不良，品质下降。小麦易倒伏，抗旱、抗寒性降低。钾过剩时，会抑制镁、钙的吸收。4缺钙缺钙时，植株生长受阻，节间短，组织柔软，顶芽、侧芽、根尖易腐烂，幼叶卷曲畸形，从叶缘开始变黄坏死，果实发育不良，如白菜、甘蓝出现叶焦病，番茄、辣椒、西瓜等从幼果开始易发生脐腐病，苹果易患苦豆病或水心病，豆科作物空、秕粒增加。5缺硼缺硼时作物顶端停止生长，叶色暗绿，根系不发达，植株矮化，茎及叶柄易开裂，花发育不全，蕾、花易脱落。如大豆芽枯病，小麦、油菜花而不实，苹果缩果病，芹菜茎裂病等。同时作物顶端停止生长，常导致侧根侧芽大量发生形成簇生。6缺锌植株表现叶小簇生，矮化，生长缓慢，中下部叶片失绿，叶脉两侧易出现不规则的棕色斑点和黄绿相间的条纹。玉米早期出现白芽，后期果穗缺粒秃尖，果树叶片呈莲座状或簇状，并明显窄小，称小叶病，以苹果、桃、葡萄等最明显。7缺铜多数植株顶端停止生长或出现顶枯，叶片生长慢并呈蓝绿色。禾本科作物表现叶片尖端失绿、干枯和卷曲，分蘖多但抽穗少，且形不成饱满籽粒。果树常发生顶枯病，顶部枝条弯曲下垂，形成斑块和瘤状物，树皮粗糙出现裂纹，有时分泌棕色树胶。8缺铁植株缺铁影响叶绿素的合成，引起失绿。明显症状是首先新叶脉间失绿，随后整个叶片为黄白色，因铁移动性小，所以下部叶片仍保持绿色。果树有时新梢顶叶脱落后形成枯梢。9缺镁植株矮小，叶片脉间失绿，随发展失绿部分转变为黄色或白色，叶脉仍为绿色。这是与缺铁、氮、锌等元素症状的主要区别。在作物中镁是较易移动的元素，故症状在老叶特别是老叶尖先出现。果树缺镁时果实小，严重时不能发育。10缺钼缺钼症状一般发生在豆科、十字花科植物上，首先中部和较老叶片上出现黄绿色症状，叶子边缘向上卷曲，叶子变小，因硝酸盐积累叶片出现坏死斑点。花椰菜等缺钼严重时，易发生尾鞭病，叶层不能形成，叶肉几乎丧失。