植物中的各种元素是怎么来的(植物必需元素之配合元素)

氯是一种比较特殊的矿质营养元素,它普遍存在于自然界,在8种必需的微量元素中,植物对氯的需要量最多。许多植物体内氯的含量很高,含氯10%的植物并不少见。大多数作物的生长过程中无明显的缺氯症状,然而氯对许多作物有生长效应。实践证明,某些作物施用氯化钾的产量常优于施硫酸钾。

植物中的各种元素是怎么来的(植物必需元素之配合元素)(1)

在植物体中,氯以离子(cl-)态存在,移动性很强。大多数植物吸收cl-的速度很快,而且数量也不少。植物吸收cl-的速度主要取决于介质中氯的浓度。植物吸收cl-受代谢的影响,其中对温度的变化和代谢抑制剂尤为敏感,植物对氯的吸收属逆化学梯度的主动吸收过程。由于光合磷酸化作用中所形成的ATP可提供主动吸收所需的能量,所以光照有利于氯的吸收。

氯易于透过质膜而进入植物组织。但是,当介质中氯离子浓度很高时,液泡膜将变成渗透的屏障,阻止氯离子进入液泡,保护植物免遭损害。因此,植物吸收的大量氯离子只能积聚在细胞质中。植物体内氯离子的移动与蒸腾作用有关,蒸腾量小的器官含氯量极低(如小麦穗部)。

氯的分布特点是:茎叶中多,子粒中少。

氯的营养功能

1、参与光合作用

在光合作用中,氯作为锰的辅助因子参与水的光解反应。水光解反应是光合作用最初的光化学反应,氯的作用位点在光系统II。在缺氯条件下,植物细胞的增殖速度降低,叶面积减少,生长量明显下降(大约60%),但氯并不影响植物体中光合速率。由此可见,氯对水光解放O2反应的影响不是直接作用,氯可能是锰的配合基,有助于稳定锰离子,使之处于较高的氧化状态。氯不仅为希尔反应放O2所必需,它还能促进光合磷酸化作用。

植物中的各种元素是怎么来的(植物必需元素之配合元素)(2)

2、调节气孔运动

氯对气孔的开张和关闭有调节作用。当某些植物叶片气孔开张时,K 流入是由有机酸阴离子(主要是苹果酸根)作为陪伴离子,这些离子在代谢过程中是靠消耗淀粉产生的。但是对某些淀粉含量不多的作物(如洋葱),当K 流入保卫细胞时,由于缺少苹果酸根则需由氯离子作为陪伴离子。缺氯时,洋葱的气孔就不能自如地开关,而导致水分过多地损失。由于氯在维持细胞膨压、调节气孔运动方面的明显作用,从而能增强植物的抗旱能力。

3、激活H —泵ATP酶

在液泡膜上也存在有H -ATP酶。与原生质上的H -ATP酶不同,这种酶不受一价阳离子的影响,而专靠氯化物激活。

4、抑制病害发生

施用含氯肥料对抑制病害的发生有明显作用。据报道,目前至少有10种作物的15个品种,其叶、根病害可通过增施含氯肥料而明显减轻。例如冬小麦的全蚀病、条锈病,春小麦的叶锈病、枯斑病,大麦的根腐病,玉米的茎枯病,马铃薯的空心病、褐心病等。根据研究者的推论,氯能抑制土壤中铵态氮的硝化作用。当施入铵态氮肥时,氯使大多数铵态氮不能被转化,而迫使作物吸收更多的铵态氮,在作物吸收铵态氮肥的同时,根系释放出氢离子,使根际酸度增加。许多土壤微生物由于适宜在酸度较大的环境中大量繁衍,从而抑制了病菌的滋生,如小麦因施用含氯肥料而减轻了全蚀病病害的发生。

5、其他作用

在许多阴离子中,C1-是生物化学性质最稳定的离子,它能与阳离子保持电荷平衡,维持细胞内的渗透压。氯对酶活性也有影响。氯化物能激活利用谷氨酰胺为底物的天冬酰胺合成酶,促进天冬酰胺和谷氨酸的合成。氯在氮素代谢过程中有重要作用。适量的氯有利于碳水化合物的合成和转化。

植物中的各种元素是怎么来的(植物必需元素之配合元素)(3)

植物缺氯轻时表现为生长不良,严重时表现为:叶片失绿、凋萎。番茄缺氯时,首先是叶片尖端出现凋萎,然后叶片失绿,进而呈青铜色,逐渐由局部遍及全叶而坏死,根系生长不正常,表现为根细而短,侧根少;还表现为不结果。甜菜缺氯的症状是:叶细胞的增殖速率降低,叶片生长明显缓慢,叶面积变小,并且叶脉间失绿。

一般情况下,很少发现作物缺氯症状,即使土壤供氯不足,作物还可以从雨水、灌溉水、大气中得到补充。实际生产中,氯过多是一个常见问题,对一些耐氯较轻的作物,会出现不同程度的氯中毒现象。氯中毒的症状是:叶缘似烧伤,早熟性发黄及叶片脱落等。

不同的作物对氯的敏感程度不同。如甜菜、大麦、玉米、菠菜、番茄属耐氯性较强的作物,而烟草、柑橘、马铃薯、茶叶、一些豆科作物等对氯比较敏感,氯离子浓度过大时易出现不同程度的危害。

在盐碱地地区,尽量使用硫酸钾型肥料,同时配以功能性肥料(如玛斯肽)和生物有机肥,减轻盐碱化对植株造成的伤害,保证作物健康生长。

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