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第五章 植物营养与施肥原理 第一节 植物必需的元素及其生理功能一、植物体内的元素 三、必需营养元素的生理作用及缺乏时的症状 （一）营养元素的一般生理作用 首先，是作为植物体的建造材料。如：细胞的原生质，必须有氮和硫等才能形成，核蛋白需要磷等。 其次，对植物生命过程起调节作用。如有些金属离子是酶的组成成分，象铁、铜是氧化酶的成分，锌是钛酶的成分；有的是酶的活化剂，如铁、锰等；有些则影响细胞原生质的胶体性质，如钾离子能加强原生质的水合作用，而钙离子则能降低其水化作用。所用这些都直接或间接地对植物生命过程起着调节作用。 （二）各种必需营养元素的生理作用及缺乏时的症状 氮：氮在植物体内的含量虽然只占干重的1.5%左右，但它对植物的生命活动却有重大作用。 首先，氮是蛋白质和核酸的主要成分，蛋白质含氮量可达16—18%，而蛋白质和核酸又是原生质的重要成分。酶本身就是蛋白质，也含有氮。由此可见，没有氮不能形成蛋白质，也就没有生命，因此氮被称为生命元素。 其次，氮也是叶绿素的组成成分，对光合作用的进行有着重要意义。叶片中含氮量的高低与光合强度密切相关。试验证明：水稻叶片中氮含量（占干重%）在2—4%时，光合强度随着氮量减少而降低，若含氮量降至2%以下，则光合强度变得极低。 此外，植物体内一些微量生理活性物质如维生素B1(硫胺素)、维生素B2（核黄素）、泛酸、生长素等，都是含氮的化合物，这些物质对生命活动有调节作用。 氮肥供应充足时，枝叶茂盛，躯体高大，叶片大而深绿，分枝（分叶）能力强，子实中蛋白质含量高。 当缺氮时，由于蛋白质合成受阻，植物生长矮小，分枝（分叶）很少，叶片小而簿，花果少而易脱落，枝叶变黄，甚至干枯，导致产量降低。由于氮素在植物体内可以重复利用，在缺氮时，老叶中的氮化物分解转运到幼嫩组织，所以缺氮时叶片发黄是由下部叶片开始逐渐向上，老叶很易变黄枯死。 ②磷：磷以多种方式参与植物的生命活动。植物体内许多重要有机化合物中都含有磷，即使有些化合物不含磷，但在其形成和转化过程中也需要有磷参加。磷在植物体内的幼嫩组织和种子里含量较多，它是磷脂、核酸的成分，所以磷也是组成细胞质、细胞核和生物膜的主要成分。 磷也是许多酶的成分，如辅酶Ⅰ、辅酶Ⅱ等都含有磷，这些化合物是参与光合、呼吸过程的重要辅酶，磷与细胞内能量代谢密切相关，因植物体能量的传递与贮备，主要是通过高能磷酸化合物（如ATP）实现的。 此外，植物体内碳水化合物、蛋白质及脂肪的合成与相互转化，也都需要含磷的化合物参与。没有磷，这些化合物的合成和相互转化的过程就不能进行，有机物的运输也受到影响。 总之，磷对于细胞分裂，有机物的合成、转化和运输都有密切关系。磷可以促进根系及幼芽的生长，促进开花结果，提早成熟和增进果实的品质。磷对于块根、块茎等的生长也有利，磷还能提高植物的抗寒性与抗旱性。 磷缺乏时，细胞分裂受阻，幼芽和根系生长缓慢，植株矮小，且延迟开花和成熟，种子不充实，产量低，抗性减弱。另外，磷不足会使蛋白质合成量减低，营养器官中糖含量相对提高，有利于花青素的形成，故缺磷时叶子呈现不正常的暗绿色至紫红色。 磷在植物体内也能重复利用，并极易移动。当缺磷时，老叶中的磷，大部分转移到幼叶，所以缺磷的症状也先在老叶上出现。 ③钾：钾不是植物体内任何有机化合物的组成成分，但它几乎直接或间接参与植物生命的每一过程，钾在植物体内以离子状态存在，移动性强，常常随着植物的生长转移到生命活动最旺盛的部位，它是可以再利用的元素。钾的主要生理功能是： （1）促进植物体内酶系统的活化，这是钾在植物体内最重要的功能。据研究，有60种以上的酶需要有钾的参与才能充分活化，其中很多酶参与了能量变化过程（ATP的形成）、蛋白质合成、淀粉形成和呼吸作用。 （2）影响光合作用和光合作用产物的运转。植物体的含钾水平可以同时影响其光合速率和光合产物的运转速率。另外，叶绿体中叶绿素含量、叶面积、光能利用率等均于钾的水平呈正相关。 （3）有利于蛋白质的合成与运转，试验证明，钾能明显地提高植物对氮的吸收和利用；并使之很快地转化为蛋白质。 （4）促进植物经济用水，供钾正常时，细胞渗透压增加，促进了根系对水分的吸收，并有较大的能力将水分保持在植物体内，减少水分的蒸腾，因而，使作物获得单位产量消耗水分的数量少。 （5）提高植物对干旱、低温、盐害等不良环境的忍受能力和对病虫、倒伏的抵抗能力。据研究结果表明，钾能提高原生质的水化度，减少水分蒸发，使作物不易受旱、受冻，可增强作物的耐盐性，提高禾谷类作物体内纤维素的含量，促进茎秆维管束的发育，并且使细胞壁增厚，增强植物抗倒伏的能力。钾在植物体内可重复利用。 缺钾时：植物的机械组织不发达，细胞壁薄，茎秆不坚韧，易倒伏。作物叶片边缘黄花、焦枯、碎裂，叶脉间也