如何识别农作物缺少营养元素?
感谢小秘书的邀请!作物缺少营养症,是咱们农民朋友种植管理过程中经常遇到的问题,作物营养元素缺失种类的不同,病情在作物植株的不同部位上会表现不同的症状。比如:缺素症状以中微量元素匮乏很为突出。作物缺铁、镁、锰、锌会导致叶片退绿黄化,作物缺钙、硼会导致细胞生长受抑、顶部生长点萎枯死亡,作物缺硼会导致花器发育不良、花不结果等等。
从作物营养层面来说,作物的正常生长发育共需要包括大量元素、中量元素、微量元素供给16种营养,其中大量元素包括碳、氢、氧、氮、磷、钾6种,中量元素包括钙、镁、硫3种,微量元素包括铜、铁、硼、锰、锌、钼、氯7种。从16种作物生长所必须的营养元素来说,作物可以从空气和水中正常获取碳、氢、氧,氮、磷、钾可以在土壤中很容易就能得以满足。
为了便于掌握作物缺素的典型症状,现将通过培养试验与田间试验积累的大量经验介绍给大家,以便大家在今后的生产实践过程当中准确的找出作物所缺元素。
那么,钙、镁、硫、铜、铁、硼、锰、锌、钼对作物生长发育哪些作用?作物在缺以上元素时,在植株有哪些上具体有哪些症状呢?哪些土壤容易导致作物缺素呢?下面农技小背篓就专门给大家介绍一下。
一、作物的钙营养
1、钙对作物的作用
钙对作物生长发育过程中发挥着促进细胞生长、稳定细胞膜壁的作用,既能促进作物根系的生长发育,又能够有效的提高果皮细胞的密度、厚度、硬度,还能降低果实的呼吸作用、延缓果实的衰老、改善果实的外表表光。钙素的移动性比较差,它在作物植株中下部的老叶中积累的比较多,而中上部的新嫩叶中积累的比较少。
2、作物缺钙的症状表现
作物在缺钙初期时,缺素症状很早出现作物的幼嫩组织上,比如说顶部新嫩叶、顶芽、侧芽、根尖、果实等生长旺盛的部位;作物缺钙后,新嫩幼叶的叶缘表现为浅绿色、叶背表现为紫色,植株顶部的叶片会退绿变黄易蜷曲;缺钙后期时新嫩叶片的叶尖和叶缘会变萎枯,顶部的生长点会出现变黄、皱缩以及萎枯坏死的现象,且作物的节间短、根间易腐烂、生长迟缓、植株矮小;缺钙作物的果实容易发生裂果、水心病、苦痘病、脐腐病等症状,而且果实耐储运性会变差,同时缺钙作物的果穗结实情况会变差。
3、导致作物缺素的主要原因
对于钙肥使用不足、偏施氮肥或钾肥以及生长环境高温高湿的土壤、作物,容易发生缺钙的情况。
二、作物的镁营养
1、镁对作物的作用
镁,是作物叶片中叶绿素合成和光合作用过程中不可或缺的营养元素,它可以促进作物体内叶绿素的合成、增强作用制造养分的光合作用。镁在作物体内的移动性比较差、土壤中的镁含量也相对较少,如果镁肥使用不足,中后期容易诱发作物出现缺镁症状。
2、作物缺素的症状表现
作物缺镁初期时,一般很早发生在植株中下部的衰老叶片上,老叶的叶尖、叶缘会退绿泛黄,但叶脉依然为绿色,且叶面有较为清晰的网状脉纹;随着缺素症状的发展,叶片缺素症状会从外部的叶缘部位向中间部位和基部发展,导致叶片的叶肉、叶脉失绿泛黄,整个叶片会出现退绿变黄的病斑;缺钙后期时,作物叶片的叶缘会向上卷曲,叶脉会出现坏死病斑,叶肉会变褐死亡,很终导致整片叶片干枯、植株黄枯而死。
3、导致作物缺镁的主要原因
碱性土壤、土壤缺镁、过量使用钾肥、偏施氮肥、土温过低等土壤、作物,容易发生缺镁症状。
三、作物的硫营养
1、硫对作物的作用
硫,是作物体内蛋白质、氨基酸和酶的重要组成部分,在作物生长发育过程中参与氧化还原反应、固氮过程,能够促进作物更好的进行新陈代谢,可以有效的增强作物体内各类元素的运转输送功能,同时对土壤中重金属离子的作物危害方面发挥着防卫、解毒、增强抗逆性作用。
2、作物缺硫的症状表现
作物缺硫时,整棵作物植株表现出淡绿色或黄绿色的症状,而且幼叶失绿发黄现象要比老叶严重,同时缺素作物的植株会变的矮小,茎秆细长、根系变少,叶片变细、变薄、变小、变脆。作物缺硫后,一般先发生在植株顶部的新嫩叶片上,先是叶脉和叶肉退绿成淡绿色或黄绿色,然后慢慢扩展到整个叶片上;缺硫严重时,会造成叶尖卷曲、焦枯,叶片上出现紫褐色的病斑,同时作物的根尖焦枯、根部变褐,返青分蘖迟缓、开花坐果生育推迟、果穗数量减少。
3、导致作物缺硫的主要原因
大气中含硫量减少、长期重茬种植、长期不使或少施有机肥、经常浇灌大水、经常偏施氮肥和磷肥的土壤、作物,容易出现作物缺硫的现象。
四、作物的铜营养
1、铜对作物的作用
铜,在作物生长发育过程中不仅参与株体内的氧化还原反应、光合作用以及氮和糖的代谢功能,也是作物体内多种酶的组成部分或活化剂,它既能保护作物体内的叶绿体,又能促进作物花器的发育。铜在作物体内的移动性不强,对作物的新稍、嫩叶等部位影响比较大
2、作物缺铜的症状表现
作物缺铜时,植株容易出现矮小、萎焉、失绿,果树的新稍弯曲萎缩、枝条出现病斑、树皮开裂有胶状瘤物,禾本科作物叶缘内卷、失绿黄化等现象。缺铜的作物,上部或顶端的叶片前端会先表现出症状,新叶失绿变黄、叶尖泛白上卷、叶缘黄灰,叶片上会产生坏死病斑,严重时会导致作物种子发育不良、花期发育不良、分蘖不抽穗、结实率下降、秕粒增多。
3、导致作物缺铜的主要原因
土壤黏性过重、土壤贫瘠、土壤干旱缺水、有机肥使用不足、长期重茬对铜敏感的作物以及石灰性土壤、碱性土壤、砂质性土壤等土壤、作物,容易发生缺铜的问题。
五、作物的铁营养
1、铁对作物的作用
铁,是作物叶绿素合成不可或缺的营养元素,同时铁还参与作物的呼吸作用、氧化还原反应和电子传递,作物体内的碳水化合物、维生素、有机酸的合成过程也离不开铁的参与。铁在作物体内的移动性芽比较弱,所以经常发生作物缺铁的症状。
2、作物缺铁的症状表现
作物缺铁时,植株会出现矮小、黄化、失绿等症状,但缺素症状很早先发生在植株顶部的新稍嫩叶上,同时,作物缺铁症状和缺镁症状有点类似,不同的是,作物缺铁时叶脉间失绿黄化、叶脉为绿色,然后再导致整片叶黄化或发白。
作物缺铁时,叶片因为叶绿合成受抑所以会表现出比较均匀的失绿黄化现象,不发生叶缘变黄或叶片病斑现象,而且缺铁造成的叶片黄化呈现出叶面间退绿黄化或黄绿相间、叶脉仍然为绿色的症状,随着缺素症的加重,会导致整个叶片黄化或黄白,很终导致整片叶黄枯脱落。作物缺铁,会造成作物的根与茎生长发育不良、顶部新稍嫩叶枯死、果实个头变小。
3、导致作物缺铁的主要原因
土壤过旱或过湿、土温过低、过量使用磷肥以及碱性土壤,都重要导致作物发生缺铁症状。
六、作物的硼营养
1、硼对作物的作用
硼,是可以促进作物细胞的生长、伸长、分裂,是作物细胞壁合成和组织生长的重要物质;硼,能促进作物体内碳化化合物的输送和代谢功能;同时,硼能够促进作物花器等生殖器官的快速形成与发育,尤其是在作物花芽分化及花期时对硼的需求量比较大。
2、作物缺硼的症状表现
作物缺硼时,在植株顶部幼嫩的稍、茎、叶柄等部位表现症状明显,会导致作物顶部生长点生长迟缓或枯死。作物缺硼时,植株顶部的新嫩组织生长受抑,表现出新叶、新芽等绿色变淡、发白、萎枯症状,叶片会变脆、变厚、皱缩,茎部变粗、变短且、开裂且畅游水浸斑点出现,根系生长停滞、萎缩或根系内部组织变褐、枯焦、坏死,顶部枝稍叶片经常发生丛生状现象,花器等繁殖器官发布不良容易出现花而不实、花而不果、果而不仁的现象,作物上常见的花果早落、种子发育不充实、花打顶、花不实、叶片金边、褐心病、黑心病、缩果病、茎裂病、心腐病、小粒果、以及果肉木栓化等都与缺硼有关。
3、导致作物缺硼的原因
石灰性土壤、沙性较强的土壤、有机肥使用不足的土壤、土壤中有效硼含量不足、土壤过旱或过湿、土壤酸性过大、偏施氮肥或钾肥等地块上,作物容易发生缺硼症状。
七、作物的锰营养
1、锰对作物的作用
锰,对作物种子的萌发和秧苗生长具有很好的促进作用,它是维持叶绿素的物质部分,可以直接参与作物的光合作用,它能够调节作物体内的氧化还原反应,可以增强作物的呼吸作用、加快氮代谢进程,此外一定程度上还能增强作物的抗病、抗寒、抗逆性等。
2、作物缺锰的症状表现
作物缺锰,症状很早会表现植株顶部的幼嫩组织上,其症状表现与缺锌有点相似。作物缺锰时,幼叶会失绿变黄白,但叶脉和叶脉周边部位有明显清晰的绿色脉纹,但叶脉间有失绿的病斑点,缺铁较重时,作物的叶片会变的狭长、叶片上会出现黑褐色的病斑,这些病斑经常会发生穿孔现象;此外,作物缺硼会导致茎秆生长衰弱、花果量减少且果实单重降低,我们常见的作物干烧心、干烧边、灰斑病、黄斑病、褐斑病与缺硼有很大的关系。
3、导致作物缺锰的主要原因
石灰性土壤、含钙较多的土壤、砂质酸性土壤、忽旱忽湿的土壤以及长期重茬种植对锰敏感作物的土壤,容易诱发作物缺锰的症状。
八、作物的锌营养
1、锌对作物的作用
锌,是作物体内包括碳酸酐酶在内的多种酶的组成部分,对于增强作物的光合作用、促进作物体内碳水化合物的转化、促进作物体内糖类物质的代谢等具有较好的作用;锌,能够促进作物体内氮代谢与蛋白质的合成,同时有利于作物体内吲哚乙酸等植物生长调节剂的形成,促进作物生殖器官的生长发育。此外,锌肥充足,可以增强作物的抗旱、抗寒、抗热等抗逆性。
2、作物缺锌的症状表现
缺锌症状在作物生长前期发生的比较多,中下部的叶片失绿黄化,上部叶片不变色但会变小。作物缺锌时,植株生长受抑变个头矮小,生长点附近茎节变短,叶片变小变狭长,叶边微卷,叶缘失绿变黄变褐,而且叶片经常出现小叶丛生、畸形症状,叶片会上会出现失绿性的条纹或花白纹或黄色斑点,叶脉间的绿色逐渐变淡,叶缘会有焦枯内卷现象的发生。平常我们常见的矮缩病、白苗病、簇叶病、小叶病等常与作物缺锌有关。
3、导致作物缺锌的主要原因
砂质性强的土壤、石灰性大的土壤、碱性高的土壤、土壤干旱、土温过低、磷肥使用过量的地块,作物容易发生缺锌的现象。
九、作物的钼营养
1、钼对作物的作用
钼主要集中在作物的韧皮部和纤维管组织中,它极具有固氮作用,又能调控作物体内蛋白质的运转,还能增强作物的呼吸作用和光合作用,同时还能促进作物生殖器官的快速发育形成、增强作物的抗病抗逆性。
2、作物缺钼的症状
作物缺钼常见的症状表现一般有两种,一种是作物叶片叶脉间的颜色有退绿、变淡、发黄的现象,叶片上经常出现黄色斑点,叶片的边缘有内卷焦枯、失水萎焉状,这类症状以老叶上表现的比较明显,新叶在发病初期表现不明显;另一种主要发生在十字花科类的作物上,受害作物主要表现为叶片变得狭长、变厚、畸形、焦枯,从外看上看呈螺旋状扭曲。此外,缺钼的作物的茎秆变的软弱、开花结果期推迟、荚果穗发育不充实。
3、导致作物缺钼的原因
酸性过重的土壤、土壤中含铁或铝较多的土壤、砂质性较强的土壤、过量使用酸性肥料的土壤,容易导致作物缺钼。
果树缺素症是怎么进行分类与诊断的?
1.果树缺素症状检索表见表1-8。
表1-8果树缺素症状检索表
症状缺乏元素老叶症状症状常遍布整株,基部叶片干焦和死亡植株浅绿,基部叶片黄色,干燥时呈褐色,茎短而细植株深绿,常呈红或紫色,基部叶片黄色,干燥时暗绿,茎短而细症状常限于局部,杂色或缺绿,叶缘杯状卷起或卷皱叶杂色或缺绿,有时呈红色,有坏死斑点,茎细叶杂色或缺绿,叶尖和叶缘有坏死斑点坏死斑点大而普遍出现于叶脉间,很后出现于叶脉,叶厚缺氮缺磷缺镁缺钾缺锌嫩叶症状顶芽死亡,嫩叶变形和坏死嫩叶初呈钩状,后从叶尖和叶缘向内死亡嫩叶基部浅绿,从叶基部枯死,叶扭曲顶芽仍活但缺绿或萎蔫嫩叶萎蔫,无失绿,茎尖弱嫩叶不萎蔫,有失绿坏斑点小,叶脉仍绿有或无坏死斑点叶脉仍绿叶脉失绿缺钙缺硼缺铜缺锰缺铁缺硫。
2.果树缺素症状分类各种类型的缺素或营养失调症,一般均首先表现在叶片上,失绿黄化,或呈暗绿、暗褐色,或叶脉间失绿,或出现坏死斑。这种共同的表征主要因为每种元素都不是各自独立地被植物吸收,且又多与几种代谢功能有关,而功能之间则是相互联系的,如大多数代谢失调导致蛋白质合成受破坏或一些酶功能不正常,叶中氨基酸或其他物质(如丁二胺)累积而造成中毒症状等。不过,在供应短缺的情况下,首先表现出来的症状又往往与此元素很主要的功能有关,这是缺素症特异性的一面。
3.果树缺素症状诊断在观察果树营养失调症时,有的营养元素缺乏症状很相似,容易混淆。例如缺锌、缺锰、缺铁、缺镁,主要症状都是叶脉间失绿,有相似之处,但又不完全相同,可以根据各元素缺乏症的特点来辨识。辨识微量元素缺乏症状有三个要点:(1)叶片大小和形状;缺锌的叶片小而窄,在枝条的顶端向上直立呈簇生状,缺乏其他微量元素时,叶片大小正常,没有小叶出现。
(2)失绿部位;缺锌、缺锰、缺镁的叶片,只有叶脉间失绿,叶脉本身和叶脉附近部位仍然保持绿色,而缺铁叶片只有叶脉本身保持绿色,叶脉间和叶脉附近全部失绿,因而叶脉形成了细网状,严重缺铁时,较细的侧脉也会失绿;缺镁的叶片,有时在叶尖和叶基部仍保持绿色,这是与缺乏微量元素显著不同的。
(3)叶片颜色的反差;缺锌、缺镁时,失绿部分呈浅绿、黄绿以至灰绿,中脉或叶脉附近仍保持原有绿色。绿色部分与失绿部分相比较时,颜色深浅相差很大。缺铁时叶片几乎呈灰白色,反差更强。缺锰时反差很小,是深绿或浅绿的差异。
元素缺乏症不仅表现在叶或新梢上,根、茎、芽、花、果实均可能出现症状,判断时需全面查验。果树缺钙现象比较普遍,且主要表现在果实上。果实缺钙症状主要集中在果实膨大期和成熟期。微量元素的缺乏与土壤类型有关:缺锰或缺铁一般发生在石灰性土壤中,缺镁只出现在酸性土壤中,只有缺锌会出现在石灰性土壤和酸性土壤中。
怎么知道是植物缺素症状
植物缺素症状识别
(一)氮
根系吸收的氮主要是无机态氮,即铵态氮和硝态氮,也可吸收一部分有机态氮,如尿素。
氮是蛋白质、核酸、磷脂的主要成分,而这三者又是原生质、细胞核和生物膜的重要组成部分,它们在生命活动中占有特殊作用。因此,氮被称为生命的元素。酶以及许多辅酶和辅基如NAD+、NADP+、FAD等的构成也都有氮参与。氮还是某些植物激素如生长素和细胞分裂素、维生素如B1、B2、B6、PP等的成分,它们对生命活动起重要的调节作用。此外,氮是叶绿素的成分,与光合作用有密切关系。由于氮具有上述功能,所以氮的多寡会直接影响细胞的分裂和生长。当氮肥供应充足时,植株枝叶繁茂,躯体高大,分蘖(分枝)能力强,籽粒中含蛋白质高。植物必需元素中,除碳、氢、氧外,氮的需要量很大,因此,在农业生产中特别注意氮肥的供应。常用的人粪尿、尿素、硝酸铵、硫酸铵、碳酸氢铵等肥料,主要是供给氮素营养。
缺氮时,蛋白质、核酸、磷脂等物质的合成受阻,植物生长矮小,分枝、分蘖很少,叶片小而薄,花果少且易脱落;缺氮还会影响叶绿素的合成,使枝叶变黄,叶片早衰甚至干枯,从而导致产量降低。因为植物体内氮的移动性大,老叶中的氮化物分解后可运到幼嫩组织中去重复利用,所以缺氮时叶片发黄,由下部叶片开始逐渐向上,这是缺氮症状的显著特点。
氮过多时,叶片大而深绿,柔软披散,植株徒长。另外,氮素过多时,植株体内含糖量相对不足,茎秆中的机械组织不发达,易造成倒伏和被病虫害侵害。
(二)磷
磷主要以H2PO-4或HPO2-4的形式被植物吸收。吸收这两种形式的多少取决于土壤pH。pH<7时, H2PO-44居多;pH>7时, H2PO-4较多。当磷进入根系或经木质部运到枝叶后,大部分转变为有机物质如糖磷脂、核苷酸、核酸、磷脂等,有一部分仍以无机磷形式存在。植物体中磷的分布不均匀,根、茎的生长点较多,嫩叶比老叶多,果实、种子中也较丰富。
磷是核酸、核蛋白和磷脂的主要成分,它与蛋白质合成、细胞分裂、细胞生长有密切关系;磷是许多辅酶如NAD+、NADP+等的成分,它们参与了光合、呼吸过程;磷是AMP、ADP和ATP的成分;磷还参与碳水化合物的代谢和运输,如在光合作用和呼吸作用过程中,糖的合成、转化、降解大多是在磷酸化后才起反应的;磷对氮代谢也有重要作用,如硝酸还原有NAD+和FAD的参与,而磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺则参与氨基酸的转化;磷与脂肪转化也有关系,脂肪代谢需要NADPH、ATP、CoA和NAD+的参与。
由于磷参与多种代谢过程, 而且在生命活动很旺盛的分生组织中含量很高,因此施磷对分蘖、分枝以及根系生长都有良好作用。由于磷促进碳水化合物的合成、转化和运输,对种子、块根、块茎的生长有利,故马铃薯、甘薯和禾谷类作物施磷后有明显的增产效果。由于磷与氮有密切关系,所以缺氮时,磷肥的效果就不能充分发挥。只有氮磷配合施用,才能充分发挥磷肥效果。总之,磷对植物生长发育有很大的作用,是仅次于氮的第二个重要元素。
缺磷会影响细胞分裂,使分蘖分枝减少,幼芽、幼叶生长停滞,茎、根纤细,植株矮小,花果脱落,成熟延迟;缺磷时,蛋白质合成下降,糖的运输受阻,从而使营养器官中糖的含量相对提高,这有利于花青素的形成,故缺磷时叶子呈现不正常的暗绿色或紫红色,这是缺磷的病症。
磷在体内易移动,也能重复利用,缺磷时老叶中的磷能大部分转移到正在生长的幼嫩组织中去。因此,缺磷的症状首先在下部老叶出现,并逐渐向上发展。
磷肥过多时,叶上又会出现小焦斑,系磷酸钙沉淀所致;磷过多还会阻碍植物对硅的吸收,易招致水稻感病。水溶性磷酸盐还可与土壤中的锌结合,减少锌的有效性,故磷过多易引起缺锌病。
(三)钾
钾在土壤中以KCl、K2SO4等盐类形式存在,在水中解离成K+而被根系吸收。在植物体内钾呈离子状态。钾主要集中在生命活动很旺盛的部位,如生长点,形成层,幼叶等。
钾在细胞内可作为60多种酶的活化剂,如丙酮酸激酶、果糖激酶、苹果酸脱氢酶、琥珀酸脱 氢酶、淀粉合成酶、琥珀酰CoA合成酶、谷胱甘肽合成酶等。因此钾在碳水化合物代谢、呼吸作用及蛋白质代谢中起重要作用。 钾能促进蛋白质的合成,钾充足时,形成的蛋白质较多,从而使可溶性氮减少。钾与蛋白质在植物体中的分布是一致的,例如在生长点、形成层等蛋白质丰富的部位,钾离子含量也较高。富含蛋白质的豆科植物的籽粒中钾的含量比禾本科植物高。
钾与糖类的合成有关。大麦和豌豆幼苗缺钾时,淀粉和蔗糖合成缓慢,从而导致单糖大量积累;而钾肥充足时,蔗糖、淀粉、纤维素和木质素含量较高,葡萄糖积累则较少。钾也能促进糖类运输到贮藏器官中,所以在富含糖类的贮藏器官(如马铃薯块茎、甜菜根和淀粉种子)中钾含量较多。此外,韧皮部汁液中含有较高浓度的K+,约占韧皮部阳离子总量的80%。从而推测K+对韧皮部运输也有作用。
K+是构成细胞渗透势的重要成分。在根内K+从薄壁细胞转运至导管,从而降低了导管中的水势,使水分能从根系表面转运到木质部中去;K+对气孔开放有直接作用见表2-5,离子态的钾,有使原生质胶体膨胀的作用,故施钾肥能提高作物的抗旱性。
缺钾时,植株茎杆柔弱,易倒伏,抗旱、抗寒性降低,叶片失水,蛋白质、叶绿素破坏,叶色变黄而逐渐坏死。缺钾有时也会出现叶缘焦枯,生长缓慢的现象,由于叶中部生长仍较快,所以整个叶子会形成杯状弯曲,或发生皱缩。钾也是易移动可被重复利用的元素,故缺素病症首先出现在下部老叶。
N、P、K是植物需要量很大,且土壤易缺乏的元素,故称它们为“肥料三要素”。农业上的施肥主要为了满足植物对三要素的需要。
(四)钙
植物从土壤中吸收CaCl2、CaSO4等盐类中的钙离子。钙离子进入植物体后一部分仍以离子状态存在,一部分形成难溶的盐(如草酸钙),还有一部分与有机物(如植酸、果胶酸、蛋白质)相结合。钙在植物体内主要分布在老叶或其它老组织中。
钙是植物细胞壁胞间层中果胶酸钙的成分,因此,缺钙时,细胞分裂不能进行或不能完成,而形成多核细胞。钙离子能作为磷脂中的磷酸与蛋白质的羧基间联结的桥梁,具有稳定膜结构的作用。
钙对植物抗病有一定作用。据报道,至少有40多种水果和蔬菜的生理病害是因低钙引起的。苹果果实的疮痂病会使果皮受到伤害,但如果供钙充足,则易形成愈伤组织。钙可与植物体内的草酸形成草酸钙结晶,消除过量草酸对植物(特别是一些含酸量高的肉质植物)的毒害。钙也是一些酶的活化剂,如由ATP水解酶、磷脂水解酶等酶催化的反应都需要钙离子的参与。
植物细胞质中存在多种与Ca2+有特殊结合能力的钙结合蛋白(calcium binding proteins,CBP),其中在细胞中分布很多的是钙调素(Calmodulin,CaM)。Ca2+与CaM结合形成Ca2+—CaM复合体,它在植物体内具有信使功能,能把胞外信息转变为胞内信息,用以启动、调整或制止胞内某些生理生化过程。
缺钙初期顶芽、幼叶呈淡绿色,继而叶尖出现典型的钩状,随后坏死。钙是难移动,不易被重复利用的元素,故缺素症状首先表现在上部幼茎幼叶上,如大白菜缺钙时心叶呈褐色。
(五)镁
镁以离子状态进入植物体,它在体内一部分形成有机化合物,一部分仍以离子状态存在。
镁是叶绿素的成分,又是RuBP羧化酶、5-磷酸核酮糖激酶等酶的活化剂,对光合作用有重要作用;镁又是葡萄糖激酶、果糖激酶、丙酮酸激酶、乙酰CoA合成酶、异柠檬酸脱氢酶、α酮戊二酸脱氢酶、苹果酸合成酶、谷氨酰半胱氨酸合成酶、琥珀酰辅酶A合成酶等酶的活化剂,因而镁与碳水化合物的转化和降解以及氮代谢有关。镁还是核糖核酸聚合酶的活化剂,DNA和RNA的合成以及蛋白质合成中氨基酸的活化过程都需镁的参加。具有合成蛋白质能力的核糖体是由许多亚单位组成的,而镁能使这些亚单位结合形成稳定的结构。如果镁的浓度过低或用EDTA(乙二胺四乙酸)除去镁,则核糖体解体,破裂为许多亚单位,蛋白质的合成能力丧失。因此 镁在核酸和蛋白质代谢中也起着重要作用。
缺镁很明显的病症是叶片贫绿,其特点是首先从下部叶片开始,往往是叶肉变黄而叶脉仍保持绿色,这是与缺氮病症的主要区别。严重缺镁时可引起叶片的早衰与脱落。
(六)硫
硫主要以SO2-4形式被植物吸收。SO2-4进入植物体后,一部分仍保持不变,而大部分则被还原成S,进而同化为含硫氨基酸,如胱氨酸,半胱氨酸和蛋氨酸。这些氨基酸是蛋白质的组成成分,所以硫也是原生质的构成元素。辅酶A和硫胺素、生物素等维生素也含有硫,且辅酶A中的硫氢基(-SH)具有固定能量的作用。硫还是硫氧还蛋白、铁硫蛋白与固氮酶的组分,因而硫在光合、固氮等反应中起重要作用。另外,蛋白质中含硫氨基酸间的-SH基与-S-S-可互相转变,这不仅可调节植物体内的氧化还原反应,而且还具有稳定蛋白质空间结构的作用。由此可见,硫的生理作用是很广泛的。
硫不易移动,缺乏时一般在幼叶表现缺绿症状,且新叶均衡失绿,呈黄白色并易脱落。缺硫情况在农业上很少遇到,因为土壤中有足够的硫满足植物需要。
(七)铁
铁主要以Fe2+的螯合物被吸收。铁进入植物体内就处于被固定状态而不易移动。铁是许多酶的辅基,如细胞色素、细胞色素氧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶等。在这些酶中铁可以发生Fe3++e-==Fe2+的变化,它在呼吸电子传递中起重要作用。细胞色素也是光合电子传递链中的成员(Cytf和Cytb559、Cytb563),光合链中的铁硫蛋白和铁氧还蛋白都是含铁蛋白,它们都参与了光合作用中的电子传递。
铁是合成叶绿素所必需的,其具体机制虽不清楚,但催化叶绿素合成的酶中有两三个酶的活性表达需要Fe2+。近年来发现,铁对叶绿体构造的影响比对叶绿素合成的影响更大,如眼藻虫(Euglena)缺铁时,在叶绿素分解的同时叶绿体也解体。另外,豆科植物根瘤菌中的血红蛋白也含铁蛋白,因而它还与固氮有关。
铁是不易重复利用的元素,因而缺铁很明显的症状是幼芽幼叶缺绿发黄,甚至变为黄白色,而下部叶片仍为绿色。土壤中含铁较多,一般情况下植物不缺铁。但在碱性土或石灰质土壤中,铁易形成不溶性的化合物而使植物缺铁。
(八)铜
在通气良好的土壤中,铜多以Cu2+的形式被吸收,而在潮湿缺氧的土壤中,则多以Cu+的形式被吸收。Cu2+以与土壤中的几种化合物形成螯合物的形式接近根系表面。
铜为多酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、漆酶的成分,在呼吸的氧化还原中起重要作用。铜也是质蓝素的成分,它参与光合电子传递,故对光合有重要作用。铜还有提高马铃薯抗晚疫病的能力,所以喷硫酸铜对防治该病有良好效果。植物缺铜时,叶片生长缓慢,呈现蓝绿色,幼叶缺绿,随之出现枯斑,很后死亡脱落。另外,缺铜会导致叶片栅栏组织退化,气孔下面形成空腔,使植株即使在水分供应充足时也会因蒸腾过度而发生萎蔫。
(九)硼
硼以硼酸(H3BO3)的形式被植物吸收。高等植物体内硼的含量较少,约在2~95mg•L-1范围内。植株各器官间硼的含量以花很高,花中又以柱头和子房为高。硼与花粉形成、花粉管萌发和受精有密切关系。缺硼时花药花丝萎缩,花粉母细胞不能向四分体分化。
用14C标记的蔗糖试验证明,硼能参与糖的运转与代谢。硼能提高尿苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶的活性,故能促进蔗糖的合成。尿苷二磷酸葡萄糖(UDPG)不仅可参与蔗糖的生物合成,而且在合成果胶等多种糖类物质中也起重要作用。硼还能促进植物根系发育,特别对豆科植物根瘤的形成影响较大,因为硼能影响碳水化合物的运输,从而影响根对根瘤菌碳水化合物的供应。因此,缺硼可阻碍根瘤形成,降低豆科植物的固氮能力。此外,用14C—半氨基酸的标记试验发现,缺硼时氨基酸很少参入到蛋白质中去,这说明缺硼对蛋白质合成也有一定影响。
不同植物对硼的需要量不同,油菜、花椰菜、萝卜、苹果、葡萄等需硼较多,需注意充分供给;棉花、烟草、甘薯、花生、桃、梨等需量中等,要防止缺硼;水稻、大麦、小麦、玉米、大豆、柑橘等需硼较少,若发现这些作物出现缺硼症状,说明土壤缺硼已相当严重,应及时补给。
缺硼时,受精不良,籽粒减少。小麦出现的“花而不实”和棉花上出现的“蕾而不花”等现象也都是因为缺硼的缘故。
缺硼时根尖、茎尖的生长点停止生长,侧根侧芽大量发生,其后侧根侧芽的生长点又死亡,而形成簇生状。甜菜的干腐病、花椰菜的褐腐病、马铃薯的卷叶病和苹果的缩果病等都是缺硼所致。
(十)锌
锌以Zn2+形式被植物吸收。锌是合成生长素前体—色氨酸的必需元素,因锌是色氨酸合成酶的必要成分,缺锌时就不能将吲哚和丝氨酸合成色氨酸,因而不能合成生长素(吲哚乙酸),从而导致植物生长受阻,出现通常所说的“小叶病”,如苹果、桃、梨等果树缺锌时叶片小而脆,且丛生在一起,叶上还出现黄色斑点。北方果园在春季易出现此病。
锌是碳酸酐酶(carbonic anhydrase,CA)的成分,此酶催化CO2+H2O=H2CO3的反应。由于植物吸收和排除CO2通常都先溶于水,故缺锌时呼吸和光合均会受到影响。锌也是谷氨酸脱氢酶及羧肽酶的组成成分,因此它在氮代谢中也起一定作用。
植物严重缺锌常见症状。
植物缺锌较严重时会出现很多症状,主要是叶片褪绿黄白化,叶形显著变小,茎节间缩短,常发生小叶丛生,称为“小叶病”、“簇叶病”等果实小、变形,核果桨果的果肉有紫斑,生长缓慢,植株矮。
如树缺锌常出现“小叶病”;玉米苗期缺锌出现“花白苗”;水稻缺锌引起“火烧苗”;小麦缺锌节间短、抽穗扬花迟而不齐、叶片出现白绿条斑;棉花缺锌叶片脉间失绿,边缘上卷,节间缩短,生育期推迟;烟草缺锌下部叶片的叶尖及叶缘出现水渍状失绿坏死斑点,叶小而厚,节间短;马铃薯缺锌株型矮缩,顶端叶片直立,叶小,叶面上出现灰色至古铜色的不规则斑点,叶缘上卷;大豆缺锌叶片呈柠檬黄色并出现褐色斑点,逐渐扩大并连成坏死斑块;蚕豆缺锌出现“白苗”,成长后上部叶片变黄、叶形变小;叶菜类蔬菜缺锌植株矮化,叶色发黄或铜青色有斑点;番茄、青椒等果菜类缺锌小叶丛生状,新叶发生黄斑并逐渐向全叶扩展。
(十一)锰
锰主要以Mn2+形式被植物吸收。锰是光合放氧复合体的主要成员,缺锰时光合放氧受到抑制。锰为形成叶绿素和维持叶绿素正常结构的必需元素。锰也是许多酶的活化剂,如一些转移磷酸的酶和三羧酸循环中的柠檬酸脱氢酶、草酰琥珀酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、柠檬酸合成酶等,都需锰的活化,故锰与光合和呼吸均有关系。锰还是硝酸还原的辅助因素,缺锰时硝酸就不能还原成氨,植物也就不能合成氨基酸和蛋白质。
缺锰时植物不能形成叶绿素,叶脉间失绿褪色,但叶脉仍保持绿色,此为缺锰与缺铁的主要区别。
(十二)钼
钼以钼酸盐(MoO2-4)的形式被植物吸收,当吸收的钼酸盐较多时,可与一种特殊的蛋白质结合而被贮存。
钼是硝酸还原酶的组成成分,缺钼则硝酸不能还原,呈现出缺氮病症。豆科植物根瘤菌的固氮特别需要钼,因为氮素固定是在固氮酶的作用下进行的,而固氮酶是由铁蛋白和铁钼蛋白组成的。
缺钼时叶较小,叶脉间失绿,有坏死斑点,且叶边缘焦枯,向内卷曲。十字花科植物缺钼时叶片卷曲畸形,老叶变厚且枯焦。禾谷类作物缺钼则籽粒皱缩或不能形成籽粒。
(十三)氯
氯是在1954年才被确定的植物必需元素。氯以Cl-的形式被植物吸收。体内绝大部分的氯也以Cl-的形式存在,只有极少量的氯被结合进有机物,其中4氯吲哚乙酸是一种天然的生长素类激素。植物对氯的需要量很小,仅需几个mg•L-1,而盐生植物含氯相对较高,约70~100mg•L-1。
在光合作用中Cl-参加水的光解,叶和根细胞的分裂也需要Cl-的参与,Cl-还与K+等离子一起参与渗透势的调节,如与K+和苹果酸一起调节气孔开闭。
缺氯时,叶片萎蔫,失绿坏死,很后变为褐色;同时根系生长受阻、变粗,根尖变为棒状。
关于植物缺素症状的识别
氮(N)的生理作用:氮不仅是植物体内蛋白质、核酸以及叶绿素的重要组成部分,而且也是植物体内多种酶的组成部分。氮也是植物体内叶绿素的组成部分,氮素的丰缺与叶片中叶绿素的含量有着密切的关系,如果绿色植物缺少氮素,会影响叶绿素的形成,光合作用就不能顺利进行。氮素供应充足,植物可以合成较多的叶绿素。
植物缺氮症状:从下部叶开始黄化,并逐渐向上部扩展,作物的根系比正常生长的根系色白而细长,但根量减少。
植物缺氮实例:
磷(P)的生理作用:磷对细胞分裂和开花结实起重要作用。对提高抗逆性(抗病、抗寒、抗旱)有良好作用。促进根系发育,特别是促进侧根和细根的生长。加速花芽分化,提早开花和成熟。
植物缺磷症状:植株生长发育受阻,分枝少,矮小,叶片出现暗绿色或紫红色斑点,茎杆呈紫红色,失去光泽。
植物缺磷实例:
钾(K)的生理作用:在植物体内的含量超过P,高产作物中还超过N,主要以离子状态存在,是生物体内很多酶(60多种)的活化剂,是构成细胞渗透势的重要成分,调节气孔的开闭,促进光合磷酸化,促进同化物的运输。
植物缺钾症状:叶尖或叶缘发黄,变褐、焦枯似灼烧状,叶片上出现褐色斑点或斑块,但主脉附近仍为绿色。
植物缺钾实例:
钙(Ca)的生理作用:钙是细胞壁胞间层果胶钙的成分;与细胞分裂有关;稳定生物膜的功能;可与有机酸结合为不溶性的钙盐而解除有机酸积累过多时对植物的危害;少数酶的活化剂。
植物缺钙症状:顶芽、侧芽、根尖等分生组织易腐烂死亡,叶尖弯钩状,并相互粘连,干烧心、筋腐、脐腐等。
植物缺钙实例:
硼(B)的生理作用:硼是影响生殖器官发育,影响作物体内细胞的伸长和分裂,对开花结实有重要作用。
植物缺硼症状:顶端停止生长并逐渐死亡,根系不发达,叶色变绿,叶片肥厚,皱缩,植株矮化,茎及叶柄易开裂,脆而粗,花发育不全,花而不实,蕾花易脱落。
植物缺硼实例:
铁(Fe)的生理作用:是细胞色素、血红素、铁氧还蛋白及多种酶的重要组分,在植物体内起传递电子的作用,是叶绿素合成中必不可少的物质。
植物缺铁症状:在植物体内不易移动,缺铁时首先表现在幼叶上。表现为脉间失绿,严重时整个幼叶呈黄白色,缺铁常在高PH土壤中发生。
植物缺铁实例:
锌(Zn)的生理作用:是多种酶的组分和活化剂,已发现80多种含锌酶,参与生长素的合成。
植物缺锌症状:老组织先出现缺锌时生长素含量下降,植物生长受阻,节间缩短,叶片扩展受抑制,表现为小叶簇生,称为小叶病或簇叶病。玉米缺锌出现白条症。
植物缺锌实例:
镁(Mg)的生理作用:是叶绿素的重要组分,是多种酶的活化剂,在光合作用中具有重要的作用。
植物缺镁症状:Mg在植物体内易移动,缺镁时首先在老叶表现症状。老叶发生脉间失绿,叶脉保持绿色,形成清晰的绿色网状脉纹(禾本科缺镁时表现为脉间呈条纹状失绿),以后失绿部分由淡绿色转变为黄色或白色。
植物缺镁实例:
锰(Mn)的生理作用:锰是叶绿体的成分,促进种子发育和幼苗早期生长,对光合作用和蛋白质的形成有重要作用。
植物缺锰症状:症状从新叶开始,叶片脉间失绿,叶脉仍为绿色,叶片上出现褐色或灰色斑点,逐渐连成条状,严重时叶色失绿并坏死。
植物缺锰实例:
钼(Mo)的生理作用:是需要量很少的必需元素。MoO42-是硝酸还原酶、固氮酶的组成成分;是黄嘌吟脱氢酶及脱落酸合成中的某些氧化酶的成分,豆科植物根瘤菌的固氮特别需要钼,固氮酶是由铁蛋白和铁钼蛋白组成的。
植物缺钼症状:新叶畸形,有斑点。散布于叶片上。生长不良,植株矮小,豆科植物缺钼会影响固氮,荚粒不饱满。
植物缺钼实例:
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