第五章 钙镁硫营养与施肥讲

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第五章 植物的钙镁硫营养与施肥,第一节 植物的钙营养与钙肥,第二节 植物的镁营养与镁肥,第三节 植物的硫营养与硫肥,在植物体内含量,低于,碳、氢、氧、氮、钾，,高于,铜、锌、铁、锰、硼、钼、氯,又称,中量元素,。,钙,镁,硫,第一节 植物的钙营养与钙肥,一、钙的营养作用,（一）含量与分布,植物体内含钙量：,0.1,5,。,双子叶植物,单子叶植物。,豆科作物,禾谷类作物。,老叶,嫩叶，茎叶,籽粒。,存在形式与分布,:,形式,：游离钙或草酸钙、碳酸钙等,化合态存在,分布：,液泡、细胞壁、叶绿体以及内质网膜系统,细胞壁,中胶层,质膜,细胞质,液泡,内质网,两个相邻细胞和细胞内,Ca,2+,( ),的分布图,*（二）钙的营养作用,1,、稳固细胞壁,与果胶酸在中胶层形成,果胶酸钙,，联结细胞,苹果果实贮藏组织中，结合在细胞壁上的钙可高达总钙量的,90,。,细胞壁,中有丰富的钙结合位点，跨质膜运输受阻，几乎完全依赖质外体运输。,中胶层与原生质膜外侧：,粘结细胞、调节透性及相关生理过程,缺钙：,细胞壁和中胶层变软、解体,苹果粉斑病、水心病、腐心病；抗性减弱、裂果。,细胞壁,中胶层,质膜,细胞质,液泡,内质网,两个相邻细胞和细胞内,Ca,2+,的分布图,在,植物细胞,中，钙主要存在于细胞壁上,2,、稳定生物膜,与磷脂分子形成钙盐，膜外钙离子与质膜上的磷脂和蛋白质结合成复合物，使膜的孔性缩小，增加稳定性。,A,、增强细胞膜对离子的选择性吸收,B,、增强抗逆性：酸、重金属、盐害等,C,、防止早衰：减弱乙烯的合成,D,、提高作物品质：提高干物质积累，防止腐烂,其它阳离子不能代替钙在稳定细胞膜结构方面的作用。,3,、参与细胞分裂，促进细胞伸长和根系生长,缺钙,破坏细胞壁的粘结联系，抑制细胞壁形成；而且使已有细胞壁解体、根系伸长停止。,钙对于有丝纺锤体的形成有特殊功效，并参与染色体的形成，钙不足影响细胞分裂。,（细胞板形成受阻，纺锤体微管的解聚受钙调蛋白影响）,4,、酶促作用,Ca-ATP,酶、,脂肪水解酶、,a,淀粉酶、磷脂酶等,钙能结合在钙调蛋白,(CAM),上，形成复合物,Ca,CAM,，该复合物能活化细胞中许多酶。,钙可以同,70,多种蛋白质结合,Ca-CAM,复合体的形成与酶的激活,植物细胞信息是通过细胞质中,Ca,2+,浓度的改变来传递的。,CAM,对,Ca,2+,的亲合力是它传递信息的基本特征。,5,、渗透调节作用,有,液泡,的叶细胞内，大部分,Ca,2+,存在于液泡中，对液泡内阴阳离子的平衡有重要贡献。,草酸钙：,维持液泡、叶绿体中低水平的游离钙,6,、 抑制真菌侵袭，提高果蔬储藏品质,抑制酶对质膜的破坏作用,改变蛋白质和叶绿素含量、细胞壁和膜的流动性，提高果实品质,植物细胞衰老和果实后熟作用的延缓保护剂,（采前钙处理和采后喷钙）,二、植物对钙的需求与缺钙症状,植物对钙的需求量因作物种类和遗传特性的不同而有很大的差异。,（一）植物对钙的需求,最佳生长介质,Ca,2+,浓度,:,黑麦草,2.5mol/L,，,番茄,100mol/L,最佳生长时期植株含钙量：,黑麦草,0.7mg/g,，,番茄12.9,mg/g,。,一般认为，在土壤,交换性钙的含量,10 mol/kg,时，作物不会缺钙。,*,（二）缺钙症状,1,、植物生长受阻，植株矮小，节间较短，组织柔软。,2,、幼嫩分生组织首先出现缺素症，易腐烂死亡,3,、幼叶难以抽出，卷曲畸形，叶缘开始变黄并逐渐坏死。,常见病例有,：,辣椒和番茄的脐腐病,甘蓝、白菜焦叶病,胡萝卜空心病,苹果水心病、苦陷病,芹菜黑心病,Ca,2+,的运输与蒸腾作用紧密相关，水分和钙的运输呈现明显的昼夜节律性变化，也决定了钙在植物体内的运输具有单向性。,在北方富钙的石灰性土壤上植物也会出现生理性缺钙。,草坪植物与钙,草坪植物,不易缺钙,原因：草坪草多数为禾本科植物，对钙的,需求量小,，植物根系发达，,吸钙能力强,二、钙肥种类及施用,（一）生石灰,CaO,：,石灰石烧制,：含,CaO90%,96%,强碱性，是酸性土壤的改良剂，,还有杀虫，灭草，消毒等功能。,白云石烧制,：,CaO55%,85%,（二）熟石灰,Ca(OH),2,：,又叫消石灰，生石灰加水吸湿而成。,主要性质：,易溶，强碱性，中和酸性能力强,（三）其他含钙肥料,硝酸钙（,19.4,）、氯化钙（,53,）、,石膏（,22.3,），普钙（,18,21,），,重钙（,12,14,），,钙镁磷肥（,18,21,），,钢渣磷肥（,25,35,），,磷矿粉（,20,35,），,偏磷酸钙（,18,19,），,窑灰钾肥（,25,28,），,碳酸钙,施用：,因土壤性质、作物种类、施肥方法,等因素而影响用量,土壤代换量：,代换量大、钙饱和度高的土壤不易缺钙。,一般来讲，土壤交换性钙,10mmol/kg,，植物不缺钙。,（四）钙肥的合理施用,作物种类：,耐酸性强的甘薯、马铃薯、荞麦、烟,草、少施。,苹果、大白菜、番茄易表现出缺钙病，,应重施。,茶树为典型耐酸植物，施石灰生长差。,石灰施用方法一般为撒施翻耕，也可用,0.3,0.5,的硝酸钙喷施。,第二节 植物的镁营养与镁肥,一、镁的营养作用,（一）镁在植物体内的含量和分布,含量：,0.05,0.7,，,豆科作物,禾本科植物,（,2-3,倍）；,种子,茎叶,根系。,正常成熟叶片中的分布：,10,：叶绿素,a,和叶绿素,b,，,75,：核糖体，,15,：游离态或结合在各种镁可活化的酶或细胞的阳离子结合部位上。,当植物叶片中镁含量低于,0.2%,时则可能缺镁,植物不同器官的镁含量与镁肥施用量或供应水平密切相关：,甜玉米,施镁肥：产量和镁含量提高。,供应量较少：,籽粒先积累,供应量充分：,镁累积储存在营养体中,镁在韧皮部的移动性很强，再利用能力强,生长初期镁大多存在于,叶片,中，结实期则以,植酸盐的形式,贮存在,种子,中；,（二）营养功能,1,、叶绿素合成与光合作用,叶绿素,a,、,b,含镁约,2.7,，占叶片总镁的,10,。,参与,CO,2,同化,影响光合磷酸化和羧化反应,如：,叶绿体基质中,RUBP,羧化酶活性完全取决于,pH,值和,Mg,浓度，促进,CO,2,同化，有利于糖和淀粉的合成,植物缺镁，叶片失绿，光合作用受阻,2,、稳定核糖体，促进蛋白质合成,镁离子是作为核糖体亚单位连接的桥梁元素，保证核糖体结构的稳定，为蛋白质合成提供场所。,（叶片中约,75%,的,Mg,）,活化,RNA,聚合酶也需要镁。,合成量,(g/ml,悬浮液,),8,10,20,0,16,24,8,16,24,0,50,100,Mg,A,Mg,Mg,Mg,Mg,Mg,时间,(h),B,在悬液培养中供镁对,(A) RNA,和,(B),蛋白质合成的影响,3,、,活化和调节酶促反应,镁可以活化乙酸硫激酶，使乙酸、,ATP,和辅酶,A,形成乙酰辅酶,A,，参与脂肪代谢。,磷酸化酶、葡萄糖激酶、果糖激酶、烯醇化酶均需镁活化。,镁在,ATP,或,ADP,的焦磷酸盐结构和酶分子之间形成一个桥梁，大多数酶的底物是,Mg-ATP,；,镁联结酶蛋白与,ATP,的图示,蛋白酶,*（三）作物缺镁症状,1,、老叶先失绿，叶脉仍保持绿色，,形成网状脉纹；,2,、植株矮小，生长缓慢、根冠比下降,3,、禾本科植物缺镁时，叶基部叶绿素积累出现暗绿色斑点，严重缺镁时，叶尖出现坏死斑点。,胡椒缺镁,苹果缺镁,可溶性,：硫酸镁、氯化镁、硝酸镁、氧化镁、钾镁肥等,微溶性,：白云石、菱镁矿、钙镁磷肥、光卤石、磷酸镁铵,不溶性,：硅酸镁,其他,：螯合镁，有机肥、海水等,二、镁肥的种类与施用,（一）镁肥的种类,常用镁肥 含镁量 镁的形态,硫酸镁,9.7 MgSO,4,7H,2,O,硝酸镁,16.4 Mg(NO,3,),2,氯化镁,25.6 MgCl,2,氧化镁,55.0 MgO,钾镁肥,7,8 MgSO,4,KSO,4,土壤条件：,代换性镁低于,60mg/Kg,，镁饱和度小于,6,10,时土壤易缺镁，施镁有效。,砂性,土壤,（淋失）,、,酸性土壤,（淋失、,H+,、,Al3+,拮抗）,、,K,+,和,NH,4,+,含量较高的土壤,（拮抗）易缺镁；,（二）镁肥的合理施用,作物条件：,豆科作物，块根、茎类作物、烟草等需镁多，果树如柑桔、葡萄、柿子、苹果易缺镁，施镁有效。,施用方法：,硫酸镁基施，,12.5,15,kg/666.7m,2,。,根外追肥，硫酸镁溶液的浓度,1,2,。大田,7,10,天,/,次，连喷数次。,中和碱性土壤上施用氯化镁和硫酸镁,效果好。,第三节,硫,第三节 植物硫营养与硫肥,（一）含量和分布,含量：,0.2,1.1,。,十字花科植物,豆科、百合科,禾本科,存在形式：,SO,4,2-,及含硫的有机化合物,分布：,开花前集中于叶片，成熟时向其它器官转移。,一、植物的硫营养,*（二）硫的营养作用,1,、蛋白质和酶的组成元素,含硫氨基酸：,胱氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸,稳定蛋白质结构,：二硫键,酶的成分：,苹果酸脱氢酶、,a,酮戊二酸脱氢酶、脂肪酶、磷酸化酶等。,2,、参与氧化还原反应,胱氨酸半胱氨酸,氧化还原体系和谷胱甘肽氧化还原体系,（,氧化条件下，两个半胱氨酸氧化形成胱氨酸；还原条件下，还原为半胱氨酸）。,硫氧还蛋白,能够还原肽链间和肽链中的二硫键，使许多酶和叶绿体耦联因子活化。,SH,SH,S,S,蛋白质二硫键,还原作用,PS,2,P,（,SH,）,2,NADP,+,或,Fd,ox,NADPH+H+,或,Fd,red,硫氧还蛋白,还原酶,硫氧还蛋白的还原与蛋白质二硫键的氧化示意图,铁氧还蛋白,中,Fe-S,结合形式及其在其它代谢中的功能,Fe,-S,-S,Fe,S,S,S-,S-,e,-,e,-,NADP,+,（光合作用）,N,2,还原,亚硝酸还原酶,硫酸还原酶,铁氧还蛋白是一种重要的含硫化合物，它既能在光合,作用的暗反应中参与氮的还原，也能在硫酸盐还原和谷氨,酸的合成过程中起中要作用,3,、硫是某些生理活性物质的组分,硫胺素（,VB,1,）、生物素（,VH,）、辅酶,A,、乙酰辅酶,A,等生理活性物质的组分。,硫胺素能促进根系生长，生物素参与脂肪合成。,（三）缺硫病症,1,、幼叶首先失绿黄化，双子叶植物老叶出现紫红色斑；,（与缺氮相似）,2,、茎细弱，根细长而不分支，开花结实推迟，果实减少,一般认为，当植物的硫含量（干重）低于,0.2%,时，植物会出现缺硫症状。,植物对硫的需求与缺硫症状,不同植物缺硫症状,豆科,植物对缺硫敏感,，,苜蓿,:,叶呈淡黄绿色，小叶比正常叶更直立，茎变红，分枝少；,四季萝卜,:,土壤硫营养状况的指示植物；,玉米,早期新叶上部叶脉间黄化，后期缺硫叶缘变红，直到整个叶面、茎基部也变红。,禾谷类,:,籽粒半胱氨酸含量下降，面粉烘烤质量降低,黄豆施硫,S,小麦,-,有硫和无硫,S,油菜,-,叶片呈怀状向内，叶背变红,S,结球甘蓝,-,叶片变形，叶片带紫红色,S,油菜缺硫：叶片变形，卷曲，叶脉间呈黄绿色,S,二、硫肥的种类与施用,常用硫肥 含硫量 主要成分,石膏,18.6 CaSO,4,2H,2,O,硫酸铵,24.2 (NH,4,),2,SO,4,硫酸钾,17.6 K,2,SO,4,硫酸镁,13 MgSO,4,7H,2,O,青（绿）矾,11.5 FeSO,4,7H,2,O,硫磺,95,99 S,硫肥的合理施用,1,、土壤条件,临界值：,10-16mg/kg,常见缺硫土壤：,1,）母岩为花岗岩、砂岩、河流冲积物的质地轻的土壤,2,）低温、长期淹水，山区冷浸田,3,）硫肥施用量少山区和边远山区,pH,值：酸性土壤铁、铝氧化物吸附降低有效性，酸性土壤施用石灰增加有效性,通气性：淹水会产生毒害，生成,FeS,消除,2,、作物种类,需硫量：,较高：结球甘蓝、花椰菜、四季萝卜、大葱等,中等：豆科作物，棉花、烟草,低：油菜、甘蔗、花生、大豆、菜豆,N/S,临界值：禾本科,14,：,1,；豆科：,17,：,1,3,、降水和灌溉,钙镁硫很少单独施用，一般配合施用氮磷钾肥，常用的氮磷钾肥中通常含有大量的硫，城区污染空气也提供一定的硫。,施用方法：,碱土上施石膏，可供硫且改碱。,石膏可作基肥也可作追肥，追施宜早不宜迟。,均匀混合、深翻、密切排灌,