植物營養(yǎng)元素的拮抗與協(xié)同

1、植物營養(yǎng)的拮抗與協(xié)同作用（作者：光合尚品.HGY)1、 營養(yǎng)元素的分類 (1) 必需營養(yǎng)元素 營養(yǎng)元素在植物體內(nèi)的含量不同，所引起的作用也不同，有些是偶然進(jìn)入植物體內(nèi)，有些元素在植物體內(nèi)含量很少，但是是不可缺少的（溶液培養(yǎng)可以鑒別） 必需營養(yǎng)元素的三個依據(jù) 1. 如缺少某種營養(yǎng)元素,植物就不能完成生活史; 2. 必須營養(yǎng)元素的功能不能由其它營養(yǎng)元素代替;3. 必須營養(yǎng)元素直接參與植物代謝作用.目前已發(fā)現(xiàn)16種必需營養(yǎng)元素: 大量、中量營養(yǎng)元素：C H O N P K Ca Mg S (占植物干重的0.1%以上) 微量營養(yǎng)元素：Fe Mn Cu Zn B Mo Cl(一般占植物干重的0.1%以下

2、) 大量與微量沒有嚴(yán)格的界限,隨著環(huán)境的變化微量元素含量可超過大量元素含量。(2) 有益元素在16種營養(yǎng)元素之外，還有一類營養(yǎng)元素，它們對一些植物的生長發(fā)育具有良好的作用，或為某些植物在特定條件下所必需，但不是所有植物所必需，人們稱之為“ 有益元素”。其中主要包括： Si Na Co Se Ni Al 等。水稻Si、固氮作物Co、甜菜Na等。按其生化作用和生理功能進(jìn)行分類 營養(yǎng)元素吸收形態(tài)生物化學(xué)功能第一組C、H、O、N、SCO2、HCO3-、H2O、O2、NO3-、NH4+、N2、SO4-2、SO2離子來自土壤溶液,氣體來自大氣是有機(jī)物質(zhì)的主要組成成分，是酶催化過程中原子團(tuán)的必需元素。通過氧

3、化還原反應(yīng)而同化第二組P、B、Si來自土壤溶液中的磷酸鹽、硼酸和硼酸鹽、硅酸鹽與植物中天然醇類進(jìn)行酯化作用，磷酸酯參與能量轉(zhuǎn)換反應(yīng)第三組K、Na、Mg、Ca、Mn、Cl來自土壤溶液的離子一般功能：形成滲透勢特殊功能：使酶蛋白的構(gòu)造成為最佳狀態(tài)，以利酶的活化作用。兩種作用物之間的橋梁聯(lián)結(jié)，使非擴(kuò)散和擴(kuò)散的陰離子平衡第四組Fe、Cu、Zn、Mo來自土壤溶液的離子或螯合物主要以螯合物結(jié)合于輔基內(nèi)，通過這些元素原子價的變化而傳遞電子二、植物必須營養(yǎng)元素特性1、植物營養(yǎng)元素協(xié)同性 由于各種營養(yǎng)元素的相互作用和各自的特殊生理功能，才保證了植物的正常生命活動。他們既是各自承擔(dān)著獨(dú)特的任務(wù)，又相互配合，共同完

4、成各項代謝作用。作物體內(nèi)任何生理生化過程都不可能由某一元素單獨(dú)完成的。 2、植物營養(yǎng)元素同等重要、不可替代性必需營養(yǎng)元素在植物體內(nèi)不論數(shù)量多少都是同等重要；任何一種營養(yǎng)元素的特殊功能都不能為其它元素所代替。植物生活所必須的 16 個營養(yǎng)元素，在植物體內(nèi)的含量有多有少，其生理功能有的比較清楚，有的尚不夠清楚。但就它們對植物的重要性來講，卻是同等重要的。它們各自所承擔(dān)的任務(wù)相互之間是不能代替的。 三、植物營養(yǎng)元素相互作用指營養(yǎng)元素在土壤中或植物中產(chǎn)生相互的影響，或者一種元素在與第二種元素以不同水平相混合施用時所產(chǎn)生的不同效應(yīng)。也就是說，兩種營養(yǎng)元素之間能夠產(chǎn)生的促進(jìn)作用或拮抗作用。這種相互作用在大

5、量元素之間、微量元素之間以及微量元素與大量元素之間均有發(fā)生?？梢栽谕寥乐邪l(fā)生，也可以在植物體內(nèi)發(fā)生。由于這些相互作用改變了土壤和植物的營養(yǎng)狀況，從而調(diào)節(jié)土壤和植物的功能，影響植物的生長和發(fā)育。四、營養(yǎng)元素之間的拮抗作用營養(yǎng)元素之間的拮抗作用是指某一營養(yǎng)元素(或離子)的存在，能抑制另一營養(yǎng)元素(或離子)的吸收。主要表現(xiàn)在陽離子與陽離子之間或陰離子與陰離子之間。拮抗作用分為雙向拮抗和單向拮抗，雙向拮抗如鎂與鉀、Fe與Mn、Cd（鎘gé）與Fe等。 1、拮抗競爭作用機(jī)理 性質(zhì)相近的陽離子間的競爭：競爭原生質(zhì)膜上結(jié)合位點(diǎn)，如K+/Rb+；不同性質(zhì)的陽離子間的競爭：競爭細(xì)胞內(nèi)部負(fù)電勢，如K+、

6、Ca2+對Mg2+；陰離子間的拮抗作用：競爭原生質(zhì)膜上結(jié)合位點(diǎn)，如AsO4-3/PO4-3、Cl-/NO3-則與細(xì)胞內(nèi)陰離子濃度的反饋調(diào)節(jié)有關(guān)；NH4+與NO3-間拮抗作用：(1) NH4+降低細(xì)胞對陽離子的吸收，H+釋出減少，使H+-NO3-共運(yùn)輸受到影響；?(2) 進(jìn)入細(xì)胞的NH4+對外界N吸收產(chǎn)生反饋抑制作用2、三要素氮、磷、鉀對其他元素的拮抗作用原因引起缺乏的元素氮磷鉀鋅錳硼鐵銅鎂鈣鎘鋁高氮×××××××高磷××××××××高鉀×

7、;×××××氮肥尤其是生理酸性銨態(tài)氮多了，造成土壤溶液中過多的銨離子，與鎂、鈣離子產(chǎn)生拮抗作用，影響作物對鎂鈣的吸收。過多施氮肥后刺激果樹生長，需鉀量大增，更易表現(xiàn)缺鉀癥。磷肥不能和鋅同補(bǔ)，因為磷肥和鋅能形成磷酸鋅沉淀，降低磷和鋅的利用率。過多施磷肥,多余的有效磷也會抑制作物對氮素的吸收,還可能引起缺銅、缺硼、鎂。磷過多會阻礙鉀的吸收，造成鋅固定，引起缺鋅。磷肥過多，還會活化土壤中有害對作物的生長發(fā)育的物質(zhì)有害的物質(zhì)，如活性鋁、活性鐵、鎘（Cd），對生產(chǎn)不利。施鉀過量首先造成濃度障礙，使植物容易發(fā)生病蟲害，繼而在上壤和植物體內(nèi)發(fā)生與鈣、鎂、硼等

8、陽離子營養(yǎng)元素的拮抗作用，嚴(yán)重時引起臍腐和葉色黃化。過量施鉀往往造成嚴(yán)重減產(chǎn)。氮、磷、鉀肥的長期過量施用引起的拮抗作用，今天已經(jīng)發(fā)展到了必須有意施用鈣鎂硫的地步才能加以解決了。3、中量元素鈣、鎂、硫?qū)ζ渌氐霓卓棺饔?原因引起缺乏的元素氮磷鉀鋅錳硼鐵銅鉬鎂鈣硫鎘低鈣×高鈣×××××××高鎂×××××高硫×××鈣過多，阻礙氮、鉀的吸收，易使新葉焦邊，桿細(xì)弱，葉色淡。過量施用石灰造成土壤溶液中過多的鈣離子，與鎂離子產(chǎn)生拮抗作用，影響作物對

9、鎂的吸收。 鎂過多桿細(xì)果小，易滋生真菌性病害。土壤中代換性鎂小于60 mg/kg，鎂/鉀比小于1即為缺鎂。鈣、鎂可以抑制鐵的吸收，因為鈣、鎂呈堿性，可以使鐵由易吸收的二價鐵轉(zhuǎn)成難吸收的三價鐵。 4、微量元素鐵、硼、銅、錳、鋅、鉬對其他元素的拮抗作用原因氮磷鉀鋅錳鐵銅鉬鎂鈣鎘高錳×××××××高硼×××低硼××高鐵×××××高銅×××低鋅×高鋅××××

10、;×高鉬×缺硼影響水分和鈣的吸收及其在體內(nèi)的移動，導(dǎo)致分生細(xì)胞缺鈣，細(xì)胞膜的形成受阻，而且使幼芽及子粒的細(xì)胞液呈強(qiáng)酸性，因而導(dǎo)致生長停止。缺硼可誘發(fā)體內(nèi)缺鐵，使抗病性下降。 5、其他元素之間的拮抗作用：原因鈣鈉氯鉛錳鎂鉻硅H2PO4-NO2-NH4+磷××鉀 ××鈣×鈉××NO3-××××OH-×NH4+×高氯×6、土壤PH對元素的拮抗作用原因磷鉀鋅錳硼鐵銅鉬鎂鈣鈉銫NH4+低PH××××

11、5;×××××高PH××××××pH 值低時，對陽離子的吸收有拮抗，pH值升高，陽離子間的拮抗作用減弱，而陰離子聞的拮抗作用增強(qiáng)。7、土壤、溫度對營養(yǎng)元素的拮抗原因氮磷鉀鋅錳硼鐵銅鎂鈣排水不良××冷性土××××土壤粘濕××輕沙土××××××××低土溫×××低氣溫×××&

12、#215;高氣溫××五、營養(yǎng)元素之間的促進(jìn)作用 1、協(xié)助作用機(jī)理不同電性離子間的協(xié)助作用：電性平衡；相同電性離子間的協(xié)助作用：維茨效應(yīng)。維茨效應(yīng): 外部溶液中Ca2+ Mg2+ Al3+等二價及三價離子，特別是Ca2+能促進(jìn)K+ Rb+及Br-的吸收，根里面的Ca2+并不影響鉀的吸收。但維茨效應(yīng)是有限度的，高濃度的Ca2+反而要減少植物對其它離子的吸收。通常，大部分營養(yǎng)元素在適量濃度的情況下，對其他元素有有促進(jìn)吸收作用；促進(jìn)作用通常是雙向的；陰離子與陰離子之問也有促進(jìn)作用，一般多價的促進(jìn)一價的吸收。 2、大量元素的促進(jìn)作用氮磷鈣鎂鐵硼錳鉬硅NH4+氮磷鉀氮磷鈣鎂鐵硼錳硅NH

13、4+ 3、中微量元素的促進(jìn)作用氮磷鉀鈣鎂銅錳鋅鈉硅NH4+銣溴鈣鎂鐵硼銅錳氯氮磷鉀鈣鎂銅錳鋅鈉硅NH4+鎂和磷具有很強(qiáng)的雙向互助依存吸收作用，可使植株生長旺盛，雌花增多，并有助于硅的吸收，增強(qiáng)作物的抗病性，抗逆能力。鈣和鎂有雙向互助吸收作用，可使果實(shí)早熟，硬度好，耐儲運(yùn)。有雙向協(xié)助吸收關(guān)系的還包括：錳和氮鉀銅；硼可以促進(jìn)鈣的吸收，增強(qiáng)鈣在植物體內(nèi)的移動性。氯離子是生物化學(xué)最穩(wěn)定的離子，它能與陽離子保持電荷平衡，維持細(xì)胞內(nèi)的滲透壓的調(diào)節(jié)劑也是植物體內(nèi)最離子的平衡者，其功能是不可忽視的，氯比其它陰離子活性大，極易進(jìn)入植物體內(nèi)，因而也加強(qiáng)了伴隨陽離子（鈉、鉀、銨離子等）的吸收。錳可以促進(jìn)硝酸還原作用，有利于合成蛋白質(zhì)，因而提高了氮肥利用率。缺錳時，植物體內(nèi)硝態(tài)氮積累，可溶性非蛋白氮增多。 4、其他因素的促進(jìn)作用氮磷鉀鈣鎂鐵硼銅錳鈉硅NH4+銣溴PO4-3SO4-2NO3-A1NH4+有機(jī)肥氮磷鉀鈣鎂鐵硼銅錳鈉硅NH4+當(dāng)土壤溶液在酸性時候,植物吸收陰離子多于陽離子,而在堿性反應(yīng)中,吸收陽離子多于陰離子。六、交互作用1、替代效應(yīng)Na K；2、 協(xié)同效應(yīng)（1+1>2效應(yīng)） 磷錳；硅磷；3、高抑低促效應(yīng)鉀-硼；鈣鎂。4、 削弱拮抗效應(yīng)P可削弱CuFe拈抗作用；5、 消除毒害效應(yīng)Ca 可以減輕或消除H+ 、