钙镁硫

钙、镁、硫

1、植物体内钙的含量和分布

植物体含钙量一般在0.1%-3%之间，不同植物种类、部位和器官的变幅很大。

一般规律为：双子叶植物> 单子叶植物；地上部> 根部；茎叶较多，果实、籽粒中则较少。在植物细胞中，钙主要存在与细胞壁上。

2、钙的营养功能

（一）稳定细胞膜：钙与细胞膜表面磷脂和蛋白质的负电荷结合，提高了细胞膜的稳定性，并能增加细胞膜对K+、Mg2+等离子吸收的选择性。缺钙时膜的选择性能力下降。

（二）促进细胞的伸长和根系生长：缺钙会破坏细胞壁的粘结联系，抑制细胞壁的形成；同时不能形成细胞板，出现双核细胞现象；细胞无法正常分裂，最终导致生长点死亡。

（三）行使第二信使功能：钙能结合在钙调蛋白（Calmodulin, CAM）上，对植物体内的多种酶起活化作用，并对细胞代谢有调节作用。

（四）调节渗透作用：在有液泡的叶细胞内，大部分的Ca2+ 存在于液泡中，它对液泡内阴阳离子的平衡有重要贡献。

（五）具有酶促作用：Ca2+对细胞膜上结合的酶（Ca-A TP酶）非常重要。其主要功能是参与离子和其它物质的跨膜运输。

(六）影响作物品质：成熟果实中的含钙量较高时，可有效地防止采后贮藏过程中出现的腐烂现象，延长贮藏期，增加水果保藏品质。

3、植物缺钙症状

在缺钙时，植株生长受阻，节间较短，因而一般较正常生长的植株矮小，而且组织柔软。

由于钙在细胞壁、细胞膜中的关键作用，同时也由于钙主要通过木质部运输，受蒸腾作用影响大，老叶中钙的再利用程度低，缺钙植株的顶芽、侧芽、根尖等分生组织首先出现缺素症，易腐烂死亡；幼叶卷曲畸形，叶缘变黄逐渐坏死。

甘蓝、莴苣和白菜出现叶焦病(Tipburn)和干烧心（Internal browning)；

番茄、辣椒和西瓜出现脐腐病(Blossom-end rot)；

苹果出现苦陷病（Bitter pit)和水心病(Watercore)；

植株缺钙：生长点坏死

大白菜缺钙的典型症状：内叶叶尖发黄，呈枯焦状，俗称“干烧心”，又称“心腐病”。

缺钙的果实：苦痘病，脐腐病

4、植物体内镁的含量和分布

植物体内镁的含量约为0.05%-0.7%。其分布规律为：①豆科植物地上部分的含镁量是禾本科植物的2-3倍；

②种子含镁较多，茎、叶次之，而根系很少；③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；

由于镁在韧皮部中的移动性很强，储存在营养体或其它器官中的镁可以被重新分配和再利用。

5、镁的营养生理功能

（一）合成叶绿素并促进光合作用

镁的主要功能是作为叶绿素a和叶绿素b合成卟啉环的中心原子，在叶绿素合成和光合作用中起重要作用。

镁对叶绿体中的光合磷酸化和羧化反应都有影响。镁参与叶绿体基质中1，5-二磷酸核酮糖羧化酶（RuBP羧化酶）催化的羧化反应。

RuBP羧化酶的活性主要取决于pH值和Mg2+的浓度。

（二）镁参与蛋白质的合成

镁的功能是作为核糖体亚单位联结的桥接元素，保证核糖体结构的稳定，为蛋白质合成提供场所。另外，活化RNA聚合酶也需要镁。

（三）、活化和调节酶促反应

植物体中一系列的酶促反应都需要镁或依赖于镁进行调节：①镁在A TP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；②镁在叶绿体基质中对RuBP羧化酶起调控作用，③果糖-1,6-二磷酸酶也是一个需镁较多，而且也需要较高pH的酶类；④镁也能激活谷氨酰胺合成酶。

6、植物对镁的需求与缺镁症

●农作物对镁的吸收量平均为10-25kg/ha。植物体镁的临界浓度因植物种类、品种、器官和发育时

期不同而有很大差异。

●单子叶植物镁临界值比双子叶植物低。

●一般来说，当叶片含镁量大于0.4%时，表明供镁充足。

当植物叶片中的镁含量低于0.2%时则可能缺镁。

由于镁在韧皮部中的移动性较强，缺镁症状首先出现在中、下部老叶上。

当植物缺镁时，其突出表现是叶绿素含量下降，并出现失绿症。

失绿症开始于叶尖端和叶缘的脉间部位，颜色由淡绿变黄再变橙红或紫色。

叶脉保持绿色，在叶片上形成清晰的网状脉纹。

植株缺镁：中下部叶脉间失绿黄化

油菜缺Mg，脉间失绿、发红。

7、植物体内硫的含量与分布

●植物含硫量为0.1%-0.5%，其变幅明显受植物种类、品种、器官和生育期的影响。

●十字花科植物需硫最多，豆科、百合科植物次之，禾本科植物较少。

●植物体内的硫有无机硫酸盐（SO42-）和有机硫化合物两种形态。

●无机态硫酸盐主要储藏在液泡中，而有机含硫化合物主要是以含硫氨基酸及其化合物的形式存在

于植物体的各器官中

8、硫的营养功能

（一）合成蛋白质的必需成

硫是半胱氨酸和蛋氨酸的组分，因此也是蛋白质不可缺少的组分。作物缺硫时，蛋白质含量降低，不含硫的氨基酸和酰胺以及NO3-积累。

硫对蛋白质的结构和功能也很重要。在多肽链中，两个含巯基（-SH）的氨基酸可形成二硫化合键（-S-S-，二硫键），二硫键可以共价交叉方式联结两个多肽链或一个多肽链的两端，使多肽结构稳定。

（二）调节氧化还原状况和传递电子

在氧化条件下，两个半胱氨酸氧化形成胱氨酸；而在还原条件下，胱氨酸可还原为半胱氨酸，从而构成氧化-还原体系。其中重要的化合物包括：

谷胱甘肽：是植物体内重要的抗氧化剂，在消除活性氧过程中起重要作用。它还是植物螯合肽的前体。

硫氧还蛋白：在光合作用电子传递和叶绿体中酶的激活方面有重要作用。

铁氧还蛋白（Fd)：在光合作用中氧化态的Fd接收光反应产生的电子而被还原，还原态的Fd通过电子传递参与光合作用暗反应中CO2的还原、硫酸盐的还原、N2还原(固氮)和谷氨酸合成等重要生理过程。（三）、参与一些酶的活化

半胱氨酰-SH基在维持许多酶的催化活性的构象中很重要。一些蛋白水解酶如番木瓜蛋白酶和脲酶、APS 硝基转移酶等，均以-SH基作为酶反应中的功能团。

硫对硝酸还原酶的活性有影响。试验证明，施用硫肥时，硝酸还原酶的活性增加。

（四）、影响叶绿素的合成

硫虽然不是叶绿素的成分，但明显地影响叶绿素的合成。

在绿色叶片中，蛋白质大多数位于叶绿体中，它与叶绿素分子形成色素蛋白复合物。缺硫对叶绿素含量影响的原因可能是由于叶绿体内的蛋白质含硫所致。

因此，在缺硫植株中叶绿素的含量降低，叶色淡绿，严重缺硫时呈黄白色。