鈣元素在植物生長中的作用（鈣元素的三大營養作用及水稻等植物缺鈣的三大類症狀）

2023-05-30 01:22:29

1、鈣營養在植物營養中的地位

作物生長發育所必需的大量營養元素，除目前應用最多的氮、磷、鉀之外，鈣、鎂被認為是第二位元素。植物需要相當數量的這些元素才能維持正常的生長，隨著作物產量水平的不斷提高，作物體內正常代謝活動所需要的這三種元素的數量也在增加，因此，世界各國鈣和鎂的缺乏有逐漸增加的趨勢。合理施用鈣、鎂肥，不僅有營養作物的作用、又有改良土壤的效果，還會影響動物和人體的健康。因此，它們已引起國內外動、植物營養學家的高度重視。

鈣在植物體內的分布。植物乾物質含鈣量為0.5%-3%。一般豆科植物、甜菜、甘藍等需鈣較多，而禾穀類作物、馬鈴薯等需鈣較少，水稻莖稈中鈣的含量是僅次於氮鉀。作物各器官含鈣量不一，一般地上部較多，根部較少，莖葉(特別是老葉)較多，果實、籽粒較少。在細胞中，鈣富集於細胞壁、澱粉體和核仁裡。

圖1：水稻典型的缺鈣倒伏

2、鈣的營養作用。

①植物中絕大部分鈣作為構成細胞壁的果膠質的結構成分。它與果膠酸結合形成果膠酸鈣而被固定，存在於相鄰兩個細胞壁之間，即中膠層處，可以增強細胞之間的粘結作用把細胞聯結起來。鈣又是細胞分裂所必需的成分，在細胞核分裂後，分隔兩個子細胞的細胞板就是中膠層的初期形式，它是由果膠酸鈣組成的。在缺鈣條件下，細胞板完全不能形成，子細胞也無法分隔成兩個，於是就會出現雙核細胞的現象。例如洋蔥根尖分生組織在缺鈣時就出現雙核細胞，這樣由於細胞不能分裂，生長點就會死亡。

②鈣能穩定生物膜結構，它和作為膜組成成分的磷脂分子形成鈣鹽，在維持膜的結構和功能上起重要作用。由於鈣能增強質膜的穩定性，活化 ATP 酶，因此可增強對養分選擇吸收的能力。

③鈣能結合在調鈣蛋白(Calmodulin.簡稱CaM)上形成複合物。該複合物能活化動植物細胞中許多酶，對細胞的代謝調節起重要作用。目前認為包括細胞分裂、細胞運動、細胞與信息交流以至植物光合作用、對激素的反應及生長發育等都與 CaM有密切關係。實驗證明，Ca2 在低濃度時(0.3~1mmol/L)對細胞壁的酸化和細胞的伸長起促進作用，在高濃度時(2~20m mol/L)卻起抑制作用(2)。通過Ca-CaM 調節細胞內功能可能是植物激素一種一作用的方式。總之，鈣調蛋白已為細胞功能開拓了嶄新的領域，隨著細胞生物學的展，對植物鈣的營養功能的認識將會產生深遠的影響。

圖2：水稻抽穗期缺鈣

3、植物缺鈣症狀

介質中Ca2 濃度在10--10-3mol/L時最適於植物吸收。通常認為，土壤交換性鈣有 2c mol(½Ca)/kg以上時，一般作物不會缺鈣。但是植物只能靠根尖吸收鈣。若新根生長受阻(如排水不良、乾旱或低溫等)，或因空氣溼度過大而影響蒸騰時，即使在石灰性土壤，植物也會出現缺鈣。在植株中，Ca主要通過質外體移動，在木質部汁液隨蒸騰流而向上運輸，而通過共質體、韌皮部運輸的數量極少，因此鈣富集於老葉中。一旦鈣在老葉沉澱下來，就不能被活化向生長點移動。缺鈣時，植株生長受阻，節間較短，因而一般較正常的矮小，而且組織柔軟。缺鈣植株頂芽、側芽、根尖等分生組織容易腐爛死亡，幼葉捲曲畸形，多缺刻狀，或從葉緣開始變黃壞死。果實生長發育不良。

※甘藍、白菜和萵苣等會出現葉焦病，或稱緣腐病(因缺鈣導致硝酸在嫩葉葉片內積累，使生長點萎縮，嫩葉邊緣呈燒灼狀)。