钼元素在植物中的作用(钼元素有什么作用)
导语:植物营养那些事儿——钼元素
钼在植物体内是一种不可缺少和代替的微量元素。虽然植物对钼的需求量低于其他任何一种,但是正应了那句老话“英雄出少年,越小越值钱”。作物缺钼,轻者影响正常生长,重者导致死亡。钼的营养功能钼能促进豆科植物的固氮作用,是植物利用硝态氮所必须的元素。钼能促进植物吸收磷素养分,促进植物体内醣类的形成与转化,提高叶绿素含量,保持叶绿素的稳定性。
硝酸还原酶(nitrate reductase)——硝酸还原酶是一种氧化还原酶,可催化硝酸离子还原成亚硝酸离子的反应。
硝酸还原酶的组分
钼的营养作用突出表现在氮素代谢方面。它参与酶的金属组分,并发生化合价的变化。在植物体中,钼是硝酸还原酶和固氮酶的成分,这两种酶是氮素代谢过程中不可缺少的。对豆科作物来说,钼有其特殊的重要作用。植物吸收硝态氮素以后,必须经过一系列的还原过程,转变成NH3以后才能用于合成氨基酸和蛋白质。在一系列的还原过程中,第一步就是硝酸还原成亚硝酸,这一步骤需要硝酸还原酶催化。硝酸还原酶是一个黄素蛋白,黄素腺嘌呤二核苷酸是硝酸还原酶的辅基,而钼是硝酸还原酶辅基中的金属元素。
促进植物体内有机含磷化合物的合成
钼与植物的磷代谢有密切关系。钼酸盐会影响正磷酸盐和焦磷酸酯一类化合物的水解作用,还会影响植物体内有机态磷和无机态磷的比例。缺钼时,体内磷酸酶的活性明显提高,使磷酸酯水解,不利于无机态磷向有机态磷的转化。在缺钼的情况下,施钼可使植物体内的无机态磷转化成有机态磷,而且有机态磷与无机态磷的比例显著增大。
固氮酶(nitrogenase)
参与根瘤菌的固氮作用
钼的另一重要营养功能是参与根瘤菌的固氮作用。豆科作物借助固氮酶把大气中的N2固定为NH3,再由NH3合成有机含氮化合物。固氮酶是由钼铁氧还蛋白和铁氧还蛋白两种蛋白组成的。这两种蛋白单独存在时都不能固氮,只有两者结合才具有固氮能力。在固氮过程中,钼铁氧还蛋白直接和游离氮结合,它是固氮酶的活性中心;铁氧还蛋白则与Mg-ATP结合,向活性中心提供能量和传递电子,在活性中心上的N2获得能量和电子后就能还原成NH3。钼在固氮酶中也起电子传递作用。钼还能提高豆科作物根瘤中脱氢酶的活性,加大氢的流入,增强固氮能力。
参与体内的光合作用和呼吸作用
钼对植物的呼吸作用也有一定的影响。植物体内抗坏血酸的含量常因缺钼而明显减少。这可能是由于缺钼导致植物体内氧化还原反应不能正常进行所致。钼还能提高过氧化氢酶、过氧化物酶和多酚氧化酶的活性。缺钼会引起光合作用强度降低,还原糖的含量减少。钼对叶绿素的影响早已引起人们的注意。许多试验证明,缺钼时叶绿素含量减少。示踪元素试验表明,叶绿素减少的区位往往正好发生在缺钼的同一脉间区内。钼对维持叶绿素的正常结构也是不可缺少的。
大小各异的南瓜花粉粒(电子显微镜)
促进繁殖器官的建成
钼除了在豆科作物根瘤和叶片脉间组织积累外,在繁殖器官中含量也很高。这表明它在受精和胚胎发育中的特殊作用。当植物缺钼时,花的数目减少。番茄缺钼表现出花特别小,而且丧失开放的能力。玉米缺钼时,花粉的形成和活力均受到极明显的影响。
钼元素的特性
在必需营养元素中,植物对钼的需要量低于其他元素,通常含量不到1mg/kg。
豆科作物含钼量明显高于禾本科作物,因为豆科作物的根瘤有优先累积钼的特点。
钼在幼嫩器官中含量较高,叶片含钼量高于茎和根。叶片中的钼主要存在于叶绿体中。
钼主要存在于韧皮部和维管束薄壁组织中,在韧皮部内可以转移,但它以何种形态转移还不清楚。它属于移动性中等的元素。
植物缺钼症状
植物缺钼的共同特征:
植株矮小,生长缓慢,叶片失绿,且有大小不一的黄色或橙黄色斑点,严重缺钼时叶缘萎蔫,有时叶片扭曲呈杯状,老叶变厚、焦枯,以致死亡。
各种作物对钼的需要量有很大区别,作物对钼的敏感性,大致可分为以下三中情况:
高度敏感作物
花生、三叶草、花椰菜、莴苣、菠菜、洋葱、硬花甘蓝、食用甜菜等。
中度敏感作物
紫花苜蓿、苕子、箭舌豌豆、豌豆、大豆、蚕豆、绿豆、油菜、糖用甜菜、甘蓝、萝卜、芜菁、番茄、胡萝卜、柑橘等。
不敏感作物
小麦、大麦、黑麦、燕麦、玉米、甜玉米、高粱、水稻、棉花、芹菜、马铃薯、苹果、桃、梨葡萄、苏丹草等。
部分作物缺钼症状
花椰菜缺钼:
其症状是叶片出现浅黄色失绿叶斑,由叶脉间发展到全叶。叶缘为水渍状或膜状,部分透明,迅速枯萎,叶缘向内卷曲,有时在叶缘发病以前,叶柄先行枯萎,在全叶枯萎时仍不脱落,老叶呈深绿到蓝绿色,严重时叶缘全部坏死脱落,只余下主脉和靠近主脉处有少量叶肉,残余的叶肉使叶片成为狭长的畸形,并且起伏不平,即出现所谓“鞭尾现象”。
花生缺钼:叶脉间失绿,叶片生长畸形,表现为叶尖萎缩,严重时整个叶片布满斑点,甚至发生螺旋状扭曲,老叶变厚,呈蜡质状态。与缺氮类似,但缺氮先表现在老叶上,而钼先表现在新生叶片上。
油菜缺钼:叶片凋萎和焦灼,叶片弯曲的现象不明显,但常有“鞭尾现象”,植株现象。
柑橘缺钼:典型症状称为斑病。叶片上出现水渍状区域,然后扩大形成卵圆形的橘黄色斑点,叶缘卷曲,萎蔫而死,症状从老叶或茎中部叶片开始,逐渐波及幼叶,直至全株死亡。
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