植物必需元素之固氮元素是什么(植物的固氮)

导语：植物必需元素之固氮元素

钼元素在植物体的生育进程中发挥着重要作用，尤其在豆科作物的固氮作用中，所以，被称作“固氮元素”。

钼元素在植物体内的分布

在17种必需营养元素中，植物对钼的需要量低于其他任何一种，其含量范围为0.1～300 mg/kg（干重），通常含量不到lmg/kg。

豆科作物含钼量明显高于禾本科作物。豆科牧草含钼量较高，其种子含钼量约为0.5～20 mg/kg，根瘤中含钼量也很高，因为豆科作物的根瘤有优先累积钼的特点，如豌豆根瘤中钼的含量比叶片高出10倍。一般作物含钼量低于0.1 mg-kg-1，而豆科作物低于0.4mg-kg-1时就有可能缺钼。

植物对钼的吸收与其生长环境有关。代谢影响根系对MoO42-的吸收速率。SO42-是植物吸收MoO42-的竞争离子。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，属于移动性中等的元素。

钼元素在植物体内的功效

1、硝酸还原酶的组成成分

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。

2、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。缺钼时，豆科作物的根瘤发育不良，固氮能力下降。

钼除了硝酸盐还原和固氮作用外，还参与谷氨酸的合成与代谢。

3、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，缺磷时，植物体内会积累大量钼酸盐，而造成钼中毒。

4、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。钼也是酸式磷酸酶的专性抑制剂。

缺钼会引起光合作用强度降低，还原糖的含量减少。

5、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。

植物缺钼症状

缺钼的共同特征是植株矮小，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。

十字花科的花椰菜，其缺钼最典型的症状是：叶片明显缩小，呈不规则状的畸形叶，或形成鞭尾状叶，通常称为“鞭尾病”或“鞭尾现象”。鞭尾病是叶片局部组织坏死，以及在叶片发育早期维管束分化不完全造成的。柑橘缺钼表现为成熟叶片沿主脉局部失绿和坏死，即柑橘“黄斑病”。花椰菜新叶的“鞭尾病”和柑橘成熟叶的“黄斑病”虽然同属缺钼症状，但它却反映了不同发育阶段局部代谢紊乱的特征。

豆科作物缺钼的症状与缺氮十分相似，老叶首先失绿，所不同的是严重缺钼的叶片，由于有NO3---N积累，致使叶缘会出现坏死组织，而且缺钼症状最先出现在老叶或茎中部的叶片上，并向幼叶及生长点发展，以致遍及全株。这与缺氮叶片只是均匀失绿、无斑点和不产生坏死组织是有区别的。豆科作物缺钼时，根瘤发育不良，根瘤小而且数量也少。

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