農(nóng)化技術(shù)
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鈣對(duì)作物的重要作用
2012-08-15 11:31:55 | 作者： | 來(lái)源： | 點(diǎn)擊：
鈣在植物中起著不可估量的作用。鈣的生理功能與細(xì)胞壁組分有關(guān)。鈣是植物結(jié)構(gòu)組成元素，主要構(gòu)成果膠酸鈣、鈣調(diào)素蛋白、肌醇六磷酸鈣鎂等，在液泡中有大量的有機(jī)酸鈣,如草酸鈣、檸檬酸鈣、蘋果酸鈣等。鈣能穩(wěn)定細(xì)胞膜、細(xì)胞壁，還參與第二信使傳遞，調(diào)節(jié)滲透作用，具有酶促作用等。
一、穩(wěn)定細(xì)胞膜
鈣能穩(wěn)定生物膜結(jié)構(gòu)，保持細(xì)胞的完整性。其作用機(jī)理主要是依靠它把生物膜表面的磷酸鹽、磷酸酯與蛋白質(zhì)的羥基橋接起來(lái)。提高了膜的穩(wěn)定性和疏水性，在植物的選擇性吸收、生長(zhǎng)、衰老、信息傳遞以及植物的抗逆性等方面均有重要作用，具體概括如下四個(gè)方面：
1、提高生物膜的選擇吸收能力。缺鈣時(shí)，植物細(xì)胞原生質(zhì)膜結(jié)構(gòu)徹底解體，透性增加，致使低分子量的有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)離子外滲增多。
2、增強(qiáng)對(duì)環(huán)境脅迫的抗逆能力。施鈣肥，增強(qiáng)了膜的選擇性吸收能力，可減輕重金屬或酸性物質(zhì)對(duì)植物的毒害作用，還可增加植物對(duì)鹽害、凍害、干旱、熱害和病蟲害等的抗性。
3、防止植物早衰。早衰的典型癥狀與植物的缺鈣癥狀極其相似。在果實(shí)成熟過(guò)程中，植物的衰老與乙烯的產(chǎn)生密切相關(guān)，而鈣通過(guò)對(duì)細(xì)胞膜透性的調(diào)節(jié)作用可減輕乙烯的生物合成，從而延緩衰老；此外采后果實(shí)的保鮮貯藏性與呼吸強(qiáng)度有關(guān)。果實(shí)的含鈣量影響呼吸強(qiáng)度，是由于鈣通過(guò)調(diào)節(jié)膜透性，限制底物從液泡內(nèi)向細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的呼吸系統(tǒng)擴(kuò)散，進(jìn)而減少內(nèi)源底物的分解代謝的緣故。因而，果實(shí)中含鈣充足，則膜結(jié)構(gòu)保持完整，延緩果實(shí)衰老，延長(zhǎng)貨架期。
4、提高作物品質(zhì)。在貯藏器官發(fā)育初期，如果其中鈣含量較低時(shí)，細(xì)胞原生質(zhì)膜的通透性增加，有利于糖分、碳水化合物等有機(jī)物質(zhì)經(jīng)韌皮部向貯藏器官中轉(zhuǎn)運(yùn)，可有效提高果蔬等產(chǎn)品器官的含糖量。成熟果實(shí)中的含鈣量較高時(shí)，可有效防止采后貯藏過(guò)程中出現(xiàn)的腐爛現(xiàn)象，延長(zhǎng)貯藏期，增加水果的貯藏品質(zhì)。
1、提高生物膜的選擇吸收能力。缺鈣時(shí)，植物細(xì)胞原生質(zhì)膜結(jié)構(gòu)徹底解體，透性增加，致使低分子量的有機(jī)化合物和無(wú)機(jī)離子外滲增多。
2、增強(qiáng)對(duì)環(huán)境脅迫的抗逆能力。施鈣肥，增強(qiáng)了膜的選擇性吸收能力，可減輕重金屬或酸性物質(zhì)對(duì)植物的毒害作用，還可增加植物對(duì)鹽害、凍害、干旱、熱害和病蟲害等的抗性。
3、防止植物早衰。早衰的典型癥狀與植物的缺鈣癥狀極其相似。在果實(shí)成熟過(guò)程中，植物的衰老與乙烯的產(chǎn)生密切相關(guān)，而鈣通過(guò)對(duì)細(xì)胞膜透性的調(diào)節(jié)作用可減輕乙烯的生物合成，從而延緩衰老；此外采后果實(shí)的保鮮貯藏性與呼吸強(qiáng)度有關(guān)。果實(shí)的含鈣量影響呼吸強(qiáng)度，是由于鈣通過(guò)調(diào)節(jié)膜透性，限制底物從液泡內(nèi)向細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的呼吸系統(tǒng)擴(kuò)散，進(jìn)而減少內(nèi)源底物的分解代謝的緣故。因而，果實(shí)中含鈣充足，則膜結(jié)構(gòu)保持完整，延緩果實(shí)衰老，延長(zhǎng)貨架期。
4、提高作物品質(zhì)。在貯藏器官發(fā)育初期，如果其中鈣含量較低時(shí)，細(xì)胞原生質(zhì)膜的通透性增加，有利于糖分、碳水化合物等有機(jī)物質(zhì)經(jīng)韌皮部向貯藏器官中轉(zhuǎn)運(yùn)，可有效提高果蔬等產(chǎn)品器官的含糖量。成熟果實(shí)中的含鈣量較高時(shí)，可有效防止采后貯藏過(guò)程中出現(xiàn)的腐爛現(xiàn)象，延長(zhǎng)貯藏期，增加水果的貯藏品質(zhì)。
二、穩(wěn)定細(xì)胞壁
果膠是植物細(xì)胞壁的重要組成部分，它對(duì)維持果實(shí)硬度、增強(qiáng)果實(shí)耐貯性具有重要的作用。植物中絕大部分的鈣可與植物細(xì)胞壁中膠層中的果膠酸形成果膠酸鈣，抑制果膠酸對(duì)細(xì)胞壁其他成分的破壞。所以細(xì)胞壁中有豐富的鈣結(jié)合位點(diǎn)，在發(fā)育健全的植物細(xì)胞中，鈣主要分布在中膠層和原生質(zhì)膜的外側(cè)，可增強(qiáng)細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)與細(xì)胞間的粘結(jié)作用，把細(xì)胞連接起來(lái)。缺鈣時(shí)細(xì)胞壁解體，細(xì)胞壁和中膠層變軟，細(xì)胞破裂出現(xiàn)苦痘病、水心病和腐心�。蝗扁}還會(huì)降低細(xì)胞壁的硬度，從而降低了細(xì)胞對(duì)真菌病害浸染的抵抗力，導(dǎo)致裂果。
果膠是植物細(xì)胞壁的重要組成部分，它對(duì)維持果實(shí)硬度、增強(qiáng)果實(shí)耐貯性具有重要的作用。植物中絕大部分的鈣可與植物細(xì)胞壁中膠層中的果膠酸形成果膠酸鈣，抑制果膠酸對(duì)細(xì)胞壁其他成分的破壞。所以細(xì)胞壁中有豐富的鈣結(jié)合位點(diǎn)，在發(fā)育健全的植物細(xì)胞中，鈣主要分布在中膠層和原生質(zhì)膜的外側(cè)，可增強(qiáng)細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)與細(xì)胞間的粘結(jié)作用，把細(xì)胞連接起來(lái)。缺鈣時(shí)細(xì)胞壁解體，細(xì)胞壁和中膠層變軟，細(xì)胞破裂出現(xiàn)苦痘病、水心病和腐心�。蝗扁}還會(huì)降低細(xì)胞壁的硬度，從而降低了細(xì)胞對(duì)真菌病害浸染的抵抗力，導(dǎo)致裂果。
三、促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)和細(xì)胞分裂
缺鈣破壞了細(xì)胞壁的粘結(jié)聯(lián)系，抑制了細(xì)胞壁的形成；而且使已有的細(xì)胞壁解體，抑制細(xì)胞伸長(zhǎng)；此外，鈣是細(xì)胞分裂所必需的，在細(xì)胞分裂后，分隔兩個(gè)子細(xì)胞的細(xì)胞核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，不能形成細(xì)胞板，子細(xì)胞也無(wú)法分隔，于是就會(huì)出現(xiàn)雙核細(xì)胞的現(xiàn)象。例如洋蔥根尖分生組織在缺鈣時(shí)就會(huì)出現(xiàn)雙核細(xì)胞，由于細(xì)胞不能分裂，最終導(dǎo)致生長(zhǎng)點(diǎn)死亡。
缺鈣破壞了細(xì)胞壁的粘結(jié)聯(lián)系，抑制了細(xì)胞壁的形成；而且使已有的細(xì)胞壁解體，抑制細(xì)胞伸長(zhǎng)；此外，鈣是細(xì)胞分裂所必需的，在細(xì)胞分裂后，分隔兩個(gè)子細(xì)胞的細(xì)胞核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，不能形成細(xì)胞板，子細(xì)胞也無(wú)法分隔，于是就會(huì)出現(xiàn)雙核細(xì)胞的現(xiàn)象。例如洋蔥根尖分生組織在缺鈣時(shí)就會(huì)出現(xiàn)雙核細(xì)胞，由于細(xì)胞不能分裂，最終導(dǎo)致生長(zhǎng)點(diǎn)死亡。
四、參與第二信使傳遞
鈣能結(jié)合在鈣調(diào)蛋白上，對(duì)植物體內(nèi)許多種關(guān)鍵酶起活化作用，并對(duì)細(xì)胞代謝有調(diào)節(jié)作用。鈣調(diào)蛋白是一種具有較高的分子穩(wěn)定性、耐熱、小分子量的酸性蛋白質(zhì)，它在細(xì)胞內(nèi)作為鈣的受體蛋白，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)許多依賴鈣的生理活動(dòng)，例如細(xì)胞分裂、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞中信息的傳遞、植物的光合作用、激素調(diào)節(jié)等。在有絲分裂中，將染色體分開的紡錘體是由微管構(gòu)成的，而鈣調(diào)蛋白復(fù)合體能影響微管的解聚。因此，缺鈣就會(huì)妨礙紡錘體的增長(zhǎng)，從而抑制細(xì)胞的分裂。
鈣能結(jié)合在鈣調(diào)蛋白上，對(duì)植物體內(nèi)許多種關(guān)鍵酶起活化作用，并對(duì)細(xì)胞代謝有調(diào)節(jié)作用。鈣調(diào)蛋白是一種具有較高的分子穩(wěn)定性、耐熱、小分子量的酸性蛋白質(zhì)，它在細(xì)胞內(nèi)作為鈣的受體蛋白，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)許多依賴鈣的生理活動(dòng)，例如細(xì)胞分裂、細(xì)胞運(yùn)動(dòng)、細(xì)胞中信息的傳遞、植物的光合作用、激素調(diào)節(jié)等。在有絲分裂中，將染色體分開的紡錘體是由微管構(gòu)成的，而鈣調(diào)蛋白復(fù)合體能影響微管的解聚。因此，缺鈣就會(huì)妨礙紡錘體的增長(zhǎng)，從而抑制細(xì)胞的分裂。
五、調(diào)節(jié)滲透作用和具有酶促作用
在有液泡的葉細(xì)胞內(nèi)，大部分鈣存在于液泡中，它對(duì)液泡內(nèi)陰陽(yáng)離子的平衡有重要作用。液泡中草酸鈣的形成有助于維持液泡以及葉綠體中的游離鈣離子濃度處于較低水平。由于草酸鈣的溶解度很低，它的形成對(duì)細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)十分重要。鈣是一些重要酶類的活化劑。能提高α-淀粉酶和磷脂酶的活性，也能抑制蛋白激酶和丙酮酸激酶的活性。鈣能中和代謝過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)酸，形成草酸鈣、檸檬酸鈣、蘋果酸鈣等不溶性有機(jī)酸鈣，調(diào)節(jié)PH值，穩(wěn)定細(xì)胞內(nèi)環(huán)境。鈣可促進(jìn)硝態(tài)氮吸收，與氮代謝有關(guān)，它有助于減少植 物中的硝酸鹽，中和植物中的有機(jī)酸，對(duì)代謝過(guò)程中產(chǎn)生的有機(jī)酸有解毒作用。如鈣可與產(chǎn)生的草酸形成草酸鈣結(jié)晶，避免草酸過(guò)多的不良影響。
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