作物生長對鎂的需求

1、1.1.2鎂對作物的影響鎂素營養(yǎng)和鎂肥的應用一直是國際農(nóng)學界和土肥界所關(guān)心的熱點問題。鎂雖不像主要營養(yǎng)元素NPK那樣作為常規(guī)肥料施入土壤，然而，在西歐、美國東南部、日本(Hokkido島)及印度尼西亞和馬來半島的油棕產(chǎn)區(qū)，由于土壤鎂含量低以及種植需鎂較多的作物，需要施入相當數(shù)量的鎂肥作為基本營養(yǎng)。拉美的哥斯達黎加哥倫比亞已普遍施用鎂肥，主要施用于咖啡、蔬菜和水果等作物(李茂富，2004)。我國關(guān)于鎂的系列研究始于20世紀60年代，此后國

2、內(nèi)一些省份相繼有土壤鎂素供應狀況及鎂肥肥效研究的相關(guān)報道。汪洪、李延、王芳等對近年來有關(guān)植物鎂素營養(yǎng)診斷及鎂肥施用問題作了綜述，包括缺鎂時對植物的外部形態(tài)特征及內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化、植物鎂素化學分析診斷和生物化學方法診斷以及鎂肥施用技術(shù)和國內(nèi)外鎂肥應用狀況(汪洪和褚天鐸，1999a李延等，2000王芳和劉鵬，2003)。1.1.2.1鎂肥對作物營養(yǎng)生長的影響1.1.2.1.1鎂在作物光合作用中的效應鎂是葉綠素的重要組成部分，葉綠素分子中鎂約占重

3、量的2.7%，植物一旦缺鎂，葉綠體結(jié)構(gòu)受到破壞，基粒數(shù)下降、被膜損傷、類囊體數(shù)目降低(汪洪和褚天鐸，1999a李延等，2000李伏生，1994)。汪洪和褚天鐸等人(1999b)通過對缺鎂與正常供鎂的菜豆組織結(jié)構(gòu)進行比較，發(fā)現(xiàn)缺鎂培養(yǎng)的菜豆植株葉片細胞中葉綠體數(shù)量增多，并有淀粉粒積累，葉片細胞失去原有的正常形態(tài)，細胞收縮，細胞間隙增大，最后細胞破裂，內(nèi)溶物喪失，柵欄組織和海綿組織結(jié)構(gòu)均消失，葉片厚度減少。葉柄和莖的粗度在缺鎂時較小，葉柄中

4、維管束發(fā)育不良，數(shù)目少。葉脈中維管束占的比例小。李延、劉星輝等人(2001b)在研究缺鎂對龍眼光合產(chǎn)物的生產(chǎn)和分配的影響時發(fā)現(xiàn):缺鎂脅迫下，龍眼葉片單位面積和單位重量的葉綠素、類胡蘿卜素含量均降低，光合速率下降，葉綠體亞顯微結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯的改變，‘葉綠體中可見有大量的淀粉粒，導致缺鎂植株生長量降低，光合產(chǎn)物的運轉(zhuǎn)受阻除。左寶玉等人(1979)對葉綠體的研究表明:適當濃度的鎂，可以促進膜垛疊，使基粒、基質(zhì)片層分界明顯，類囊體之間更加緊密，從

5、而促進植物的生長。鎂能提高PSII(光系統(tǒng)II)活性和原初光能轉(zhuǎn)化效率，調(diào)節(jié)PSII和PSI(光系統(tǒng)I)之間激發(fā)能的分配，使之達到平衡。在光反應上，張其德(1979)等人報道，在飽和光強下，Mg2能明顯提高陰生和陽生植物的PSII電子傳遞速率，說明M廣對光合電子傳遞速率的提高具有普遍意義。李延(2001c)在龍眼幼苗、楊廣東等(2002)在黃瓜上的研究表明:Mg2提高了葉綠素的可變熒光動力學參數(shù)Fv(Fv為最大可變熒光光強)和FvFmC

6、Fm為最大熒光光強)，說明Mg2提高了PSII活性和原初光能轉(zhuǎn)化效率。楊勇，蔣德安(2005)研究同供鎂水平對高產(chǎn)雜交稻汕優(yōu)63葉片葉綠素熒光特性和抗氧化酶類活性的影響結(jié)果表明，缺Mg使水稻葉片葉綠素含量降低，光合電子傳遞速率下降、CO2同化受抑制而導致FvFmCPSII最大光能轉(zhuǎn)換效率)、FPSIICPSII有效光能轉(zhuǎn)換效率)等下降、凈光合速率降低，加重了葉片受到光抑制的程度。而在暗反應上，Mg2主要表現(xiàn)在對RuBPcase的調(diào)控作用

7、，該酶和M酥結(jié)合增加了它對底物C02的親合力及最大反應速度(MarschnerH1995)。Farquhar等(1982)認為高濃度CO2下，光合速率受RuBPcase再生速率的限制，飽和CO:濃度下的光合速率可以反映龍眼根系生長的影響大于地上部(李延等，2001d).由此可以看出，鎂能夠促進植物體內(nèi)活性氧清除酶系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)，促進根系生長。1.1.2.2鎂對作物產(chǎn)量品質(zhì)的影響早在六十年代，謝建昌等(1965)就在紅壤稻田和旱地紅壤上進

8、行了水稻、大豆鎂肥肥效試驗，每100g土含代換性鎂2mg左右，每公頃施MgS04187.5kg(即667擴施12.5kg)，可使早大豆和花生等增產(chǎn)20%左右。周修沖、劉國堅(1998)肥較當?shù)厥┓试霎a(chǎn)效果顯著，且成本降低，經(jīng)濟效益顯著。譚宏偉、周柳強、謝如林(2003)連續(xù)幾年在旱地土壤中進行硫、鎂的平衡施肥，結(jié)果表明:硫、鎂的平衡施肥可使糧食作物(稻谷、玉米、大豆、薯類、花生、甘蔗、木薯、麻類等)莖稈增粗、穗增長、粒大、千粒重增加，改

9、善品質(zhì)，提高產(chǎn)量甘蔗增施硫、鎂肥，株高、莖粗、單莖重、有效莖明顯增加。黃鴻翔等人(2000)的研究結(jié)果表明:在大田施用鎂肥，以紅壤旱地上的黃豆、花生增產(chǎn)幅度最大，達25%40%，其次是茶葉、烤煙，增產(chǎn)幅度在20%25%之間，水稻增幅較小，僅為6%左右。說明施用鎂肥增產(chǎn)幅度與土壤有效鎂含量和作物品種有關(guān)。此外，增施鎂肥對肥桃、沙田柏、芒果、龍眼、荔枝、菠蘿、柑桔在產(chǎn)量和品質(zhì)上也有很好的效果(劉光棟等，1998姚麗賢等，2003周修沖等，2

10、000周修沖等，2001徐培智等，2000李茂富等，2004)。1.1.3蕓苔素內(nèi)醋對香蕉的影響蕓苔素內(nèi)醋對香蕉的影響1970年美國農(nóng)學家J.W.Mitchell等從油菜花粉中提取獲得一種能顯著促進豆苗生長的物質(zhì)，定名為油菜素，又稱蕓苔素(Brassin)。蕓苔素是一類以幽醇為骨架的植物內(nèi)源街體類生物活性物質(zhì)。英國的N.B.Mava等于1978年將油菜素精制后，得到具有高活性的結(jié)晶物。1979年，Grove等確定其化學結(jié)構(gòu)屬于多醇內(nèi)醋，

11、故命名為蕓苔素內(nèi)醋(Brassinolide，以下簡稱為BRs)(孫振令和張紅雨，2001AkiraS1999)。1.1.3.1蕓苔素內(nèi)醋的生理活性BRs的生理活性主要有以下幾個方面(孫振令和張紅雨，2001)①促進細胞伸長和分裂。BRs可提高植物DNA聚合酶和RNA聚合酶的活性，DNA和蛋白質(zhì)含量增多。BRs也會刺激細胞質(zhì)膜上的ATP酶活性，促使質(zhì)膜分泌H到細胞壁，使細胞伸長，使植株加速生長，增加產(chǎn)量。②促進光合作用。BRs可使RuB

12、P梭化酶的活性有較大提高，使CO:固定速率加快，提高光合效率。光合作用的產(chǎn)物是植物進行有機物積累的根本來源，所以BRs也可以提高作物產(chǎn)量。③提高植物抗逆性。在低溫、干旱和鹽堿等逆境下，BRs能夠增強作物根系吸水性能，穩(wěn)定膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能，維持較高的能量代謝，調(diào)節(jié)細胞內(nèi)生理環(huán)境，促進正常的生理生化代謝，從而增強植物的抗逆性。BRs還可以減輕某些植物病害的傷害，全面調(diào)節(jié)植物的生理生化過程，從而使病害減輕，同時，BRs作為植物激素可以誘導某些