钙是植物必要的营养元素,80%的果树和蔬菜,对钙的需要量都超过磷。根系发育、作物茎叶生长都需要大量的钙,作物果实对钙的需求甚至超过氮!钙不足,已成为制约我国农作物产量和品质的主要问题。

钙的营养功能

钙是植物必要的营养元素,钙能稳定细胞壁结构、细胞膜,渗透调节液泡内阴阳离子的平衡。从而达到提高果蔬品质,减少病虫害的效果。

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细胞膜亚显微结构模式图

稳定细胞膜

钙对生物膜结构的稳定作用在植物对离子的选择性吸收、生长、衰老、信息传递以及植物的抗逆性等方面有着重要的作用。

有助于生物膜有选择地吸收离子

缺钙时,植物根细胞原生质膜的稳定性降低,透性增加,致使低分子量有机化合物和无机离子外渗增多。严重缺钙时,原生质膜结构彻底解体,丧失对离子吸收的选择性。

能增强植物对环境胁迫的抗逆能力

足量的钙能减轻重金属或酸性对植物造成的毒害作用。还可增强植物对盐害、寒害、干旱、热害和病虫害胁迫的抗性。

可防止植物早衰

植物早衰时,细胞分隔化作用破坏,呼吸作用增强,液泡中的物质向细胞质中渗漏等 。施钙可以明显延缓叶片衰老。在果实成熟过程中,植物的衰老与乙烯的产生密切相关,而钙能通过对细胞膜透性的调节作用减弱乙烯的生物合成作用,延缓衰老。

能提高作物品质

在果实发育过程中,供应充足的钙有利于干物质的积累;成熟果实中的含钙量较高时,可有效地防止采收后储藏过程中出现的腐烂现象,延长储藏期,增加水果保藏品质。

稳固细胞壁

大部分钙与果胶酸结合生成果胶酸钙固定在新生组织的细胞壁中,加固植物结构。缺钙时会使细胞壁和中胶层变软,随后使细胞壁解体,从而降低了细胞对真菌侵染的抵抗力。

促进细胞伸长和根系生长

钙是细胞分裂所必需的成分,在细胞核分裂后,分隔两个子细胞的细胞核就是中胶层的初期形式,它是由果胶酸钙组成的。在缺钙条件下,不能形成细胞板,子细胞也无法分隔,于是无法出现双核细胞,也就是说细胞没办法分裂,最终会导致生长点死亡。

起渗透调节作用

在有液泡的叶细胞内,大部分钙离子存在于液泡中,对液泡内阴阳离子的平衡有重要贡献。由于含钙化合物的溶解度很低,它的形成对细胞的渗透调节起着重要作用。

其他微观上功能

钙元素还参与着第二信使的传递,并帮助其他离子与物质跨膜运输等,在这里就不一一讨论了。


植物中钙元素的特点

不同植物种类、部位和器官的含钙量变幅很大。

通常双子叶植物含钙量较高,而单子叶植物含钙量较低。

根部含钙量较少,而地上部分较多。

茎叶(特别是老叶)含钙量较多,果实、子粒中含钙量较少。

在植物细胞中,钙大部分存在于细胞壁上。

植物缺钙的原因

一个是土壤缺钙,主要发生在酸性砂质土壤,另一个原因是生理性缺钙。

尽管土壤中含钙丰富,但是果蔬、蔬菜出现缺钙现象。这是由于植物体内钙的长距离运输主要发生在木质部,其运输动力是蒸腾作用,即钙通过蒸腾水流移动,而幼嫩部位以及果实的蒸腾作用较小,对钙的竞争弱于叶片,加之钙在韧皮部中移动性差,难以再运输移动分配到新生部位及果实。

再有就是干旱、低温寡照会引起钙随蒸腾水流向地上部位的移动运输受限。此外,氮肥施用过多,大量钙进入叶片,会导致叶片与果实争钙,加剧钙的缺乏。

植物缺钙症状

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黄瓜缺钙

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花生空壳

植物缺钙会使其顶芽、侧芽和根尖等分生组织发生卷曲畸形,植株矮小、生长点发粘、腐烂、死亡,幼叶卷曲、畸形、失绿,新叶叶缘坏死。果树、蔬菜缺钙则导致,远不止上图的多种生理病害。