第五章 Al Si Co Se Na 有益元素

有益元素与植物生长发育的关系可分为： 1、为某些植物类群中的特定生物反应所必需。 如钴豆科作物根瘤固氮所必需； 2、某些植物生长在该元素过剩的环境中， 经长期进化逐渐变成需要该元素。如水稻 对硅，甜菜对钠；

第一节 硅

一、植物体内硅的含量、形态 （一） 含量 一般栽培植物可按SiO2含量分为三类： 1、含硅量很高的植物，如水稻为5%~20%。 2、含硅量中等的旱地禾本科植物，如燕麦、大麦等为2~4%。 3、含硅量很低的豆科植物和双子叶植物，含量在1%以下。

一、植物体内硅的含量、形态 植物体内硅的主要形态是硅胶和多聚硅酸，木质部汁液中的硅主要是单硅酸。

二、植物对硅的吸收和运输 高等植物主要吸收分子态的硅 植物体内硅的运输仅限于木质部，它在地上部茎叶中的分布取决于各器官的蒸腾率。

三、硅的营养功能 （一）参与细胞壁的组成 40 80 120 施硅量（mg/L) 20 8 12 16 40 80 120 施硅量（mg/L) 含硅量（干物重mg/g） 20 8 12 16 病斑数（个/cm2) 水稻叶片的含硅量及其对稻瘟病感染性的影响

（二）影响植物光合作用与蒸腾作用 植物叶片硅化细胞对于散射光的透过量为绿色 细胞的10倍，能增加阳光的吸收，促进光合作用。 田间条件下，施硅改变植物的受光形态，抑制蒸腾， 增加群体光合作用

水稻是典型的积硅植物 低等植物硅藻 甘蔗缺硅表现出叶雀斑病 四、植物对硅的需求和缺硅的反应

第二节 钠

通常植物体内钠的平均含量大约是干物重的0.1%左右。根据植物对钠的反应，将植物分为两类：喜钠植物和厌钠植物。典型的喜钠植物有甜菜、盐蓬、三色苋、滨藜和蓝藻等。生长在滨海沙土上的海蓬子氯化钠的含量可达30%。然而，许多栽培作物在钠多时会出现毒害现象。 一、植物体内钠的含量和分布

Na+、K+对甜菜叶片性状的影响 K Na 5K 7.9 2.67 0.03 233 274 3.07 0.25K + 4.75Na 9.7 叶片含量 处理 干重 叶面积 叶厚度 肉质性 ( mmol/g 干重） ( mmol ） ( g 叶 / 株） + + ( cm 2 K Na / 叶） ( μ m) ( gH O/dm 2 ） 2 5K + 7.9 2.67 0.03 233 274 3.07 0.25K + + 4.75Na + 9.7 0.43 2.45 302 319 3.71 K+

不同类型植物植株中代替的程度及 由刺激生长所增加的生长量示意图 由Na+ 的 刺激作用 增加的生 长量 供K+适宜 时的生长 量 A B C D 喜盐 厌盐 能被Na+代替 K+ 在植株中的比例 不能被Na+代替 不同类型植物植株中代替的程度及 由刺激生长所增加的生长量示意图

第三节 钴

一、植物体内钴的含量 植物含钴量因土壤类型、环境条件和植物种类与品系不同而有变化。通常，植物体含钴量的范围为0.02-5mg/kg。豆科植物需要并积累较多的钴。 为了防止反刍动物缺钴症，反刍动物长期食用的饲料植物中的含钴量不得低于0.08-0.1mg/kg 。

二、钴的营养功能 （一）参与豆科植物根瘤菌固氮 钴是钴胺素辅酶的金属组分 （三）稳定叶绿素 钴具有稳定叶绿体膜上 脂蛋白复合体的功能。 （二）刺激生长 钴具有促进茎、芽和胚芽鞘伸长的作用，因为低浓度的钴抑制乙烯的生物合成。 （三）稳定叶绿素 钴具有稳定叶绿体膜上 脂蛋白复合体的功能。 二、钴的营养功能

施钴对宽叶羽扇豆根瘤的生长和组分的影响 -Co 0.1 45 15 5.9 0.71 +Co 0.6 105 27 28.3 1.91 根瘤 鲜重 含钴量 类菌体数 钴胺素 豆血红 蛋白 处理 (g/ 株 ) (mg/g 根 瘤干重 ( × 10 /g 根瘤鲜重 瘤鲜重 -9 -Co 2+ 0.1 45 15 5.9 0.71 +Co 0.6 105 27 28.3 1.91

三、植物对钴的需求 豆科植物缺钴后，根瘤菌的侵染率很低，固氮作用缓慢。 豆科植物不同种类间对缺钴的敏感性差异颇大，羽扇豆比三叶草敏感的多。 过量钴对植物也会产生毒害作用。 三、植物对钴的需求

第四节 硒

一、植物体内硒的含量与分布 植物体内的含硒量因植物种类不同而有差异。按植物含硒量分为以下三类： 1、高累积型植物 多年生深根植物，主要包括黄芪、剑莎草、金鸡菊等。植物体内含硒量可达数千µg/g。 2、亚积累型植物 主要是紫菀属、滨藜属、扁萼花属和粘胶葡属中的一些植物种。植物体含硒量达数百µg/g水平 3、非积累型植物 大多数食用植物，一部分杂草和禾本科植物。其含硒量低于3µg/g，平均在0.01~1.00 µg/g 之间。 一、植物体内硒的含量与分布

一、植物体内硒的含量与分布 牧草的含硒量与动物饲养及畜群健康关系密切， 因而世界各国对牧草的含硒量十分重视。 植物体内含硒量常因器官、部位、生育时期的不同而变化。通常植物籽粒的含硒量最高，次之是叶、茎、根。 一、植物体内硒的含量与分布

二、植物对硒的吸收 植物根吸收的硒主要是硒酸盐（SeO42-）和 亚硒酸盐（SeO32-），同时植物也能吸收少量 低分子的有机态硒。 很少向地上部运输 土壤中其它阴离子影响植物对硒的吸收， SO42-对硒的吸收有竞争性抑制作用

SeO42- 还原作用 硒半胱氨酸 硒甲基半胱氨酸 蛋白质 非累积型植物 累积型植物 不同类型植物同化硒的途径

三、硒的营养功能 （一）刺激植物生长 低浓度的硒（0.001~0.05 µg/g ）可不同程度地促进百合科 、十字花科、豆科、禾本科植物种子的萌发和幼苗的生长。 （二）增强植物体的抗氧化作用 硒可强化生物体内清除有害活性氧的酶促系统GSH-Px。在非酶促系统中，不同形态的硒都有抑制膜脂过氧化的作用。

四、植物对硒的需求 通过某些累积型植物富集硒，保持人体有适量的硒，从而增强免疫功能和抗癌作用。

第五节 铝

一、植物体内铝的含量与分布 酸性土壤上生长的植物一般含铝量较高 植物体内的含铝量通常在20-200mg/kg之间 含铝量超过0.1%的植物为铝累积型植物， 低于200mg/kg含量的植物为非累积型植物 酸性土壤上生长的植物一般含铝量较高 水稻和黄瓜根系吸收的铝很少向地上部运输， 而萝卜、荞麦根部的铝向地上部运输较多。 植物体内铝的分布特点：老叶含铝量高于幼叶

茶园

茶树植株不同部位的含铝量（Al，mg/kg） 茶树种 茎 新叶 一芽二叶 成叶 落叶 中国品种 188 155 466 4000 10000 阿萨姆种 112 331 512 2820 4450

（一）刺激植物生长 低浓度的铝能刺激多种植物的生长。原因之一是可防止过量铜、锰或磷的毒害。 当铝浓度高达27mg/L时仍能促进茶树生长。 （二）影响植物的颜色 对于铝累积型植物，铝可以改变它们的颜色。绣球的花色由粉红色（花内铝浓度<150mg/kg）变成蓝色（花内铝浓度>250mg/kg ）。 （三）激活酶的作用 铝是抗坏血酸氧化酶的专性激活剂。 二、铝的营养功能

（四）植物铝的毒害 铝的毒害首先是抑制根尖分生组织的细胞分裂。严重时，细胞分裂停止。原因是铝的累积造成根冠细胞的损伤。