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为什么在异常天气下作物特别容易表现缺钙?怎样合理地补充钙?

2018-10-17

来源:九孚微信公众号                   作者:梁鸣早

一、为什么异常天气作物会缺钙?

2018年的异常天气比较多,春季大面积低温、很多庄稼遭遇冰雹,夏季多雨且湿热,持续时间较往年长。很多人都发现,异常天气下很多作物表现出缺钙症状,原因主要在以下方面:

1. 这是因为大多数生产者尚不知中微量元素—钙对作物的重要性:

不知道作物对钙的需要量是磷的2.5倍,而土壤中的钙及其他二价阳离子,是土壤有机无机胶体复合体的搭桥物质,可以说钙是土壤和作物都需要的元素。

不知道作物对钙的吸收很困难,需要靠蒸腾拉动,异常天气下作物蒸腾受到影响,作物对钙的吸收出现障碍。

更不知道学者称钙是植物细胞代谢的总调节者,不知道钙能稳定细胞膜抵抗非生物胁迫带来的自由基攻击,钙最终影响籽粒的形成。

所以在生产中没有把钙的补充提到日程。

2. 我国的农资市场尚未组织好农业生产最合理的货源:

农民很难买到类似钙镁磷肥这样的重要生产物资,市场上有的一些高档次的液体钙相对价格比较高,农民只能救急,不能从根本上解决问题。

生产中依然大量施用高浓度的速效化肥,氮磷钾多了形成对钙镁的拮抗,事实上农作物一直处于缺钙和缺其他矿物质元素的隐性饥饿之中。

因此一旦出现异常天气,作物需做出生理反应,这时作物体内对钙的需要量迅速增加,一时筹集不到那么多的钙,缺钙症状就表现出来了(见图1)。

图1. 今年的苹果刚摘袋表面就出现由缺钙引起的苦痘病(图片来自网络)

二、 各种作物缺钙的表现症状

钙在植物体内易形成不溶性钙盐沉淀而固定,不能移动和被再利用。

缺钙造成顶芽和根系顶端不发育,呈“断脖”症状,幼叶失绿、变形、出现弯钩状;叶尖和生长点呈果胶状,严重缺钙时坏死。

禾谷类作物缺钙幼叶卷曲、干枯,功能叶的叶间及叶缘黄萎。植株未老先衰。结实少,秕粒多。缺钙时作物的根系常常变黑腐烂;一般果实和储藏器官供钙极差。水果和蔬菜储藏组织易变形(见下面的系列图片)。

目前还不好估计农作物由于长期缺钙所造成的经济损失。

三、钙是植物细胞代谢的总调节者

钙在植物体内的功能很强,调节细胞壁的稳定性、保持膜结构完整性和通透性、促进酶的活化,作为第二信使调节对细胞刺激信号的响应,因此被称为植物细胞代谢的总调节者。分述如下:

1. 钙是植物结构组分元素

钙在植物体内主要构成果胶酸钙、钙调素蛋白、肌醇六磷酸钙镁等,在液泡中有大量的有机酸钙,主要是草酸钙、柠檬酸钙、苹果酸钙。

钙是细胞壁的果胶质结构成分,维持细胞壁的结构和功能。它对细胞和细胞壁的作用是调节碳水化合物的转运。细胞壁果胶酸钙的多少与真菌侵染组织的敏感性和果实成熟早晚有关,钙可使果品在储藏期间降低病害感染。
钙能够增强植物的抗病力,缺钙时,中胶层中钙与果胶的粘结性受到影响,植物组织易受病菌的侵害。钙使农作物耐储藏、耐运输且不易腐烂。

2. 钙能稳定细胞膜

钙在细胞膜中是物质间联结纽带,钙是细胞伸长所必需。钙离子能降低原生胶体的分散度,调节原生质的胶体状态,使细胞充水度、粘滞性、弹性以及渗透性等适合于正常作物生长。

钙是一些重要酶类的活化剂。对植株硬度和籽粒形成有益。固氮细菌大量需要钙。

钙能提高超氧化物歧化酶(SOD)的活性,降低膜脂化物丙二醛的含量,保护了细胞膜结构的完整性。

钙与植物的抗寒性低温胁迫,低温使植物体内产生大量自由基,引起膜系统损伤。钙在低温胁迫下能减缓超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)在植物体内的降低速度,这三种酶是植物体内的重要保护酶,在清除自由基中起重要作用,钙能有效地提高植物的抗寒性。钙与植物的抗旱性钙能调节某些酶的活性,传递并诱导干旱信号的表达,提高植物的保水能力。钙与植物的耐盐性钙能调节植物体细胞内离子平衡,减少钠离子的吸收。

3. 钙是第二信使

植物为适应各种外界环境刺激,形成了一系列复杂的逆境信号传递的分子机制,钙离子作为胞内的第二信使,对各种逆境信号的转导中起着重要作用。

当逆境信号由乙烯发出,传给第二信使钙离子激活转录因子,使抗逆基因表达。

钙信号再通过其下游的钙结合蛋白(CaM)进行感受和转导,进而在细 胞内引起一系列的生物化学反应以适应或抵制各种逆境胁迫。

植物在很多非生物胁迫下,其细胞质中的钙离子浓度会出现特异性的变化,逆境胁迫引起细胞质内钙离子剧增,钙来自细胞壁和细胞内的钙库,即液泡和内质网。

4. 钙的重要生理调节作用

钙能中和植物新陈代谢生成的有机酸,形成草酸钙、柠檬酸钙、苹果酸钙等不溶性有机钙,调节pH值,稳定细胞内环境。

钙离子能降低原生胶体的分散度,调节原生质的胶体状态,使细胞充水度、粘滞性、弹性以及渗透性等适合于作物生长。钙对植株挺立和茎杆硬度起到关键作用。

钙影响籽粒形成,许多种子中有肌醇六磷酸钙镁。

钙促进硝态氮吸收,有助于减少植物中的硝酸盐,植物体内的固氮细菌大量需要钙。


四、作物怎样吸收钙和钙的来源

1. 作物对钙的吸收靠蒸腾拉动

植物以二价钙离子的形式吸收钙。虽然钙在土壤中含量可能很大,有时比钾大10倍,但钙的吸收量却远远小于钾,因为只有幼嫩根尖能吸收钙。大多数植物所需的大量钙通过质流运到根表面。

在富含钙的土壤中,根系附近积累大量钙,出现比植物生长所需更高浓度的钙时一般不影响植物吸收钙。二价钙离子被根尖吸收,是依靠细胞内外的浓度梯度和电势梯度的物理化学动力,以扩散方式进入细胞。钙被吸收入根后,基本上是通过木质部向上运输。

钙在植物体内随着蒸腾水流从根部上升到叶片。钙向上移动的速度在很大程度上受蒸腾强度的影响。蒸腾速率大的老叶运输的钙就多。钙离子可被靠近集流的细胞所吸收,也为细胞壁中非扩散阴离子所吸附。

植物新生的嫩枝顶端虽然蒸腾速率低,但由于能合成生长素(吲哚乙酸),可刺激质子泵增加新的阳离子交换点,促使钙向这里移动,使生长点成为钙的积累中心。

钙很难在韧皮部运输,因此所有由韧皮部汁液供应的器官,如种子和果实,钙含量都较低。

2. 土壤中可利用的钙

地壳中含钙量约为3.64%,土壤钙的来源是钙长石、辉石和闪石等矿物在土壤中很常见,另外还有方解石、白云石、石膏、黑云母、绿帘石、磷灰石、钠长石等矿物中也含钙。与其它植物必需元素相比土壤中钙的含量要多些。

我国土壤的含钙量差异极大,因此农业生产上如何补钙依然是一个重要的话题。湿润地区土壤钙含量低、砂质土壤含钙量低,石灰性土壤含钙量高。

含钙量大于3%时一般表示土壤中存在碳酸钙。土壤粘粒上有很多交换性钙,与土壤溶液中的钙离子处于动态平衡之中。湿热地区的酸性土壤中,碳酸钙矿物容易生成易溶于水的碳酸氢钙易随水流移动而淋失,所以湿热地区的土壤容易缺钙。干旱地区碱性土壤含钙相对多一些。

3. 市场上含钙肥料

钙镁磷肥有国家标准,钙镁磷肥可以补充作物对钙镁磷以及微量元素等的需要,从作物需求来看,钙镁磷肥是中微量元素搭配较为合理的肥料,理应成为广大农业生产者在重施底肥时的首选。

市场上专门的钙肥不多,酸性土壤可选用石灰做钙肥,碱性土壤可选用石膏做钙肥,石膏改良盐碱土的原理是,钙置换出土壤粘粒上的钠,与硫结合形成硫酸钠随水排出,可使土壤絮凝、透水性更好。

钙肥中还有过磷酸钙和重过磷酸钙。

硝酸钙肥是一种既含氮又含钙的肥料,溶解性好,可叶面喷施,缺点是吸湿性较大。

新型的螯合钙或海洋活性钙肥也可以作为钙源的补充。

总之,上述钙肥对农作物来说都是急需物资,为了让当季和下一茬作物长势好,请重视补充钙,并在底肥中使用钙肥。

来源:九孚微信公众号                   作者:梁鸣早

一、为什么异常天气作物会缺钙?

2018年的异常天气比较多,春季大面积低温、很多庄稼遭遇冰雹,夏季多雨且湿热,持续时间较往年长。很多人都发现,异常天气下很多作物表现出缺钙症状,原因主要在以下方面:

1. 这是因为大多数生产者尚不知中微量元素—钙对作物的重要性:

不知道作物对钙的需要量是磷的2.5倍,而土壤中的钙及其他二价阳离子,是土壤有机无机胶体复合体的搭桥物质,可以说钙是土壤和作物都需要的元素。

不知道作物对钙的吸收很困难,需要靠蒸腾拉动,异常天气下作物蒸腾受到影响,作物对钙的吸收出现障碍。

更不知道学者称钙是植物细胞代谢的总调节者,不知道钙能稳定细胞膜抵抗非生物胁迫带来的自由基攻击,钙最终影响籽粒的形成。

所以在生产中没有把钙的补充提到日程。

2. 我国的农资市场尚未组织好农业生产最合理的货源:

农民很难买到类似钙镁磷肥这样的重要生产物资,市场上有的一些高档次的液体钙相对价格比较高,农民只能救急,不能从根本上解决问题。

生产中依然大量施用高浓度的速效化肥,氮磷钾多了形成对钙镁的拮抗,事实上农作物一直处于缺钙和缺其他矿物质元素的隐性饥饿之中。

因此一旦出现异常天气,作物需做出生理反应,这时作物体内对钙的需要量迅速增加,一时筹集不到那么多的钙,缺钙症状就表现出来了(见图1)。

图1. 今年的苹果刚摘袋表面就出现由缺钙引起的苦痘病(图片来自网络)

二、 各种作物缺钙的表现症状

钙在植物体内易形成不溶性钙盐沉淀而固定,不能移动和被再利用。

缺钙造成顶芽和根系顶端不发育,呈“断脖”症状,幼叶失绿、变形、出现弯钩状;叶尖和生长点呈果胶状,严重缺钙时坏死。

禾谷类作物缺钙幼叶卷曲、干枯,功能叶的叶间及叶缘黄萎。植株未老先衰。结实少,秕粒多。缺钙时作物的根系常常变黑腐烂;一般果实和储藏器官供钙极差。水果和蔬菜储藏组织易变形(见下面的系列图片)。

目前还不好估计农作物由于长期缺钙所造成的经济损失。

三、钙是植物细胞代谢的总调节者

钙在植物体内的功能很强,调节细胞壁的稳定性、保持膜结构完整性和通透性、促进酶的活化,作为第二信使调节对细胞刺激信号的响应,因此被称为植物细胞代谢的总调节者。分述如下:

1. 钙是植物结构组分元素

钙在植物体内主要构成果胶酸钙、钙调素蛋白、肌醇六磷酸钙镁等,在液泡中有大量的有机酸钙,主要是草酸钙、柠檬酸钙、苹果酸钙。

钙是细胞壁的果胶质结构成分,维持细胞壁的结构和功能。它对细胞和细胞壁的作用是调节碳水化合物的转运。细胞壁果胶酸钙的多少与真菌侵染组织的敏感性和果实成熟早晚有关,钙可使果品在储藏期间降低病害感染。
钙能够增强植物的抗病力,缺钙时,中胶层中钙与果胶的粘结性受到影响,植物组织易受病菌的侵害。钙使农作物耐储藏、耐运输且不易腐烂。

2. 钙能稳定细胞膜

钙在细胞膜中是物质间联结纽带,钙是细胞伸长所必需。钙离子能降低原生胶体的分散度,调节原生质的胶体状态,使细胞充水度、粘滞性、弹性以及渗透性等适合于正常作物生长。

钙是一些重要酶类的活化剂。对植株硬度和籽粒形成有益。固氮细菌大量需要钙。

钙能提高超氧化物歧化酶(SOD)的活性,降低膜脂化物丙二醛的含量,保护了细胞膜结构的完整性。

钙与植物的抗寒性低温胁迫,低温使植物体内产生大量自由基,引起膜系统损伤。钙在低温胁迫下能减缓超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)在植物体内的降低速度,这三种酶是植物体内的重要保护酶,在清除自由基中起重要作用,钙能有效地提高植物的抗寒性。钙与植物的抗旱性钙能调节某些酶的活性,传递并诱导干旱信号的表达,提高植物的保水能力。钙与植物的耐盐性钙能调节植物体细胞内离子平衡,减少钠离子的吸收。

3. 钙是第二信使

植物为适应各种外界环境刺激,形成了一系列复杂的逆境信号传递的分子机制,钙离子作为胞内的第二信使,对各种逆境信号的转导中起着重要作用。

当逆境信号由乙烯发出,传给第二信使钙离子激活转录因子,使抗逆基因表达。

钙信号再通过其下游的钙结合蛋白(CaM)进行感受和转导,进而在细 胞内引起一系列的生物化学反应以适应或抵制各种逆境胁迫。

植物在很多非生物胁迫下,其细胞质中的钙离子浓度会出现特异性的变化,逆境胁迫引起细胞质内钙离子剧增,钙来自细胞壁和细胞内的钙库,即液泡和内质网。

4. 钙的重要生理调节作用

钙能中和植物新陈代谢生成的有机酸,形成草酸钙、柠檬酸钙、苹果酸钙等不溶性有机钙,调节pH值,稳定细胞内环境。

钙离子能降低原生胶体的分散度,调节原生质的胶体状态,使细胞充水度、粘滞性、弹性以及渗透性等适合于作物生长。钙对植株挺立和茎杆硬度起到关键作用。

钙影响籽粒形成,许多种子中有肌醇六磷酸钙镁。

钙促进硝态氮吸收,有助于减少植物中的硝酸盐,植物体内的固氮细菌大量需要钙。


四、作物怎样吸收钙和钙的来源

1. 作物对钙的吸收靠蒸腾拉动

植物以二价钙离子的形式吸收钙。虽然钙在土壤中含量可能很大,有时比钾大10倍,但钙的吸收量却远远小于钾,因为只有幼嫩根尖能吸收钙。大多数植物所需的大量钙通过质流运到根表面。

在富含钙的土壤中,根系附近积累大量钙,出现比植物生长所需更高浓度的钙时一般不影响植物吸收钙。二价钙离子被根尖吸收,是依靠细胞内外的浓度梯度和电势梯度的物理化学动力,以扩散方式进入细胞。钙被吸收入根后,基本上是通过木质部向上运输。

钙在植物体内随着蒸腾水流从根部上升到叶片。钙向上移动的速度在很大程度上受蒸腾强度的影响。蒸腾速率大的老叶运输的钙就多。钙离子可被靠近集流的细胞所吸收,也为细胞壁中非扩散阴离子所吸附。

植物新生的嫩枝顶端虽然蒸腾速率低,但由于能合成生长素(吲哚乙酸),可刺激质子泵增加新的阳离子交换点,促使钙向这里移动,使生长点成为钙的积累中心。

钙很难在韧皮部运输,因此所有由韧皮部汁液供应的器官,如种子和果实,钙含量都较低。

2. 土壤中可利用的钙

地壳中含钙量约为3.64%,土壤钙的来源是钙长石、辉石和闪石等矿物在土壤中很常见,另外还有方解石、白云石、石膏、黑云母、绿帘石、磷灰石、钠长石等矿物中也含钙。与其它植物必需元素相比土壤中钙的含量要多些。

我国土壤的含钙量差异极大,因此农业生产上如何补钙依然是一个重要的话题。湿润地区土壤钙含量低、砂质土壤含钙量低,石灰性土壤含钙量高。

含钙量大于3%时一般表示土壤中存在碳酸钙。土壤粘粒上有很多交换性钙,与土壤溶液中的钙离子处于动态平衡之中。湿热地区的酸性土壤中,碳酸钙矿物容易生成易溶于水的碳酸氢钙易随水流移动而淋失,所以湿热地区的土壤容易缺钙。干旱地区碱性土壤含钙相对多一些。

3. 市场上含钙肥料

钙镁磷肥有国家标准,钙镁磷肥可以补充作物对钙镁磷以及微量元素等的需要,从作物需求来看,钙镁磷肥是中微量元素搭配较为合理的肥料,理应成为广大农业生产者在重施底肥时的首选。

市场上专门的钙肥不多,酸性土壤可选用石灰做钙肥,碱性土壤可选用石膏做钙肥,石膏改良盐碱土的原理是,钙置换出土壤粘粒上的钠,与硫结合形成硫酸钠随水排出,可使土壤絮凝、透水性更好。

钙肥中还有过磷酸钙和重过磷酸钙。

硝酸钙肥是一种既含氮又含钙的肥料,溶解性好,可叶面喷施,缺点是吸湿性较大。

新型的螯合钙或海洋活性钙肥也可以作为钙源的补充。

总之,上述钙肥对农作物来说都是急需物资,为了让当季和下一茬作物长势好,请重视补充钙,并在底肥中使用钙肥。

THE END

2018

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