【图】植物缺铜症症状有哪些 铜元素有哪些功能?

2015/8/24 15:50:13作者:xw_zhang…来源:伊秀花草网
植物含铜量常因植物种类、植株部位、成熟状况、土壤条件等因素而有变化,且不同种类作物体内的含量差异很大。植物如果缺乏铜元素该怎么办?植物缺铜症症状有哪些呢?

植物含铜量常因植物种类、植株部位、成熟状况、土壤条件等因素而有变化,且不同种类作物体内的含量差异很大。植物如果缺乏铜元素该怎么办?植物缺铜症症状有哪些呢?
植物需铜数量不多。大多数植物的含铜量在5~25 mg·kg-1(干重),多集中于幼嫩叶片、种子胚等生长活跃的组织中,而茎秆和成熟的叶片中较少。一般豆科作物含量高于谷类作物。大豆幼苗期含铜较少,而结荚期叶片和果荚中铜的含量高于茎。
玉米整个生育期的含铜量都比较平稳,但不同部位仍有明显差异;通常是叶片中的含量大于茎秆,而且茎秆上部高于基部。铜在叶片中的分布是均匀的,这一点和锰不同。在叶细胞的叶绿体和线粒体中都含有铜,约有70%的铜结合在叶绿体中。因此,叶绿体中含铜量比较高。植物吸铜受代谢作用的控制,根系中铜的含量往往比地上部高,尤其是根尖。植物地上部是种子和生长旺盛部位含铜量较高。铜的移动取决于体内铜的营养水平。供铜充足时,铜较易移动;而供应不足时,铜则不易移动。
二、铜的营养功能
铜离子形成稳定性络合物的能力很强,它能和氨基酸、肽、蛋白质及其他有机物质形成络合物,如各种含铜的酶和多种含铜蛋白质。含铜的酶类主要有超氧化物歧化酶、细胞色素氧化酶、多酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、吲哚乙酸氧化酶等。各种含铜酶和含铜蛋白质有着多方面的功能。
(一)参与体内氧化还原反应
铜是植物体内许多氧化酶的成分,或是某些酶的活化剂。例如细胞色素氧化酶、多酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、吲哚乙酸氧化酶等都是含铜的酶。这些含铜氧化酶能参与氧分子的还原作用,以O2为电子受体,形成H2O或H2O2,而铜在氧化还原作用中改变自身的化合价。由此可见,铜是以酶的方式参与植物体内的氧化还原反应,并对植物的呼吸作用有明显影响。
(二)构成铜蛋白并参与光合作用
叶片中的铜大部分结合在细胞器中,尤其是叶绿体中含量较高。铜与色素可形成络合物,对叶绿素和其他色素有稳定作用,特别是在不良环境中能防止色素被破坏。铜也积极参与光合作用。叶绿体中有一种含铜的蓝色蛋白质,其分子量不大,每摩尔蛋白质中含两个铜原子,它被称为质体蓝素(也称为蓝蛋白)。在光系统I中,质体蓝素可通过铜化合价的变化传递电子。铜与光合作用的关系还不仅仅在于质体蓝素中含有铜,而且是生成质体醌所必需的,质体醌在光系统II中能产生氢的受体。多酚氧化酶是植物体内重要的含铜酶类,它能把多元酚类氧化酶氧化成邻醌类。多酚氧化酶也是呼吸作用中的一种末端氧化酶。

现在已知含铜蛋白质有3种:
(1)无氧化酶活性的蓝色蛋白质(即质体蓝素),它起电子传递作用。
(2)非蓝色蛋白质,它能产生过氧化物酶,并将单酚氧化成联苯酚。
(3)多铜蛋白质,每个分子中至少含四个铜原子。如抗坏血酸氧化酶或漆酶,它们作为氧化酶,可催化底物的氧化,在植物体内参与氧化还原反应。 
(三)超氧化物歧化酶(SOD)的重要组分
近些年来,又发现铜与锌共同存在于超氧化物歧化酶中。铜锌超氧化物歧化酶(CuZn-SOD)是所有好氧有机体所必需的。生物体中的氧分子易于再接收一个电子形成超氧自由基(O2·-)。它是一种反应能力很强的自由基,其转化产物具有寿命短、不稳定和毒性大的特点,能使整个有机体的代谢作用紊乱,导致有机体死亡。铜锌超氧化物歧化酶具有催化超氧自由基歧化的作用,以保护叶绿体免遭超氧自由基的伤害。

(四)参与氮素代谢,影响固氮作用
铜还参与植物体内的氮素代谢作用。在蛋白质形成过程中,铜对氨基酸活化及蛋白质合成有促进作用。缺铜时,蛋白质合成受阻,可溶性氨态氮和天冬酰胺积累,有机酸也明显增加,导致植物体内DNA含量降低。铜还有抑制核糖核酸酶活性的作用,铜能和酶结合形成复合物而使该酶钝化,从而对核糖体有保护作用,进而促进蛋白质合成。
(五)促进花器官的发育
缺铜明显影响禾本科作物的生殖生长。缺铜时,麦类作物因主茎丧失顶端优势,使分蘖明显增加(表4-6),秸秆产量较高,但却不能结实。
研究证实,小麦孕穗初期对缺铜十分敏感,表现为花药形成受阻,而且花药和花粉发育不良,生活力差(表4-7)。可以判断,缺铜造成的花粉不能成活是不结实的主要原因。 
据报道,缺铜时,谷类作物老叶中的铜不能向花粉中转移,而导致雄性不育。由此可见,铜营养是关系到人类最重要的粮食生产问题,农业生产上对铜营养给予足够的重视是十分必要的。

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