氮磷钾元素在植物体内的循环形式

氮:N元素的吸收:

NO3-进入根细胞后,即可以进一步同化为氨基酸、蛋白质,然后以氨基酸形式向植物地上部运输,也可以NO3-的形式通过木质部导管运往地上部,这取决于植物种类。

部分NO3-可进入根细胞贮存库,暂时不被同化,而NH4+很快被同化为氨基酸、酰胺,再向地上部运输,很少以NH4+形式直接送往地上部。

向上运输过程中,部分NO3-和氨基酸被茎、叶柄细胞吸收,NO3--N被运送到叶,在叶肉细胞发生与根系同样的转化过程。木质部汁液中NO3--N浓度很高,但是叶片中NO3--N浓度很低,说明叶肉细胞可以高效的同化NO3--N(安慧等,植物氮素循环过程及其根域调控机制)。这说明N素从叶片回流到树体内,有可能是以NO3--或氨基酸的形式回流。

磷:

磷元素在土壤中移动性比较小,扩散能力较低,难以被作物吸收利用。磷元素容易被土壤中的铁、铝等氧化固定,土壤中有效磷浓度低,只有在根系附近时,才能被作物吸收。

P的吸收形态主要是正磷酸盐,少量的有机磷化合物,如核糖核酸、磷酸甘油酸、磷酸己糖等也能被植物吸收和利用。植物吸收机理为主动吸收,主要的吸收部位是根毛区,吸收过程是H+与H2PO4-共转运。

幼苗期对磷的要求较为迫切,生长前期吸收的磷占全吸收量的60%~70%;后期主要依赖磷在植物体内的运转再利用,运转率可达70~80%。磷在植物体内是一种较易移动的元素,单个的磷原子在植物一生中可被周转数次,Bieleski的综述中提到受磷胁迫的植物的根倾向于保持较多的磷,而向外运输减少导致茎生长减缓。相反,喷磷到磷胁迫的叶片上,促进了根茎比的缩小,因此,磷的运输和再运输在很大程度上取决于源和库的情况,和运输途径的联系不大。所谓源是输出磷的组织,如成熟组织和衰老组织就是磷的源,而库是代谢活动旺盛的部位,叶子即是库又是源,而老叶是磷的源,在衰老的叶子中,磷被主动运输出叶子,磷净损失以至到最后大部分磷被运出,磷的再运输途径是韧皮部筛管,筛管中的磷有大部分以有机磷的形式存在,但磷的运输形式可能是无机磷的形式(许秀美等,植物对磷元素的吸收、运转和代谢)。

钾:

钾是植物体内主要的矿质元素之一,在植物体内不形成稳定的化合物,因而移动性很强,具有随生长中心的转移而转移的特点,即植物体内的钾是可以反复利用的。Ben-Zioni等认为,根系吸收的K+在木质部中作为N03-的陪伴离子向上部运输,到达地上部以后,N03-在叶片中被还原,由此诱发了苹果酸盐的合成,K+又作为光合产物有机酸的平衡离子经韧皮部回流到根中,在根中苹果酸盐脱羧基,形成的HC03-释放入土壤换取N03-,N03-被吸收后重新进入新的循环,即K+既是N03-向地上部迁移的陪伴离子,又是有机酸根离子由地上部向根迁移的陪伴离子,从而形成在植物与地面之间的循环流动。




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