钙在园林植物生理代谢中的作用

2011/1/21 19:08:27

钙是一种根重要的矿质元素，是植物生长发育的必需营养元素之一，在植物生理活动中，既起着结构成分的作用，也具有酶的辅助因素功能，它能维持细胞壁、细胞膜及膜结合蛋白的稳定性，参与细胞内各种生长发育的调控作用。由于钙在土壤中含量比较丰富，一向不被人们所重视。近年来，随着园林植物钙调素的发现与研究的深入，钙与园林植物的生理关系也逐渐引起人们的关注。本文就近年来钙素在园林植物生理代谢中的作用研究进展进行综述。
　　
　　一、钙在细胞中的存在形式
　　
　　植物从氯化钙等盐类中吸收钙离子，钙离子无色、无磁性，并且不参加任何氧化还原反应。钙在细胞中以多种形式存在，当细胞中的钙含量在0.1-10mmol/L时，可分为游离钙、结合钙和贮存钙。不同形态的钙具有不同的生理功能。钙主要存在于叶子或老的器官和组织中，它是一个比较不易移动的元素。
　　
　　二、钙在植物体内的功能
　　
　　(一)钙对细胞壁结构和功能的影响
　　细胞壁主要由纤维素、半纤维素和果胶3种多糖组成，电镜观察证实钙与细胞壁中果胶酸形成果胶酸钙，保护细胞中胶层结构。当钙在树体内以果胶酸钙形态存在时，是细胞壁和细胞间层的组成部分，它使相邻细胞相互联结，增大细胞的坚韧性。大量研究表明，钙在维持植物细胞的结构稳定性中起重要作用。
　　
　　(二)钙对细胞膜结构和功能的影响
　　钙可维持细胞膜的完整与稳定。细胞膜和液胞膜均是蛋白质和脂肪构成，而钙又能影响膜磷脂和膜蛋白在细胞膜内表面的排布，进而维持了膜结构的稳定性。钙还能减低膜的透性，改变膜对离子的选择性和亲和性，对一些破坏膜完整性的因素有拮抗作用。细胞中钙可分为几个钙库，处于动态平衡中，它们调节细胞外的离子环境与质膜结构和功能，当钙库平衡失调时，则会发生代谢失调，引起生理病害。
　　
　　(三)钙对细胞内酶活性的调控作用
　　在植物细胞内，钙离子作为第二信使与钙调素结合形成ca2+一钙调素复合物，可活化NA激酶、环式核苷磷酸脂酶和Ca-ATP酶等；参与多种代谢活动。其机理为：当植物体细胞受到外界环境的刺激时，可引起细胞质游离ca2+的增加，随后ca2+便与CaM结合而活化，作用于一些生理生化反应的位点上，将刺激的信息转化为具体的生化反应。缺钙会造成果实对各种体外刺激反应迟钝，导致生理病害的发生。
三、钙对植物激素作用的影响
　　
　　植物激素的生理作用十分广泛，对园林植物生长发育的许多生理生化过程都有调节控制作用。经研究表明，植物激素的这些作用与钙素有关。
　　钙对植物内源激素的调节功能起着修饰作用，钙对激素的反应不仅有放大的作用，而且在某些方面也有缩小作用。目前已知，外源高浓度ca2+抑制乙烯生成，延缓衰老：胞质内ca2+增加，促成乙烯生成，加速衰老。钙对乙烯的生成影响较为复杂，这可能与乙烯的生成遭受的影响因素复杂有关。
　　钙对生长素运输的影响体现在生长素的结合位点上，第一结合位点位于细胞膜上，这个结合位点可被其它二价阳离子所替代，而第二结合位点直接参与生长素的分泌，可能引起第二信使的使用。这个结合位点对钙具有专一性。
　　其它植物激素与钙关系也根密切。如苹果喷施激动索可促使ca向成熟叶片中移动。其作用机制有人认为可能是延迟了叶片衰老，或提高了叶片的蒸腾强度。
　　
　　四、钙与果实品质的关系
　　
　　钙是决定果实品质的一种重要矿质营养元素。果实中的钙有两种存在形式，即非原生质体钙和原生质体钙，前者与果实的强度有关，在细胞中起骨架作用：后者与细胞膜的韧性有关。
　　
　　(一)钙与果实采后生理病害
　　许多果实的生理失调症状与缺钙有密切的关系，研究表明。缺钙时，细胞的功能减弱，细胞膜的流动性和透性发生改变，中胶层中钙与果胶的连结被破坏，进而影响细胞之间的黏结性，使组织衰老或坏死。许多果实采后，随着贮藏时间的增加，成熟度会提高，而细胞壁的果胶会降解，水溶性钙含量提高，这样就使细胞壁上结合的钙大量减少，以致细胞壁区域与细胞质内的浓度差受到破坏，这对维持细胞功能和延缓衰老非常不利，导致缺钙产生的病害加剧。
　　采前或采后钙处理对防止或是减轻生理病害的发生起到良好的作用，钙提高果实抵抗力的机理可能是：(1)钙促进伤口木栓化。(2)钙离子与细胞壁中的果胶结合，维持细胞膜结构，减少细胞壁的透性，防止果实软化，从而提高果实抗性。
　　
　　(二)钙与果实的储藏关系
　　钙对果实成熟衰老的调控作用已有相关研究。许多试验表明，果实组织中维持较高的钙素水平，可以保持果实硬度，降低呼吸速率，抑制乙烯的生成，延长果实的贮藏寿命，提高果实的品质。用cac12处理采后荔枝表明，一定浓度中的钙果实中果胶酶，多聚半乳糖酸活性发生作用，推迟这种酶活性高峰的来临，从而延迟果实的衰老。经钙处理的梨和水蜜桃、柑橘、杨梅、猕猴桃、苹果均能改善果实品质，延长贮藏期。
　　
　　(三)果实增钙措施
　　许多研究表明，果实内钙含量的增加，可以明显降低果实贮藏期的呼吸强度，提高抗寒能力。通常生产实践中，采用采前或采后钙处理，这样对防治或减轻生理病害发生起到很好的效果。生产实践证明，给苹果树补钙可有效促进果实着色和果面蜡质形成，减轻病虫害的发生，大大提高果品质量。
　　
　　五、总结和展望
　　
　　综上所述，钙在园林植物生理代谢中的作用是多方面的。随着近年来植物钙调素研究的逐渐深入，从细胞和分子水平来探讨钙的作用机制，对钙与园林植物生理代谢的影响有着十分重要的意义，随着钙素研究的深入进行，这些成果必将丰富钙素营养的理论和实践，对园林植物的生产具有重大的指导作用。

相关信息

□ 钙在园林植物生理代谢中的作用 2011-1-21

□ 园林植物在园林景观中的作用 2012-5-16

□ 有机肥料在农业生产中的作用 2012-5-09

□ 高锰酸钾在种苗中的作用 2012-4-30

□ 栾树在城市绿化中的应用|栾树在绿化中的作用 2012-5-08

□ 植物在园林绿化室内装修中的作用 2013-7-18

□ 木炭粉在养花中的作用 2013-7-18

□ 专用肥料在盆花栽培中的作用 2012-8-23

□ 工程监理在造价控制中的作用 2012-5-18

□ 水在园林绿地中的作用 2012-5-18

□ 花卉在人类生活中的作用 2012-5-18

□ 大蒜在家庭养花中的作用 2012-5-16

□ 重剪在园林实践中的作用 2012-5-12

□ 食醋在花卉种植中的作用 2012-5-11

□ 生根剂在移栽中的作用 2008-6-30

□ 生根剂在作物栽培中的作用 2008-6-30

□ 龙柱碧桃在绿化园林中的作用 2013-5-19

□ 阿司匹林在花木栽培中的作用 2017-7-07

□ 银杏在园林绿化中的作用及配置 2017-8-28

□ 道路绿化在现代化城市中的功能及在大园林中的作用 2013-7-16