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鈣在園林植物生理代謝中的作用
（作者未知） 2010/8/13
摘要：鈣作為一種大量的營養(yǎng)元素，在園林植物上的應(yīng)用十分廣泛。綜述了近年來園林植物鈣素生理的研究進(jìn)展，主要包括園林植物鈣素的存在形式，鈣的生理功能，鈣對果實(shí)品質(zhì)的影響等。
關(guān)鍵詞：鈣；園林植物；生理代謝
鈣是一種根重要的礦質(zhì)元素，是植物生長發(fā)育的必需營養(yǎng)元素之一，在植物生理活動中，既起著結(jié)構(gòu)成分的作用，也具有酶的輔助因素功能，它能維持細(xì)胞壁、細(xì)胞膜及膜結(jié)合蛋白的穩(wěn)定性，參與細(xì)胞內(nèi)各種生長發(fā)育的調(diào)控作用。由于鈣在土壤中含量比較豐富，一向不被人們所重視。近年來，隨著園林植物鈣調(diào)素的發(fā)現(xiàn)與研究的深入，鈣與園林植物的生理關(guān)系也逐漸引起人們的關(guān)注。本文就近年來鈣素在園林植物生理代謝中的作用研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。
一、鈣在細(xì)胞中的存在形式
植物從氯化鈣等鹽類中吸收鈣離子，鈣離子無色、無磁性，并且不參加任何氧化還原反應(yīng)。鈣在細(xì)胞中以多種形式存在，當(dāng)細(xì)胞中的鈣含量在0.1-10 mmol/L時，可分為游離鈣、結(jié)合鈣和貯存鈣。不同形態(tài)的鈣具有不同的生理功能。鈣主要存在于葉子或老的器官和組織中，它是一個比較不易移動的元素。
二、鈣在植物體內(nèi)的功能
(一)鈣對細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和功能的影響
細(xì)胞壁主要由纖維素、半纖維素和果膠3種多糖組成，電鏡觀察證實(shí)鈣與細(xì)胞壁中果膠酸形成果膠酸鈣，保護(hù)細(xì)胞中膠層結(jié)構(gòu)。當(dāng)鈣在樹體內(nèi)以果膠酸鈣形態(tài)存在時，是細(xì)胞壁和細(xì)胞間層的組成部分，它使相鄰細(xì)胞相互聯(lián)結(jié)，增大細(xì)胞的堅韌性。大量研究表明，鈣在維持植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性中起重要作用。
(二)鈣對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)和功能的影響
鈣可維持細(xì)胞膜的完整與穩(wěn)定。細(xì)胞膜和液胞膜均是蛋白質(zhì)和脂肪構(gòu)成，而鈣又能影響膜磷脂和膜蛋白在細(xì)胞膜內(nèi)表面的排布，進(jìn)而維持了膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。鈣還能減低膜的透性，改變膜對離子的選擇性和親和性，對一些破壞膜完整性的因素有拮抗作用。細(xì)胞中鈣可分為幾個鈣庫，處于動態(tài)平衡中，它們調(diào)節(jié)細(xì)胞外的離子環(huán)境與質(zhì)膜結(jié)構(gòu)和功能，當(dāng)鈣庫平衡失調(diào)時，則會發(fā)生代謝失調(diào)，引起生理病害。
(三)鈣對細(xì)胞內(nèi)酶活性的調(diào)控作用
在植物細(xì)胞內(nèi)，鈣離子作為第二信使與鈣調(diào)素結(jié)合形成ca2+一鈣調(diào)素復(fù)合物，可活化NA激酶、環(huán)式核苷磷酸脂酶和Ca-ATP酶等；參與多種代謝活動。其機(jī)理為：當(dāng)植物體細(xì)胞受到外界環(huán)境的刺激時，可引起細(xì)胞質(zhì)游離ca2+的增加，隨后ca2+便與CaM結(jié)合而活化，作用于一些生理生化反應(yīng)的位點(diǎn)上，將刺激的信息轉(zhuǎn)化為具體的生化反應(yīng)。缺鈣會造成果實(shí)對各種體外刺激反應(yīng)遲鈍，導(dǎo)致生理病害的發(fā)生。
三、鈣對植物激素作用的影響
植物激素的生理作用十分廣泛，對園林植物生長發(fā)育的許多生理生化過程都有調(diào)節(jié)控制作用。經(jīng)研究表明，植物激素的這些作用與鈣素有關(guān)。
鈣對植物內(nèi)源激素的調(diào)節(jié)功能起著修飾作用，鈣對激素的反應(yīng)不僅有放大的作用，而且在某些方面也有縮小作用。目前已知，外源高濃度ca2+抑制乙烯生成，延緩衰老：胞質(zhì)內(nèi)ca2+增加，促成乙烯生成，加速衰老。鈣對乙烯的生成影響較為復(fù)雜，這可能與乙烯的生成遭受的影響因素復(fù)雜有關(guān)。
鈣對生長素運(yùn)輸?shù)挠绊戵w現(xiàn)在生長素的結(jié)合位點(diǎn)上，第一結(jié)合位點(diǎn)位于細(xì)胞膜上，這個結(jié)合位點(diǎn)可被其它二價陽離子所替代，而第二結(jié)合位點(diǎn)直接參與生長素的分泌，可能引起第二信使的使用。這個結(jié)合位點(diǎn)對鈣具有專一性。
其它植物激素與鈣關(guān)系也根密切。如蘋果噴施激動索可促使ca向成熟葉片中移動。其作用機(jī)制有人認(rèn)為可能是延遲了葉片衰老，或提高了葉片的蒸騰強(qiáng)度。
四、鈣與果實(shí)品質(zhì)的關(guān)系
鈣是決定果實(shí)品質(zhì)的一種重要礦質(zhì)營養(yǎng)元素。果實(shí)中的鈣有兩種存在形式，即非原生質(zhì)體鈣和原生質(zhì)體鈣，前者與果實(shí)的強(qiáng)度有關(guān)，在細(xì)胞中起骨架作用：后者與細(xì)胞膜的韌性有關(guān)。
(一)鈣與果實(shí)采后生理病害
許多果實(shí)的生理失調(diào)癥狀與缺鈣有密切的關(guān)系，研究表明。缺鈣時，細(xì)胞的功能減弱，細(xì)胞膜的流動性和透性發(fā)生改變，中膠層中鈣與果膠的連結(jié)被破壞，進(jìn)而影響細(xì)胞之間的黏結(jié)性，使組織衰老或壞死。許多果實(shí)采后，隨著貯藏時間的增加，成熟度會提高，而細(xì)胞壁的果膠會降解，水溶性鈣含量提高，這樣就使細(xì)胞壁上結(jié)合的鈣大量減少，以致細(xì)胞壁區(qū)域與細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的濃度差受到破壞，這對維持細(xì)胞功能和延緩衰老非常不利，導(dǎo)致缺鈣產(chǎn)生的病害加劇。
采前或采后鈣處理對防止或是減輕生理病害的發(fā)生起到良好的作用，鈣提高果實(shí)抵抗力的機(jī)理可能是：(1)鈣促進(jìn)傷口木栓化。(2)鈣離子與細(xì)胞壁中的果膠結(jié)合，維持細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，減少細(xì)胞壁的透性，防止果實(shí)軟化，從而提高果實(shí)抗性。
(二)鈣與果實(shí)的儲藏關(guān)系
鈣（未完，下一頁）
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