植物實用氮磷鉀營養脅迫機理的研究

摘要：植物實用氮磷鉀營養脅迫是植物抗不良環境（脅迫）的一部分，人為的造成脅迫，促使植物在進化中向人們所需要的方向進化，從中獲得較高的收獲。另一方面，解決氮磷鉀肥供應不足、降低生產投入成本，能夠相對地提高種植業收入。

關鍵詞：植物；脅迫；氮磷鉀；生理生化

中圖分類號： Q945.1 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.14.034

植物營養脅迫是指人為造成植物生長在營養不足或生長在營養過剩的不良環境超出植物正常生長范圍，即形成脅迫。實用氮磷鉀脅迫是人為的強迫植物在不良環境中生長，研究作物對氮磷鉀營養脅迫的生理生化反應，建立作物耐氮磷鉀脅迫的生理生化指標，闡明抗性機理，從中誘導選育出適應高抗性作物新品種，滿足人們對各種作物品種的不同要求。

實用氮磷鉀營養脅迫，主要是面對栽培作物對氮磷鉀的需求，人為創造不利于作物生長的氮磷鉀環境。從中篩選出適應貧氮、貧磷、貧鉀等環境條件的作物新品種，達到穩產、高產、抗病、耐貧瘠環境的目的。實用氮磷鉀營養脅迫的研究中最突出的是磷脅迫，其次是鉀脅迫的研究，對氮脅迫的研究的報道還很少。

氮磷鉀是植物生長必需的大量營養元素，由植物根在土壤中吸收，合成植物體。然而土壤中可利用的氮磷鉀含量已經很少，不能夠滿足作物生長的需要，必須經過人為地、通過施肥方式加以補充，維持作物較高的產量，滿足需求。

1 氮因素脅迫研究的進展

由于氮是作物所需最多的礦質元素，所以它的多少，直接影響作物的生長。作物根系從土壤中吸收氮素之后，經過同化轉變為可利用態構成作物體。作物根系直接吸收的主要是硝酸根和銨離子，低濃度的亞硝酸根和美學可溶性有機態氮化合物（如：各種氨基酸、酰胺及尿素等）也直接被吸收利用。

1.1 氮脅迫

研究在低氮條件下，作物對氮吸收利用，是解決目前氮肥素供應不足的主要因素之一。通過氮脅迫挖掘作物在低氮條件下的生長情況和耐性，提高作物在低氮時的生長機能，改變生理生化反應。

1.2土壤中氮的形態及轉化

土壤氮素的含量和形態受自然因素影響較大，耕地中受人為因素（包括耕作、施肥、作物和灌溉等）的影響更大。土壤中氮的形態可分為有機態和無機態兩大類，絕大部分是有機態氮，除少量的可溶性氨基酸和酰胺外，多數是植物不能直接吸收利用的氮化物，是遲效態氮。必須經過微生物分解、轉化成無機態氮，才能被植物吸收利用。

1.3 低氮脅迫作用

氮素供應不足時，植物葉片中脫落酸含量提高，而根中脫落酸含量變化不定。脫落酸能夠降低細胞壁的伸展性，使葉片伸展減弱；還能使氣孔阻力增加，降低光和速率。

2 磷元素脅迫的研究進展

2.1 磷在作物體中的作用

磷是作物生長的必須營養元素，是組成核酸、核蛋白和磷脂的主要成分，它與蛋白質合成、細胞分裂、細胞生長有密切關系；是許多輔酶的組成成分，參于光合、呼吸過程；是作物體內能量載體的主要組成者和提供者；磷還參與碳水化合物的代謝和運輸。

2.2 磷脅迫

挖掘作物自身磷元素的高效吸收遺傳潛力，改良作物磷營養性狀，是提高磷利用率的一個重要途徑，因此對植物缺磷反應機制和誘導植物適應缺磷基因的研究日益受到重視。植物已經進化了很多適應低濃度磷的品種，包括誘導高親和力磷轉運子、酸性磷酸酶和有機酸的分泌。

低磷脅迫對植物的影響。磷脅迫對植物根的影響最大，根系是作物所需礦質營養的主要吸收部位，低磷脅迫時，植物常常會通過改變根系的形態來提高對土壤中潛在磷的吸收能力，進而增加土壤中磷素的可利用性。

3 鉀元素脅迫的研究進展

3.1 鉀在植物體中的作用

鉀是植物生長發育必須的大量營養元素之一，也是所有活有機體中唯一的一價陽離子，它的生理功能是其他一價陽離子不可取代的，對植物生長和新陳代謝起著舉足輕重的作用。在田間正常栽培條件下是不會出現鉀過剩癥，在砂培或水培條件下鉀過量時，葉緣灼傷，老葉上顯現水漬狀癥斑；葉色異常深綠；葉脈間有部分失綠；葉全部輕度硬化。

3.2土壤中鉀素狀況和補鉀

隨著農業生產的發展，土壤中鉀不斷的消耗，缺鉀地塊在逐年增加，成為限制農業生產的主要因素之一，因此需要施用大量的鉀肥補充因產量提高而消耗的土壤中的鉀素，用來保持較高的作物產量。根據鉀的形態對作物的有效性可分為，礦物態鉀、緩效性鉀和速效鉀。通過施肥補充到土壤中的鉀完全是速效鉀，可被作物直接吸收利用，沒有被利用的那部分鉀分別被淋溶和土壤固定，轉變為不可利用態鉀。礦物態鉀、緩效性鉀和速效鉀的相互轉換是在土壤溶液、土壤膠體等多方面作用下進行的，它們之間存在著一定的動態平衡。土壤中礦物態鉀是緩效鉀、速效鉀的來源，施鉀肥是直接供給速效鉀。當土壤中速效鉀含量過高時礦物態鉀釋放的少，而且速效鉀被固定，相反，土壤中速效鉀含量低時礦物態鉀、緩效鉀轉化成速效鉀較多，但是很難滿足作物生長需要。

3.3 低鉀脅迫的作用

低鉀脅迫時對植物生長和新陳代謝影響最大。主要是因缺鉀影響葉片光合作用，降低葉片氣孔導度；降低光合磷酸化活力和電子傳遞活力；從而制約植物的凈光合速率和生物產量的提高。隨著農業生產的發展，土壤中鉀不斷的消耗，缺鉀地塊在逐年增加，成為限制農業生產的主要因素之一，因此需要施用大量的鉀肥補充因產量提高而消耗的土壤中的鉀素，用來保持較高的作物產量。根據鉀的形態對作物的有效性可分為，礦物態鉀、緩效性鉀和速效鉀。通過施肥補充到土壤中的鉀完全是速效鉀，可被作物直接吸收利用，沒有被利用的那部分鉀分別被淋溶和土壤固定，轉變為不可利用態鉀。

作者簡介：曲志偉，本科學歷，農藝師，研究方向：農技推廣。