钙对作物的重要作用
2012-08-15 11:31:55 | 作者： | 来源： | 点击：
钙在植物中起着不可估量的作用。钙的生理功能与细胞壁组分有关。钙是植物结构组成元素，主要构成果胶酸钙、钙调素蛋白、肌醇六磷酸钙镁等，在液泡中有大量的有机酸钙,如草酸钙、柠檬酸钙、苹果酸钙等。钙能稳定细胞膜、细胞壁，还参与第二信使传递，调节渗透作用，具有酶促作用等。
一、稳定细胞膜
钙能稳定生物膜结构，保持细胞的完整性。其作用机理主要是依靠它把生物膜表面的磷酸盐、磷酸酯与蛋白质的羟基桥接起来。提高了膜的稳定性和疏水性，在植物的选择性吸收、生长、衰老、信息传递以及植物的抗逆性等方面均有重要作用，具体概括如下四个方面：
1、提高生物膜的选择吸收能力。缺钙时，植物细胞原生质膜结构彻底解体，透性增加，致使低分子量的有机化合物和无机离子外渗增多。
2、增强对环境胁迫的抗逆能力。施钙肥，增强了膜的选择性吸收能力，可减轻重金属或酸性物质对植物的毒害作用，还可增加植物对盐害、冻害、干旱、热害和病虫害等的抗性。
3、防止植物早衰。早衰的典型症状与植物的缺钙症状极其相似。在果实成熟过程中，植物的衰老与乙烯的产生密切相关，而钙通过对细胞膜透性的调节作用可减轻乙烯的生物合成，从而延缓衰老；此外采后果实的保鲜贮藏性与呼吸强度有关。果实的含钙量影响呼吸强度，是由于钙通过调节膜透性，限制底物从液泡内向细胞质内的呼吸系统扩散，进而减少内源底物的分解代谢的缘故。因而，果实中含钙充足，则膜结构保持完整，延缓果实衰老，延长货架期。
4、提高作物品质。在贮藏器官发育初期，如果其中钙含量较低时，细胞原生质膜的通透性增加，有利于糖分、碳水化合物等有机物质经韧皮部向贮藏器官中转运，可有效提高果蔬等产品器官的含糖量。成熟果实中的含钙量较高时，可有效防止采后贮藏过程中出现的腐烂现象，延长贮藏期，增加水果的贮藏品质。
1、提高生物膜的选择吸收能力。缺钙时，植物细胞原生质膜结构彻底解体，透性增加，致使低分子量的有机化合物和无机离子外渗增多。
2、增强对环境胁迫的抗逆能力。施钙肥，增强了膜的选择性吸收能力，可减轻重金属或酸性物质对植物的毒害作用，还可增加植物对盐害、冻害、干旱、热害和病虫害等的抗性。
3、防止植物早衰。早衰的典型症状与植物的缺钙症状极其相似。在果实成熟过程中，植物的衰老与乙烯的产生密切相关，而钙通过对细胞膜透性的调节作用可减轻乙烯的生物合成，从而延缓衰老；此外采后果实的保鲜贮藏性与呼吸强度有关。果实的含钙量影响呼吸强度，是由于钙通过调节膜透性，限制底物从液泡内向细胞质内的呼吸系统扩散，进而减少内源底物的分解代谢的缘故。因而，果实中含钙充足，则膜结构保持完整，延缓果实衰老，延长货架期。
4、提高作物品质。在贮藏器官发育初期，如果其中钙含量较低时，细胞原生质膜的通透性增加，有利于糖分、碳水化合物等有机物质经韧皮部向贮藏器官中转运，可有效提高果蔬等产品器官的含糖量。成熟果实中的含钙量较高时，可有效防止采后贮藏过程中出现的腐烂现象，延长贮藏期，增加水果的贮藏品质。
二、稳定细胞壁
果胶是植物细胞壁的重要组成部分，它对维持果实硬度、增强果实耐贮性具有重要的作用。植物中绝大部分的钙可与植物细胞壁中胶层中的果胶酸形成果胶酸钙，抑制果胶酸对细胞壁其他成分的破坏。所以细胞壁中有丰富的钙结合位点，在发育健全的植物细胞中，钙主要分布在中胶层和原生质膜的外侧，可增强细胞壁结构与细胞间的粘结作用，把细胞连接起来。缺钙时细胞壁解体，细胞壁和中胶层变软，细胞破裂出现苦痘病、水心病和腐心病；缺钙还会降低细胞壁的硬度，从而降低了细胞对真菌病害浸染的抵抗力，导致裂果。
果胶是植物细胞壁的重要组成部分，它对维持果实硬度、增强果实耐贮性具有重要的作用。植物中绝大部分的钙可与植物细胞壁中胶层中的果胶酸形成果胶酸钙，抑制果胶酸对细胞壁其他成分的破坏。所以细胞壁中有丰富的钙结合位点，在发育健全的植物细胞中，钙主要分布在中胶层和原生质膜的外侧，可增强细胞壁结构与细胞间的粘结作用，把细胞连接起来。缺钙时细胞壁解体，细胞壁和中胶层变软，细胞破裂出现苦痘病、水心病和腐心病；缺钙还会降低细胞壁的硬度，从而降低了细胞对真菌病害浸染的抵抗力，导致裂果。
三、促进细胞伸长和细胞分裂
缺钙破坏了细胞壁的粘结联系，抑制了细胞壁的形成；而且使已有的细胞壁解体，抑制细胞伸长；此外，钙是细胞分裂所必需的，在细胞分裂后，分隔两个子细胞的细胞核就是中胶层的初期形式，它是由果胶酸钙组成的。在缺钙条件下，不能形成细胞板，子细胞也无法分隔，于是就会出现双核细胞的现象。例如洋葱根尖分生组织在缺钙时就会出现双核细胞，由于细胞不能分裂，最终导致生长点死亡。
缺钙破坏了细胞壁的粘结联系，抑制了细胞壁的形成；而且使已有的细胞壁解体，抑制细胞伸长；此外，钙是细胞分裂所必需的，在细胞分裂后，分隔两个子细胞的细胞核就是中胶层的初期形式，它是由果胶酸钙组成的。在缺钙条件下，不能形成细胞板，子细胞也无法分隔，于是就会出现双核细胞的现象。例如洋葱根尖分生组织在缺钙时就会出现双核细胞，由于细胞不能分裂，最终导致生长点死亡。
四、参与第二信使传递
钙能结合在钙调蛋白上，对植物体内许多种关键酶起活化作用，并对细胞代谢有调节作用。钙调蛋白是一种具有较高的分子稳定性、耐热、小分子量的酸性蛋白质，它在细胞内作为钙的受体蛋白，调节细胞内许多依赖钙的生理活动，例如细胞分裂、细胞运动、细胞中信息的传递、植物的光合作用、激素调节等。在有丝分裂中，将染色体分开的纺锤体是由微管构成的，而钙调蛋白复合体能影响微管的解聚。因此，缺钙就会妨碍纺锤体的增长，从而抑制细胞的分裂。
钙能结合在钙调蛋白上，对植物体内许多种关键酶起活化作用，并对细胞代谢有调节作用。钙调蛋白是一种具有较高的分子稳定性、耐热、小分子量的酸性蛋白质，它在细胞内作为钙的受体蛋白，调节细胞内许多依赖钙的生理活动，例如细胞分裂、细胞运动、细胞中信息的传递、植物的光合作用、激素调节等。在有丝分裂中，将染色体分开的纺锤体是由微管构成的，而钙调蛋白复合体能影响微管的解聚。因此，缺钙就会妨碍纺锤体的增长，从而抑制细胞的分裂。
五、调节渗透作用和具有酶促作用
在有液泡的叶细胞内，大部分钙存在于液泡中，它对液泡内阴阳离子的平衡有重要作用。液泡中草酸钙的形成有助于维持液泡以及叶绿体中的游离钙离子浓度处于较低水平。由于草酸钙的溶解度很低，它的形成对细胞的渗透调节十分重要。钙是一些重要酶类的活化剂。能提高α-淀粉酶和磷脂酶的活性，也能抑制蛋白激酶和丙酮酸激酶的活性。钙能中和代谢过程中产生的有机酸，形成草酸钙、柠檬酸钙、苹果酸钙等不溶性有机酸钙，调节PH值，稳定细胞内环境。钙可促进硝态氮吸收，与氮代谢有关，它有助于减少植 物中的硝酸盐，中和植物中的有机酸，对代谢过程中产生的有机酸有解毒作用。如钙可与产生的草酸形成草酸钙结晶，避免草酸过多的不良影响。
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