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《螯合鐵袋控緩釋對桃樹鐵營養(yǎng)狀況的影響》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、萬方數(shù)據(jù)山東農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文1前言1．1植物的鐵營養(yǎng)代謝及其缺鐵黃化病鐵是植物必需的微量礦質(zhì)元素，在植物的生命活動中參與多種生理生化反應(yīng)，如參與葉綠素合成、氧化還原反應(yīng)和電子傳遞以及呼吸作用等等。自1844年Gris發(fā)現(xiàn)葡萄的黃葉病是由缺鐵造成的起，有關(guān)植物尤其是果樹的鐵營養(yǎng)問題便成了植物營養(yǎng)研究和果樹營養(yǎng)生理研究的主要熱點之一(安華明等，2001)。果樹缺鐵后樹勢衰弱，果實變小，產(chǎn)量和品質(zhì)受到嚴(yán)重影響，甚至出現(xiàn)絕產(chǎn)或整株死亡。據(jù)統(tǒng)計(張福鎖，1992)，全世界約有40％的土壤存在著不同程度的缺鐵現(xiàn)象。在我國，北起內(nèi)蒙古高原、南至
2、四川盆地、東至淮北平原、西到黃土高原及甘肅、青海、新疆等地，都有缺鐵現(xiàn)象發(fā)生(安華明等，2001)，而這些地區(qū)的土壤基本上是以石灰性土壤為主。現(xiàn)在，缺鐵黃化癥己嚴(yán)重影響果樹的生長和生產(chǎn)，是在實際生產(chǎn)中迫切需要解決的問題。1．1．1植物的鐵營養(yǎng)在多數(shù)植物體內(nèi)，葉片中80％的鐵是存在于葉綠體中的(TerryN，1992)，鐵雖然不是葉綠素的組成成分，但植物發(fā)生鐵脅迫時常常會出現(xiàn)新葉黃化現(xiàn)象，這主要是缺鐵使葉綠素合成受阻所致。鐵是合成葉綠素前體所必須的元素，在高等植物中，o．氨基一酮戊酸或O一氨基乙酰丙酮酸是葉綠素的合成前體，它在五碳糖在O
3、．氨基乙酰丙酮酸合成酶的作用下合成，再進(jìn)一步合成亞鐵原卟啉或吡咯環(huán)，在這一過程中，順烏頭酸酶活性或鐵氧還蛋白的含量對其有影響。缺鐵會顯著降低該酶的活性，從而使得吡咯環(huán)和卟啉環(huán)都不能形成，進(jìn)而限制了葉綠素的合成(MillerGWeta1．，1983)。除此之外，鐵對葉綠體結(jié)構(gòu)的形成也是必須的。有研究證明，缺鐵時，枳葉片的葉綠體發(fā)生了變形、離壁、內(nèi)部出現(xiàn)空室化現(xiàn)象，葉綠體的體膜變模糊，基粒片層大部分消失、變模糊，葉綠體內(nèi)質(zhì)體小球明顯增多、增大，沒有淀粉粒，同時線粒體也出現(xiàn)空室化(肖家欣等，2010)。線粒體為細(xì)胞內(nèi)新陳代謝活動的正常進(jìn)行提
4、供能量供給場所，線粒體受損就會導(dǎo)致植物代謝紊亂，甚至出現(xiàn)死亡(黃俊等，2007)。葉綠素和葉綠體是光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)和作用場所，缺鐵對葉綠素含量和葉綠體結(jié)構(gòu)的影響大大降低了葉片的光合作用；而且，植物體內(nèi)光合作用過程中的不少反應(yīng)都需要含鐵化合物的參與，如細(xì)胞色素氧化酶、血紅素、鐵氧還蛋白等，植物缺鐵降低了這些物質(zhì)的含量及含鐵酶的活性，影響光合作用的正常進(jìn)行；另外，缺鐵還會導(dǎo)l萬方數(shù)據(jù)螯合鐵袋控緩釋對桃樹鐵營養(yǎng)狀況的影響致光合作用的電子傳遞鏈中斷，影響水光解，阻斷光合作用的進(jìn)行。此外，缺鐵還會影響過氧化物酶、過氧化氫酶、硝酸還原酶等的活性
5、，使植物體內(nèi)一系列氧化還原作用降低，不能正常傳遞電子，使呼吸作用受阻，ATP、蛋白質(zhì)合成減少，進(jìn)而明顯影響植物生長發(fā)育及產(chǎn)量。鐵作為人們最早發(fā)現(xiàn)的微量元素，在地殼中的含量豐富。但是，我國大部分地區(qū)土壤中鐵元素含量均低于地殼豐度(中國環(huán)境監(jiān)測總站，1990)，而且土壤中的鐵受土壤水分、重碳酸鹽含量、pH值等的影響，其有效性大大降低，土壤有效鐵含量僅占全量的千分之一至萬分之一(曾昭華，2001)。植物所需的鐵元素濃度約為10{mol／L，而在石灰性土壤上，有效鐵的含量不足1000mol／L(GuerinotMLeta1．，1994)，并不
6、能滿足植物對鐵的需求量。因此，如果植物沒有主動調(diào)節(jié)機(jī)制，那么大多數(shù)植物會因沒有獲得充足的鐵，而出現(xiàn)缺鐵癥狀。目前，我們已經(jīng)明確高等植物在缺鐵條件下為了適應(yīng)缺鐵脅迫，產(chǎn)生了兩種獨特的鐵營養(yǎng)吸收機(jī)制——機(jī)理I和機(jī)理II。機(jī)理I的植物主要包括雙子葉植物和非禾本科單子葉植物。在缺鐵脅迫下，該類植物是利用從根系還原鐵離子來吸收鐵，具體包括三個過程，首先，根表皮細(xì)胞上的H+-ATPase系統(tǒng)分泌大量的H+酸化根際土壤，是土壤pH值降低，增強(qiáng)根際土壤中鐵元素的可溶性；然后，根尖表皮細(xì)胞質(zhì)膜上的Fe3+還原酶和與之耦聯(lián)的NADPH脫氫酶活性增強(qiáng)，將土
7、壤中的Fe3+還原為Fe2+；最后通過二價金屬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白將被還原的Fe2+跨膜運(yùn)入跟表皮細(xì)胞，供給植物生長發(fā)現(xiàn)所需(MarschnerHeta1．，1994)。而對于禾本科植物，、則是采用機(jī)理II來吸收土壤鐵的。機(jī)理II植物需要兩個關(guān)鍵過程來完成鐵吸收過程，首先，當(dāng)植物受到低鐵脅迫時，體內(nèi)合成并向根際主動分泌大量植物鐵載體(phytosiderophores，PS)，然后分泌到土壤中的植物鐵載體與根際土壤Fe3+發(fā)生螯合作用，形成三價鐵和植物鐵載體的螫合物Fe(III)．PS遷移到根系質(zhì)膜并在專一性轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白作用下將其運(yùn)輸進(jìn)入根細(xì)胞內(nèi)，再
8、釋放出Fe3+，供代謝利用(RobertsLAeta1．，2004)，這一過程并不受土壤pH值的影響，因此，在石灰性土壤上禾本科植物有明顯的生態(tài)優(yōu)勢。而作為非禾本科植物的果樹，在石灰性土壤上，廣泛存在缺鐵黃化的問題。1．
