植物实用氮磷钾营养胁迫机理的研究

摘要：植物实用氮磷钾营养胁迫是植物抗不良环境（胁迫）的一部分，人为的造成胁迫，促使植物在进化中向人们所需要的方向进化，从中获得较高的收获。另一方面，解决氮磷钾肥供应不足、降低生产投入成本，能够相对地提高种植业收入。

关键词：植物；胁迫；氮磷钾；生理生化

中图分类号： Q945.1 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2017.14.034

植物营养胁迫是指人为造成植物生长在营养不足或生长在营养过剩的不良环境超出植物正常生长范围，即形成胁迫。实用氮磷钾胁迫是人为的强迫植物在不良环境中生长，研究作物对氮磷钾营养胁迫的生理生化反应，建立作物耐氮磷钾胁迫的生理生化指标，阐明抗性机理，从中诱导选育出适应高抗性作物新品种，满足人们对各种作物品种的不同要求。

实用氮磷钾营养胁迫，主要是面对栽培作物对氮磷钾的需求，人为创造不利于作物生长的氮磷钾环境。从中筛选出适应贫氮、贫磷、贫钾等环境条件的作物新品种，达到稳产、高产、抗病、耐贫瘠环境的目的。实用氮磷钾营养胁迫的研究中最突出的是磷胁迫，其次是钾胁迫的研究，对氮胁迫的研究的报道还很少。

氮磷钾是植物生长必需的大量营养元素，由植物根在土壤中吸收，合成植物体。然而土壤中可利用的氮磷钾含量已经很少，不能够满足作物生长的需要，必须经过人为地、通过施肥方式加以补充，维持作物较高的产量，满足需求。

1 氮因素胁迫研究的进展

由于氮是作物所需最多的矿质元素，所以它的多少，直接影响作物的生长。作物根系从土壤中吸收氮素之后，经过同化转变为可利用态构成作物体。作物根系直接吸收的主要是硝酸根和铵离子，低浓度的亚硝酸根和美学可溶性有机态氮化合物（如：各种氨基酸、酰胺及尿素等）也直接被吸收利用。

1.1 氮胁迫

研究在低氮条件下，作物对氮吸收利用，是解决目前氮肥素供应不足的主要因素之一。通过氮胁迫挖掘作物在低氮条件下的生长情况和耐性，提高作物在低氮时的生长机能，改变生理生化反应。

1.2土壤中氮的形态及转化

土壤氮素的含量和形态受自然因素影响较大，耕地中受人为因素（包括耕作、施肥、作物和灌溉等）的影响更大。土壤中氮的形态可分为有机态和无机态两大类，绝大部分是有机态氮，除少量的可溶性氨基酸和酰胺外，多数是植物不能直接吸收利用的氮化物，是迟效态氮。必须经过微生物分解、转化成无机态氮，才能被植物吸收利用。

1.3 低氮胁迫作用

氮素供应不足时，植物叶片中脱落酸含量提高，而根中脱落酸含量变化不定。脱落酸能够降低细胞壁的伸展性，使叶片伸展减弱；还能使气孔阻力增加，降低光和速率。

2 磷元素胁迫的研究进展

2.1 磷在作物体中的作用

磷是作物生长的必须营养元素，是组成核酸、核蛋白和磷脂的主要成分，它与蛋白质合成、细胞分裂、细胞生長有密切关系；是许多辅酶的组成成分，参于光合、呼吸过程；是作物体内能量载体的主要组成者和提供者；磷还参与碳水化合物的代谢和运输。

2.2 磷胁迫

挖掘作物自身磷元素的高效吸收遗传潜力，改良作物磷营养性状，是提高磷利用率的一个重要途径，因此对植物缺磷反应机制和诱导植物适应缺磷基因的研究日益受到重视。植物已经进化了很多适应低浓度磷的品种，包括诱导高亲和力磷转运子、酸性磷酸酶和有机酸的分泌。

低磷胁迫对植物的影响。磷胁迫对植物根的影响最大，根系是作物所需矿质营养的主要吸收部位，低磷胁迫时，植物常常会通过改变根系的形态来提高对土壤中潜在磷的吸收能力，进而增加土壤中磷素的可利用性。

3 钾元素胁迫的研究进展

3.1 钾在植物体中的作用

钾是植物生长发育必须的大量营养元素之一，也是所有活有机体中唯一的一价阳离子，它的生理功能是其他一价阳离子不可取代的，对植物生长和新陈代谢起着举足轻重的作用。在田间正常栽培条件下是不会出现钾过剩症，在砂培或水培条件下钾过量时，叶缘灼伤，老叶上显现水渍状症斑；叶色异常深绿；叶脉间有部分失绿；叶全部轻度硬化。

3.2土壤中钾素状况和补钾

随着农业生产的发展，土壤中钾不断的消耗，缺钾地块在逐年增加，成为限制农业生产的主要因素之一，因此需要施用大量的钾肥补充因产量提高而消耗的土壤中的钾素，用来保持较高的作物产量。根据钾的形态对作物的有效性可分为，矿物态钾、缓效性钾和速效钾。通过施肥补充到土壤中的钾完全是速效钾，可被作物直接吸收利用，没有被利用的那部分钾分别被淋溶和土壤固定，转变为不可利用态钾。矿物态钾、缓效性钾和速效钾的相互转换是在土壤溶液、土壤胶体等多方面作用下进行的，它们之间存在着一定的动态平衡。土壤中矿物态钾是缓效钾、速效钾的来源，施钾肥是直接供给速效钾。当土壤中速效钾含量过高时矿物态钾释放的少，而且速效钾被固定，相反，土壤中速效钾含量低时矿物态钾、缓效钾转化成速效钾较多，但是很难满足作物生长需要。

3.3 低钾胁迫的作用

低钾胁迫时对植物生长和新陈代谢影响最大。主要是因缺钾影响叶片光合作用，降低叶片气孔导度；降低光合磷酸化活力和电子传递活力；从而制约植物的净光合速率和生物产量的提高。随着农业生产的发展，土壤中钾不断的消耗，缺钾地块在逐年增加，成为限制农业生产的主要因素之一，因此需要施用大量的钾肥补充因产量提高而消耗的土壤中的钾素，用来保持较高的作物产量。根据钾的形态对作物的有效性可分为，矿物态钾、缓效性钾和速效钾。通过施肥补充到土壤中的钾完全是速效钾，可被作物直接吸收利用，没有被利用的那部分钾分别被淋溶和土壤固定，转变为不可利用态钾。

作者简介：曲志伟，本科学历，农艺师，研究方向：农技推广。