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话说元素:铁与铜
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2018.01.20

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       编者:铁与铜是金属元素中重要的一元,不仅是在生活中我们见得多,铁和铜是人类文明重要的支撑者。在水果种植中,我们常见的是柑桔的缺铁黄化,其它的情况下就不关心他了。而铜则往往因为波尔多液而使我们熟悉,但在植物体内如何?我想本文可以给大家以答案。




1 铁在自然界和作物体内存在状态的差异

1.1 土壤中的铁以氧化铁的形式存在,也就是三氧化二铁,铁离子程正三价——F3+。土壤中铁不少,但在碱性或石灰质土壤中,铁会形成不溶性的物质引起作物缺铁。

1.2 作物体只能吸收的铁程正二价,也就是——F2+ ,并且是螯合态的

也就是说环境中的铁要经过还原后,由F3+→F2+ 后才能被作物吸收。植物营养制剂中若能提供螯合状态的F2+对作物来说绝对是福音。

2 铁在作物体内存在的状态——被固定,不易移动,类似坐牢。铁提供给芽和嫩叶后,会随着芽和嫩叶的生长发育被固定起来,类似砖块砌墙,砌在二楼就不可能再在三楼出现。

3 铁在作物体内的功能——传递电子,表现形式为F3++e- F2+

3.1 呼吸作用中传递电子

铁是众多酶的辅基,在这些酶,铁就通过发生上述反应,提供电子。如细胞色素,细胞色素氧化酶,过氧化物酶和过氧化氢酶等。

3.2 光合作用中传递电子

细胞色素,铁硫蛋白,铁氧还蛋白它们都参与了光合作用中的电子传递,铁在其中的表现形式也是通过变价来提供电子。

4 铁和叶绿素及叶绿体的关系

4.1 叶绿素合成的酶中有几个需要铁参与,也就是没了铁,叶绿素无法合成,类似没燃油发动机无法启动。

4.2 叶绿体会随着叶绿素的分解而解体,打个比方,没燃油发动起无法启动,那么车辆自然无法跑动。铁好比燃油,叶绿素好比发动起,叶绿体好比车辆。

5 具有根瘤菌的作物中的血红蛋白含铁蛋白,这个可能与固氮有关。


综上所述,一方面铁不管在环境中还是作物体内都容易被固定,一固定就引起作物缺铁;另一方面在作物体内,铁随时都在得失电子间徘徊——铁可以说是河两岸间的渡轮,专门接送电子。另正二价的螯合铁才是植物营养制剂的痛点。




1 作物对铜的吸收

这个和铁不同,铜在通气良好的土壤中以正二价的离子被吸收,而在潮湿缺氧的土壤中以正一价的离子被吸收。另外不管是根系吸收还是根外喷施,铜在作物体内都是以和含氮有机物络合的形式运输。故络合态的铜更适合作物的胃口。

2 铜在作物体内的分布

生育前期主要分布于叶片,生育后期大部分转移到种子或是营养体中去。

3 作物对铜的利用

3.1 传递电子

铜在作物体内和铁一样反复变价(Gu2+和Gu+ ),也就是起到传递电子的作用——呼吸和合光都有它的参与。呼吸这块是一系列酶的成分;合光这块它是质体蓝素的成分——存在于绿体中,在光合电子传递中作用的部位和铁不同。

3.2 参与物质合成

铜和氮代谢有一定的关系,缺铜影响氨基酸的组成,进而影响到蛋白质合成。缺铜会降低好些酶的活性,进而影响到木质素的合成。木质素是细胞壁的成分之一。若是细胞壁木质化受阻会导致幼叶畸形及茎杆弯曲——实际为纤维素等(糖类等)等增加,而木质素(复杂酚类聚合物)降低。

细胞壁木质化就有点类似楼房的框架结构,纤维素等好比水泥,沙,石仔等组成的混泥土,木质素好比钢筋构成的框架。

3.3 对开花结果的影响

铜与繁殖器官的开成有关。缺铜花粉形成及受精作用会受影响。缺铜对生殖生长的影响大于对营养生长的影响。缺铜会抑制开花,无法形成果实,产生少花无果的现象。

4 案例——番茄对铜的响应

番茄对铜的反应,笔者曾设计一试验,以番茄移栽前用铜制剂做垄面处理。在番茄初花期,在田间能明显的看到,使用了铜的垄面番茄的长势,节间,芽间,叶间都能观察到差别。这对番茄生长的改善及对环境的抗逆非常有益,可惜就是没留意到对花的影响。

铁和铜的特点:

4.1 以络合物的形式进入作物体内。

4.2 在作物体内通过反复变价(快成阴阳人了)来传递电子,但作用位点却是不一样的,就好比快递都差不多,类似不同的物流公司,菜鸟和京东一样吗?(完)

(注:文字为原创,在『我会种』和笔者的微信公众平台『下田有喜』同期推出。转载请注明出处。)




作者简介:邱庆军,海南琼山人,农药学硕士,2014年12月创办《下田有喜》和《放脚下田》微信公众号

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