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1、作物杂志Crops20111稀土元素对作物生长的影响谢永荣杨娉娉马巧高星廖文杨瑞卿(赣南师范学院化学与生命科学学院,江西省脐橙工程中心,341000,江西赣州)摘要综述了近几年我国在稀土元素对作物用中捕获光的主要成分。叶绿素的含量决定作物光[6-10]生长影响方面的研究进展。稀土元素在作物体内起合作用的大小。大量试验表明:施用一定浓度到下列6种作用:可以提高叶绿素的含量,改变叶的稀土微肥可显著提高作物体内叶绿素的含量(见绿素和叶绿体的结构;解除不饱和脂肪酸对叶绿体表1),从而促进光合作用的进行。光反应的抑制;提高Rubisco酶以及偶联因子Ca2+表1
2、施用稀土微肥对几种作物体内2+叶绿素含量的影响%ATP和MgATP酶的活力,从而促进作物的光合叶绿素作用;可以提高膜电位和质子跨膜梯度,从而促进作物稀土微肥施用方法最佳浓度含量提高作物的营养吸收、运输和转移;可以提高作物内源红罗宾红常乐牌益植素叶面喷施350mg/L675激素含量和促进其迁移,加快作物的生长;可以提叶石楠红唇红叶常乐牌益植素叶面喷施200mg/L671高可溶性糖、脯氨酸和甜菜碱等的含量,增强作物的石楠抗旱能力;可以提高超氧化物歧化酶和过氧化氢山桃RE(NO3)4H2O叶面喷施100ppm145酶等多种保护酶的活性,增强作物的抗病能力;可
3、RE=La,Ce番茄农乐牌稀土微肥叶面喷施300ppm185以破坏芽孢菌鞘和壁,改变其通透性,增强作物的抑油白菜农乐牌稀土微肥叶面喷施300ppm108菌能力。这些作用的发现对促进稀土元素的开发利黑穗醋栗常乐牌益植素叶面喷施800mg/L430*用有一定的指导意义。500mg/L269**油菜NdCl3水培140mol/L150关键词稀土元素;作物;生长;影响注:*指叶绿素a;**指叶绿素b[11-12]洪法水等研究了La、Ce元素对菠菜或水国际上关于稀土元素对作物生长的影响研究约稻体内叶绿素的结构的影响,结果表明:菠菜体内稀有近100年的历史,我
4、国大约在20世纪70年代才[1]土元素可部分取代卟啉环上的镁元素,形成双层结开始研究。稀土元素如何影响作物的生长,提高构的稀土叶绿素,促进作物对太阳光的吸收。形成果实的产量和质量,是人们感兴趣的课题,已有大量的稀土叶绿素a的结构如图1所示。[2]的研究报道。例如:LuigidAquino等研究了一些轻稀土元素对小麦种子发芽和幼苗生长的影响。[3]姚春潮等研究了稀土叶面肥对果树猕猴桃叶片[4]生长和果实品质的影响。谢振东等和吴香尧[5]等研究了脐橙果树各部分稀土元素分布特征。从大量的研究文献可知,稀土元素主要在4个方面对作物生长产生影响:3+3+图1稀土叶绿素a的分子结构,Ln
5、表示La、Sm1对作物光合作用产生影响彭倩等[13]发现,在大豆叶片上喷施20mg/L11提高叶绿素的含量,改变叶绿素、叶绿体的结构LaCl3后,其叶片细胞叶绿体较对照组有更好的形态叶绿素是光合作用膜中的绿色色素,是光合作结构,叶绿素体被膜更清晰、光滑、完整,基粒排列更整齐有序,基质片层更清晰可辨,淀粉粒和嗜锇颗粒作者简介:谢永荣,教授,主要从事稀土对脐橙品质影响研究基金项目:江西省脐橙工程中心科研基金资助(0812005)体积更小,据此推测La能促进原生质发育,改善叶收稿日期:2010-09-28;修回日期:2010-10-20绿体片层结构,促进作物光合作用。5201
6、11作物杂志Crops[14][15]12解除不饱和脂肪酸对叶绿体光反应的抑制率。例如:刘晓晴研究了亚麻酸对菠菜叶绿类囊体是光合作用光反应的场所,捕光色素蛋体的全链电子传递、PSI和PSII的电子传递及氧气白复合体就镶嵌在类囊体膜上。它的结构特征对光释放等光化学反应的影响(见表2)。表明:用合作用非常重要。植物在受胁迫或衰老时,叶绿体5mol/L亚麻酸处理过的菠菜叶绿体光反应速率明3+的类囊体膜酯会降解,累积大量的不饱和脂肪酸,如显降低,而不加亚麻酸,加了Ce处理的菠菜叶绿亚麻酸、油酸和亚油酸等。这些大量累积的不饱和体明显提高了光化学反应速率。对同时加亚麻酸和3+脂肪酸
7、会影响类囊体膜的理化特性,导致类囊体膜Ce处理的,作物的光化学反应速率则处在前两者3+膨胀,抑制电子传递和能量偶联反应,降低光合速之间。这表明稀土元素Ce在一定程度上缓解了亚3+表2亚麻酸和Ce对作物叶绿体光化学反应速率的影响%空白组5mol/L5mol/L亚麻酸处理后,不加亚麻酸,光化学反应种类水溶液亚麻酸处理加入15mol/LCe3+加15mol/LCe3+全链电子传递速率10069621291113924PSII氧化侧光化学反应速率10058339237
