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植物锌毒害

/plant zinc toxicity/
条目作者李廷强

李廷强

最后更新 2023-10-24
浏览 180
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植物体内的锌含量超过一定限度时,植物生长发育受到严重影响,并表现出一定的受害症状的现象。

英文名称
plant zinc toxicity
所属学科
农业资源与环境

通常植物很少出现锌毒害现象,而在被开矿、冶炼活动污染及污水污泥处理过的土壤中则可能出现锌毒害现象。一般植物锌毒害首先发生在植物的根部,特别是根尖遭受伤害,侧根发育受到严重的抑制,然后蔓延到地上部,叶片失绿黄化,光合、蒸腾降低,植株矮化,分蘖和生物量都减少。对大多数植物而言,叶片生长所需要的锌含量为15~20毫克/千克,当叶片锌含量达100毫克/千克时可能会过量,而当锌含量400毫克/千克时,大多数植物会出现毒害症状,但不同作物种类、品种、生长状况和环境因素的影响差别很大。一般水稻、小麦、玉米等禾本科植物比甜菜、豌豆及大部分蔬菜对过量锌的适应性强。不同植物锌毒害症状有所不同,水稻锌中毒叶片绿色变淡,有效分蘖减少,成熟期延迟,产量下降。大豆锌过多时,顶端叶片出现黄化,并出现褐色斑点。黄瓜锌中毒新叶黄化不能正常舒展,叶尖失水灼伤,老叶干枯,叶脉呈浓绿色,叶缘失水灼伤。小白菜锌中毒植株矮化,根系生长受阻,叶片变小,失绿灰暗无光泽,老叶叶尖失水干枯(见图)。

一般来讲,锌毒害会导致幼叶出现萎黄病,主要原因包括:①Zn2+引起细胞膜结构发生变化。过量Zn2+对叶绿体结构造成不同程度的破坏,出现叶绿体收缩或类囊体膨胀、基粒垛叠结构解体、基质减少,质体小球大量增多等现象。②锌原位替换叶绿体中央的Mg2+,引起诱导性缺镁。镁离子与锌离子具有相同的离子半径,过量Zn2+与植物叶绿体中蛋白质-SH结合或取代其中的Mg2+,导致叶绿素蛋白中心离子组成发生变化而失活,从而使叶绿素含量降低。③高含量的锌干扰铁的代谢从而抑制叶绿素的产生。其机理是:锌可能与铁在一个叶绿素生物合成位点上竞争,抑制叶绿素合成,阻碍电子传递;锌可能影响植物体内Fe2+/Fe3+的比率,干扰铁的运输;锌可能改变植物体内亚细胞或细胞分布或叶片内铁的可利用性。④锌毒害引起诱导性缺锰。一方面高浓度锌会降低植物体内锰的浓度;另一方面,过量的锌还会替换类囊体膜上的锰而抑制PSⅡ的活性。正常条件下植物类囊体膜中每400个叶绿体分子与六个锰、六个锌原子结合在一起,而在锌毒害条件下就成了两个锰原子和30个锌原子。

小白菜锌中毒症状小白菜锌中毒症状

  • 陆景陵.植物营养学.北京:中国农业大学出版社,2003.
  • HORST M.Marschner’s Mineral Nutrition of Higher Plants.Elsevier Ltd,2012.

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