一、植物体内磷的含量与分布

植物体内磷的含量一般为植物干重的0.1%~0.5%。其中有机态磷约占全磷的85%,无机态磷仅占15%左右。有机态磷以核酸、植素和磷脂等形态为主,它们在植物磷营养中起着重要作用;无机态磷主要以钙、镁、钾的正磷酸盐形态存在,其消长过程与介质中磷素供应状况密切相关,植物体内磷的含量因其种类、品种、生育阶段及器官等不同而有较大差异。

作物的种子中一般含磷量最高,仅次于氮。如油料作物种子中含磷量可达到0.5%左右,禾谷类作物种子中可达到0.3%左右。在作物生长发育过程中,凡是富有生命力的幼嫩组织和繁殖器官中磷的含量都比较高。在同一作物的不同生育阶段,其含磷量也明显不同,幼苗期植株体内含磷量远高于成熟期植株。磷在植物体内移动性很大,再利用能力很强。

二、磷的生理功能

磷在植物体内的营养功能主要表现在:磷参与植物体内许多重要化合物的结构;磷参与植物体内许多代谢过程;磷增强植物抗逆性。

1、磷是植物体内许多重要化合物的结构组成成分

磷是核酸和核蛋白的结构元素。核酸和核蛋白是保持细胞结构稳定、进行正常分裂、能量代谢和遗传所必需的物质。磷是生物膜主要成分磷脂类化合物中的必需元素。生物膜是保证和调节细胞与外界进行物质、能量、信息交流的具有高度选择性的通道。常积累于种子中的植素是环己六醇磷酸酯的钙镁盐,在种子萌发或幼苗生长初期,植素在植素酶的作用下被水解成为无机磷供作物吸收利用。

植素的形成能降低植物体内无机磷酸盐的浓度,促使淀粉合成的顺利进行。磷是植物体内高能化合物ATP的组成成分,ATP水解时可释放出大量的能量,供植物生长发育、物质合成以及代谢等方面的需要。当植物在光合作用中有剩余能量时,也可以通过ATP贮存起来。在各种脱氢酶、氨基转移酶以及辅酶中都含有磷,而这些酶在光合作用、呼吸作用和体内物质代谢中具有重要意义。

2、磷参与植物体内许多代谢过程

磷参与体内碳水化合物代谢,磷酸从光合作用一开始就参与CO 的固定和光能转变为化学能的作用。在叶绿素中,靠光的作用使二磷酸腺苷与磷酸结合形成贮存高能量的三磷酸腺苷,即光合磷酸化作用。在光合磷酸化过程中,使日光能转化为化学能,合成光合作用的最初产物——糖。这些糖在体内运输和进一步合成蔗糖、淀粉、纤维素等,这些过程都需要磷的参与。

磷对氮的代谢也有十分重要的影响,这是由于磷是氮素代谢过程中一些酶的组分,如氨基转移酶的辅酶磷酸吡哆醛就含有磷。

磷影响着呼吸作用,进而影响到呼吸作用产生的有机酸和能量,而部分有机酸与能量供应是作物合成氨基酸、蛋白质所需要的。施用适量磷肥可以提高豆科等作物的固氮能力,改善作物氮素营养。

磷在脂肪代谢过程中同样具有重要意义。脂肪是由糖转化而来的,糖的合成并转化为甘油及脂肪酸都需要有磷参与,所以脂肪的合成也受磷供应水平的影响。实践证明,施用磷肥对提高油料作物产量和种子的含油量均有明显的效果。

此外,磷还能促进植物体内多种代谢过程的顺利进行,有利于植物生育期相对提前,使茬口宽松,有利于精耕细作。

3、磷能增强植物的抗逆性

磷在增强植物抗逆性方面具有明显的作用。首先表现在磷能增强植物的抗旱和抗寒性,磷能提高细胞中原生质胶体的水合程度和细胞结构的充水度,提高原生质胶体保持水分的能力,减少细胞水分的损失。

磷具有促进根系发育,使根伸入较深土层吸收水分,增强植物抗旱能力的作用。磷能促进体内碳水化合物代谢,使细胞中可溶性糖和磷脂的含量有所增加,因而能在较低的温度下保持原生质处于正常状态,增强其抗寒能力,有利于植物安全越冬。

其次,磷可以增强植物抵御环境中pH变化的缓冲能力。因为施用磷肥后,植物体内无机态磷酸盐的含量明显提高,有时甚至可达到含磷总量的一半。

三、植物对磷素营养失调的反应

由于磷是植物体内重要化合物的组成成分,并广泛参与各种重要的代谢活动,因此缺磷时的症状相当复杂。从植物长相上看,常表现为生长迟缓,植株矮小,结实状况差。缺磷妨碍叶绿素能量输出,直接或间接地影响体内许多依赖能量供应的代谢过程,包括蛋白质和核酸的合成,严重缺磷时,植株几乎停止生长。植物种类不同,缺磷的症状也有差异。禾谷类作物缺磷时表现为分蘖小或不分蘖,分和抽穗均延迟,甚至整个生育期都会推迟,株型瘦小直立,出现生长停滞现象,叶片灰绿并可能出现紫红色,尤其是背面,抽穗后则表现为穗小、粒少、籽瘪,根系发育不良,次生根少。

磷肥施用过量时由于植物呼吸作用增强,消耗大量糖分和能量,产生的不良影响包括作物的无效分和瘪籽增加,叶片肥厚而密集,叶色浓绿,植株矮小,节间过短,生长明显受抑制。磷肥施用过多,造成植物繁殖器官成熟进程加快,并由此而导致营养体小,茎叶生长受到抑制,反而降低产量。磷肥供应过多,地上部生长受抑制的同时,根系十分发达,表现为数量多但短粗。