礦物質(zhì)是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必須的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),其中磷是植物生長(zhǎng)不可缺少的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。在植物體內(nèi),磷主要存在于核酸、磷脂和植酸等成分中??伤闶羌?xì)胞核的主要成分,磷脂是原生質(zhì)的重要成分,如果植物在生長(zhǎng)過程中得不到磷營(yíng)養(yǎng)就會(huì)影響細(xì)胞的分裂和植物的生長(zhǎng)發(fā)育,特別影響植物形成分生組織。植物種子發(fā)芽時(shí),種子貯存的磷逐漸到新生細(xì)胞中,對(duì)植物發(fā)芽、生根影響很大。如果土壤不能為植物持續(xù)供應(yīng)磷營(yíng)養(yǎng),新細(xì)胞的形成和根的生長(zhǎng)就會(huì)受到限制,因此磷營(yíng)養(yǎng)在植物苗期十分重要。
此外,磷還能加強(qiáng)光合作用和碳水化合物的合成與運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)植物生長(zhǎng)的環(huán)境中能提供足夠的氮營(yíng)養(yǎng)時(shí),磷營(yíng)養(yǎng)的供給量是限制植物生長(zhǎng)重要因素。
植物對(duì)磷的吸收包括主動(dòng)吸收、被動(dòng)吸收和胞飲作用。土壤中無機(jī)磷通過擴(kuò)散作用到達(dá)植物根部。根能從含磷極低的溶液中吸收磷,這種逆濃度梯度的主動(dòng)吸收是植物磷吸收最主要的方式。磷的主動(dòng)吸收為Pi/H共運(yùn)轉(zhuǎn)。它包括細(xì)胞膜上的H+-ATPase、磷專一性透過酶和通道蛋白。H+-ATPase水解ATP形成質(zhì)子驅(qū)動(dòng)力,為磷的運(yùn)轉(zhuǎn)提供動(dòng)力。磷與轉(zhuǎn)移性透過酶結(jié)合后,通過載體的變構(gòu)作用進(jìn)入膜內(nèi)。介質(zhì)的pH對(duì)其影響很大。pH低時(shí)膜上磷酸根載體易質(zhì)子化,從而促進(jìn)磷的共享運(yùn)轉(zhuǎn)。根系吸收的磷酸鹽可通過共質(zhì)體途徑主動(dòng)分泌進(jìn)入木質(zhì)部導(dǎo)管,然后運(yùn)往地上部。在木質(zhì)部汁液中,磷幾乎全部以正磷酸鹽的形式存在。面對(duì)不斷變化的磷供應(yīng)環(huán)境,植物并不是以某種固定不變的模式進(jìn)行磷的吸收。在正常供磷環(huán)境中時(shí),磷的運(yùn)轉(zhuǎn)由低親和性的運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)完成;在低磷環(huán)境下,高親和性的磷運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)誘導(dǎo)表達(dá), 此時(shí),低親和性運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)并不喪失功能。當(dāng)處于正常供磷環(huán)境時(shí),高親和性運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)受到抑制。由于低親和性運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)在不同環(huán)境中具有結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定性,被稱為結(jié)構(gòu)型的低親和性磷運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng);缺磷環(huán)境誘導(dǎo)的高親和性運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)稱為誘導(dǎo)與阻抑的高親和性磷細(xì)菌的結(jié)構(gòu)性運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)的效率幾乎與高等植物的高親和性運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)相當(dāng)。因此,在低磷環(huán)境下,微生物將比高植物更易吸收,得到足夠的生長(zhǎng)所需的磷。
磷還是細(xì)胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分,在儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)移能量的酶結(jié)構(gòu)中也是最為關(guān)鍵的成分之一。
增施磷肥可以促進(jìn)植物根系發(fā)育,次生根增多,提高植物對(duì)水分、無機(jī)鹽的吸收能力,增加植物的耐寒、耐旱和耐鹽能力。對(duì)禾谷類作物,能增加分蘗數(shù)、有效穗數(shù)、粒數(shù)和千粒重。對(duì)移栽作物,促進(jìn)提高生根返青,提高成活率,并具有防止倒伏的作用。對(duì)油料作物,能提高含油量。多多種果實(shí),能增強(qiáng)品味,提高耐儲(chǔ)運(yùn)性。磷能促進(jìn)植物的代謝作用和生長(zhǎng)發(fā)育,縮短生育期,提早成熟。當(dāng)植物缺磷時(shí),就會(huì)使各種代謝過程受到抑制,植株生長(zhǎng)遲緩、矮小、瘦弱,根系不發(fā)達(dá),成熟期延遲,果實(shí)較小。缺磷植株外觀表現(xiàn)為葉小,葉片呈暗綠或灰綠色,缺乏光澤,這主要是由于細(xì)胞發(fā)育不良,致使葉綠素密度相對(duì)提高。當(dāng)缺磷較嚴(yán)重時(shí),植株體內(nèi)碳水化合物代謝緩慢,相對(duì)積累,形成較多的花青苷,因此在莖葉上出現(xiàn)紫紅色斑點(diǎn)或條紋。嚴(yán)重時(shí)葉片枯死脫落,其癥狀一般從基部老葉開始,逐漸向上部發(fā)展?;诖?,在長(zhǎng)期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中,人們認(rèn)識(shí)到需要在土壤中施加磷肥以補(bǔ)充植物對(duì)磷素營(yíng)養(yǎng)的需求。