大家都知道,植物需要氮、磷、鉀和一些中、微量元素。而微量元素中,通常被提到的是鐵、銅、鋅、錳、硼、鉬等六種元素。其實,植物必須的微量元素有七種,除了上述提到的六種外,氯元素也是植物必需的微量元素。對于植物來說,氯是一種比較特殊的礦質營養(yǎng)元素,在七種必需的微量元素中,植物含氯量最高。如,番茄的含氯量是鉬的幾千倍,許多植物體內(nèi)含氯量達到10%左右。由于氯元素廣泛存在于自然界中,地殼含氯0.05%。降雨也可將氯帶入土壤,在世界一些地區(qū),每年隨降雨帶入土壤的氯為6~17公斤/公頃,在英格蘭高達50公斤/公頃。人類活動,包括施肥、灌溉也將大量的氯帶入農(nóng)田。如廄肥中含氯約0.25%,氯化鉀肥含氯50%。灌溉水含氯平均27.9毫克/公斤,變幅0.32~316 毫克/公斤。由于植物比較容易從自然界和耕作中獲得氯,大多數(shù)作物的生長過程中沒有明顯的缺氯癥狀,因此,人們通常忽略了氯元素的必需性和功能性。氯的營養(yǎng)功能主要有以下四項:
一是參與光合作用,促進植物生長。在光合作用中,氯作為錳的輔助因子參與水的光解反應,有助于穩(wěn)定錳離子,使之處于較高的氧化狀態(tài),它還能促進光合磷酸化作用。在缺氯條件下,植物細胞的增殖速度降低,葉面積減少,生長量明顯下降(大約減少60%),但氯并不影響植株的光合速率。
二是調節(jié)氣孔運動,增強植物抗旱能力。氯對氣孔的開張和關閉有調節(jié)作用。對淀粉含量不多的作物如洋蔥,當K+流入保衛(wèi)細胞時,由于缺少蘋果酸根,則需由Cl-作為陪伴離子。缺氧時洋蔥的氣孔就不能自如開關,而導致水分過多的損失。Cl-是生物化學性質最穩(wěn)定的離子,能與陽離子保持電荷平衡,維持細胞的滲透壓。作物體內(nèi)的Cl-流動性強,有利于促進植物從外界吸收更多的水分,在干旱條件下能減少植物丟失水分,增強植物的抗旱能力。
三是激活植物體內(nèi)酶的作用,促進植物根的伸長。在原生質膜和液泡膜上還存在著一種需要氯化物激活的H+-泵APT酶。這種酶不受一價陽離子的影響,而專靠氯化物激活。缺氯時,植物根的伸長嚴重受阻。氯也能激活利用谷氨酰胺為底物的天冬酰胺合成酶,促進天冬酰胺和谷氨酸的合成,這表明氯在氮素代謝過程中有重要作用。
四是抑制病害發(fā)生。氯能抑制土壤中銨態(tài)氮的消化作用,從而使作物吸收更多銨態(tài)氮,同時根系釋放出氫離子H+,使根際酸度增加,適于土壤微生物大量繁殖,抑制了病菌的滋生。如小麥全蝕病、條銹病,玉米莖枯病,馬鈴薯空心病、褐心病等。還有一些研究者從Cl-和NO3-存在吸收上的競爭性來解釋。施含氯肥料可以降低作物體內(nèi)NO3-的濃度,一般認為NO3-含量低的作物很少發(fā)生嚴重的根腐病。
綜上所述,氯元素是植物必需的微量元素,參與光合作用,調節(jié)氣孔關閉,增強植物抗旱能力,促進植物氮代謝,抑制土壤中銨態(tài)氮的消化作用,抑制病害發(fā)生。