鉀對植物的抗逆性

1、鉀肥對植物的抗逆性鉀肥對植物的抗逆性摘要摘要：鉀營養(yǎng)對植物的病害關(guān)系的研究，主要從鉀對酚、碳、氮代謝及其氧化代謝調(diào)控的角度，評述鉀素營養(yǎng)提高抗病植物的機理；同時評述了鉀肥施用的方式、鉀肥形態(tài)、施用量、土壤本身鉀素的狀況等共同影響鉀肥對植物抗逆性的機理。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞：植物鉀營養(yǎng)、植物病害、抗逆機理鉀在植物抗病中的作用基本得以確認(rèn)鉀可降低真菌、細(xì)菌、病毒對作物的危害[1]。其抗病機制主要歸結(jié)為1)避開病害危險期。施鉀可以使植物提前開花成熟避

2、開特定時期病害的侵染。2)參與植物形態(tài)學(xué)調(diào)節(jié)機制。施鉀易于植物組織形成堅韌的角質(zhì)層、堅硬的表皮層和厚實的細(xì)胞壁促進木質(zhì)化和硅質(zhì)化作用使莖稈變硬變厚等。另外鉀離子及其伴隨陰離子在調(diào)節(jié)氣孔關(guān)閉中也起著重要作用。3)參與植物生長代謝調(diào)節(jié)機制。蛋白質(zhì)、糖類、纖維素、果膠、木質(zhì)素、淀粉等物質(zhì)的合成都是在鉀的酶。促作用下完成的鉀的缺乏導(dǎo)致低分子量的碳水化合物和可溶性氮含量提高進而抗病性降低。1植物鉀素營養(yǎng)與酚類代謝酚類物質(zhì)與植物病害的關(guān)系密切[23

3、]近年來國內(nèi)外的研究十分活躍。酚類物質(zhì)是植物重要的次生代謝物質(zhì)參與許多生理過程如氧化還原反應(yīng)、木質(zhì)化形成、刺激反應(yīng)和對毒素活性的反應(yīng)等[4]。酚類物質(zhì)中的肉桂酸、香豆素、咖啡酸、阿魏酸、綠原酸等單元酚都具有一定的抗微生物活性并抑制病原菌產(chǎn)生的細(xì)胞壁降解酶(CWDE)的活性[56]從而增強植物抗病性。酚的氧化產(chǎn)物醌具有更強的殺菌的效果[7]。施鉀有利于提高植物組織酚類物質(zhì)含量。施鉀能增加水稻、小麥、油菜等作物酚類化合物含量降低水稻葉鞘腐敗

4、癥小麥白粉病油菜黑斑病等發(fā)病率[8]。Sharma等[9]認(rèn)為施鉀通過增加油菜多酚化合物含量抑制油菜黑斑病致病菌孢子萌發(fā)導(dǎo)致油菜黑斑病發(fā)生率降低。在酚類物質(zhì)代謝中相關(guān)酶的活性變化在植物抗病反應(yīng)中起重要作用。其中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、過氧化物酶(POD)等防御酶活性與植物的抗病能力呈正相關(guān)[1011]。植物體內(nèi)大多數(shù)酚類物質(zhì)是經(jīng)由莽草酸途徑合成的在此途徑中苯丙氨酸解氨酶是一關(guān)鍵酶和限速酶催化L苯丙氨酸脫氨基轉(zhuǎn)化為

5、反式肉桂酸。該途徑的中間產(chǎn)物(酚類物質(zhì))及終產(chǎn)物(木質(zhì)素、黃酮、異類黃酮)等物質(zhì)被認(rèn)為與植物防御病原物浸染有關(guān)。多酚氧化酶是酚類物質(zhì)氧化的主要酶，參與木質(zhì)素和醌類物質(zhì)合成以殺死和抑制病原菌的生長繁殖[1213]。過氧化物酶能夠催化許多化合物如脂肪酸、芳香胺和酚類物質(zhì)的氧化及木質(zhì)素前體松柏醇的形成[4]。鉀可以影響酚類代謝中相關(guān)酶的活性及其同工酶變化。施鉀處理的煙草PAL活性比不施鉀處理的活性低但接種病毒后施鉀PAL活性比不施鉀處理的酶活

6、性開始時稍低5天后明顯高于不施鉀處理。20天后施鉀處理在接種后仍保持較高PAL活性[14]。說明鉀素可以影響煙草防御反應(yīng)中酚類物質(zhì)合成的莽草酸途徑。秦煊南等[1516]發(fā)現(xiàn)KN比值與橡膠流膠病關(guān)系密切KN比例提高到01455時流膠病的感率急劇下降。K含量增加PPO活性提高。PPO活性提高有利于細(xì)胞木質(zhì)化或木栓化加速植物組織的愈合有利于抵抗病原菌的侵染。在煙草花葉病毒(TMV)和黃瓜花葉病毒(CMV)的侵染前期煙葉中POD活性明顯增強酶活

7、性變化因煙葉含鉀量不同差異然有效根施氯化鉀和硫酸鉀分別降低大麥根腐病1413%和410%。因此氯化鉀在鉀含量較高的土壤上對土傳病害防治效果還存在爭議這也許與伴隨離子(氯離子)的作用有關(guān)。在不缺鉀的旱田土里施用氯化鉀要比硫酸鉀的效果好可能氯在抑病過程中發(fā)揮了重要作用在不缺鉀的水田土壤上施用氯化鉀則未顯著影響水稻莖腐病的發(fā)病率這可能與氯離子的損失有關(guān)。雖然施用氯化鉀能減輕多種植物土傳病害的發(fā)生但是對于鉀素和其伴隨離子究竟二者誰在提高植物抗性

8、方面起主導(dǎo)作用尚未弄清。因此在土壤不同鉀素狀況下比較鉀素與伴隨離子氯離子在增加植物抗病方面的貢獻(xiàn)率是一個值得深入研究和探討的問題。5鉀素在提供植物必需營養(yǎng)的同時也為病害的防治提供了一條新的途徑。盡管鉀在農(nóng)業(yè)上作為抗病物質(zhì)的研究已有悠久的歷史但對于鉀在植物抗病機理方面的研究一直是植物營養(yǎng)與植物保護領(lǐng)域研究的薄弱環(huán)節(jié)。鉀可能參與了植物抗病反應(yīng)中的一些代謝過程但由于作物的多樣性病原菌的復(fù)雜性等鉀在不同作物與不同病原菌互作過程中作用機制是否相同

9、還有待于進一步研究論證。鉀素在酚類物質(zhì)合成代謝植物病程相關(guān)蛋白表達(dá)及植物抗病反應(yīng)中信號傳導(dǎo)等方面的研究還很少尤其是在國內(nèi)因此這方面的工作還需要進一步加強。另外鉀肥施用方式、施用量、施用形態(tài)等對鉀肥抗病作用影響的研究均不夠充分而且在不同營養(yǎng)條件下鉀肥抗病作用的大小及鉀肥中鉀與伴隨離子在抗病中的貢獻(xiàn)率等還不十分明確這同樣涉及到作物的多樣性病原菌的復(fù)雜性等。因此在提高植物抗病性方面如何充分發(fā)揮鉀肥的作用弄清鉀素的作用機理還需要植物營養(yǎng)與植物保

10、護領(lǐng)域的研究者加強合作共同努力開展更廣泛更深入的研究。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1]PerrenoudS.Potassiumplanthealth[M].BaselSwitzerl:InternatinalPotashInstitute19901151[2]LozovayaVVLyginAVLiSetal.Biochemicalresponseofsoy2beanrootstoFusariumsolaniF.sp.glycinesinfecti

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