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HNO2以分子态透过质膜

日期:2019-07-06 22:13

  植物吸收的氮主要是无机态氮,包括铵态氮和硝态氮,低浓度的亚硝酸盐虽然也能被植物吸收,但是其本身被吸收量较小、高浓度对植物有害,并无实际营养价值。某些可溶性的有机含氮化合物,也能被植物少量吸收,比如氨基酸、酰胺态氮等。

  植物吸收硝态氮是一个逆电化学势梯度、主动吸收的过程,影响其吸收的因素主要有光照、温度、介质pH、供氧状况等。硝态氮进入植物体后,其中一部分可进入根细胞的液泡中储存起来暂时不被同化,而大部分既可以在根系中同化为氨基酸、蛋白质,也可以直接通过木质部运往地上部进行同化。根中合成的氨基酸也可以向地上部运输,在叶片中再合成为蛋白质。在地上部叶片中,硝态氮同样可以进入液泡暂时储存起来,或进一步同化为各种有机态氮。硝酸盐在液泡中积累对阴阳离子平衡和渗透调节作用具有重大意义。

  硝态氮虽然可以直接被植物吸收,但是,进入植物体后,需要经过还原成氨才能与其他基团结合成有机产物,这个过程成为同化作用。硝态氮的同化过程分两步进行,第一步:NO3-在细胞质中进行还原反应,形成HNO2,HNO2以分子态透过质膜。第二步:HNO2在叶绿体或前质体内被还原,形成氨。

  科学研究表明,硝态氮的同化过程需要硝酸还原酶、亚硝酸还原酶的参与,也需要铝、锰、铁、铜、硫等多种矿质元素。当土壤中缺乏这些元素中的任何一种时,植物体的硝酸盐就不易被还原。此外,其他的环境因素也会影响硝酸盐的还原,如低温、光照不足等。

  目前,植物对铵态氮的吸收机理存在3种不同的理论见解:第一种认为NH4+的吸收机理与K+相似,两者有相同的吸收载体,因而常表现出竞争效应。第二种认为NH4+是与H+进行交换而被吸收进入植物体的;第三种认为硝态氮是以NH3的形式被吸收。但是不管是哪种机理,其共同特点是释放等量的H+,使介质中pH值降低。这也是为什么使用铵态氮肥后局部土壤变酸的原因。

  植物吸收铵态氮受植物体内碳水化合物含量水平的影响,碳水化合物含量高时,能促进NH4+的吸收,因为碳架和能量充足,有利于NH4+同化。铵态氮被植物吸收后,立即在根细胞中被同化成氨基酸,然后再向地上部输送。很少以NH4+的方式直接送往地上部。硝态氮可直接与植物呼吸作用产生a-酮酸结合生成氨基酸。氨基酸进一步合成为蛋白质。

  尿素分子能被植物的根和叶部直接吸收,其同化的机理尚不清楚,大多数人认为:尿素在植物体内可水解成氨和二氧化碳。水解产生的氨即进入合成氨基酸的氮素代谢循环中。水解过程中所产生的氨必须尽快转化,否则氨的浓度增大后会对水解过程产生抑制作用。

  尿素同化的特点是对植物呼吸作用的依赖程度不大,而主要受尿素浓度的影响。植物吸收尿素的速率通常比硝态氮低,并且,在尿素浓度过高时,能直接渗透进入蛋白质分子结构中,破坏氢键,使蛋白质变性。

  硝态氮与铵态氮都是植物良好的氮源。硝态氮是阴离子,为氧化态的氮源;铵态氮是阳离子,为还原态的氮源。他们所带电荷不同,因此在营养上的特点必然有差异。但必须指出,不能简单地判断哪种形态是好是坏,因为肥效的高低与影响吸收利用的很多因素有关。例如,在不同的pH条件下,作物对硝态氮和铵态氮的吸收量有明显差异,酸性条件下,铵态氮肥肥效明显降低。

  烟草:硝态氮能增加烟叶燃烧性,而铵态氮能促进芳香挥发油的形成,增加香味,两种形态配合施用,可以改善烟草品质。