莫波

（深圳市南山區(qū)園林綠化管理所，廣東 深圳 518000）

0 引言

植物生長對營養(yǎng)元素的需求是非常關(guān)鍵且多樣的。作為營養(yǎng)元素中的重要構(gòu)成部分，鈣元素對植物生長所產(chǎn)生的影響是相當關(guān)鍵的[1]。目前學(xué)界對鈣營養(yǎng)元素在植物生長中的研究相對深入與發(fā)展[2-3]，對鈣元素的關(guān)注度也有一定提升趨勢，大量報道均證實了鈣元素對植物生長發(fā)育所產(chǎn)生的積極作用，其不但需要承擔面向植物供給養(yǎng)分的重要責任，同時還在植物生理以及土壤改良方面發(fā)揮著重要作用。從這一角度上來說，為最大限度確保植物生長穩(wěn)定與可靠，就需要積極展開對植物營養(yǎng)中鈣元素相關(guān)功能的研究活動。

1 植物體內(nèi)鈣元素概況

植物體內(nèi)鈣元素的分布呈現(xiàn)出不均勻性狀態(tài)，主要分布區(qū)域為莖葉部分，且老葉中鈣元素含量明顯比嫩葉鈣元素含量更高，但果實、種子以及根系中鈣元素的含量則呈現(xiàn)出相對較低的狀態(tài)。同時，從植物細胞構(gòu)成角度上來說，鈣元素的分布狀態(tài)也呈現(xiàn)出了嚴重的不均勻性特征，在細胞壁膠層、細胞質(zhì)膜外表面、細胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以及液泡中鈣元素的分布呈現(xiàn)出相對集中且高水平表達的狀態(tài)，但細胞質(zhì)內(nèi)鈣元素含量則呈現(xiàn)出相對偏低的狀態(tài)。細胞內(nèi)部鈣元素的存在形式包括3 種類型，分別是游離鈣、結(jié)合鈣和貯存鈣。

（1）從游離鈣的角度上來說，在植物細胞內(nèi)鈣元素狀態(tài)為自由存在的情況下，可以將其定義為游離鈣，在植物體內(nèi)含量相對偏低[4]。

（2）從結(jié)合鈣的角度上來說，在植物細胞中鈣元素與其他結(jié)構(gòu)成分緊密結(jié)合的情況下，結(jié)合鈣能夠表現(xiàn)出良好的親和力水平；最后，從貯存鈣的角度上來說，在植物細胞內(nèi)鈣元素與其他結(jié)構(gòu)成分呈現(xiàn)出松弛結(jié)合狀態(tài)的情況下可以將其定義為貯存鈣，其主要體現(xiàn)在細胞器以及細胞壁中，是植物體內(nèi)含量較大的鈣元素表現(xiàn)形式。

鈣元素不但是植物礦物質(zhì)營養(yǎng)成分構(gòu)成中的重要內(nèi)容，同時也表現(xiàn)出了一系列獨特的生理功能，通過充當植物細胞內(nèi)部功能調(diào)節(jié)信號物質(zhì)的方式，對植物多種生理功能進行積極調(diào)節(jié)，同時在土壤改良方面發(fā)揮重要作用。若植物體內(nèi)鈣元素流失或缺乏，將可能導(dǎo)致植物呈現(xiàn)出一系列的生理性失調(diào)癥狀，影響植物種植效果。除此以外，植物生長期間植物體對于鈣元素的需求呈現(xiàn)出一定的變化趨勢[5]，生理條件下為最大限度滿足植物體生長需求，可以實現(xiàn)不同鈣元素的轉(zhuǎn)化，以保障植物細胞生理活動的實現(xiàn)。尤其是在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的背景下，植物細胞生理活動的實現(xiàn)難度降低，為鈣營養(yǎng)元素的研究提供技術(shù)保障，這對于后期鈣元素存在形式的豐富發(fā)展有重要意義與價值。

2 植物營養(yǎng)鈣的功能

（1）從植物體生長發(fā)育的角度上來說，鈣元素在植物體內(nèi)發(fā)揮著的穩(wěn)定細胞膜結(jié)構(gòu)的重要功能。作為細胞膜結(jié)構(gòu)重要構(gòu)成元素，鈣元素能夠?qū)﹄x子的選擇性吸收產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用，對細胞質(zhì)溶質(zhì)滲漏問題進行積極調(diào)節(jié)。在植物體生長發(fā)育期間受脅迫條件影響的情況下，保護性作用進一步凸顯。鈣元素影響下，植物體面對環(huán)境脅迫所產(chǎn)生的抗逆能力更為顯著與突出。既往有關(guān)報道中認為，在組織與細胞存在缺鈣問題的情況下，植物體內(nèi)低分子溶質(zhì)滲漏明顯增多，甚至可能受細胞質(zhì)膜結(jié)構(gòu)影響而導(dǎo)致解體等嚴重問題的產(chǎn)生。在植物體生長發(fā)育過程當中，鈣元素實現(xiàn)的穩(wěn)定細胞膜作用的關(guān)鍵在于橋接磷酸鹽同磷脂以及蛋白質(zhì)羥基，在細胞膜表面鈣元素相關(guān)結(jié)合點位仍然能夠與其他陽離子產(chǎn)生交換反應(yīng)，但鈣離子穩(wěn)定細胞膜功能是始終存在的。在此過程當中，鈣元素發(fā)揮細胞膜保護劑的重要作用，并具有穩(wěn)定蛋白質(zhì)功能的效果，這對于細胞膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的提升是非常關(guān)鍵的。

（2）從維持細胞壁結(jié)構(gòu)的角度上來說，在植物體細胞中，細胞壁是非常關(guān)鍵的特征結(jié)構(gòu)要素之一。鈣元素在細胞壁結(jié)構(gòu)物維持以及功能實現(xiàn)過程中所發(fā)揮的作用是相當關(guān)鍵的。以果膠物質(zhì)為核心的多糖物質(zhì)與鈣離子形成一定反應(yīng)并導(dǎo)致離子鍵的產(chǎn)生，形成細胞壁的多糖物質(zhì)交換形式[6]。同時，受細胞壁膠層結(jié)構(gòu)的影響，鈣元素與果膠酸結(jié)合形成果膠酸鈣，這種物質(zhì)對控制細胞壁其他成分受果膠酸影響所產(chǎn)生破壞有一定的抑制作用。除此以外，也有報道中證實，鈣元素對多聚半乳糖醛酸酶活性水平的表達有一定控制作用，通過此種方式對細胞壁分解產(chǎn)生控制功能。界于鈣元素的上述優(yōu)勢，對真菌病害相對于植物體細胞的侵染得到抵抗，鈣元素含量較高的成熟果實能夠避免貯藏環(huán)節(jié)中可能出現(xiàn)的腐爛、變質(zhì)問題，這對于延長果實貯藏周期，提高貯藏品質(zhì)有重要意義。

（3）從植物體新陳代謝反應(yīng)的角度上來說，鈣元素還表現(xiàn)出了一系列的營養(yǎng)功能。植物體細胞中，成熟細胞內(nèi)鈣元素主要存在于液泡內(nèi)，鈣元素通過陽離子形式對液泡中有機陰離子與無機陰離子進行平衡，確保液泡陰陽離子達到平衡狀態(tài)。同時，在植物體代謝反應(yīng)中，鈣元素能夠?qū)χ参锎x期間所產(chǎn)生酸性物質(zhì)進行中和反應(yīng)，尤其在結(jié)合草酸的過程中形成一定比例的不溶性草酸鈣，這對于消除過量有機酸物質(zhì)相對于細胞的毒害影響有積極意義。

3 鈣在土壤改良中的應(yīng)用

（1）從土壤改良的角度上來說，植物體生長發(fā)育的最核心載體即為土壤。在植物體生長過程中，土壤能夠面向植物體提供充分的水分以及養(yǎng)分支持。植物對于水分以及養(yǎng)分的吸收主要是通過根系實現(xiàn)的。從這一角度上來說，土壤結(jié)構(gòu)的良好性質(zhì)對植物生長發(fā)育以及優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)目標的實現(xiàn)會產(chǎn)生直接性的影響。在植物體生長過程中，土壤營養(yǎng)元素構(gòu)成中鈣元素所占比重的是相當高的，土壤中含有豐富的鈣元素，此情形下能夠滿足植物生長對營養(yǎng)元素的需求，但部分土壤受缺乏鈣元素因素影響，為不影響植物體生長發(fā)育，需要嘗試對含鈣肥料進行采用，通過應(yīng)用肥料的方式改善土壤環(huán)境，為植物生長發(fā)育提供更為可靠且良好的土壤環(huán)境作為支持。但需要注意的一點是，土壤環(huán)境受一系列因素影響可能導(dǎo)致各種問題的產(chǎn)生，隨著化學(xué)肥料長期且大量使用，導(dǎo)致植物體缺鈣問題頻頻出現(xiàn)，這對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所造成的損失是相當巨大的。如土壤酸堿度過大、外部環(huán)境潮濕多雨、鈣元素大量流失、土壤含鈣量持續(xù)下降等因素均會對植物體有關(guān)鈣元素的吸收產(chǎn)生不良影響，值得引起注意。除此以外，植物根系周邊土壤中鈣元素濃度過高也可能導(dǎo)致植物體受到毒害影響，如抑制種子萌發(fā)，降低植物生長發(fā)育速度。鈣元素含量過多會導(dǎo)致栽培型作物出現(xiàn)生理失調(diào)情況，如造成黃金斑的產(chǎn)生，甚至造成草酸鈣的形成。因此，在對鈣肥進行施作時，必須安排專人對其用量進行嚴格控制，在面向土壤環(huán)境條件進行改良的同時注意預(yù)防毒害問題的發(fā)生。

（2）從植物生理的角度上來說，對于存在缺鈣癥狀的土壤而言，植物生理失調(diào)問題會立即出現(xiàn)。土壤中所含有鈣元素在滿足植物生長需求的基礎(chǔ)之上，可能出現(xiàn)部分人員因?qū)崿F(xiàn)植物產(chǎn)量增多的需求對化學(xué)肥料進行大量應(yīng)用，導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)缺鈣問題頻頻發(fā)生，在影響植物生長發(fā)育的同時對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量與產(chǎn)量產(chǎn)生非常不良的影響，造成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的下降。植物體缺鈣問題是多種因素共同作用的結(jié)果，以環(huán)境因素為例，在植物體處于長期潮濕、多雨狀態(tài)的情況下，導(dǎo)致土壤濕度增加，土壤中鈣元素會大量流失，植物體內(nèi)鈣元素含量也會呈現(xiàn)出下降的趨勢。受此因素影響，土壤處于較為嚴重的缺氧狀態(tài)，植物體對鈣元素的吸收受到不利影響，最終造成缺鈣問題的產(chǎn)生。在這一背景下，為有效解決植物體受缺鈣因素所產(chǎn)生生理失調(diào)問題，需要對含鈣肥料進行合理施作，也可應(yīng)用含鈣肥料對植物葉面進行噴灑，以達到幫助植物體補充鈣元素，促進其生長發(fā)育質(zhì)量提升的目的。

4 應(yīng)用實例

于深圳地區(qū)展開水稻田土壤改良實驗。供實土壤為青紫泥，酸堿值為5.5，有機質(zhì)含量為46.1g/kg。實驗共設(shè)置不同處理方案：A 方案按照農(nóng)戶習(xí)慣施肥，基肥施復(fù)合肥；B 方案按照農(nóng)戶習(xí)慣施肥，基肥施復(fù)合肥、尿素；C 方案在B 方案基礎(chǔ)之上追加鈣肥進行施作。按照不同方法對酸性土壤改良效果進行分析具體如下。

（1）從土壤酸堿值角度上來說，相較于A 方案以及B 方案而言，C 方案施作模式下土壤酸堿值上升0.4。進一步對土壤交換性酸進行分析，在B 方案基礎(chǔ)之上進行鈣肥施作能夠進一步降低土壤交換性氫及土壤交換性鋁含量水平，且在鈣肥用量增加的過程中，其降幅進一步明確。C 方案處理條件下，土壤交換性酸中交換性氫占比達到50%以上，在此基礎(chǔ)之上進一步增加鈣肥用量，會導(dǎo)致土壤中交換性氫占交換性酸比例的持續(xù)增加。結(jié)果表現(xiàn)為：A 方案處理條件下，交換性氫為0.11cmol/kg，交換性鋁為0.31cmol/kg，交換性酸為0.42cmol/kg；B 方案處理條件下，交換性氫為0.08cmol/kg，交換性鋁為0.23cmol/kg，交換性酸為0.31cmol/kg；C 方案處理條件下，交換性氫為0.07cmol/kg，交換性鋁為0.08cmol/kg，交換性酸為0.15cmol/kg。

（2）從土壤交換性鈣鎂以及鹽基飽和度的角度上來說，在對土壤肥力進行評價過程中，土壤鹽基飽和度占據(jù)著非常重要的作用。鹽基飽和度水平越高，提示土壤有效養(yǎng)分含量越高。既往報道中顯示，在鹽基飽和度達到80%及以上水平的情況下，土壤肥力較高。當該數(shù)值下降至50%～80%的情況下，提示土壤肥力中等，低于50%的情況下提示土壤肥力較差。A 方案處理條件下，交換性鈣為7.83cmol/kg，交換性鎂為3.29cmol/kg，陽離子交換量為17.20cmol/kg，對應(yīng)鹽基飽和度為97.57%；B 方案處理條件下，交換性鈣為8.58cmol/kg，交換性鎂為3.81cmol/kg，陽離子交換量為17.33cmol/kg，對應(yīng)鹽基飽和度為98.24%；C 方案處理條件下，交換性鈣為8.63cmol/kg，交換性鎂為3.63cmol/kg，陽離子交換量為17.67cmol/kg，對應(yīng)鹽基飽和度為99.15%。以上數(shù)據(jù)顯示，通過對鈣肥的追加應(yīng)用，交換性鈣、交換性鎂、陽離子交換量以及鹽基飽和度均呈現(xiàn)出一定程度上的上升趨勢。可能與鈣肥中含有部分鹽基離子，進入土壤內(nèi)部后與土壤溶液H＋發(fā)生中和反應(yīng)，同時導(dǎo)致鹽基離子取代原本吸附在土壤膠體表面的質(zhì)酸離子，進而造成土壤膠體表面鹽基離子含量增加，土壤酸堿度提升存在相關(guān)性關(guān)系。

（3）從土壤養(yǎng)分的角度上來說，方案C 相較于前兩種方案而言通過追加鈣肥的方式促進了土壤養(yǎng)分水平的提升。A 方案處理條件下，有機質(zhì)含量為42.6g/kg，堿解氮含量為101.3mg/kg，全氮含量為3.9g/kg，有效磷含量為18.1mg/kg，速效鉀含量為77.1mg/kg，有效硅含量為159.6mg/kg；B 方案處理條件下，有機質(zhì)含量為46.0g/kg，堿解氮含量為94.3mg/kg，全氮含量為3.5g/kg，有效磷含量為16.7mg/kg，速效鉀含量為60.1mg/kg，有效硅含量為157.6mg/kg；C 方案處理條件下，有機質(zhì)含量為46.0g/kg，堿解氮含量為102.9mg/kg，全氮含量為3.6g/kg，有效磷含量為17.3mg/kg，速效鉀含量為65.8mg/kg，有效硅含量為164.2mg/kg。由此可見，隨著鈣肥的施加，土壤有效硅含量提升，進而達到改善肥力的目的。

5 結(jié)語

本文對植物營養(yǎng)中鈣元素的相關(guān)功能及其應(yīng)用進行了系統(tǒng)分析，首先對植物體內(nèi)鈣元素概況進行分析，然后從植物體生長發(fā)育以及維持細胞壁結(jié)構(gòu)兩個方面入手，對植物營養(yǎng)鈣元素的功能進行分析。在此基礎(chǔ)之上就鈣元素在植物營養(yǎng)素上的應(yīng)用功能進行分析，包括土壤改良以及植物生理改良兩個方面的內(nèi)容，最后結(jié)合應(yīng)用案例，對鈣肥在土壤改良中的具體應(yīng)用效果進行研究，希望能夠引起業(yè)內(nèi)參考與重視。