泰国旅行清单:微量元素--锰素营养

锰对植物的生理作用是多方面的，与许多酶的活性有关。它是多种酶的成分和活化剂，能促进碳水化合物的代谢和氮的代谢，与作物生长发育和产量有密切关系。锰与绿色植物的光合作用（光合放氧）、呼吸作用以及硝酸还原作用都有密切的关系，缺锰时，植物光合作用明显受到抑制。锰能加速萌发和成熟，增加磷和钙的有效性。

1 直接参与光合作用

在光合作用中，锰参与水的光解和电子传递。水可被分解并放出O₂和电子，并把所产生的电子传递给光系统II。

在光合作用中，水的光解反应可简单表示如下：

从反应式可以看出，水的光解除需要Mn²⁺外，还需要Cl^-，而且作用的场所在叶绿体中。在叶绿体内，光合水解酶能使Mn²⁺进行光氧化变为Mn³⁺，从而有较强的氧化势，使H₂O氧化分解。Mn²⁺和C1^-都存在于放氧系统中，组成光系统II的电子供体。C1^-在此过程中起活化作用。缺锰时，叶绿体仅能产生少量的氧，并且光合磷酸化作用减弱，糖和纤维素的合成也随之减少。

许多资料表明，叶绿体含锰量高。锰是维持叶绿体结构所必需的微量元素。缺锰时，膜结构遭破坏而导致叶绿体解体，叶绿素含量下降。如甜菜缺锰时，其栅栏组织和海绵组织细胞中叶绿体的数目、体积和叶绿素含量都明显减少。菠菜缺锰时，也表现为叶绿体片层数减少，互相融合，片层物质逐渐变成小泡状。玉米和番茄也有同样的现象。植物缺锰时，在其他器官尚未出现症状时，叶绿体的结构就已经明显受损伤。由此可见，在所有细胞器中，叶绿体对缺锰最为敏感。缺锰既降低了希尔反应速率，也降低了非循环式磷酸化的速率；光合磷酸化的降低是由于缺锰导致叶绿体结构破坏而引起的。此外，植物体内其他的氧化还原系统也受到锰的控制，例如缺锰时，抗坏血酸（维生素C）和谷胱甘肽易被氧化而影响植物正常生长。

植物体内锰和铁之间的关系十分密切。在植物体中，铁以Fe²⁺和Fe³⁺两种形态存在。两者的比例受细胞液的氧化-还原电位支配，而锰能控制其氧化-还原电位，因此在植物体内铁和锰的数量比例与两者的缺素症有密切关系。当植物吸收过量锰时，就会引起缺铁失绿症。

2 调节酶活性

锰在植物代谢过程中的作用是多方面的，如直接参与光合作用，促进氮素代谢，调节植物体内氧化还原状况等，而这些作用往往是通过锰对酶活性的影响来实现的。例如在三羧酸循环中，Mn²⁺可以活化许多脱氢酶（如柠檬酸脱氢酶、草酰琥珀酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、草酰乙酸脱氢酶等），因而对呼吸作用有重要意义。锰能提高植株的呼吸强度，增加CO₂的同化量，也能促进碳水化合物的水解。还有不少羧化酶也需要Mn²⁺来激活。不过应该指出，需Mn²⁺激活的酶没有专一性，它的作用往往可被其他离子（Mg²⁺）所代替。缺锰和缺镁症状很类似，但部位不同。缺锰的症状首先出现在幼叶上，而缺镁的症状则首先表现在老叶上。

锰作为羟胺还原酶的组分，还参与硝态氮的还原过程。缺锰时，硝酸还原酶活性下降，植物体内硝态氮的还原作用受抑制，硝酸盐不能正常转变为铵态氮，造成体内硝酸盐积累，因此蛋白质形成和氮素代谢受到阻碍。此外，缺锰时，由于叶绿体结构破坏，光合磷酸化强度降低，使碳水化合物合成减少，这也间接影响着硝酸盐的还原作用。

锰还是核糖核酸聚合酶、二肽酶、精氨酸酶的活化剂，它可促进氨基酸合成为肽，有利于蛋白质合成；也能促进肽水解生成氨基酸，并运往新生的组织和器官，在这些组织中再合成蛋白质。

现已发现，各种植物体内都有含锰的超氧化物歧化酶（Mn-SOD）。它具有保护光合系统免遭活性氧毒害以及稳定叶绿素的功能。

3 促进种子萌发和幼苗生长

锰能促进种子萌发和幼苗早期生长，因为它对生长素促进胚芽鞘伸长的效应有刺激作用。锰不仅对胚芽鞘的伸长有刺激作用，而且能加快种子内淀粉和蛋白质的水解过程，促使单糖和氨基酸能及时供幼苗利用。研究表明，玉米、小麦等用锰肥进行拌种，可促进种子萌发，提高作物幼苗活性。供锰充足还能提高结实率，对幼龄果树提早结果有良好的作用。此外，锰对维生素C的形成以及加强茎的机械组织等都有良好的作用。锰对根系的生长也有影响。缺锰时植物侧根几乎完全停止生长，根中无液泡的小细胞数量增多。这也表明缺锰对细胞伸长的影响大于对分裂作用的影响。

4 锰与蛋白质、碳水化合物和脂类代谢

锰与氮代谢有密切关系。缺锰时影响植物体内可溶性氮的含量，使硝态氮、亚硝态氮、酰胺态氮、游离氨基酸和水溶性蛋白质均增多。各器官中的可溶性糖（特别是根）显著下降，主要是光合作用受抑制所引起的。细胞叶绿体含量，特别是叶绿体膜成分（如糖脂类及多聚不饱和脂肪酸）的含量降低50%。

5 提高植物抗病力

锰素营养充足可以增强作物对某些病害的抗性。施锰能减轻大麦黑穗病、黑麦的黑粉病和坚黑穗病的发病率。冬黑麦种子用高锰酸钾浸种，可提高对锈病的抵抗力。锰能提高土豆对晚疫病、甜菜对立枯病和褐斑病的抗性。锰对亚麻（主要作种肥）可减轻炭疽病、立枯病和细菌病的感染。此外，锰素能增强小麦等作物的抗寒性。