植物是如何吸收和利用钙元素的？
植物是如何吸收和利用钙元素的？
钙元素是植物生长发育过程中不可或缺的重要营养元素，它不仅参与植物细胞壁的构建，还对细胞分裂、酶活性调节以及生物膜稳定性等生理过程发挥着关键作用。本文将为您详细介绍植物如何吸收和利用钙元素，以及钙元素缺乏时植物会出现哪些症状。
植物体内含钙(Ca)量为植株干重的0.5%3%，与氮及钾在一个数量级。不同植物种类对钙的需求量存在差异，一般双子叶植物含钙高于单子叶植物，豆科作物(如苜蓿和大豆)、油菜、棉花、甜菜、甘蓝等需钙较多，其地上部含钙量为植株干重的1%3%。而单子叶植物，如大多数禾谷类作物和禾本科牧草等作物需钙较少，其地上部含钙量一般不足1%。这种差异主要源于两类植物根系的阳离子交换量、细胞膜对钙的渗透性以及细胞壁结构的不同。
在植物组织中，钙的存在形态多样。除了游离的Ca2+，钙离子还可被不易扩散的有机阴离子如羧基、磷酰基和酚羟基所吸附而以吸附态钙存在。在细胞液胞中，钙以草酸钙、碳酸钙和磷酸钙形态存在。在细胞壁的胞间层，钙以果胶酸钙形态存在。在种子中，钙以植酸钙形态存在。
钙主要以离子(Ca2+)形态进入植物细胞，其吸收过程以被动扩散为主。外界溶液中K+、NH4+等其他阳离子浓度较高时，会对钙的吸收产生竞争性抑制作用。但是，当介质中阴离子为NO3-时，钙的吸收就较多。
钙的运输主要通过木质部的蒸腾水流向上进行，运输速率与蒸腾强度密切相关。当蒸腾速率较高时，植株体内向上运输的钙较多；而较高的空气湿度使蒸腾速率下降时，钙向地上部的输送就会减少。钙很难通过韧皮部向下运输，因此所有由韧皮部汁液供应养分的植物器官钙的含量均较低，如种子和果实中。
钙在植物生长发育中发挥着重要作用：
钙是细胞壁的重要成分，为细胞分裂伸长所必需。细胞壁中存在的大量钙与多糖或蛋白质上的羧基结合，起着桥键作用。缺钙时，细胞壁不能形成，子细胞无法正常分隔，从而形成双核细胞，细胞不能正常分裂和伸长，生长点死亡。
钙可稳定生物膜，调节膜的渗透性和消除其他离子的毒害。钙能把质膜表面的磷酸盐、磷酸酯与蛋白质的羟基桥接起来，维持生物膜结构的稳定，保持细胞的完整性。钙还能抑制阳离子(如 H+、Na+、Mg2+、Al3+、Mn2+和Fe2+等)的被动吸收，增强对它们的颉颃作用。由于钙能增强质膜的稳定性，活化ATP酶，因此有助于质膜对养分离子的选择性吸收。
钙是许多酶的活化剂。钙是植物体内许多酶的活化剂，许多酶(如脂肪水解酶、ɑ淀粉酶、腺苷三磷酸激酶等)均需要钙起活化作用。钙对酶的活化作用主要是通过钙调素(CaM)实现的。钙调素是由148个氨基酸残基组成的、相对分子质量较低(16700)的环状多肽链，对Ca2+具有很强的亲和力和很高的选择性，并能同时与4个Ca2可逆结合，具有激活植物体内多种关键酶(如磷脂酶、NAD激酶和Ca2+-ATP酶)的作用。另外，Ca2+与钙调素结合形成具有生物活性的Ca2+-CaM复合物，与细胞分裂、细胞运动、细胞间信息传递以及植物光合作用及生长发育等有密切关系。
钙能抑制真菌的侵袭，提高果蔬的储藏品质。钙能抑制酶对质膜的破坏作用从而抑制真菌的侵袭。同时，钙能明显降低果品储存期间病害的感染率。适当增加采后果实的钙含量，对采后果实的呼吸、乙烯释放、软化和生理病害等方面具有明显的抑制作用。钙还影响蛋白质和叶绿素含量、细胞壁及膜流动性，提高果实品质。由于钙一般被认为是植物细胞衰老和果实后熟作用的延缓保护剂，因此钙在果蔬采后储藏保鲜上被广泛研究和应用，采前钙处理(有时配合激素处理)和采后喷钙均对果实保鲜和储运有良好效果。
此外，钙还能促进植物体内的氮素代谢，促进豆科作物根瘤的形成，提高共生固氮的效率。
由于体内钙的移动性很差，不能从较老的组织向幼嫩的组织转移，因此缺钙症状首先出现根尖、顶芽、幼叶和果实等生长旺盛而幼嫩的部位。常见的缺钙症状包括：幼叶、生长点等分生组织生长减弱、腐烂坏死；幼叶卷曲畸形，叶缘发黄或焦枯坏死，甚至顶芽坏死；株生长停滞，节间缩短、株型矮小、早衰，不结实或结实不良；组织软化，果实生长发育不良，易腐烂。据报道，在园艺作物中，由于缺钙引起的失调症近40多种。常见的缺钙症状有：番茄和辣椒的脐腐病，大白菜、甘蓝、莴苣和草莓的焦叶病(幼叶叶缘呈烧灼状，出现尖端焦叶症)，马铃薯的褐斑病和其块茎上的附生小块茎，苹果的苦豆病和鸭梨的黑心病，胡萝卜的空心、开裂等。