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    鉬的作用

    發布時間:2018-12-10 09:10:53返回首頁

    鉬的作用是動植物及人體所必需的微量營養元素。鉬是固氮酶、硝酸還原酶、黃嘌呤氧化酶、亞硫酸氧化酶等多種酶的重要組成成分,參與和影響機體內多種代謝過程。

    鉬的吸收及其代謝

    植物主要通過根部從土壤中以鉬酸根離子的形式吸收鉬,植物的葉片也可以吸收鉬,葉面施鉬,作物吸收相對更快。一般來說植物鉬的吸收和積累與土壤中鉬的含量呈顯著的正相關,但不同植物對鉬的富集程度有差異。相同土壤濃度條件下,大豆比小麥、玉米具有更高的富集鉬的生物學作用,而水稻則比小麥、玉米更弱。鉬在植物體中分布,一般葉片中含量大于其它部位。

    動物及人體主要在胃腸道中吸收隨食物和水而來的鉬化合物。鉬被迅速吸收后、隨之進入血液。進入血中的鉬,80%同蛋白結合,進而通過血液運送至肝臟及全身。哺乳動物的腸道中不存在限制吸收鉬的屏障,其吸收鉬的多少直接與飼料中含鉬量有關。一般來說水溶性強的鉬化物能被迅速吸收,水溶性低的鉬化合物如三氧化鉬和鉬酸鈣,大量給予時,也可由腸道吸收。動物如果從食物中攝入過多量的鎢、硫酸鹽和含硫氨基酸時,則胃腸對鉬的吸收減少。鉬與、、互相拮抗,如果銅、鋅、錳含量高,則會干擾或抑制動物吸收鉬。

    在動物體內,鉬主要貯存于骨骼、肝、肌肉中,大約含14mg/kg體重。動物體內單純以貯存形式存在的鉬并不多,多數結合在酶分子中。肝臟含鉬量較穩定,血液中鉬含量變動很大。動物攝入鉬量不同,奶和被毛中含鉬量發生相應變化。

    鉬有兩個主要的排泄途徑。其中腎臟是最主要的排泄途徑,放射性核素實驗表明動物由尿排泄的鉬占進入機體總量的37%~45%。其次膽汁也是排泄鉬的重要途徑。

    鉬的生理功能

    2鉬在植物體中的生理機能 鉬參與植物體內氮代謝、促進磷的吸收和轉運,對碳水化合物的運輸也起著重要作用。

    21鉬參與氮的轉化過程

    鉬是硝酸還原酶的活性組分。硝酸還原酶在大部分植物物種甚至于真菌和細菌中都可以發現,并且可能是植物能廣泛生活于各種氮素環境的關鍵因素。這種酶是硝酸鹽同化過程所必需的,因為它催比NO3→NH3轉化的第一步。當鉬缺乏時,硝酸還原酶活性降低,蛋白質的合成就會受到抑制。

    21鉬參與生物固氮過程

    近年來的資料表明固氮生物都是原核生物,包括藍細菌,深紅螺菌,巴氏固氮菌,克氏肺炎桿菌,棕色固氮菌和根瘤菌等。其中根瘤菌與豆科植物共生,與植物生活密切相關。生物固氮過程是由一個極其夏雜的酶系統催比的,稱為回氮酶系統,由鐵蛋白和鐵鉬蛋白以21的比例組成,每分子的鐵鉬蛋白含有2個鉬原子。鉬原子是固氮酶系統活性所必需的。在固氮過程中電子載體(鐵氧還蛋白或黃素蛋白)傳遞電子給固氮酶系中的鐵蛋白,然后再傳遞給鐵鉬蛋白,最終在鐵鉬蛋白分子上實現N2→NH3的轉化。

    21鉬可能是氫化酶的組成成分

    鉬可能參與P和抗壞血酸代謝過程,鉬對植物機體內維生素C的合成、含量和分解都有促進作用。如果在農作物環境中施用鉬肥,則作物的Vc含量增加。鉬還被認為是植物中過量銅、硼、錳、鋅等解毒劑。

    2鉬在動物內的生理功能 鉬是動物體內黃嘌呤氧化酶、醛氧化酶、亞硫酸氧化酶的活性組分,它參與細胞內的電子傳遞、機體內鐵代謝、醛氧化等。

    黃嘌呤氧化酶參與細胞內電子傳遞,主要向細胞色素C轉運電子。它的主要功能是可以催化多種不同底物的氧化作用;如嘌呤類化合物的氧化代謝及最終形成尿酸,它還與鐵的代謝密切相關,它催化肝臟鐵蛋白中鐵的釋放,加速鐵進入血漿,并且能使釋放出的2價鐵離子迅速地被氧化為3價鐵離子、與β球蛋白結合成運鐵蛋白,使鐵順利地運送到肝臟、骨髓和其他細胞內以供利用。醛氧化酶可以使體內形成的有毒的醛氧化,解除醛對機體毒害作用,也參與細胞內電子傳遞。

    反芻動物的瘤胃微生物的含鉬硝酸還原酶參與瘤胃中飼料硝酸鹽的轉化,這種含鉬酶對于瘤胃微生物消化纖維素也是必需的。

    鉬的生物學效應

    3鉬對植物的生物學效應

    通常,土壤中有效態鉬更有助于評價鉬的供給情況,缺鉬的有效態鉬臨界含量約在0.15×10-60.20×10-6,少于0.1×10-6時常有缺鉬癥狀出現。上述評價標準主要用于豆科植物。對于酸性土壤,可根據土壤pH值和有效態鉬含量求得鉬值,可作為判斷鉬供給性的指標。

    鉬值=pH-[有效態鉬含量(10-6)×10]鉬值小于6.2時,土壤中鉬供應不足,豆科植物有鉬肥反應;鉬植在6.28.2之間時,土壤中鉬供給量中等,是否有鉬肥反應,視作物種類而定。鉬值大于8.2時,不需鉬肥。

    植物生長在缺鉬的土壤中容易發生缺鉬癥狀。植物缺鉬的一般癥狀是葉面失綠,失綠部位在葉脈間的組織,形成黃綠或桔紅色葉斑。繼而葉緣卷曲、凋萎以至于壞死。葉柄和葉脈干枯。缺鉬首先危害老葉,繼而危害新葉。有時生長點死亡,花的發育受限制,籽粒不飽滿,葉肉和葉柄有硝態氮積累,蛋白質、總糖量、維生素C和葉綠素合量均下降。

    十字花科和豆科植物對鉬非常敏感,有特殊的缺鉬癥狀,其中尤以花椰菜和油菜對鉬反應最敏感,可作為缺鉬的指示性作物。

    土壤缺鉬對植物造成的危害,可以通過施鉬肥來得到糾正。常用的鉬肥有鉬酸鈉和鉬酸銨,含鉬的工業礦渣也可作為鉬肥使用。鉬肥可作基肥、種肥或追肥施入土壤,也可作種子處理和根外追肥,其中種子處理是最常用的方法,效果好、施肥均勻,而且節省肥料。

    施鉬肥的效果主要表現在豆科植物和十字花科植物上。豆科植物對鉬肥有特殊需要。鉬肥可使豆科植物的株高、分枝數、單株莢數、單莢粒數和種子千粒重增加,根瘤增大增多,秸桿產量、種子產量和含氮磷量都有所提高。使用鉬肥可使大豆、花生、紫云英、綠豆、蠶豆、甜菜、早桔的產量增加12%~37%,其增產效果是顯著的。

    19541955年從田間小區試驗中了解到在澳大利亞墨爾本北面的維多利亞有幾百萬公頃缺鉬土壤的放牧地,在這些土地上,平均每1.6hm2的草場僅能承載1只羊,但施用加入鉬的過磷酸鈣肥料(70 gMo/hm2)后,每公頃草場可以承載710頭羊,三葉草的產量增加了1115倍,這種增產效果是巨大的。

    通常情況下,大多數的植物對鉬的耐受性較強,即使土壤中有過多的鉬也難以使植物表現出受害癥狀。大豆對鉬比較敏感,但也需20×10-6濃度處理才產生明顯的危害;小麥和水稻的處理濃度大于100×10-6時,才表現出明顯的中毒癥狀。實際上一般土壤中鉬的含量很難達到使植物中毒的水平,因此由于土壤中鉬過量對植物產生危害的現象很少發生。

    3鉬對動物的生物學效應

    在正常情況下,每只大白鼠每天攝取大約0.20.3μg的鉬,才能滿足年幼的白鼠產生飽和黃嘌呤氧化酶的需要。目前人們也還不能明確地估計人對鉬的需要量,但從平衡膳食實驗看,由膳食中每人每日攝入2μg/kg的鉬,即可維持平衡或接近平衡。一般食物條件就可以滿足動物及人體對鉬的需要,因此動物及人體很難出現缺鉬癥狀。用低鉬飼料飼喂動物,可引起生長不良和含鉬黃素蛋白酶活性降低。至今尚未見到因膳食中缺鉬而導致人體缺鉬癥狀的報道。但有人認為,人患蛋白質營養不良時,組織中黃嘌呤氧化酶活性降低,認為這與缺鉬有關。

    動物鉬中毒的現象則時有發生。攝入過量的鉬,可導致動物中毒。反芻動物對鉬尤為敏感,常見中毒癥狀是:急性或慢性腹瀉,攝食減少,體重減輕,消瘦,被毛蓬松,過量的鉬可影響精子的形成,影響鈣磷代謝,導致動物患佝僂病及軟骨癥,腹瀉、脫毛、貧血和性機能降低,并降低堿性磷酸酶的活性。急性鉬中毒出現嚴重的胃腸刺激癥狀,腹瀉、昏迷、心力衰竭而死亡。

    鉬的作用對人體產生毒害的情況尚少。前蘇聯的亞美尼亞地區土壤中含鉬量很高;鉬攝入量(1015 mg/d)高,痛風病發病率也高,認為痛風病與鉬過多有關。

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