尿素起到什么作用?
在植物体内,尿素的生理功能主要体现在以下三个方面: 首先,是作为氨基酸的中间产物;其次,是合成蛋白质(包括生长素)的原料;最后,是氮元素的主要储存形式。 这三者之间的关系如下图: 其中,第一个过程是最重要的,因为它涉及到很多重要的代谢途径,而第二个以及第三个过程则是由第一个过程的衍生物参与实现的。 在植物生长发育过程中,对氮的吸收、利用和存储是一个动态的过程。
以大豆为例,其根瘤能固定空气中的氮气并转化为铵离子,被根系摄取后,经过细胞的同化作用,大部分以氨态氮或胺基酸的形式存在于细胞中,少部分以尿酸或游离氨的形式存在于细胞液或者细胞间质中[1]。 当作物生长需要更多的氮时,细胞内合成的氨基酸就会释放到细胞壁之中,然后通过细胞膜被运输到细胞外供其他细胞器使用。同时,细胞内的氨态氮也可以通过转氨作用形成氨基酰-tRNA,再经蛋白合成途径合成新的蛋白质分子。
无论先形成的氨基酸还是蛋白多肽,只要其含有酰胺键,都有机会转化成尿素的。因此人们通常利用这个特性来制造尿素。 当然,如果作物需要的氮素营养不足,它也会将体内的尿素分解成氨态氮复合成氨基酸,进而合成新的蛋白质。所以适时适量施肥是很重要的。
目前,我国农业生产中普遍使用化肥来满足作物对养分的需求。然而,施用化肥也存在一定的弊端。其中最重要的一点是会造成土壤板结、透气性差,妨碍植物根系呼吸,甚至导致植株死亡。这也是近年来提倡使用有机肥(如农家肥)的原因所在。
值得注意的是,在植物受到饥饿胁迫时(如干旱、涝渍和盐碱伤害),体内会刺激产生某些特异酶,这些特异酶能分解胞内的大分子的化合物,包括蛋白质、核酸和多糖等,从而为细胞提供能量及合成新的大分子的原料。这时,虽然植物可能不会合成新的蛋白质,但是基因的表达却会加强,从而导致一些抗性相关蛋白的合成量增加。