中國黃連木不同枝營養(yǎng)元素含量動態(tài)變化差異

王文浩，蘇淑釵，白 倩，陳 鳳，陳志鋼

（北京林業(yè)大學(xué) 省部共建森林培育與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100083）

中國黃連木不同枝營養(yǎng)元素含量動態(tài)變化差異

王文浩，蘇淑釵，白 倩，陳 鳳，陳志鋼

（北京林業(yè)大學(xué) 省部共建森林培育與保護(hù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 北京 100083）

中國黃連木雌株結(jié)果枝類型有4種，為了探究同一時(shí)期結(jié)果枝與雄枝各類型枝條間糖類及大量元素含量的差異，2013年花期至花芽發(fā)育停滯期間間隔5～20天不等采取除徒長性結(jié)果枝以外的各類結(jié)果枝條及雄株枝條花芽對應(yīng)的葉片，烘干粉碎后測量。結(jié)果顯示：（1）雄枝與結(jié)果枝之間的各類營養(yǎng)元素含量差異均較為明顯；（2）各結(jié)果枝之間淀粉含量變化最相近；（3）各枝類的可溶性糖及蔗糖的含量差異很顯著，淀粉及氮，磷，鉀的含量變化趨勢較為相近，在個別時(shí)間段存在較大差異。

中國黃連木；不同枝類；營養(yǎng)元素；差異

中國黃連木Pistacia chinensisBunge.為漆樹科Anacardiaceae黃連木屬Pistacia植物。其地理分布范圍為 18°09′～ 40°09′N、96°52′～ 123°14′E，每年3月中下旬花芽萌動，雌雄異株，花先葉開放[1-4]，植物分類上認(rèn)為所有的黃連木屬植物均為雌雄異株的，花序?yàn)榇菩郛惢ㄐ?，小花裸露，風(fēng)媒花[5-6]。雌花序，雄花序均為圓錐花序，每個花序均著生有數(shù)十朵小花?；ㄑ恐谝荒晟l上[5]。

中國黃連木結(jié)果枝分為4種類型：（1）徒長性結(jié)果枝。長度40 cm以上，花數(shù)量少，果穗易脫落，占枝條少數(shù)比例；（2）長結(jié)果枝。長度在20～30 cm間，花芽數(shù)量及果實(shí)數(shù)量較多；（3）中長結(jié)果枝。長度在10～20 cm間，花芽及果實(shí)數(shù)量較多；（4）短結(jié)果枝。長度在5～10 cm，花芽數(shù)量較少，果穗較少[1]。

植物枝條為花芽提供營養(yǎng)以促進(jìn)開花結(jié)實(shí)等生理發(fā)育進(jìn)程。Kreb提出，當(dāng)植物體內(nèi)碳水化合物積累比含氮化合物在總量上更充足時(shí)，植物才開始開花[7]?？扇苄蕴鞘侵匾哪芰课镔|(zhì)，與油桐樹體內(nèi)各種物質(zhì)的合成有著密切關(guān)系，進(jìn)而與花芽分化有密切聯(lián)系[8]。蘋果梨在花芽生理分化期時(shí)淀粉積累快，含量高[9]，無花果在花托分化前可溶性糖含量達(dá)到最高值[10]。磷營養(yǎng)水平足夠高的話有利于花芽的分化[11]，氮元素在植物體內(nèi)可以直接或間接地參與光合作用，鉀能夠促進(jìn)糖類的合成與運(yùn)輸，如果缺乏這兩種元素會造成光合積累不充分，新生器官發(fā)育不完善從而影響植株的整個生理發(fā)育過程[12-15]。此外，作為構(gòu)成植物生長發(fā)育的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，礦質(zhì)元素對油料作物油脂積累具有重要的影響。研究表明施氮水平的高低能顯著影響作物油脂合成積累和組分構(gòu)成[16]。

中國黃連木是生物質(zhì)能源樹種之一，研究糖類及礦質(zhì)元素對于在其生長周期中的變化規(guī)律具有一定的價(jià)值。各營養(yǎng)元素對于黃連木植株的生長發(fā)育具有很重要的作用。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

河北唐縣位于河北省西部，太行山東麓與華北平原的交界處，地理位置為東經(jīng)114°27′～115°03′，北緯 38°37′～ 39°09′，屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，空氣濕潤，氣候溫和，光照充足。年平均溫度12.2℃，最高氣溫41.4℃，最低氣溫-14.5℃，無霜期195 d，常年降水量539.2 mm。試驗(yàn)樹位于半陽坡的山坡上及農(nóng)田里，呈自然散生狀態(tài)，伴生樹種有柿樹，核桃，土壤母巖主要為石灰?guī)r，土壤類型為褐土[17]。

1.2 試驗(yàn)材料

3株雌株，營養(yǎng)及健康狀況相似，樹齡在60年左右，短結(jié)果枝，中長結(jié)果枝及長結(jié)果枝在3株植株上均有分布。3株雄株，營養(yǎng)及健康狀況相似，樹齡在20年左右。

1.3 試驗(yàn)方法

2013年5月10日～2013年9月2日每5～20天采集各種枝條上花芽對應(yīng)的葉片，洗凈，烘干，粉碎?？扇苄蕴呛俊⒄崽恰⒖扇苄缘矸酆康臏y定采用蒽酮比色法[8]，測量礦質(zhì)元素時(shí)用萬分之一天枰稱取樣品0.2 g，采用H2SO4-H2O2法消煮，全N采用凱氏定氮法，全P采用鉬銻抗比色法，全K則采用AAS法[18]。

2 結(jié)果與分析

對于獲得的數(shù)據(jù)利用Excel2007進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及圖形生成制作。結(jié)果如下：

2.1 可溶性糖含量動態(tài)差異

黃連木花芽形態(tài)分化期至花芽發(fā)育停滯期各枝類間可溶性糖含量動態(tài)差異見圖1。如圖顯示：各結(jié)果枝的可溶性糖含量均呈現(xiàn)“降-升-降-升-降-升-降-升”的波浪式波動狀態(tài)，其中，雄株枝條的變化更為顯著，短結(jié)果枝與長結(jié)果枝的變化趨勢較為一致。5月10日，雄枝可溶性糖含量最高，長結(jié)果枝可溶性糖含量高于短結(jié)果枝高于中長結(jié)果枝?？赡苁怯捎诟鞣N枝條上著生花芽的數(shù)量不同而引起的差異。短結(jié)果枝枝條短，節(jié)間短，花芽數(shù)量在3～6不等，中長結(jié)果枝節(jié)間漸長，花芽數(shù)量在4～8之間，長結(jié)果枝的節(jié)間最長，而且存在花芽干癟易脫落的現(xiàn)象，花芽數(shù)量在5～10之間。張彥卿[15]研究的花芽節(jié)位對應(yīng)的葉片可溶性糖含量在6月13日達(dá)到最高峰5.42%，之后下降又上升，本研究花芽節(jié)位對應(yīng)的葉片可溶性糖含量在7月2日達(dá)到最高峰6.5%～7.5%之間，較其研究結(jié)果數(shù)值大，2013年黃連木開花較晚。

圖1 可溶性糖含量動態(tài)變化Fig.1 Dynamic variation of soluble sugar

2.2 蔗糖含量動態(tài)差異

黃連木花芽形態(tài)分化期至花芽發(fā)育停滯期各枝類間蔗糖含量動態(tài)差異見圖2。如圖顯示：各結(jié)果枝的可溶性糖含量均呈現(xiàn)波動狀態(tài)，其中，雄株枝條與中長果枝的變化較為顯著，起始點(diǎn)除中長果枝外其余枝類含量差異不十分顯著。6月份除短結(jié)果枝外是蔗糖含量最高的時(shí)間，含量在4.5%～5.0%之間。各枝類蔗糖含量最低值均在0.3%～0.5%之間。

圖2 蔗糖含量動態(tài)變化Fig. 2 Dynamic variation of sucrose

2.3 淀粉含量動態(tài)差異

黃連木花芽形態(tài)分化期至花芽發(fā)育停滯期各枝類間淀粉含量動態(tài)差異見圖3。5月10日，雄枝淀粉含量最高，在4.6%，結(jié)果枝的含量均在2%左右。3種結(jié)果枝的變化趨勢基本一致，長結(jié)果枝與中長結(jié)果枝在6月7日大到最高值分別為8%與7%。張彥卿[15]研究表明較高的淀粉含量有利于雌花芽的分化和充實(shí)，即說明6月初到6月中旬黃連木的花芽分化的生理生化反應(yīng)較為劇烈。短結(jié)果枝在7月2號達(dá)到最高值6%。雄枝的峰值基本相同在4%上下。6月初到7月初結(jié)果枝淀粉含量適中高于雄枝的淀粉含量?？赡苁谴藭r(shí)間段內(nèi)各器官大量重疊出現(xiàn)，花芽節(jié)位所對應(yīng)的葉片中淀粉可能分解為可溶性糖而用于構(gòu)建各類花器官[15]。

圖3 淀粉含量動態(tài)變化Fig.3 Dynamic variation of starch

2.4 氮含量動態(tài)差異

黃連木花芽形態(tài)分化期至花芽發(fā)育停滯期各枝類間氮含量動態(tài)差異見圖4。自5月初到9月初各類結(jié)果枝的含量變化趨勢較為相似，均為波浪式下降。起始值差異不大，5月20日到6月中的含量差異稍微顯著。5月10日N含量為最高值，在27.55～37.10 g/kg之間，此后便迅速下降，5月中到5月末花芽處于副穗分化期及小花原基分化期，之后N含量有所波動，花芽進(jìn)入迅速分化期后含量又迅速降低。

圖4 氮含量動態(tài)變化Fig.4 Dynamic variation of nitrogen

2.5 磷含量動態(tài)差異

黃連木花芽形態(tài)分化期至花芽發(fā)育停滯期各枝類間磷含量動態(tài)差異見圖5。自5月初到9月初各類結(jié)果枝的含量變化趨勢較為相似，7月前，下降幅度較大，7月至9月初上下波動并有略微上升趨勢。短結(jié)果枝起始值在4.4 g/kg，其余3種枝類差異不大，5月20日到6月中的含量差異稍微顯著。6月中～8月初，結(jié)果枝的花芽分化進(jìn)入雌蕊原基分化時(shí)期，分化程度較之前各時(shí)期均緩慢，因而消耗的P相對較少。7月以后，花芽分化更加緩慢，芽體進(jìn)一步充實(shí)，芽鱗變革質(zhì)且逐步硬化，各枝類花芽節(jié)位對應(yīng)的葉片的P含量均逐步回升。

圖5 磷含量動態(tài)變化Fig.5 Dynamic variation of phosphorus

2.6 鉀含量動態(tài)差異

黃連木花芽形態(tài)分化期至花芽發(fā)育停滯期各枝類間鉀含量動態(tài)差異見圖6。自5月初到6月初各類結(jié)果枝的含量變化趨勢基本一致，均呈下降趨勢且下降幅度較大，6月至9月初上下波動并有略微上升趨勢。結(jié)果枝起始值差異不大，雄枝起始值略低于結(jié)果枝。

3 結(jié)論與討論

通過對中國黃連木不同花芽發(fā)育期間各類枝條對應(yīng)樣品的采集，處理及數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)：

（1）雄枝與結(jié)果枝之間的各類營養(yǎng)元素含量差異均較為明顯。可能與雌雄花芽分化進(jìn)程及所需營養(yǎng)種類及數(shù)量之間的差異有關(guān)，本研究沒有進(jìn)行深入的各枝條間營養(yǎng)元素差異機(jī)理的研究。

圖6 鉀含量動態(tài)變化Fig. 6 Dynamic variation of kalium

（2）各結(jié)果枝之間淀粉含量變化最相近。其中，中長結(jié)果枝與長結(jié)果枝的含量變化步調(diào)基本一致，短結(jié)果枝的最高值與另兩種結(jié)果枝不同但在另兩種結(jié)果枝淀粉含量最高的花芽發(fā)育階段短結(jié)果枝的淀粉含量達(dá)到一個峰值。

（3）各枝類的可溶性糖及蔗糖的含量差異很顯著，淀粉及氮，磷，鉀的含量變化趨勢較為相近，在個別時(shí)間段存在較大差異。

營養(yǎng)元素的含量及動態(tài)變化規(guī)律會影響植物的生理生化反應(yīng)，但也從側(cè)面反應(yīng)植物不同時(shí)期各營養(yǎng)元素含量的起伏，尤其是在花期及果實(shí)的兩次快速生長期，對于糖類及某種礦質(zhì)元素的營養(yǎng)需求會加大，此時(shí)期，在生產(chǎn)實(shí)踐中對于長勢稍弱的植株給予葉面噴肥等外施肥料對于獲得提高產(chǎn)量及獲得更高品質(zhì)的果實(shí)有一定的幫助。

在今后的研究工作中，對于引起中國黃連木各類型枝條在同一時(shí)間內(nèi)相同營養(yǎng)元素含量差異的內(nèi)在及外在因素將會進(jìn)行探究。

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Dynamic variations of nutrient element content among branches with different branch-type ofPistacia chinensisBunge

WANG Wen-hao, SU Shu-chai, BAI Qian, CHEN Feng, CHEN Zhi-gang
(Key Lab. for Silviculture and Conservation Co-constructed by State Ministry Education / Beijing, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)

Four types of fruiting branches exist in femalePistacia chinensisBunge. tree. In order to explore the dynamic variations of saccharides and macro-element contents between male branch and 3 types of fruiting branches, the fruiting branch and male branch leaves on the leaf buds during the period of flower bud differentiation and flower bud development stagnation with different time intervals from 5 to 20 days in 2013 were picked and collected, except the spindling fruiting branches, and were washed, dried, grinded and measured. The results show that (1) there existed visible differences of nutrient elements between male branch and fruit branch;(2) there were small dynamic variations of starch contents among the fruiting branches; (3) there were signif i cant differences among different branches in soluble sugar and sucrose contents, the dynamic variations of other nutrient elements (starch, nitrogen, phosphorus,kalium) were not obvious among the branches with different types, but obvious differences except for certain individual time quantum.

Pistacia chinensis; different branch types; nutrient elements; dynamic variation

S794.2

A

1673-923X(2014)08-0059-05

2014-02-17

科技部國際科技合作專項(xiàng)（2014DFA31140）；中國石油天然氣股份有限公司科技項(xiàng)目“中國可持續(xù)航空生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究”（100411-15）

王文浩（1989-），女，吉林洮南人，碩士研究生，主要從事生物柴油樹種黃連木資源類型及生物學(xué)特性研究

蘇淑釵（1967-），女，河北廊坊人，教授，博士，主要從事經(jīng)濟(jì)林良種選育及高效栽培技術(shù)的研究；

E-mail：sushuchai@sohu.com

[本文編校：吳 彬]