板栗‘燕山早豐’不同類型枝條在花期和幼果期的礦質(zhì)元素含量比較

謝鵬，郭素娟，呂文君

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

板栗‘燕山早豐’不同類型枝條在花期和幼果期的礦質(zhì)元素含量比較

謝鵬，郭素娟*，呂文君

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

以板栗‘燕山早豐’（C.mollissimaYanshanzaofeng）為試驗(yàn)材料，對(duì)不同類型枝條葉片在雄花盛開期和幼果期礦質(zhì)元素含量進(jìn)行研究。結(jié)果表明，礦質(zhì)元素在不同類型枝條中的分配存在特異性。板栗花期葉片中的N、K、Mn、Cu在結(jié)果枝葉片中含量最高，分別為1.60%、0.57%、776.66 mg·kg-1、10.45 mg·kg-1；P含量在雄花枝中最高，為0.14%；Ca、Mg、B則在營養(yǎng)枝中含量最高，分別為1.17%、0.29%、102.37 mg·kg-1。板栗幼果期葉片中，P、Ca、Fe、Mn含量為結(jié)果枝＞營養(yǎng)枝，N、Mg和B含量為營養(yǎng)枝＞結(jié)果枝，K、Cu在營養(yǎng)枝和結(jié)果枝中的含量基本相同。板栗結(jié)果枝葉片在花期對(duì)N、K、Cu的需求量大，Mn和Fe在結(jié)果枝中的含量幼果期較花期提高18.89%和33.68%，在營養(yǎng)枝中提高10.79%和25.93%，P、Mg、B和Ca含量在兩個(gè)時(shí)期則無顯著差異。因此，花期應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)充N、K和Cu肥，幼果期補(bǔ)充P、Mg、B和Ca肥。

板栗；枝條類型；礦質(zhì)元素；花期；幼果期

板栗（Castanea mollissima Bl.）原產(chǎn)于中國，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，營養(yǎng)豐富，富含淀粉。

板栗對(duì)各種礦質(zhì)營養(yǎng)的需要量隨果樹生長發(fā)育而變化。做好營養(yǎng)診斷分析，了解板栗不同類型枝條的礦質(zhì)營養(yǎng)在不同生長周期內(nèi)變化規(guī)律非常必要。對(duì)板栗礦質(zhì)營養(yǎng)研究已有較多報(bào)道[1-6]，但大多數(shù)研究多以礦質(zhì)元素在植物葉片中的年周期變化為主體，很少考慮N、P、K及重要的微量元素在雄花盛開期和幼果期不同類型枝條中的分布規(guī)律。板栗枝條類型復(fù)雜，花期營養(yǎng)狀況影響板栗雌花發(fā)育，幼果期營養(yǎng)狀況則與板栗落果密切相關(guān)，因此研究板栗不同類型枝條在花期和幼果期的礦質(zhì)元素分配狀況具有重要意義。

本文研究板栗在花期和幼果期體內(nèi)N、P、K、Ca、Mg、Cu、Mn、Fe、B礦質(zhì)元素在不同類型枝條葉片中的分布情況，明確板栗在不同生長階段對(duì)礦質(zhì)元素需求，以期為科學(xué)施肥及制定合理的栽培技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于河北省遷西縣，東經(jīng)118°12′17′′，北緯40°21′57′′，屬暖溫帶大陸季風(fēng)性氣候半濕潤地區(qū)，四季分明，干濕季節(jié)明顯，雨量充沛，晝夜溫差大。年平均氣溫10.9℃，最冷月平均氣溫-6.5℃，最熱月平均氣溫25.4℃，歷年極端最高氣溫39.9℃，極端最低氣溫-24.0℃。年平均降水量744.7 mm，其中5～10月降雨量657.6 mm；占全年降水量88%。年平均相對(duì)濕度59%。年平均無霜期176 d。土壤呈微酸性，富含礦物質(zhì)，并以片麻巖母質(zhì)生成為主，有較好的保水和排水性，適合板栗生長。

1.2 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)選用河北省遷西縣漢兒莊鄉(xiāng)12年生板栗燕山早豐（C.mollissima Yanshanzaofeng）作為研究對(duì)象，株行距3 m×4 m。于2012年板栗雄花盛開期（6月中下旬）和幼果期（7月中旬），分別選擇長勢(shì)基本一致，樹冠外圍的結(jié)果枝、雄花枝和營養(yǎng)枝的東、南、西、北四個(gè)方向生長狀況相同的枝條各一枝進(jìn)行采樣。單株小區(qū)，3次重復(fù)。105℃下殺青30 min，65℃下烘干，粉碎后過篩，用于礦質(zhì)元素含量的測定。

1.3 試驗(yàn)方法

N、P測定采用H2SO4-H2O2消煮，全氮采用凱式定氮法，全磷采用鉬銻鈧比色法[7]。K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu的測定采用干灰化法，用原子吸收分光光度計(jì)測定。B的測定采用干灰化-甲亞胺比色法測定[8]。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，Origin 8.5進(jìn)行圖形繪制，采用單因素方差分析（Oneway ANOVA）和最小顯著差異法（Duncan）多重比較不同處理組數(shù)據(jù)的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 板栗花期不同類型枝條礦質(zhì)元素含量及分布規(guī)律

由表1可知，板栗花期葉片中的N、Mn、Cu在不同類型枝條中的分布規(guī)律均為結(jié)果枝＞雄花枝＞營養(yǎng)枝，P、Ca、Fe在不同類型枝條葉片中的分布規(guī)律為雄花枝＞結(jié)果枝＞營養(yǎng)枝，B在不同類型枝條葉片中的分布規(guī)律為營養(yǎng)枝＞雄花枝＞結(jié)果枝，K在不同類型枝條葉片中的分布規(guī)律為結(jié)果枝＞營養(yǎng)枝＞雄花枝，Mg則為營養(yǎng)枝＞結(jié)果枝＞雄花枝。板栗花期葉片中礦質(zhì)元素含量及分布規(guī)律表明，礦質(zhì)元素在同一時(shí)期不同類枝條間分布的差異表明，不同類型枝條對(duì)于礦質(zhì)元素的需求不同。

2.2 板栗幼果期結(jié)果枝不同類型枝條葉片礦質(zhì)元素含量及分布規(guī)律

由表2可知，板栗幼果期葉片中，N、P、Ca、Fe、Mn、Cu在不同類型枝條葉片中的分布規(guī)律均為結(jié)果枝＞營養(yǎng)枝，Mg和B在不同類型枝條葉片中的分布規(guī)律為營養(yǎng)枝＞結(jié)果枝，K在不同類型枝條葉片中的分布規(guī)律為營養(yǎng)枝與結(jié)果枝相同。結(jié)果表明，幼果期結(jié)果枝對(duì)礦質(zhì)元素種類和含量的需求均高于營養(yǎng)枝，但由于礦質(zhì)元素作用的不同，不是所有礦質(zhì)元素在結(jié)果枝葉片中都高于營養(yǎng)枝。

表1 板栗花期葉片中大量元素和微量元素在不同類型枝條中的分布規(guī)律Table 1 Macronutrient and micronutrient concentrations in foliage on different type of shoots of Chinese chestnut during flowering period

表2 板栗幼果期葉片中大量元素和微量元素在不同類型枝條中的分布規(guī)律Table 2 Macronutrient and micronutrient concentrations in foliage on different type of shoots of Chinese chestnut during fruit development

2.3 板栗不同時(shí)期結(jié)果枝葉片中礦質(zhì)元素含量的比較

由圖1A可知，板栗結(jié)果枝葉片中N含量在花期極顯著高于幼果期，N含量幼果期比花期降低34.84%。營養(yǎng)枝葉片中的N含量與結(jié)果枝葉片規(guī)律相同，但降幅僅為5.75%。結(jié)果枝葉片中的P含量花期比幼果期低37.5%，營養(yǎng)枝葉片中的P含量在兩個(gè)時(shí)期則無顯著性差異。結(jié)果枝中的K含量花期比幼果期高26.18%，營養(yǎng)枝葉片中的K含量在兩個(gè)時(shí)期則無顯著性差異。

由圖1B和1C可知，板栗結(jié)果枝和營養(yǎng)枝葉片中Mn和Fe的含量規(guī)律相同，幼果期均極顯著高于花期。結(jié)果枝葉片中的Cu含量花期比幼果期高13.97%，營養(yǎng)枝葉片中的Cu含量花期比幼果期高16.09%。結(jié)果枝葉片中Mg和B的含量變化規(guī)律一致，B含量花期比幼果期低20.63%，Mg含量花期比幼果期低16.48%，營養(yǎng)枝葉片中的Mg和B含量在兩個(gè)時(shí)期則無顯著性差異。結(jié)果枝中的Ca含量花期比幼果期低11.74%，營養(yǎng)枝葉片中的Ca含量在兩個(gè)時(shí)期則無顯著性差異。

圖1 板栗不同時(shí)期結(jié)果枝葉片中礦質(zhì)元素含量的比較Fig.1 Comparison of mineral element contents in leaves of fruit-bearing shoot of Chinese chestnut at different periods

3 討論與結(jié)論

隨著板栗的生長發(fā)育，各器官對(duì)礦質(zhì)營養(yǎng)的需求會(huì)發(fā)生不同程度的變化，礦質(zhì)元素在板栗不同類型枝條中的分布量也發(fā)生著規(guī)律性的變化，表現(xiàn)出各自不同的吸收特點(diǎn)。從不同角度出發(fā)研究各種礦質(zhì)元素在板栗中的分配規(guī)律，由于植物對(duì)礦質(zhì)元素的吸收具有階段性和特殊性，板栗礦質(zhì)元素的分配規(guī)律不僅與板栗品種、采樣部位、采樣時(shí)間有關(guān)，且隨板栗生長發(fā)育時(shí)期和生長狀況而變化，因此得出許多不同的結(jié)論。陳在新等研究發(fā)現(xiàn)板栗結(jié)果母枝、結(jié)果枝、雄花母枝的P含量顯著高于營養(yǎng)枝和雄花枝，產(chǎn)量高的植株更加明顯[6]。曹均等發(fā)現(xiàn)京東板栗營養(yǎng)枝與結(jié)果枝葉片的P、K、Cu、Mg含量差異很小，但其他營養(yǎng)元素含量及其變化隨葉片部位和植株生長發(fā)育時(shí)期而異[5]。李廣會(huì)等發(fā)現(xiàn)板栗結(jié)果枝葉片中的N、P、K含量隨物候期呈下降趨勢(shì)，Ca、Fe、Mn含量隨物候期呈上升趨勢(shì)；B含量在開花授粉期較低，隨物候期上升；Cu含量變化則呈相反趨勢(shì)；Mg含量不隨物候期變化[1]。

本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，N、Mn和Cu在花期結(jié)果枝葉片中較其他類型枝條高，Mg在花期營養(yǎng)枝葉片中的含量最高，N、P、Ca、Fe、Mn、Cu含量在幼果期結(jié)果枝葉片中含量高于營養(yǎng)枝，但結(jié)果枝葉片中N、K、Cu含量在花期高于幼果期。板栗開花期兩性花序上的雌花開放，新陳代謝旺盛，需要消耗大量的營養(yǎng)及激素調(diào)節(jié)等參與，N是植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、輔酶、葉綠素、維生素、激素、生物堿等主要有機(jī)含氮化合物的重要組成成分[9-10]，幼果期板栗子房生長發(fā)育迅速，受精卵進(jìn)一步發(fā)育成種仁并逐漸生長，此時(shí)植物體內(nèi)需要進(jìn)行一系列的生物化學(xué)反應(yīng)，N能提高蔗糖合成酶活性，使花期提前并推遲成熟，有延長果實(shí)生長作用[11-12]。K雖然不是植物體結(jié)構(gòu)的一部分，但是60多種酶的活化劑，參與糖代謝、蛋白質(zhì)代謝及核酸代謝等生物化學(xué)過程，還能提高植物對(duì)N的吸收利用[13]。因此在花期應(yīng)適當(dāng)增施或進(jìn)行葉面噴施N、K肥，以保證板栗花期樹體充足的N營養(yǎng)供應(yīng)。結(jié)果枝葉片中P、B、Ca、Mg含量在花期均低于幼果期，果實(shí)形成過程需要大量核酸、蛋白和糖，P是核酸和核蛋白結(jié)構(gòu)元素，是能量代謝和遺傳的必需物質(zhì)[14-15]，顯著影響果樹產(chǎn)量及產(chǎn)量構(gòu)成[16]。Fe、Mn隨著生長發(fā)育時(shí)期的推進(jìn)含量呈上升趨勢(shì)，這是因?yàn)镸n和Fe是形成葉綠素和維持葉綠體正常結(jié)構(gòu)必需元素，直接參與光合作用中光合放氧過程，且在植物體內(nèi)不易移動(dòng)，但對(duì)于果實(shí)生長發(fā)育及產(chǎn)量有重要影響[17-19]。而Ca對(duì)胞間層的形成和穩(wěn)定性具有重要意義，以果膠酸鈣的形態(tài)聯(lián)結(jié)相鄰細(xì)胞，并使植物的器官或個(gè)體具有一定的機(jī)械強(qiáng)度[20]。B是植物幼果發(fā)育過程中不可或缺的重要元素，與果實(shí)發(fā)育及品質(zhì)的形成關(guān)系密切[21-24]。板栗果實(shí)形成比花期需要消耗更多營養(yǎng)，因此幼果期光合作用增強(qiáng)，同時(shí)需要更多Mg參與[25]。Mg發(fā)揮P在植物體內(nèi)吸收和搬運(yùn)功能，可提高P肥效[26-27]。板栗幼果期應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充P、B、Ca和Mg元素以保證果實(shí)發(fā)育的需求。

由此看出，幾種主要礦質(zhì)元素在板栗生長發(fā)育的不同階段中發(fā)揮重要的生理功能，但各元素在不同器官之間運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律及其他相關(guān)生理指標(biāo)關(guān)系尚有待進(jìn)一步研究。

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Comparison analysis on mineral elements of different shoots in Chinese chestnut‘Yanshanzaofeng’during flowering and young fruit period

XIE Peng,GUO Sujuan,LV Wenjun
(Key Laboratory for Silviculture and Conservation,Ministry of Education,Beijing Forestry University,Beijing 100083,China)

This research explored the distribution property of the mineral elements inCastanea mollissimaYanshanzaofeng in different types of shoots during the staminate flowering and young fruit stage.The results showed that distribution of mineral elements content specificity in different types of shoots.The content of N,K,Mn and Cu was the highest in leaves of fruit-bearing shoot,1.60%,0.57%,776.66 mg·kg-1,10.45 mg·kg-1,respectively;the content of P was 0.14%in staminate shoot and the content of Ca,Mg and B was the highest in vegetative shoot 1.17%,0.29%,102.37 mg·kg-1,respectively during flowering period.The content of P,Ca,Fe,Mn was the highest in leaves of fruit-bearing shoot,the content of N,Mg and B was the highest in leaves of vegetative shoot and the content of K,Cu in leaves of vegetative shoot was the same as fruit-bearing shoot during young fruit period.N,K,Cu was in great demand in leaves of fruit-bearing shoot

Chinese chestnut;different shoots;mineral element;flowering period;young fruit period

S664.2

A

1005-9369（2014）04-0041-05

時(shí)間2014-4-21 13:26:08[URL]http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20140421.1326.038.htmlduring flowering period,the content of Mn and Fe increased 18.89%and 33.68%in leaves of fruit-bearing shoot during young fruit period than flowering peirod and increased 10.79%and 25.93%in leaves of vegetative shoot,the content of P,Mg,B and Ca there were no significant differences between the two periods.In all,raising N,K and Cu application properly during flowering period and raising P,Mg,B and Ca application during young fruit period.

2013-12-07

國家林業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)重大項(xiàng)目（201204401）；“十二五”科技支撐專題（2013BAD14B0402）

謝鵬（1984-），女，博士研究生，研究方向?yàn)榻?jīng)濟(jì)林及植物生理。E-mail：aniu-1999@163.com

*通訊作者：郭素娟，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)榻?jīng)濟(jì)林及植物生理。E-mail:gwangzs@263.net

謝鵬,郭素娟,呂文君.板栗‘燕山早豐’不同類型枝條在花期和幼果期的礦質(zhì)元素含量比較[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2014,45(4)∶41-45.Xie Peng,Guo Sujuan,LV Wenjun.Comparison analysis on mineral elements of different shoots in Chinese chestnut‘Yanshanzaofeng’during flowering and young fruit period[J].Journal of Northeast Agricultural University,2014,45(4)∶41-45.(in Chinese with English abstract)