麻竹開花前后主要營養(yǎng)元素變化研究

徐振國黃大勇郭起榮冉 洪李忠國

(1廣西優(yōu)良用材林資源培育重點實驗室 廣西林業(yè)科學研究院 南寧 530002；2國際竹藤中心 北京 100102；3重慶市林業(yè)科學研究院 重慶 400036；4中國林業(yè)科學研究院熱帶林業(yè)實驗中心 廣西憑祥 532600)

麻竹開花前后主要營養(yǎng)元素變化研究

徐振國1黃大勇1郭起榮2冉 洪3李忠國4

(1廣西優(yōu)良用材林資源培育重點實驗室 廣西林業(yè)科學研究院 南寧 530002；2國際竹藤中心 北京 100102；3重慶市林業(yè)科學研究院 重慶 400036；4中國林業(yè)科學研究院熱帶林業(yè)實驗中心 廣西憑祥 532600)

研究了麻竹開花過程中植株不同部位N、P、K、Ca、Mg等營養(yǎng)元素含量及其變化。結果表明:在麻竹開花過程中，各種營養(yǎng)元素在植株不同部位的含量分別表現(xiàn)為:N，枝＞稈＞葉；P，葉＞枝≥稈；K，未開花及開花前期為葉＞枝＞稈，開花盛期為枝＞葉＞稈；Ca，未開花及開花盛期為葉＞稈＞枝，開花前期為葉＞枝＞稈；Mg，葉＞枝＞稈。營養(yǎng)元素在植株同一部位的變化規(guī)律表現(xiàn)為:N在枝、稈、葉中的含量均為先降低再升高；P在枝、稈中含量逐漸升高、在葉中含量逐漸減少；K在枝、稈中含量先降低后升高、在葉中含量逐漸減少；Ca在枝中含量先升高再降低、在稈中含量逐漸減少、在葉中含量逐漸升高；Mg在枝和稈中含量先升高再降低、在葉中含量逐漸降低。研究結果可為竹子開花機理研究提供參考。

麻竹；開花過程；營養(yǎng)元素；含量變化

麻竹(Dendrocalamus latiflorus Munro)為禾本科竹亞科牡竹屬的優(yōu)良筍材兩用竹種，原產(chǎn)中國，自然分布于廣西、福建、臺灣等省(區(qū))，是我國華南、東南沿海地區(qū)重要的優(yōu)良、速生、筍材兩用大型叢生竹種之一。麻竹開花現(xiàn)象十分普遍，開花竹林竹筍產(chǎn)量明顯減少，經(jīng)濟效益顯著降低，且開花后結實率極低[1]。為探尋麻竹開花原因，本文研究了麻竹開花前后體內(nèi)營養(yǎng)元素含量變化，分析了麻竹開花與營養(yǎng)元素間的關系，以期為竹子開花的機理研究提供參考依據(jù)[2]。

1 材料與方法

1.1 研究地概況

樣品采集于廣西玉林市博白縣浪平鄉(xiāng)麻竹種植科普示范基地，地處東經(jīng)109°53′、北緯22°20′，海拔85～100 m。該基地屬亞熱帶向熱帶過渡的季風氣候區(qū)，年平均氣溫21.9℃，年降雨量為1 756 mm，全年無霜期長達350 d以上。

1.2 樣品采集

2016年4 月，在同一麻竹林分別采集開花前期與開花盛期的竹葉、竹稈、竹枝，同時從不開花的麻竹上采集同樣的一組材料做對照，用保鮮袋包好后加冰塊冷藏保溫后運至實驗室待處理，每組樣品均從不同的3個植株上采集，所測數(shù)據(jù)為3個植株的平均值[3]。

1.3 營養(yǎng)元素測定

樣品于105℃烘干后粉碎，進行植株全量N、P、K、Ca、Mg等營養(yǎng)元素測定。植株營養(yǎng)元素分析測定方法采用林業(yè)行業(yè)標準進行分析測定，其中:全N采用凱氏法測定；Ca、Mg采用硝酸—高氯酸消煮，原子吸收分光光度法測定；全P采用硝酸—高氯酸消煮，鉬銻抗比色法測定[4]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel2003、SPSS 17.0軟件進行相關性分析。

2 結果分析

2.1 元素N的分布及變化

不同測試樣本(未開花、開花前期、開花盛期)麻竹體內(nèi)元素N含量的測定分析結果見圖1。從圖1可以看出，在麻竹地上器官中，元素N在未開花、開花前期和開花盛期的植株中分布規(guī)律均為枝＞稈＞葉。開花過程中與開花前期相比，元素N在未開花植株枝、稈、葉中的含量分別提高275%、127%、23%；而在開花盛期植株枝、稈、葉中的元素N含量比開花前期分別提高273%、44%、5.7%?？梢姡殡S開花過程，元素N在枝、稈、葉中的含量均呈現(xiàn)出先降低再升高的變化趨勢。

2.2 元素P的分布及變化

圖1 麻竹不同開花階段各器官中元素N含量

不同測試樣本麻竹體內(nèi)元素P含量的測定分析結果見圖2。從圖2可以看出，在麻竹地上器官中，元素P在未開花麻竹、開花前期、開花盛期的分布規(guī)律均為葉＞枝≥稈。開花過程中相比于開花前期，元素P在未開花竹葉中含量升高了17%，在枝、稈中含量分別降低了16%和14%；而在開花盛期的枝、稈、葉中元素P含量比開花前期分別提高64%、11%、0.32%?？梢?，伴隨開花過程，元素P在枝和稈中的含量呈現(xiàn)逐漸升高、在葉中的含量呈現(xiàn)逐漸減少的變化趨勢。

圖2 麻竹不同開花階段各器官中元素P含量

2.3 元素K的分布及變化

不同測試樣本麻竹體內(nèi)元素K含量的測定分析結果見圖3?？梢钥闯?，在麻竹地上器官中，元素K在未開花麻竹、開花前期的分布規(guī)律均為葉＞枝＞稈，在開花盛期的分布規(guī)律為枝＞葉＞稈。開花過程中與開花前期相比，元素K在未開花植株的枝、稈、葉中的含量分別提高12%、6.3%、35%；而在開花盛期的植株中，元素K在葉中的含量比開花前期低41%，在稈、枝中的含量分別高26%、24%?？梢姡殡S開花過程，元素K含量在枝和稈中呈現(xiàn)出先降低后升高、在葉中呈現(xiàn)出逐漸減少的變化趨勢。

圖3 麻竹不同開花階段各器官中元素K含量

2.4 元素Ca的分布及變化

不同測試樣本麻竹體內(nèi)元素Ca含量的測定分析結果見圖4。從圖4可以看出，在麻竹地上器官中，元素Ca含量在未開花麻竹、開花盛期的分布規(guī)律均為葉＞稈＞枝，在開花前期的分布規(guī)律為葉＞枝＞稈。開花過程中相比于開花前期，元素Ca在未開花植株竹稈中的含量提高90%，在枝、葉中的含量分別降低43%和28%；而在開花盛期植株枝、稈中的元素Ca含量比開花前期降低79%、3.4%，在葉中的含量提高40%?？傮w來說，伴隨開花過程，元素Ca含量呈現(xiàn)出在枝中先升高再降低、在稈中逐漸減少、在葉中逐漸升高的變化趨勢。

2.5 元素Mg的分布及變化

不同測試樣本麻竹體內(nèi)元素Mg含量的測定分析結果見圖5?？梢钥闯觯诼橹竦厣掀鞴僦?，元素Mg在未開花麻竹、開花前期、開花盛期的分布規(guī)律均為葉＞枝＞稈。開花過程中相比于開花前期，元素Mg在未開花植株竹葉中的含量升高31%，在枝、稈中含量分別降低52%、24%；而在開花盛期植株枝、稈、葉中的元素Mg含量比開花前期分別降低38%、35%、1.8%?？傮w來說，伴隨開花過程，元素Mg呈現(xiàn)在枝和稈中的含量呈現(xiàn)先升高再降低、在葉中呈現(xiàn)逐漸降低的變化趨勢。

圖4 麻竹不同開花階段各器官中元素Ca含量

圖5 麻竹不同開花階段各器官中元素Mg含量

3 小結與討論

1)在麻竹開花過程中，各營養(yǎng)元素在植株不同部位的含量分別表現(xiàn)為:N，枝＞稈＞葉；P，葉＞枝≥稈；K，未開花及開花前期為葉＞枝＞稈，開花盛期為枝＞葉＞稈；Ca，未開花及開花盛期為葉＞稈＞枝，開花前期為葉＞枝＞稈；Mg，葉＞枝＞稈。

2)伴隨麻竹的開花過程，營養(yǎng)元素在植株同一部位的變化規(guī)律表現(xiàn)為:N在枝、稈、葉中的含量均為先降低再升高；P在枝和稈中含量逐漸升高、在葉中含量逐漸減少；K在枝和稈中含量先降低后升高、在葉中含量逐漸減少；Ca在枝中含量先升高再降低、在稈中含量逐漸減少、在葉中含量逐漸升高；Mg在枝和稈中含量先升高再降低、在葉中含量逐漸降低。

3)分析麻竹在開花過程中的營養(yǎng)元素含量變化的原因可能為:開花盛期，N大量積累，光合作用最強，因此開花盛期的N含量大于開花前期；P是植物體內(nèi)許多重要有機化合物的成分，并且參與植物體內(nèi)的生理、生化過程，對植物的生長發(fā)育和新陳代謝都有重要作用[5]，竹葉是麻竹的主要代謝器官，生命活動活躍，因此在開花過程中消耗大量的P，導致P含量降低從而促進種實生長發(fā)育，并有利于保持品種的優(yōu)良遺傳特性；K能夠促進碳水化合物及N的代謝，使植物經(jīng)濟有效地利用水分和提高植物的抗性[6]，竹葉是主要的代謝器官，在開花過程中消耗大量的K，因此葉中的K含量逐漸減少；Ca是構成細胞壁的重要元素，對調(diào)節(jié)介質的生理平衡具有特殊的功能[7]，在麻竹開花盛期積累大量Ca，可以促進種實發(fā)育，此開花盛期竹葉中的Ca含量達到最大值；Mg是葉綠素的組成部分，也是許多酶的活化劑[7]，在開花過程中竹葉的Mg含量逐漸降低，導致葉片逐漸變小變黃。

4)元素N、P、K、Ca、Mg都是植物生長必需的營養(yǎng)元素，研究結果表明，5種元素在麻竹開花過程中不同部位間呈非均勻分布，在開花的不同階段各部位間元素含量有一定差異，也有一定的規(guī)律性。但是，單靠營養(yǎng)元素的變化還無法作為確定植物開花的一個重要指標。另外，本次研究選擇的地點單一，也未考慮到麻竹內(nèi)源激素、地下器官及其與土壤、環(huán)境之間的關系，有待于在后續(xù)研究中進一步加強。

[1] 江澤慧.世界竹藤[M].沈陽:遼寧科學技術出版社，2002:18－19.

[2] 高志民，王雁，李振堅，等.牡丹開花前后營養(yǎng)變化分析研究[J].林業(yè)科學研究，2007，20(3):390－393.

[3] 何奇江，汪奎宏，華錫奇，等.雷竹開花期內(nèi)源激素氨基酸和營養(yǎng)成分含量變化[J].林業(yè)科學，2005，41 (2):169－173.

[4] 覃其云，唐健，鄧小軍，等.1年生麻竹營養(yǎng)元素積累與分配規(guī)律研究[J].西南林業(yè)大學學報，2014，43 (2):30－31.

[5] 詹愛軍，李兆華.神農(nóng)箭竹開花前后植物體內(nèi)N、P、K元素的動態(tài)[J].武漢植物學研究，2007，25(2):213 －216.

[6] 柴振林，華錫奇.雷竹花期營養(yǎng)動態(tài)研究[J].浙江林業(yè)科技，2003，23(1):10－12.

[7] 潘瑞熾.植物生理學[M].北京:北京高等教育出版社，1998:32－33.

A Study of Changes in Nutrient Elements in Dendrocalamus latiflorus Munro Before and After Flowering

Xu Zhenguo1Huang Dayong1Guo Qirong2Ran Hong3Li Zhongguo4
(1 Guangxi Key Laboratory of Superior Timber Trees Resource Cultivation，Guangxi Forestry Research Institute，Nanning 530002，China；2 International Centre for Bamboo and Rattan，Beijing 100102，China；3 Chongqing Forestry Research Institute，400036，China；4 Experimental Center of Tropical Forestry，Chinese Academy of Forestry，Pingxiang 532600，China)

The contents of N，P，K，Ca and Mg in Dendrocalamus latiflorus Munro and their change before and after flowering were studied.The results showed that the contents of the 5 nutrient elements in different organs of the plant during the flowering process could be ordered as branch＞stem＞leaf for N，leaf＞branch＞stem for P，leaf＞branch＞stem for K before flowering and at early stage of flowering but branch＞leaf＞stem at the full flowering time，leaf＞stem＞branch for Ca before the flowering and at the full flowering time but leaf＞branch＞stem at the early stage of flowering，and leaf＞branch＞stem for Mg.The changes of nutrient elements in the same organ of this plant was revealed as:(1)The content of N in leaf，branch and stem decreases first and then increase；(2)The content of P in branch and stem gradually falls while its content in leaf gradually goes up；(3)The content of K falls first and then goes up in branch and stem but gradually goes down in leaf；(4)The content of Ca increases first and then decreases in branch，gradually goes down in stem but gradually goes up in leaf；and(5)the content of Mg increases first and then shrinks in branch and stem but gradually falls in leaf.The research results could provide references to the study of the flowering mechanism of bamboo.

Dendrocalamus latiflorus Munro，flowering，nutrient element，content change

10.13640/j.cnki.wbr.2017.01.001

廣西優(yōu)良用材林資源培育重點實驗室開放課題(編號:14B0102)；廣西自然科學基金青年項目(編號:2015GXNSFBA139059)；“十二五”國家科技支撐計劃課題(編號:2012BAD23B05)；廣西優(yōu)良用材林資源培育重點實驗室自主課題(編號:15－A－01－02)。

徐振國(1985－)，男，碩士，工程師，主要研究方向為竹子分類與資源學。E－mail:xuopingqing＠126.com。