不同濃度氯化鈣短期處理對(duì)菠蘿蜜幼苗礦質(zhì)元素含量的影響*

楊曉雪，任家興，李映志，葉春海

（廣東海洋大學(xué)濱海農(nóng)業(yè)學(xué)院，湛江 524088）

菠蘿蜜（Artocarpus heterophyllusLam.）為?？撇_蜜屬的常綠喬木，是一種常見(jiàn)的熱帶果樹(shù)，果實(shí)氣味濃郁，果肉金黃厚實(shí)，脆爽香甜且含有大量營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，深受人們喜愛(ài)，有較高的食用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在我國(guó)廣東、海南、廣西、云南等地均有種植[1]，而且面積不斷擴(kuò)大。

為改良南方酸性紅壤土，生產(chǎn)種植者常常施用生石灰（CaO）作為基肥種植果樹(shù)。鈣是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的元素，其參與調(diào)節(jié)多種生命代謝過(guò)程，能增強(qiáng)植物對(duì)逆境的耐受性。鈣離子作為第二信使能夠介導(dǎo)植物生長(zhǎng)、發(fā)育、抗逆等各個(gè)方面[2]。研究表明，隨著營(yíng)養(yǎng)液鈣含量的增加，大蔥的可溶性蛋白、游離氨基酸、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮的含量呈先增加后降低的趨勢(shì)[3]。在植物體中鈣與其他元素之間存在拮抗或協(xié)同作用。馮新維等[4]研究發(fā)現(xiàn)，烤煙根際Ca2+濃度為11.22～12.25 mmol/L 時(shí)，可促進(jìn)烤煙生長(zhǎng)，鈣鎂含量較為協(xié)調(diào)，提高了鈣肥的利用率。生產(chǎn)上發(fā)現(xiàn)，鈣元素與硼元素是拮抗關(guān)系，對(duì)植物施加過(guò)量的鈣肥可導(dǎo)致植物缺硼癥狀的發(fā)生以及加重現(xiàn)象[4]。牛曉琳等[5]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)棗樹(shù)葉面噴施鈣肥后，葉片中的氮元素含量會(huì)增加，在一定范圍內(nèi)鈣會(huì)促進(jìn)植株對(duì)鐵的吸收，而抑制對(duì)鋅的吸收。

目前，鈣對(duì)果樹(shù)生長(zhǎng)發(fā)育及其代謝的影響研究涉及的果樹(shù)種類(lèi)很多，如棗[5]、火龍果[6]等，但以菠蘿蜜為對(duì)象的研究還未見(jiàn)報(bào)道。因此，本研究對(duì)菠蘿蜜進(jìn)行不同濃度的氯化鈣短期處理，分析其對(duì)菠蘿蜜幼苗礦質(zhì)元素含量的影響，探索鈣對(duì)菠蘿蜜樹(shù)體不同部位營(yíng)養(yǎng)元素分布的影響，為后續(xù)相關(guān)研究提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選用均勻飽滿、光亮形正的菠蘿蜜種子，播于育苗盆中，育苗基質(zhì)為通用型植物生長(zhǎng)無(wú)土基質(zhì)，待發(fā)芽出苗后，每隔2 周施1 次MS 基本營(yíng)養(yǎng)液，保持營(yíng)養(yǎng)充足使其正常生長(zhǎng)。當(dāng)幼苗生長(zhǎng)出5 片真葉后，選用長(zhǎng)勢(shì)一致、健壯無(wú)病的菠蘿蜜幼苗進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)處理

試驗(yàn)設(shè)置4 個(gè)處理：低濃度氯化鈣處理（T1，1.5 mmol/L CaCl2·2H2O）、中濃度氯化鈣處理（T2，3.0 mmol/L CaCl2·2H2O）、高濃度氯化鈣處理（T3，6.0 mmol/L CaCl2·2H2O）、對(duì)照（CK，清水），每個(gè)處理各7 株樹(shù)，3 次重復(fù)。連續(xù)處理6 d 后采集樣品，分為根部、莖部、葉片3 個(gè)部位，清洗、擦干后分別裝入牛皮信封中，在105 ℃烘箱中殺青30 min后，轉(zhuǎn)80 ℃烘干至恒重。

1.2.2 礦質(zhì)元素含量的測(cè)定

N、P、B 元素含量的測(cè)定分別采用凱式定氮法、鉬銻抗比色法、甲亞胺-H 比色法，K、Ca、Mg、Fe、Zn 元素含量的測(cè)定采用火焰原子吸收法。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel 2019 和SPSS 25.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度氯化鈣處理對(duì)菠蘿蜜幼苗N 元素含量的影響

由圖1 可知，N 元素含量在菠蘿蜜幼苗的不同部位中分布不同，葉片中最高，根部次之，莖部最少。在施用氯化鈣6 d 后，N 元素首先表現(xiàn)出在根部積累較多的反應(yīng)，與對(duì)照相比呈顯著差異；其次在莖部表現(xiàn)出積累較多的反應(yīng)，與對(duì)照相比亦呈顯著差異；但葉片N 元素含量與對(duì)照相比差異不顯著，說(shuō)明N 元素在葉片中的本源儲(chǔ)藏分布較豐富。低濃度氯化鈣處理（T1）顯示出了菠蘿蜜幼苗對(duì)N 元素吸收的不同效果，隨著氯化鈣濃度的增加，N 元素含量都有一定程度的變化，除葉片部位外，根部和莖部與對(duì)照相比差異顯著。從低濃度氯化鈣處理的結(jié)果可以看出N 元素在根部、莖部、葉片中的含量變化，即N 元素被根部、莖部、葉片逐步吸收利用的先后順序反應(yīng)。

圖1 不同濃度氯化鈣處理下菠蘿蜜不同部位N 元素含量

2.2 不同濃度氯化鈣處理對(duì)菠蘿蜜幼苗P 元素含量的影響

由圖2 可知，P 元素含量在菠蘿蜜幼苗不同部位的分布情況也是在葉片中最多，根部次之，莖部最少。低濃度氯化鈣處理（T1）6 d 后，P 元素在根部的積累量高于莖部和葉片，與對(duì)照相比差異顯著；莖部與對(duì)照相比亦表現(xiàn)出顯著差異；葉片P 元素含量與對(duì)照相比差異不顯著。T1 處理的P 元素含量在根部、莖部和葉片中表現(xiàn)為由多到少，是P 元素吸收移動(dòng)進(jìn)程的順序反應(yīng)，隨著氯化鈣濃度的增加，P 元素含量并無(wú)顯著性差異。

圖2 不同濃度氯化鈣處理下菠蘿蜜不同部位P 元素含量

2.3 不同濃度氯化鈣處理對(duì)菠蘿蜜幼苗K 元素含量的影響

由圖3 可知，K 元素含量在葉片中最高，莖部次之，根部最少。在氯化鈣處理6 d 后，K 元素在高濃度氯化鈣處理（T3）的根部與對(duì)照有顯著差異，其他處理和部位均未見(jiàn)K 元素積累出現(xiàn)顯著差異，表明K 元素的吸收需要較高濃度的氯化鈣。K 元素含量在葉片中分布最多，說(shuō)明K 元素在葉片中的本源儲(chǔ)藏分布較豐富，即使高濃度氯化鈣處理增加了K 元素含量，但與對(duì)照無(wú)顯著性差異。

圖3 不同濃度氯化鈣處理下菠蘿蜜不同部位K 元素含量

2.4 不同濃度氯化鈣處理對(duì)菠蘿蜜幼苗Ca 元素含量的影響

由圖4 可知，Ca 元素含量在根部、莖部和葉片中由少到多。在施用氯化鈣6 d 后，低濃度處理（T1）Ca 元素首先在莖部表現(xiàn)出積累較多的反應(yīng)，與對(duì)照相比呈顯著差異；其次在葉片，與對(duì)照相比無(wú)顯著差異；根部最少，但與對(duì)照相比呈顯著差異。中濃度處理（T2）對(duì)根部和葉片中Ca 元素的積累效果均呈顯著差異。高濃度處理（T3）對(duì)根部、莖部和葉片均呈顯著差異，尤其是葉片Ca 元素含量（1.75 g/kg）遠(yuǎn)高于其他處理和部位。

圖4 不同濃度氯化鈣處理下菠蘿蜜不同部位Ca 元素含量

2.5 不同濃度氯化鈣處理對(duì)菠蘿蜜幼苗Mg 元素含量的影響

由圖5 可知，Mg 元素含量在葉片中最高，根部次之，莖部最少。低濃度氯化鈣處理（T1）6 d 后，Mg 元素首先在根部表現(xiàn)出積累較多的反應(yīng)，與對(duì)照相比呈顯著差異；其次在莖部，與對(duì)照相比呈顯著差異；在葉片中Mg 元素含量與對(duì)照相比差異不顯著，說(shuō)明Mg 元素在葉片中的本源含量較高。隨著氯化鈣濃度的增加，葉片Mg 元素含量顯著增加，尤其高濃度處理（T3）與對(duì)照相比呈顯著差異，其中葉片的Mg 元素含量最高，根部、莖部的含量與低濃度處理（T1）無(wú)顯著差異。

圖5 不同濃度氯化鈣處理下菠蘿蜜不同部位Mg 元素含量

2.6 不同濃度氯化鈣處理對(duì)菠蘿蜜幼苗Zn 元素含量的影響

由圖6 可知，Zn 元素含量在菠蘿蜜幼苗的不同部位分布差異較小，在施用低濃度氯化鈣（T1）6 d后，在根部、莖部、葉片的積累均減少，與對(duì)照相比差異顯著。隨著氯化鈣濃度的增加，Zn 元素含量呈先增加后減少的趨勢(shì)，差異顯著，含量均低于對(duì)照，表明Zn 元素的積累受到氯化鈣的抑制。

圖6 不同氯化鈣濃度處理下菠蘿蜜不同部位Zn 元素含量

2.7 不同濃度氯化鈣處理對(duì)菠蘿蜜幼苗B 元素含量的影響

由圖7 可知，B 元素含量在葉片中最高，根部次之，莖部最少，但根部和莖部的B 元素含量差異較小。經(jīng)氯化鈣處理6 d 后，先在根部表現(xiàn)出積累較多的反應(yīng)，與對(duì)照相比差異顯著；其次在莖部亦表現(xiàn)出積累較多的反應(yīng)，與對(duì)照相比差異顯著；在葉片中B 元素含量與對(duì)照相比差異不顯著。說(shuō)明只有低濃度氯化鈣處理（T1），根部和莖部B 元素才表現(xiàn)出顯著差異，而葉片B 元素對(duì)氯化鈣處理不敏感。中、高濃度氯化鈣處理（T2 和T3）對(duì)根部、莖部和葉片無(wú)明顯影響。

圖7 不同濃度氯化鈣處理下菠蘿蜜不同部位B 元素含量

2.8 不同濃度氯化鈣處理對(duì)菠蘿蜜幼苗Fe 元素含量的影響

由圖8 可知，F(xiàn)e 元素含量在葉片中最高，根部次之，莖部最少。經(jīng)低濃度處理（T1）6 d 后，F(xiàn)e元素在根部表現(xiàn)出積累較多的反應(yīng)，與對(duì)照相比呈顯著差異；在莖部亦表現(xiàn)出積累較多的反應(yīng)，與對(duì)照相比呈顯著差異；葉片F(xiàn)e 元素含量與對(duì)照相比差異不顯著。中濃度處理（T2）的根部、莖部和葉片中Fe 元素含量與對(duì)照相比并無(wú)顯著差異。高濃度處理（T3）的葉片中Fe 元素含量出現(xiàn)顯著下降，說(shuō)明高濃度氯化鈣對(duì)菠蘿蜜幼苗葉片或有拮抗作用，而根部和莖部未見(jiàn)顯著差異。

圖8 不同濃度氯化鈣處理下菠蘿蜜不同部位Fe 元素含量

綜上所述，大量元素N、K、Mg 和微量元素B在葉片中的本源儲(chǔ)藏分布較豐富，3 個(gè)不同濃度氯化鈣處理出現(xiàn)了極為復(fù)雜的營(yíng)養(yǎng)元素積累反應(yīng)。

3 討論與結(jié)論

不同植物對(duì)鈣的敏感性不同，不同鈣濃度亦會(huì)對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生不同的影響，適宜的鈣濃度有利于作物生長(zhǎng)發(fā)育，提高產(chǎn)量和品質(zhì)。本試驗(yàn)中低濃度氯化鈣處理極大提高了大量元素N、P 在根部和莖部的含量，而中、高濃度氯化鈣處理未見(jiàn)顯著差異，說(shuō)明菠蘿蜜幼苗期要有適量的氯化鈣但濃度不宜超過(guò)3.0 mmol/L。K 元素含量在莖部未受到氯化鈣處理濃度的顯著影響，只有高濃度氯化鈣處理對(duì)根部具有顯著效果，這可能與一定濃度的鈣能有效地激活離子通道上的酶，增強(qiáng)了對(duì)離子的滲透性有關(guān)[7]，更高濃度氯化鈣的施用效果仍需進(jìn)一步試驗(yàn)研究。前人研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)草莓施加外源鈣能有效增加葉片N 元素含量[8]，對(duì)大豆[9]、大蒜[10]和番茄[11]進(jìn)行施鈣處理后促進(jìn)了K 元素的吸收。這些結(jié)果與本試驗(yàn)結(jié)果相似，但也存在一些差異，不同的植物種類(lèi)和生長(zhǎng)發(fā)育階段可能是導(dǎo)致這種差異的主要原因。

氯化鈣處理對(duì)Ca、Mg 元素的吸收累積反應(yīng)差異較大。氯化鈣處理對(duì)Ca 元素本身的影響較大，從低濃度到高濃度均表現(xiàn)出十分復(fù)雜的顯著差異。中濃度氯化鈣處理對(duì)Mg 元素并沒(méi)有低濃度和高濃度的效果好，但含量均有顯著增加，表明氯化鈣對(duì)Mg 元素的吸收具有一定的促進(jìn)作用。陳麗璇等[8]對(duì)草莓噴施不同濃度的外源鈣顯著增加了草莓葉片和果實(shí)的含鈣量。牛曉琳等[12]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)金絲小棗葉片噴施0.2%硝酸鈣和0.2%檸檬酸鈣均顯著提高了葉片Ca 元素含量，其中硝酸鈣顯著提高了葉片Mg 元素含量。李華東等[13]研究也表明，施用鈣肥可促進(jìn)芒果葉片Mg 元素的積累。這些結(jié)論與本試驗(yàn)結(jié)果相似。

不同濃度氯化鈣處理對(duì)菠蘿蜜幼苗微量元素的反應(yīng)也不盡相同，總體表現(xiàn)出低濃度氯化鈣處理對(duì)微量元素有促進(jìn)作用，隨著處理濃度的增加產(chǎn)生了明顯的拮抗作用。牛曉琳等[5,12]對(duì)金絲小棗施加硝酸鈣提高了葉片B 元素含量，Zn 元素含量卻顯著減少，與本試驗(yàn)結(jié)果基本一致。礦質(zhì)元素之間的關(guān)系很復(fù)雜，存在著協(xié)同或拮抗關(guān)聯(lián)[14]，Ca 與其他元素間同樣存在拮抗或協(xié)同的作用[15]，因此導(dǎo)致在不同濃度鈣處理下元素的反應(yīng)不同。