桑樹新梢微量元素的空間分布研究

王 謝 張建華

(四川省農業(yè)科學院土壤肥料研究所，四川成都 610066)

桑樹新梢微量元素的空間分布研究

王 謝 張建華

(四川省農業(yè)科學院土壤肥料研究所，四川成都 610066)

為探明新生桑枝中的鐵(Fe)、錳(Mn)、銅(Cu)、鋅(Zn)、硫(S)、硼(B)、鉬(Mo)和氯(Cl)等8種微量元素的分布格局。以農桑14號為研究材料，在霧化栽培的條件下研究枝條中8種微量元素對枝條粗細和空間位置的響應情況。結果表明：枝條的Cu、Zn、Mn、S、Mo和Cl含量對空間位置無顯著的響應，而枝條的Fe含量表現(xiàn)為中部>基部>上部的趨勢，B含量則表現(xiàn)為基部>中部>頂部的趨勢。桑枝粗細對新梢的Cu、Fe和S含量無顯著影響，枝條的Zn、Mn含量表現(xiàn)為中枝>粗枝>細枝，Mo含量表現(xiàn)為枝條越粗含量越高，B含量表現(xiàn)為細枝>粗枝>中枝，Cl含量則表現(xiàn)為中枝>細枝>粗枝。這些微量元素在枝條上的空間分布的差異暗示了桑枝剪伐后追肥的重點。

桑樹；枝條；微量元素；相關性分析；分布

桑樹是一種具有較高經濟價值、社會價值和生態(tài)價值的多年生木本植物，是養(yǎng)蠶的唯一飼料樹種[1]。作為樹冠的重要組成部分，枝條的生理活性直接決定著樹冠的形態(tài)和功能，影響著樹木的光合作用和養(yǎng)分的運轉[2]。桑園枝條管理的主要方式是剪伐，且形式多樣，如以無干密植的冬伐為例，就存在從枝條基部剪伐和剪去稍端部分2種剪伐形式[3]。剪伐的這種差異主要是依據(jù)枝條自身的空間格局。同時，鑒于枝條剪伐會帶走一定量的微量元素，因此研究了解桑枝養(yǎng)分的空間分布格局及其對桑枝粗細的響應情況，可為高產優(yōu)質桑樹栽培進行合理施肥提供科學參考。此外，桑枝是桑樹無性繁殖的重要材料，了解不同部位桑枝的養(yǎng)分分布，還能為桑樹無性繁育的枝條選擇提供一定的參考。為了查明桑樹新梢微量元素的空間分布情況，我們應用霧化栽培技術對枝條中8種微量元素對枝條粗細和空間位置的響應情況進行了研究，現(xiàn)將試驗結果報告如下。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 試驗地點 試驗地位于四川省農業(yè)科學院土壤肥料研究所網室大棚(30.61 °N，104.11 °E，海拔491 m)。

1.1.2 供試桑苗 農桑14號桑樹品種的2年生實生苗,供試桑苗基徑不等，介于0.25～0.68 cm之間，共126株，由云南省鶴慶縣茶桑果藥站提供。

1.1.3 試驗設施 全自動桑苗霧化栽培系統(tǒng)，共14套，每套系統(tǒng)包含9個單株培養(yǎng)箱，由四川省農業(yè)科學院土壤肥料研究所提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 供試桑樹的處理 將2年生農桑14號實生苗的枝條生長長度>30 cm的部分截斷，余下的作為主干于2016年4月15日開始，將供試桑苗根際殘留的土壤洗盡后置于霧化栽培箱內進行霧化栽培，霧化栽培系統(tǒng)的使用和桑樹霧化栽培的營養(yǎng)液按照《桑樹智能霧化栽培系統(tǒng)概述》[4]中的參數(shù)和規(guī)則執(zhí)行，共栽培126株。在桑苗的霧化栽培過程中，只保留主干上的1條新生桑枝。若這條新生桑枝上出現(xiàn)花芽，需立即去除，以確保桑苗吸收的營養(yǎng)幾乎都用于生產新生桑枝上的枝和葉。由于利用霧化栽培技術可控制養(yǎng)分供給基本一致，因而可以認為新生桑枝的粗細差異是由植株個體的內在差異所造成的，而非環(huán)境差異的影響，桑樹新生枝條上的養(yǎng)分分配策略即反映出了其內在的分配策略。此外，在試驗過程中，網室大棚內嚴禁施用各種農藥和葉面肥。

1.2.2 樣品的選擇與劃分 從桑苗霧化栽培開始(2016年4月15日)到桑枝采收(2016年5月30日)歷時45 d。采集樣品時，僅保留符合條件的目標植株(沒有出現(xiàn)任何病蟲害脅迫、葉片凋落、畸形葉、枝條內二級分支等情況)。根據(jù)栽培45 d后新生枝條離基部3 cm處的直徑(D)，將桑枝劃分為粗枝(D>7.00 mm)、中枝(4.00 mm

1.2.3 測試項目與方法 將采集的所有供試桑苗的新鮮枝條先按照桑枝粗細等級，再按照桑枝的部位混合后分裝，3個重復，共計采集樣品27袋。樣品帶回實驗室后，檢測其鐵(Fe)、錳(Mn)、銅(Cu)、鋅(Zn)、硫(S)、硼(B)、鉬(Mo)和氯(Cl)的含量。桑枝中Fe、Mn、Cu、Zn、B含量的測定參考《DB53/T 288—2009 食品中鉛、砷、鐵、鈣、鋅、鋁、鈉、鎂、硼、錳、銅、鋇、鈦、鍶、錫、鎘、鉻、釩含量的測定 電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜(ICP-AES)法》[5]進行。桑枝中S的含量參考《GB/T 5009.92—2003食品中鈣的測定》[6]進行前處理后，再采用比濁法[7]進行測定。桑枝中Mo的含量參考《DB 5009.268—2016 食品中多元素的測定》[8]中《第一法 電感耦合等離子體質譜法(ICP-MS)》進行測定。桑枝中Cl含量的測定參考《YC/T 53—2001 煙草及煙草制品 氯含量的測定 電位滴定法》[9]進行。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理與分析 通過對樣品測試數(shù)據(jù)的方差分析和LSD多重比較來表征枝條中Fe、Mn、Cu、Zn、S、B、Mo和Cl的含量對桑枝粗細和空間位置的響應情況，數(shù)據(jù)分析基于軟件R project 3.1.1。

2 結果與分析

2.1 桑枝新梢微量元素對空間位置的響應情況

從表1可以看出，桑枝新梢的Cu、Zn、Mn、S、Mo和Cl含量對空間位置的響應不顯著(P>0.05)，僅Fe和B具有顯著的空間差異(P<0.05)。從表2可以看出，枝條的Fe含量表現(xiàn)為中部>基部>頂部的趨勢，而B含量則表現(xiàn)為基部>中部>頂部的趨勢。枝條中部的Fe含量為353.11±65.24 mg/kg，分別是基部和頂部的1.26倍和1.37倍；枝條基部的B含量為51.72±15.62 mg/kg，分別是中部和頂部的1.09倍和1.51倍。

表1 枝條微量元素含量對空間位置和桑枝粗細的響應情況的方差分析

微量元素空間位置桑枝粗細F(2,18)值P值F(2,18)值P值Cu2.950.072.230.13Zn1.080.365.92<0.05Fe4.68<0.051.030.37Mn2.250.1311.01<0.01S2.510.103.330.05B7.51<0.0512.41<0.01Mo2.260.135.19<0.05Cl2.570.1011.24<0.01

表2 枝條微量元素含量對空間位置和桑枝粗細的響應情況的多重比較結果

微量元素空間位置桑枝粗細基部中部頂部粗枝中枝細枝Cu/(mg/kg)3.90±1.14a3.70±0.54a3.07±0.58a3.72±0.64A3.12±0.62A3.82±1.11AZn/(mg/kg)11.62±4.45a11.90±1.57a13.29±2.45a12.99±2.53A13.91±2.46A9.91±2.77BFe/(mg/kg)279.44±79.86ab353.11±65.24a256.89±63.36b272.44±70.39A297.33±88.04A319.67±79.9AMn/(mg/kg)105.48±57.93a108.51±31.65a132.87±24.50a130.11±25.51A139.11±24.62A77.63±41.56BS/%0.05±0.01a0.04±0.01a0.05±0.01a0.05±0.01A0.04±0.01A0.04±0.01AB/(mg/kg)51.72±15.62a47.61±11.95ab34.24±14.11b47.17±15.39A31.68±7.51B54.73±13.04AMo/(mg/kg)0.72±0.23a0.54±0.40a0.81±0.30a0.93±0.27A0.60±0.29AB0.55±0.30BCl/%0.18±100.00a0.20±0.02a0.19±0.02a0.17±0.01B0.20±0.02A0.19±0.01A

相同的小寫字母表示在空間位置上差異不顯著，不同的小寫字母則表示差異顯著(P<0.05)；相同的大寫字母表示在不同枝條粗細上差異不顯著，不同的大寫字母則表示差異顯著(P<0.05)。

2.2 桑枝新梢微量元素對枝條粗細的響應情況

從表1和表2可以看出，桑枝粗細對新梢的Cu、Fe和S含量無顯著影響(P>0.05)，而對Zn、Mn、B、Mo和Cl含量有顯著的影響(P<0.05)。其中，枝條的Zn、Mn含量表現(xiàn)為中枝>粗枝>細枝，粗枝的Zn含量為12.99±2.53 mg/kg，分別是中枝和細枝含量的0.93倍和1.31倍；粗枝的Mn含量為130.11±25.51 mg/kg，分別是中枝和細枝含量的0.94倍和1.68倍。Mo含量表現(xiàn)為枝條越粗含量越高，粗枝的Mo含量為0.93±0.27 mg/kg，分別是中枝和細枝含量的1.55倍和1.69倍。而B含量表現(xiàn)為細枝與粗枝高于中枝，粗枝的B含量為47.17±15.39 mg/kg，是中枝含量的1.49倍，卻比細枝含量低13.81%；Cl含量則表現(xiàn)為中枝>細枝>粗枝，粗枝的Cl含量為0.17%，分別比中枝和細枝的含量低0.03和0.02個百分點。

2.3 桑枝微量元素之間的協(xié)同和拮抗

從表3可以看出，桑枝中B和Cu、Mn和Zn、S和Mo、Cl和Fe之間存在顯著的正相關，其相關系數(shù)分別為0.40、0.91、0.50和0.47，暗示它們可能存在協(xié)同關系。桑枝中B和Zn、B和Mn、Fe和Mo、Fe和S、Cl和S、Cl和Mo之間存在顯著的負相關，其相關系數(shù)分別為-0.64、-0.57、-0.64、-0.50、-0.54和-0.64，暗示它們可能存在拮抗關系。

表3 枝條各微量元素含量之間的相關性

微量元素CuZnFeMnSBMoClCuZn-0.06Fe0.30-0.18Mn-0.210.91**-0.13S-0.090.19-0.50**0.20B0.40*-0.64**0.33-0.57**-0.13Mo-0.050.10-0.64**0.170.50**-0.17Cl-0.12-0.200.47*-0.23-0.54**-0.17-0.64**

*表示相關檢驗為顯著(P<0.05)；**表示相關檢驗為極顯著(P<0.01)。

3 討論

當枝條全部剪伐掉時，應根據(jù)剪伐掉的桑樹枝條帶走的微量元素量的多少給予補給。在大田生產條件下，疏枝后成熟桑枝的基徑多超過1 cm，不僅比本研究中有限養(yǎng)分供應下45 d培育的桑樹新稍粗，還積累了更多的養(yǎng)分資源。本研究發(fā)現(xiàn)較粗的桑枝Zn、Mn、Mo和B含量較高，因此，在枝條剪伐時，必然有較多的Zn、Mn、Mo和B元素流失。故而，我們認為在大田生產中剪枝后因地制宜地追施一定量的Zn肥、Mn肥、Mo肥和B肥有助于土壤資源的可持續(xù)利用和提升桑葉品質。同時還應考慮枝條中Mn和Zn的協(xié)同關系，以及B和Zn、B和Mn的拮抗關系，適當增加B肥的供應。

此外，杜偉等[10]在用育71-1和湖桑32號做扦插試驗時發(fā)現(xiàn)，不同部位插穗的生根率和生根數(shù)量均為中部枝條>下部枝條>上部枝條，結合本文中部桑枝Fe含量最高的結果，推測桑枝的Fe含量可能影響枝條扦插時的生根率和生根數(shù)量，但由于桑樹品種的差異，不同桑樹品種枝條發(fā)根再生能力的差異較大[11]，該推測有待今后進一步研究證實。

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2017-04-29;接受日期：2017-06-16

現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)技術體系建設專項(編號 CARS-22)；四川省財政創(chuàng)新能力提升專項青年基金項目(編號 2016QNJJ-015)。

信息：王謝(1987—)，男，四川雅安，博士，助理研究員。 Tel：028-84784147，E-mail:wangxiechangde@hotmail.com

信息：張建華(1965—)，男，四川眉山，研究員。 Tel：028-84784147，E-mail:zjhu-11@163.com

S888.5

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1007-0982(2017)03-0001-04