棗樹各器官中主要礦質營養元素相關性研究

盧桂賓,李春燕

(山西省林業科學研究院,山西 太原 030012)

棗(Zizyphus jujuba M ill.)原產于中國,人工栽培歷史悠久,種質資源豐富。棗樹耐性強,易管理,棗果營養價值高,已成為我國的一種重要經濟作物。

礦質營養是果樹生長發育、產量和品質形成的物質基礎,對果樹生理代謝和果樹生長結果起著極其重要的作用。棗樹器官中各礦質營養元素不是孤立存在的,一種元素含量的變化必然會引起其他元素含量的次級變化。植物體內礦質營養之間的相關關系,比單個元素的絕對含量更穩定。有關果樹各器官中礦質營養元素相關性的研究報道很少,關于棗樹的更是少見。因此,研究棗樹各器官中礦質營養元素之間的相關關系,對于揭示元素的生物功能和果樹的生理、生態特征具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與設計

試驗材料為生長發育良好、樹勢相對一致、無病蟲害的 8年生嫁接駿棗(Z.ju juba M ill,Junzao)、木棗 (Z.jujuba M ill,M uzao)、團棗 (Z.jujuba Mill,Tuanzao)3個品種,砧木都是壺瓶棗 (Z.ju juba M ill,Hupingzao)。 試驗于 2006年 4月至 2006年12月在山西省林業廳實驗苗圃和山西省林科院重點實驗室進行。試材按順序排列,3株為 1小區,每小區設 3次重復。2006年 7月 23日至 2006年 9月21日,每隔半月采 1次根、枝、葉、果,測定其鉀、鈣、鐵、錳、銅元素的含量。

1.2 樣品的采集

1 )側根的采集。距主干 50 cm處挖深 80 cm～100 cm的溝,從東、西、南、北 4個方位采集側根。

2 )枝條的采集。選取 2年生～ 3年生二次枝,取樹冠東、西、南、北 4個方位枝條,每次各采集1枝。

3)葉片的采集。選取 2年生～ 3年生永久性二次枝的第 3節～第 4節棗股抽生的棗吊上的第 3片～第 5片葉,每次每株采集 50片葉。

4 )果實的采集。選取 2年生棗股抽生的棗吊上發育正常的果實,每次每株隨機采集 20個～25個果實。

1.3 測定方法

試樣采集后 ,立即置于冰壺中 (4°C～ 5°C),迅速帶回實驗室進行處理。樣品用自來水沖洗后,用0.2%的鹽酸浸洗 30 s,再用去離子水清洗(果實需用不銹鋼刀切碎,果皮、果肉需分開測定,用刀把果皮削下,盡量少帶果肉)。將洗凈后的樣品置于烘箱中,在 105°C下殺酶 15min,然后在 75°C下烘干,用不銹鋼粉碎機粉碎樣品,置于干燥器內備用。測定前需再次烘干。

礦質元素用原子吸收分光光度計法[1]測定。

2 結果與分析

2.1 棗根中主要礦質營養元素間的相關性

根據測定結果對棗樹根中主要礦質營養元素間的相關性進行了分析,結果見表1。

表1 棗根中主要礦質元素間的相關性分析

從表1可以看出,棗根中鉀元素和大量元素鈣呈正相關,而和微量元素鐵、錳、銅均呈負相關。鈣與鐵呈正相關,且駿棗達顯著水平。3個品種的鈣與微量元素錳、銅的相關性有正有負,且相關系數都較小。微量元素鐵、錳、銅相互間均呈正相關,其中:駿棗根中錳與銅達極顯著水平,團棗達顯著水平。

2.2 棗枝中主要礦質營養元素間的相關性

根據測定結果對棗枝中主要礦質營養元素間的相關性進行了分析,結果見表2。

表2 棗枝中主要礦質元素間的相關性分析

從表2可知,棗枝中各元素間相關規律不明顯,鉀和錳,鈣和銅,鐵與錳、銅,錳與銅都呈正相關,鉀與銅呈負相關,對于其他元素間的相關性,3個供試品種的正負表現不一致。通過顯著性分析得出:駿棗枝中的鉀和鈣呈極顯著負相關,鐵與錳呈顯著正相關,錳與銅呈極顯著正相關。木棗枝中的鈣與錳呈顯著正相關,團棗枝中的鐵與銅呈極顯著正相關。

2.3 棗葉中主要礦質營養元素間的相關性

根據測定結果對棗葉中主要礦質營養元素間的相關性進行了分析,結果見表3。

表3 棗葉中主要礦質元素間的相關性分析

宋艷波[2]對駿棗和梨棗葉片中礦質營養元素的相關性進行了研究,得出:棗樹葉片中70%的主要礦質營養元素的相關系數達顯著或極顯著水平。而從表3發現,棗葉中元素間的相關系數都偏小,即相關性較小,說明棗樹葉片中礦質元素的相關性在品種間有所差異。鉀和錳,鈣和鐵、錳,鐵和銅均呈正相關,鉀和銅呈負相關,對于其他元素間的相關性,3個棗品種正負不一致。顯著性分析表明:駿棗葉中的鈣與鐵呈顯著正相關,木棗葉中鈣與銅呈顯著負相關。

2.4 棗果中主要礦質營養元素間的相關性

根據測定結果對棗果中主要礦質營養元素間的相關性進行了分析,結果見表4。

表4 棗果中主要礦質元素間的相關性分析

表4分析表明:棗果實中各元素間呈正相關的居多,且呈負相關的元素相關系數很小。3個供試品種的棗果實中 5種元素間存在明顯的相關性,鉀與銅,鈣與錳、銅,錳與銅的相關性,品種間表現一致,均呈正相關。鈣與鐵、鉀,鉀與錳,鐵與錳、銅的相關性,品種間表現有所差異,駿棗與團棗為正相關,而木棗為負相關;駿棗與木棗果實中的鉀與鐵呈負相關,而團棗呈正相關。

顯著性分析顯示:棗果實中鈣與錳元素正相關性顯著,其中:駿棗、木棗為顯著水平,團棗達極顯著水平,這點與劉長樂[3]對新鄭大棗果實中礦質元素的富集能力的研究結果一致。鈣與銅元素為正相關,駿棗、團棗都達顯著水平,而木棗相關性不顯著,但相關系數也較大。錳與銅也為正相關,駿棗、團棗都達極顯著水平,木棗相關性不顯著,但相關系數也較大。其余元素間相關性都不顯著。上述說明棗果實中鈣、錳、銅 3種元素間的代謝密切相關。

3 結論與討論

1 )與其他器官相比,3個品種的棗果實中元素間相關性的正負和顯著性表現較為一致,其中:鈣與錳呈顯著正相關。

2 )根、枝、葉、果中錳和銅相關系數都較大,且為正相關,駿棗的都達極顯著水平。錳是光合放氧復合體的主要成員,是形成葉綠體和維持葉綠體正常結構的必需元素,也是許多酶(如某些轉移磷酸酶和三羧酸循環中的檸檬酸脫氫酶、草酰琥珀酸脫氫酶、α-銅戊二酸脫氫酶、蘋果酸脫氫酶、檸檬酸合成酶等)的活化劑。銅為多酚氧化酶、抗壞血酸氫化酶、漆酶的成分,在呼吸的氧化還原過程中起重要作用,他也是質藍素的成分,參與光合電子的傳遞,故對光合作用也有重要影響[4]。上述說明錳和銅在植物呼吸、光合作用中都具有重要作用,他們互相促進,互為增效關系。

3 )果樹方面,有關礦質營養元素相關性的研究較少,棗樹上的更是少見,而且研究對象多是葉片,對其他器官的研究很少。植物體內養分之間相互作用的產生是因為一種養分在其功能部位上與另一種養分競爭以便與活性部位相結合,一種養分能代替另一種養分或一種養分是另一種養分同化或代謝過程所必需的,這種養分之間的相互作用較根部離子吸收時各種養分的拮抗或增效作用要復雜得多。多數學者認為,發生在植物體內的養分之間的相互作用可能是由于一種養分影響到了另一種養分的吸收、運轉或功能,但是這種養分之間的相互作用對植物生長發育的意義還有待進一步研究[5]。

[1] 仝月澳,周厚基.果樹營養診斷法 [M].北京:農業出版社,1982:58-90.

[2] 宋艷波,楊佩芳 ,李六林,等.棗樹年周期中葉片礦質元素含量動態變化及其相關性研究[J].山西農業大學學報,2006(4):340-341,390.

[3] 劉長樂,湯喜梅,崔軍磊.新鄭大棗礦質元素研究 [J].安徽農業科學,2008,36(24):10 419,10 438.

[4] 王 忠主編.植物生理學 [M].北京:中國農業出版社,2000:88-89.

[5] 王曉宇.設施早黑寶葡萄礦質營養代謝及其相關性研究 [D].太谷:山西農業大學,2005.