鐵\\錳脅迫對鳳眼蓮養分吸收的影響

摘要：采用水培試驗研究了鳳眼蓮在高鐵高錳（對照）、低錳、缺錳、低鐵和缺鐵處理下的營養特性和生長狀況。結果表明，鐵錳脅迫降低了鳳眼蓮吸收氮、鉀的能力，導致鳳眼蓮各部位氮、鉀含量有不同程度的降低；但鐵、錳脅迫對鳳眼蓮的磷吸收能力影響較小，與對照相比，鐵、錳脅迫下葉、莖中磷的含量上升；鐵脅迫導致鳳眼蓮體內鐵、錳含量降低，缺鐵時根中鐵、錳含量均最低，差異達顯著水平；錳脅迫下鳳眼蓮對鐵元素的吸收比例失衡，缺錳抑制了鐵向鳳眼蓮葉部的轉移。

關鍵詞：鳳眼蓮；鐵、錳脅迫；養分；吸收

中圖分類號：Ｑ９４５．７８文獻標識碼：Ａ文章編號：0439－８114（２０11）16－3279-03

Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆＦｅ ａｎｄ Ｍｎ Ｓｔｒｅｓｓ Ｏｎ Ｎｕｔｒｉｅｎｔ Ｕｐｔａｋｅ ｏｆ Ｅｉｃｈｈｏｒｎｉａ ｃｒａｓｓｉｐｅｓ

ＷＡＮＧ Ｊｕａｎ，ＺＨＡＮＧ Ａｉ－ｑｕｎ，ＱＩＵ Ｍａｎ－ｐｉｎｇ，ＸＩＥ Ｙｉｎ－ｂｏ

（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｐｌａｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｘｉａｏｇａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｏｇａｎ ４３２１００，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Nutrient solution culture was conducted to study the nutrient characteristics and growth condition of Ｅｉｃｈｈｏｒｎｉａ ｃｒａｓｓｉｐｅｓ under Fe and Mn stress. The results showed that Fe and Mn-deficiency caused the decrease of absorbtion of N and K in Ｅ. ｃｒａｓｓｉｐｅｓ as their content in the plant reduced； however， the absorption abilily of Ｅ. ｃｒａｓｓｉｐｅｓ to P was not seriously affected. Compared with CK（high Fe and Mn）， the content of P in plant leaf and stem increased while Fe and Mn decreased under Fe and Mn stress. The Fe and Mn content was the lowest in root when lacking Fe； while lack of Mn would cause inbalance absorption of Fe. Deficiency of Mn inhibited the transport of Fe to Ｅ. ｃｒａｓｓｉｐｅｓ leaves.

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｅｉｈｈｏｒｎｉａ ｃｒａｓｓｉｐｅｓ； Ｆｅ ａｎｄ Ｍｎ ｓｔｒｅｓｓ； ｎｕｔｒｉｅｎｔ； ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ

鳳眼蓮（Ｅｉｃｈｈｏｒｎｉａ ｃｒａｓｓｉｐｅｓ）因其很強的去污能力和凈水效果，在一定條件下，它不失為恢復水生生態系統的重要植物之一［１］。鳳眼蓮對氮、磷、鉀、鈣等多種無機元素有較強的富集作用，其中對大量元素鉀的富集作用尤為突出［２］。在富營養化水體中，鳳眼蓮對微量元素鐵、錳等的吸收和富集量很高。其中鐵在微量元素中吸收量最大，其在植物體內從根部轉移到莖葉部的數量也是最大的［３］。鳳眼蓮植株干樣中鐵含量可達到６ ７０７ ｍｇ／ｋｇ［４］，而根中錳含量則可達（１ ４８５±１１０）ｍｇ／ｋｇ［５］。在植物體內，鐵、錳存在一定的平衡關系，當鐵、錳平衡關系失調，易造成缺鐵、錳毒或缺錳、鐵毒，對植物生長造成不利影響。鐵參加作物呼吸作用和光合作用，是催化合成葉綠素的一些酶的催化劑。鐵素缺乏時，葉綠素不能合成造成失綠，植物呼吸作用受到抑制，嚴重影響對養分的吸收［６］。錳是植物維持正常的生命活動所必需的微量元素之一，缺錳將影響植物的代謝功能［7，8］。基于風眼蓮對水體中的營養和其他化學物質具有強大的吸收富集能力，同時微量元素的缺乏對鳳眼蓮生長和吸收氮、磷、鉀的能力影響的研究較少。通過測定不同濃度鐵、錳處理對鳳眼蓮葉、莖、根吸收氮、磷、鉀、鐵、錳能力的影響，旨在探明鐵、錳脅迫下鳳眼蓮不同部位吸收礦質元素的規律和特性，為深度開發和利用鳳眼蓮，合理控制治理鳳眼蓮提供科學依據。

１材料與方法

試驗于６月２１日進行。鳳眼蓮幼苗采自湖北省孝感市滾子河槐蔭公園段。將采回來的幼苗用自來水沖洗干凈并在自來水中培養３ ｄ。３ ｄ后將幼苗移栽到培養液中。采用容積為８０ Ｌ的塑料箱培養，采用Ｊａｙａｗｅｅｒａ［4］營養液配方（Ｃ//ｍｇ/Ｌ）： ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４ ２８．８，ＫＮＯ３ ７５．８，ＭｇＳＯ４·７Ｈ２Ｏ １８４．９，ＣａＣｌ２·７Ｈ２Ｏ ７３．５，ＮａＮＯ３ ８５．０，ＥＤＴＡ－Ｆｅ １８．０，Ｈ３ＢＯ３ １．２，ＭｎＣｌ２·４Ｈ２Ｏ ０．７。鐵以ＥＤＴＡ－Ｆｅ的形式供給，３個處理濃度分別為０、９、１８ ｍｇ／Ｌ；錳以硫酸錳的形式供給，３個處理濃度分別為０、０．３５、０．７０ ｍｇ／Ｌ。共設５個處理，即高鐵高錳（對照）、高鐵低錳（低錳）、高鐵缺錳（缺錳）、低鐵高錳（低鐵）和缺鐵高錳（缺鐵），每處理９株，３次重復，每隔１５ ｄ換一次培養液。培養３０ ｄ后各處理隨機取樣３株，將取來的材料分成葉、莖、根三部分，殺青２０ ｍｉｎ，然后將烘箱溫度調至７０℃烘至恒重。分別稱取葉、莖、根的干重，然后將樣品用研缽磨碎過２０目篩后備用。植株樣品用Ｈ２ＳＯ４－ＨＣｌＯ４消煮， 半微量凱氏法測氮；另取烘干樣品，用三酸混合液（ＨＮＯ３－ＨＣｌＯ４－Ｈ２ＳＯ４，８∶１∶１）消化，鉬銻抗比色法測磷；火焰光度法測鉀；原子吸收分光光度法測鐵、錳。

２結果與分析

２．１鐵、錳脅迫對鳳眼蓮苗期生長的影響

試驗結果表明，鐵、錳脅迫對鳳眼蓮的影響首先在外部形態上表現出來。鐵、錳脅迫條件下，植株地上部矮小、細柔、老葉枯死加快、新葉生長緩慢且出現失綠癥狀。由圖１可見，鐵、錳脅迫使鳳眼蓮地上部和地下部干重均呈下降趨勢，地上部干重平均降幅為３２．９％，地下部干重平均降幅為１７．３％。因此，根冠比在脅迫條件下有所增加，平均增幅為２４．３％。

２．２鐵、錳脅迫對鳳眼蓮吸收氮、磷、鉀的影響

由表１可知，鳳眼蓮不同部位氮含量和積累量的順序為葉＞莖＞根。鐵、錳脅迫下，鳳眼蓮各部位除低錳葉的氮含量外其余氮含量和積累量均降低，尤其是葉、莖、根中氮積累量下降顯著。與對照相比，低鐵、缺鐵處理鳳眼蓮葉、莖、根中的氮積累量分別降低了２２．１％～３５．３％、２８．３％～４１．９％、２２．８％～４２．１％；低錳和缺錳脅迫下，鳳眼蓮葉、莖、根中的氮積累量降低了１８．６％～５５．７％、４０．３％～４６．８％和２５．２％～１７．５％，隨著錳濃度降低，缺錳導致植株生理功能紊亂［７］，葉中氮積累量大幅下降。

鐵脅迫下，鳳眼蓮葉、莖中磷含量增加，缺鐵葉片中磷含量平均高達３３．０１ ｍｇ／ｇ，高出對照１９．５％，但處理間無顯著差異；根中磷含量降低，且差異達顯著水平。隨著錳濃度降低，鳳眼蓮葉、莖中磷含量增加，積累量降低。低錳處理，單株鳳眼蓮根中磷積累量只有３．６０ ｍｇ，為對照的７７．９％；缺錳處理，單株鳳眼蓮葉、莖中磷積累量分別只有９．７０ ｍｇ、７．４１ ｍｇ，分別為對照的５５．３％、７６．０％（表２）。

鳳眼蓮高養分含量主要表現在鉀和氮上，鳳眼蓮體內鉀主要集中在莖和葉中，根中鉀含量最低［２］。由表３可知，隨著鐵、錳濃度降低，鳳眼蓮葉、莖、根中鉀含量和積累量均降低。與對照相比，低鐵脅迫下，鳳眼蓮根中鉀含量降幅最大，高達４２．５％。缺錳時鳳眼蓮葉、莖、根鉀積累量顯著下降，降幅分別為７０．１％、４５．４％和５１．５％。表明鐵、錳脅迫對鳳眼蓮吸收鉀素有較大影響。

２．３鐵、錳脅迫對鳳眼蓮吸收鐵、錳的影響

從表４、表５可以看出，５個處理中根部鐵、錳含量最高。同時可以看出，缺鐵時，鳳眼蓮根中錳的含量和積累量均大幅降低，和對照相比，差異達顯著水平。缺錳導致鳳眼蓮對鐵的吸收比例嚴重失調，缺錳條件下，鳳眼蓮葉中鐵含量只有對照的７５．５％，而根中鐵的含量約是對照的１．５倍，差異達顯著水平，這表明缺錳抑制了鳳眼蓮鐵向葉部的運輸。這說明鐵、錳失調抑制了鳳眼蓮葉對鐵的積累。隨著錳濃度的升高，鳳眼蓮葉中錳的積累量增加，但隨著錳濃度的升高，鳳眼蓮莖、根中鐵的含量反而降低，葉中鐵含量升高，這可能是因為錳能提高植株的呼吸強度，保持對鐵元素吸收的比例平衡［9］。

３結論與討論

鐵、錳是植物維持正常的生命活動所必需的微量元素之一。研究發現，鐵、錳脅迫下鳳眼蓮各部位氮、磷含量的順序為葉＞莖＞根，鉀含量的順序卻為莖＞葉＞根。鐵錳脅迫降低了鳳眼蓮葉、莖、根中的氮含量，但各處理間差異不顯著。鳳眼蓮對鉀有很強的富集能力［２］，鐵、錳脅迫下鳳眼蓮各部位鉀的含量、積累量降低。與鉀的情況相反，鐵、錳脅迫下鳳眼蓮莖、葉中磷的含量反而上升，且低鐵、低錳處理間葉、莖、根中磷的積累量無顯著差異。說明鐵、錳脅迫影響鳳眼蓮對氮、磷、鉀三元素的吸收能力，但影響程度不同，適量的鐵、錳濃度能促進鳳眼蓮對氮、磷、鉀的吸收。

缺錳會導致鳳眼蓮對鐵的吸收比例嚴重失調。隨著錳濃度的升高，鳳眼蓮莖、根中鐵的含量降低，葉中鐵含量升高，表明錳促進了鳳眼蓮體內鐵向葉片運輸，減輕了鐵在根部的富集，保持了鳳眼蓮對鐵元素吸收比例的平衡，這與黎曉峰等在水稻上的的研究結果一致［9］。

參考文獻：

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