不同生長期乳苣營養器官礦質營養元素含量的動態變化

李龍梅，牛俊美，鐵 英，趙 鑫，王瑞剛

（1.內蒙古農業大學職業技術學院 內蒙古包頭 014109； 2.內蒙古農業大學植物逆境生理與分子生物學自治區重點實驗室 呼和浩特 010018； 3.內蒙古和盛生態育林有限公司 呼和浩特 011517）

乳苣Mulgedium tataricum（L.）DC. 為菊科（Compositae）乳苣屬MulgediumCass. 多年生草本植物，又名蒙山萵苣、紫花山萵苣、苦菜等，分布在俄羅斯、歐洲、印度、伊朗、阿富汗及我國東北、華北及西北等地。目前是內蒙古重要牧草植物之一。全株可藥用，民間作為野菜采食，有抗菌、消炎、止痛等功效。目前已有的對乳苣的研究主要集中在對乳苣的總黃酮和多酚的提取和抗氧化方面的研究[1-2]。乳苣含有豐富的黃酮類物質，具有清除自由基、超氧化物和羥基自由基，抑制脂質過氧化及抗癌、抗病毒、抗氧化、抗衰老、抗輻射等作用，是一種天然保健成分[3-6]。研究表明，乳苣有良好的藥理作用[7]，具有抗心腦血管疾病、消炎鎮痛、免疫調節、降血糖、治療骨質疏松等作用。筆者主要用植物營養學的研究方法，以乳苣為研究對象，定期取樣并測定不同生長發育時期和不同器官中8 種礦質元素含量，研究乳苣營養器官礦質營養動態變化規律，以期為乳苣營養診斷提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

乳苣種子由內蒙古農業大學草原與資源環境學院格根圖老師贈送。

1.2 方法

試驗地為內蒙古農業大學教學試驗地，所用試驗地大小為10 m×20 m。在翻耕好的試驗地澆水后開淺溝，溝距15 cm、溝寬10 cm、溝深5～7 cm，將種子撒播于溝內，后覆土1～2 cm。長出幼苗后進行間苗，使得植株行距為25 cm，株距為25 cm。

1.3 樣品測定及分析處理方法

2018 年5 月份大田種植乳苣，在6 月中旬間苗。于7 月2 日（幼苗期）、8 月2 日（生長期）和9 月2 日（開花期）進行取樣，每次取大小相近的4 株苗，將根、莖、葉分開，分別準確稱量其鮮質量并記錄。將采集的根、莖和葉樣品放置于室內常溫下晾干，25 d 后稱量各樣品質量，隨后每隔2 d 稱量1 次，到其質量幾乎不再減少時作為最終干質量。晾干后的樣品用高速萬能粉碎機粉碎，用于各種指標的檢測。金屬元素（鉀、鈉、鈣、鎂、銅、鐵、錳、鋅）的測定參照GB/T 13885—2017。

1.4 數據處理

用Excel 2016 將測得的原始數據進行匯總，然后用R 軟件進行生長時期和不同營養器官的雙因素方差分析，用Duncan 檢驗進行判別。用Pearson相關性分析，分析不同營養器官之間氨基酸和粗蛋白的相關性。

2 結果與分析

2.1 乳苣不同營養器官中大量礦質營養元素動態變化規律

鉀元素含量在根、莖、葉中呈現出相似的變化趨勢，表現為隨著生長時間的延長而逐漸減少（圖1）。根和莖中鉀元素含量表現為幼苗期＞生長期＞開花期，且不同時期差異顯著。葉中鉀元素含量在幼苗期和生長期差異不顯著，但均顯著高于開花期。幼苗期，根和莖中的鉀元素含量差異不顯著，莖中的鉀元素含量顯著高于葉片，高20.16%；生長期，鉀元素含量表現為葉＞莖＞根，其中葉和莖中的鉀元素含量差異不顯著，但均顯著高于根中的含量，分別高53.65%和43.90%；開花期，根和莖中的鉀元素含量差異不顯著，但均顯著低于葉片中的鉀元素含量，分別低了29.65%和30.16%。

鎂元素含量在根、莖、葉中呈現出一致的變化趨勢，表現為隨著生長時間的延長而逐漸減少。根中幼苗期鎂元素含量顯著高于生長期和開花期，生長期和開花期鎂元素含量差異不顯著；莖中鎂元素含量表現為幼苗期＞生長期＞開花期，分別為23.47%、20.11%和13.13%，且不同時期鎂元素含量存在顯著差異；葉中鎂元素含量在幼苗期和生長期差異不顯著，但均顯著高于開花期，分別高46.34%和38.52%。乳苣在幼苗期和生長期，鎂元素的含量變化為葉＞莖＞根，且不同營養器官之間差異顯著；開花期根和莖中的鎂元素含量無顯著差異，但均顯著低于葉片，較葉片分別低66.44%和62.73%。

鈣元素含量在根、莖、葉中隨生長時間的變化趨勢不同。根中鈣元素含量表現為幼苗期顯著高于生長期和開花期，分別高17.81%和19.73%；莖中鈣元素含量表現為生長期顯著高于幼苗期和開花期，分別高15.80%和23.87%；葉中鈣元素含量隨生長時間延長逐漸增加，不同時期之間差異顯著。同一生長時期，根、莖、葉中的鈣元素含量均表現葉＞莖＞根，且基本上不同器官中鈣元素含量差異顯著。

2.2 乳苣不同營養器官微量礦質營養元素動態變化規律

乳苣不同器官中的微量元素含量的動態變化如圖2，根、莖、葉中的鈉元素含量隨著生長時間的延長呈現逐漸降低的趨勢，在各個生長期的差異顯著。同一時間段內，鈉元素含量在不同器官中表現為根＞莖＞葉，不同器官內的鈉元素含量存在顯著差異。

圖1 乳苣根、莖、葉K、Mg、Ca 含量的動態變化

乳苣根、莖、葉三大營養器官中同一時期的銅元素含量均表現為葉＞莖＞根，幼苗期和生長期不同器官中銅元素含量差異顯著，開花期根和莖器官中的銅元素含量差異不顯著，但均顯著低于葉片中的銅元素含量。同一器官不同時期銅元素含量變化規律不同。根中銅元素含量表現為開花期＞幼苗期＞生長期，不同時期差異顯著；在莖中幼苗期銅元素含量顯著高于生長期和開花期，分別高25.23%和23.87%，生長期和開花期銅元素含量差異不明顯；在葉中銅元素含量表現為生長期＞開花期＞幼苗期，其質量分數分別為17.12、11.08 和9.74 mg·kg-1，且不同時期銅元素含量差異顯著。

圖2 乳苣根、莖、葉中Na、Cu、Fe、Mn、Zn 含量的動態變化

同一器官不同時期乳苣中鐵元素含量的變化呈現不同的變化趨勢。根中3 個生長時期鐵元素含量變化不顯著；鐵元素含量在莖和葉中的變化趨勢一致，均表現為生長期＞幼苗期＞開花期，且不同時期差異顯著。幼苗期和開花期不同器官中鐵元素含量變化趨勢一致，呈現為根＞葉＞莖，且不同器官間鐵元素含量存在顯著差異；在生長期3 大器官中鐵元素含量變現為葉＞根＞莖，葉和根中鐵元素含量差異不顯著，但均顯著高于莖，分別高14.92%和4.33%。

乳苣根中不同時期錳元素含量表現為幼苗期顯著高于生長期和開花期，生長期和開花期差異不顯著；莖中不同時期錳元素含量表現為幼苗期和生長期差異不顯著，但均顯著高于開花期，分別高70.71%和70.26%；葉中不同時期錳元素含量表現為生長期顯著高于幼苗期和開花期，分別高45.39%和46.83%，幼苗期和開花期差異不顯著。在相同時期不同器官中錳元素含量變化呈現一致的變化趨勢，均為葉中錳元素含量顯著高于莖和根，根和莖中錳元素含量差異不顯著。

乳苣根和莖中不同時期的鋅元素含量變化趨勢一致，均為幼苗期顯著高于生長期和開花期，生長期和開花期鋅元素含量差異不顯著；葉中不同時期鋅元素含量變化為開花期顯著高于幼苗期和生長期，分別高52.15%和53.62%，幼苗期和生長期鋅元素含量差異不顯著。在相同時期不同器官中鋅元素含量變化呈現一致的變化趨勢，均為葉中鋅元素含量顯著高于莖和根，根和莖中鋅元素含量差異不顯著。

2.3 乳苣不同營養器官中各元素的相關性分析

乳苣根中各元素的相關性分析結果（表1）表明，大量元素K 與Ca、Mg 呈極顯著正相關，相關系數分別為0.97 和0.99；Mg 與Ca 極顯著正相關，相關系數為0.98，表明乳苣根中K、Ca、Mg 的吸收具有相互促進的作用。微量元素Na 與Mn、Zn 極顯著正相關，相關系數分別為0.99 和0.92；Mn 與Zn極顯著正相關，相關系數為0.91，而Na、Mn、Zn 與Cu、Fe 之間的相關性未達到顯著水平。大量元素K、Ca、Mg 與微量元素Na、Mn、Zn 極顯著正相關，說明大量元素K、Ca、Mg 的吸收會密切影響微量元素Na、Mn、Fe 的吸收，并起到促進的作用。大量元素K、Ca、Mg 與微量元素Cu、Fe 的相關性未到達顯著水平，這說明大量元素K、Ca、Mg 的含量的變化對Cu、Fe 的影響不大。

表1 乳苣根中各元素的相關性分析

乳苣莖中各元素的相關性分析結果（表2）表明，大量元素K 和Mg 呈極顯著正相關，相關系數為0.99，說明乳苣莖中兩者的吸收具有相互促進作用。微量元素Na 與Cu、Fe、Zn 呈極顯著正相關，相關系數分別為0.98、0.99 和0.99，Na、Cu、Fe、Zn 與Mn 的相關性未達到顯著水平，說明Na、Cu、Fe、Zn元素的含量變化對Mn 的影響不大。大量元素K、Mg 與微量元素Na、Cu、Fe、Mn、Zn 均存在顯著的正相關，大量元素Ca 僅與微量元素Mn 呈顯著正相關，與其它微量元素的相關性均未達到顯著水平。

表2 乳苣莖中各元素的相關性分析

乳苣葉中各元素的相關性分析結果（表3）表明，大量元素K 和Mg 呈及顯著正相關，相關系數為0.93，Ca 與K、Mg 呈顯著負相關，相關系數分別為-0.71 和-0.89，說明葉中K 和Mg 元素的吸收存在相互促進，而Ca 對K 和Mg 的吸收起抑制作用。微量元素Na 與Zn 呈顯著負相關，相關系數為-0.72；Cu 與Fe、Mn 均為顯著正相關，相關系數為0.81 和0.98；Fe 與Mn 為極顯著正相關，相關系數為0.91，與Zn 呈顯著負相關，相關系數為-0.81。大量元素K 與微量元素Fe、Mn 呈顯著正相關，相關系數分別為0.91 和0.69，起相互促進作用，與Zn為顯著負相關，相關系數為-0.87，說明大量元素K會抑制Zn 元素的吸收。Mg 和Na、Fe 的相關性為顯著正相關，相關系數為0.86 和0.74，起相互促進的作用，與Zn 呈極顯著負相關，相關系數為-0.92，兩者為拮抗關系。Ca 與Na 為極顯著負相關，相關系數為-0.88，與Zn 為極顯著正相關，相關系數為0.93，說明大量元素Ca 能促微量元素Zn 的吸收，但會抑制Na 元素的吸收。

表3 乳苣葉中各元素的相關性分析

3 討論與結論

礦物質元素在植物生長發育過程中扮演著重要角色，土壤中礦物質營養元素含量是植物生長發育的基礎，植物所需的礦物質營養由土壤直接提供[8]。不同礦物質元素含量在植物體的表現不同，有的元素含量比較高，而有的元素含量則相對較低，甚至及其微量[9-11]。有學者對柑桔、葡萄、蘋果、獼猴桃的研究結果表明，N、P、K、Ca、Mg 元素含量較高，而Fe、Mn、Zn、Cu、B 含量較少[12-14]。筆者測定了不同生長時期乳苣根、莖、葉中8 種礦物質元素的含量，K、Ca、Mg 含量較高，而Na、Cu、Fe、Mn、Zn的含量微少。這與前人的研究結果一致。筆者通過對乳苣不同生長時期內根、莖和葉各器官中礦物質元素含量的監測發現，隨著時間節點的變化，乳苣各器官中不同礦物質元素的含量存在顯著變化。乳苣根、莖和葉中大量元素K、Mg 的含量隨著生長時間的延長逐漸降低，而葉中Ca 元素含量卻隨著時間逐漸累積增加，微量元素Cu、Mn、Zn 的含量隨著時間的延長處于不斷累積的狀態。這與王小玲等[15]對贛南臍橙果實和葉的研究結果具有一定的一致性。

通過對不同營養器官中各元素的相關性進行分析，發現各器官中大量元素相互促進吸收，不斷累積，這與王小玲等[15]研究結果相一致。王小玲等在研究中還發現，大量元素會顯著抑制Cu 元素，而筆者在本試驗中發現，根和葉器官中大量元素與Cu元素不存在這一關系，莖中大量元素K、Mg 與Cu元素為顯著正相關關系，具有相互促進的作用，這可能是研究材料或研究器官的不同導致的。筆者研究發現，大量元素K、Mg 與微量元素Zn 存在密切關系，根、莖中K、Mg 元素與Zn 為極顯著正相關關系，而在葉中為極顯著負相關關系，在根莖中大量元素促進Zn 的吸收，在葉中Zn 元素受到極大限制。這可能是葉中K、Mg 含量顯著高于根、莖，與Zn 元素轉化成相互抑制的關系。

研究發現，乳苣根、莖、葉營養器官富含豐富的礦質元素，大量元素之間存在顯著正相關關系，相互促進吸收。隨著生長時間延長，大量元素K、Mg含量逐漸降低，Ca 元素隨著時間逐漸累積，而乳苣中微量元素也隨著時間延長逐漸向莖葉中富集。因此，建議乳苣的最佳營養期為生長期或開花期，此期間營養價值最高。