不同鐵肥品種對蘋果葉片葉綠素、鐵含量及光合速率的影響

趙志軍　高彥魁　薛進軍

摘要：采用斷根輸液法對缺鐵失綠癥的蘋果樹分別施用不同濃度的檸檬酸鐵、螯合鐵和鄰啡羅啉鐵3種鐵肥，試驗結(jié)果表明，斷根輸液能在較短時間內(nèi)提高葉片的葉綠素和鐵的含量，提高葉片的光合速率，從而獲得較好的復綠效果。鄰啡羅啉鐵是適合根系輸液矯正蘋果樹缺鐵失綠癥的鐵肥品種。

關鍵詞：蘋果；鐵肥；葉綠素；光合速率

全世界范圍內(nèi)約有40％的土壤上生長的植物容易表現(xiàn)缺鐵失綠癥，果樹尤其容易發(fā)生缺鐵黃化現(xiàn)象，缺鐵已成為威脅果樹生產(chǎn)的嚴重營養(yǎng)問題。自從1844年法國化學家E.Gris報道由于缺鐵造成葡萄黃化現(xiàn)象以來，矯正果樹缺鐵失綠一直是果樹營養(yǎng)研究的熱點之一。由于鐵的易氧化性和難移動性，使得果樹缺鐵失綠的矯正正成為世界范圍內(nèi)的難題。本試驗采用斷根輸液的方法研究3種鐵肥對蘋果樹體內(nèi)葉綠素、鐵含量及光合速率的影響。現(xiàn)將試驗結(jié)果報告如下。

1材料和方法

試驗于2007年在河北工程大學農(nóng)學院果樹標本園進行，試材為8年生新紅星蘋果樹，砧木為八棱海棠。鐵肥品種為檸檬酸鐵、螯合鐵(即乙二胺四乙酸合鐵)和鄰啡羅啉鐵(自制的Fe-N)，3種鐵肥首先通過室內(nèi)插枝觀察確定各自FeSO₄濃度分別為檸檬酸鐵3.60mmol/L、2.99mmol/L、2.57mmol/L；螯合鐵1.20mmol/L、1.02mmol/L、O.90mmol/L；鄰啡羅啉鐵5.99mmol/L、4.00mmol/L、2.99mmol/L；水為對照。共計10個處理，單株小區(qū)，重復3次。5月上旬出現(xiàn)黃葉時進行根系輸液，在距樹干1m左右的不同方位挖出5條O.5～1.0cm粗的根，斷根后將其插入盛有營養(yǎng)液或水的乳膠套中，每套100mL。處理前和處理后10 d(天)分別按周厚基法將樹按黃化和復綠程度分級。處理前后從樹體不同方位選具有代表性的新梢中部葉片，用丙酮法測定葉綠素含量；樣品用0.1mol/L HCl浸提24h(小時)，過濾后用原子吸收分光光度計測定活性鐵含量；經(jīng)碳化、干灰化、6mol/L HCl溶解，定容后用原子吸收分光光度計測定全鐵量。每株樹選樹冠外圍不同方位的發(fā)育枝中上部葉5片，掛牌標記，在田間連體條件下，用CIRAS-2型便攜式光合系統(tǒng)(英國PP SYSTEMS)在自然條件下于處理前和處理后第10天在上午9:00～11:00時測定葉片光合速率(Pn)。用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)分析各處理間數(shù)據(jù)的差異顯著性。

2結(jié)果與分析

2.1不同鐵肥品種對黃化樹直觀復綠的效果

5月5日處理，5月15日觀察到(表1)，檸檬酸鐵3.60mmol/L處理全樹基本復綠，少數(shù)葉有肥害；2.99mmol/L處理基本復綠；2.57mmol/L處理樹約有15％樹葉仍為黃葉。螯合鐵1.20mmol/L處理少數(shù)枝有肥害，約有10％的樹葉黃色；1.02mmol/L處理少數(shù)枝有肥害，約有20％的樹葉黃色；0.90mmol/L處理全樹約有25％的樹葉黃色。而鄰啡羅啉鐵5.99mmol/L處理全樹復綠效果十分明顯，且沒有發(fā)現(xiàn)肥害；4.00mmol/L處理的約有2％～5％的樹葉仍為黃葉；2.99mmol/L處理約有10％～15％的樹葉黃色。對照沒有復綠。

2.2不同鐵肥品種對蘋果樹葉片葉綠素含量的影響

從表1中可以看出，不同鐵肥品種均增加了蘋果葉片葉綠素含量，增加最多的是鄰啡羅啉鐵5.99mmol/L、4.00mm01/L和螯合鐵1.20mmol/L處理，分別增加了34.72％、28.99％和27.40％，但三處理間無顯著差異。增加最少的是檸檬酸鐵2.57mmol/L和螯合鐵O.90mmol/L處理，分別增加了12.66％和12.79％。各處理均顯著高于對照。

2.3 不同鐵肥品種對蘋果樹鐵含量的影響

由表2看出，鄰啡羅啉鐵5.99mmol/L和4.00mmol/L處理的葉片中活性鐵增加最多，分別為46.46％和45.75％，與其他處理的差異達到了顯著水平；其次為檸檬酸鐵1.20mmol/L，增加了30.35％；增加最少的是檸檬酸鐵2.57mmol/L處理，僅增加6.86％。與葉綠素含量處理前后增加量結(jié)合起來分析，蘋果樹體內(nèi)活性鐵的增加與葉綠素的增加有很好的正相關關系，相關系數(shù)達到0.932 6。葉片中全鐵含量以鄰啡羅啉鐵5.99mmol/L處理增加最多，其次為4.00mmol/L處理，其他各鐵肥處理間差異不顯著。

2.4不同鐵肥品種對蘋果樹葉片光合速率的影響

施用不同鐵肥品種均提高了蘋果葉片的光合速率(表3)，提高最多的是鄰啡羅啉鐵5.99mmol/L和檸檬酸鐵3.60mmol/L處理，分別提高了98.83％和97.76％；其次是鄰啡羅啉鐵的4.00mmol/L和檸檬酸鐵的2.99mmol/L處理，分別提高了65.95％和65.05％。其他各鐵肥處理對光合速率提高差異不顯著。施用不同鐵肥處理后葉綠素含量增加的試驗結(jié)果分析表明，在同一時期內(nèi)蘋果樹葉片光合速率的提高與葉綠素的增加呈正相關關系。這表明對表現(xiàn)缺鐵失綠的果樹施用合適的鐵肥，可以提高葉片的葉綠素含量，從而提高葉片的光合作用。

3討論

1)關于鐵肥品種。鐵肥品種對于矯正缺鐵失綠癥的影響較大。最早、最多應用的鐵肥是硫酸亞鐵，但由于其中的二價鐵易氧化為三價鐵而降低效果，諸多鐵的螯合物便應運而生，不同的施鐵方法應用的鐵肥品種不同。根系輸液目前在國內(nèi)外應用較少，植物對體內(nèi)的鐵濃度極為敏感，使用不當容易造成肥害。為了更有效地矯正缺鐵失綠癥，研制適宜根系輸液的鐵肥品種具有較重要的意義。從3個鐵肥品種比較試驗結(jié)果來看，鄰啡羅啉鐵效果穩(wěn)定，即使在較高濃度處理下也不易出現(xiàn)肥害。在實際應用中可根據(jù)樹體的大小和黃化的程度，確定其用量和濃度，大樹和黃化嚴重的樹可加大用量和濃度。螯合鐵根系輸液極易產(chǎn)生肥害，且適宜濃度范圍較窄，不適宜作為根系輸液的鐵肥品種。檸檬酸鐵用于根系輸液矯正缺鐵失綠癥效果較好。

2)關于輸液方法。以往根系輸液多用埋瓶法，即將營養(yǎng)液盛入瓶中，將果樹的根刨出剪斷后插入瓶內(nèi)。埋瓶法操作時營養(yǎng)液容易溢出，根容易損壞，瓶中的營養(yǎng)液不易被吸收完。我們采用乳膠套盛營養(yǎng)液，斷根只需插入營養(yǎng)液先端2～3 cm，不損壞根；乳膠套綁緊口后傾斜，營養(yǎng)液能被完全吸收。過去認為，根系輸液的營養(yǎng)液運往樹冠的部位在所輸根的對側(cè)，如樹的一側(cè)發(fā)生缺鐵失綠癥，需要在樹的對側(cè)挖根埋瓶輸液，我們的試驗證明，營養(yǎng)液是從所輸根向上運輸。斷根對鐵的吸收是被動吸收，斷根吸收的鐵在樹體內(nèi)的運輸部位是靠近形成層的木質(zhì)部導管，葉片的蒸騰作用是其運輸?shù)闹饕獎恿Γ虼溯斎氲蔫F主要運往葉片。薛進軍等觀察到鐵液主要沿所輸根向上運輸，分配上具有一定的局限性，適當增加鐵液輸根的數(shù)量和所輸根的粗度有益于解決這一問題。

3)關于葉綠素與光合速率的關系。二者關系因葉齡、葉綠素含量不同而表現(xiàn)出一定的差異性。目前基本認同葉綠素在光化學反應中起著重要作用，葉綠素a是植物利用目光能的主要色素，葉綠素b是輔助色素。在同一時期內(nèi)，植物葉片的葉綠素含量與光合速率呈正相關關系，本試驗的結(jié)果也證明了這一點。關于斷根輸液后二價鐵進入葉片后，如何從葉脈導管內(nèi)進入葉肉細胞尚需進一步進行研究。