鈣對(duì)愛(ài)宕與喜水梨幼苗不同部位礦質(zhì)元素含量的影響

摘要：通過(guò)砂培試驗(yàn)，研究了0、16、80、200mg·L^-1Ca²⁺處理下1a生杜梨砧的愛(ài)宕和喜水梨苗不同部位(葉、接穗莖、砧木莖與根系)的鈣、鉀、鎂、鋅和鐵含量的變化。結(jié)果表明，不同鈣處理下，愛(ài)宕與喜水梨葉片鈣含量均高于其他部位，且隨著鈣濃度的增加呈遞增趨勢(shì)；鉀含量從高到低依次是葉片、接穗莖、根系與砧木莖，葉片鉀含量均以200mg·L^-1鈣處理相對(duì)較低；鎂含量均隨鈣濃度的增加而呈遞減趨勢(shì)，葉片鎂含量在品種間無(wú)顯著性差異，而在0、16mg·L^-1鈣處理中，喜水接穗莖、砧木莖與根系的鎂含量均顯著高于愛(ài)宕對(duì)應(yīng)值；鐵含量以根系最高，且愛(ài)宕根系鐵含量顯著高于喜水；喜水根系鋅含量顯著高于愛(ài)宕，而愛(ài)宕的葉片與接穗莖的鋅含量相對(duì)較高。可見(jiàn)，鈣脅迫影響了愛(ài)宕與喜水鈣、鉀、鎂、鐵和鋅等元素的吸收和分配。

關(guān)鍵詞：梨幼苗；砂培；鈣脅迫；礦質(zhì)元素

中圖分類號(hào)：S661.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-9980(2010)02-198-05

鈣是植物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的礦質(zhì)元素，生產(chǎn)上許多果樹(shù)的生理病害與缺鈣有關(guān)。如梨黑心病、杧果和蘋(píng)果的苦痘病等常常與鈣不足或鈣與其他礦質(zhì)元素之間的平衡失調(diào)有關(guān)。鈣對(duì)果實(shí)的貯藏性能也有重要作用，而果實(shí)中的鈣是從地下部或地上部中吸收轉(zhuǎn)運(yùn)而來(lái)，為此研究果樹(shù)對(duì)鈣的吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)和分配特性，對(duì)解決目前果樹(shù)生產(chǎn)中存在的缺鈣問(wèn)題有重要意義。愛(ài)宕和喜水是從日本引進(jìn)的優(yōu)良砂梨品種，2者果實(shí)的貯藏性能存在明顯的差異。然而，對(duì)造成2品種果實(shí)貯藏性差異的樹(shù)體營(yíng)養(yǎng)含量及分布規(guī)律了解較少。近年來(lái)雖然有一些關(guān)于田間研究的報(bào)道，但由于田間背景復(fù)雜，影響因素較多，研究結(jié)果存在較大分歧。因此，我們采用砂培的方法，以一年生杜梨砧的愛(ài)宕和喜水幼苗為材料，研究了不同濃度鈣脅迫下2品種梨不同部位的幾種礦質(zhì)元素含量，以期為提高梨對(duì)鈣的吸收利用率提供理論與實(shí)踐依據(jù)。

1 材料和方法

1．1 材料

以1a生杜梨(Pyrus bettdaefolia Bge)砧的愛(ài)宕(P.Prifolia Nakai)和喜水(P.Prifolia Nakai)幼苗為試材，選取生長(zhǎng)健壯、粗度、高度相對(duì)一致的嫁接苗，在萌芽前進(jìn)行栽植。

1．2 方法

完全營(yíng)養(yǎng)液配方：6mmol·L^-1KNO₃，4mmol·L^-1 Ca(NO₃)2，1mmol·L^-1NH₄H₂PO₄，2mmol·L^-1MgSO₄，46 txmol·L^-1 H3803，9 txmol·L^-1 MnCl₂，0.8 txmol·L^-1 Zn-SO₄，0.3μmol·L^-1CuSO₄，0.1μmol·L^-1H₂MoO₄，0.8μmol·L^-1ZnSO₄·7H₂O，50μmol·L^-1Fe-EDTA(Hoadand andArnon，1950)。Ca²⁺濃度梯度為：0、16、80(對(duì)照)和200mg·L^-1。每個(gè)處理3次重復(fù)，共9株，隨機(jī)排列。

試材處理：在春季萌芽前，將梨苗保留3～5cm接穗重剪，并重剪主根，以促發(fā)須根，洗凈附土，移栽至10L的黑色塑料盆缽中，內(nèi)盛10L左右的細(xì)砂與珍珠巖(1:1v/v)。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)先“練苗”，只供應(yīng)純水，2周后，用無(wú)鈣的1/4 Hoagland(1/4濃度)和Aron(全濃度)營(yíng)養(yǎng)液澆灌，每2d1次，3周后(新葉長(zhǎng)出7～8枚)，開(kāi)始鈣脅迫試驗(yàn)，每隔2d澆灌1次，每次約150mL。為防止基質(zhì)中鹽濃度的累積效應(yīng)，每隔1周用大量的純水淋洗基質(zhì)，以保持基質(zhì)中營(yíng)養(yǎng)濃度處于可控水平。7月上旬植株普遍出現(xiàn)鈣脅迫癥狀，直至11月上旬停止處理，期間進(jìn)行觀察并于10月3日取葉樣，每株取中上部葉片3～5枚，10月26日取接穗莖、砧木莖和根的樣品，每株取5～10cm長(zhǎng)，每個(gè)重復(fù)分別混合。所采樣品用蒸餾水沖洗，于105℃殺青15min，80℃烘干，粉碎機(jī)粉碎，過(guò)60日篩，后保存?zhèn)溆谩?/p>

礦質(zhì)元素的含量采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀(Pekin Elmer Optimal 2100 DV)測(cè)定。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 11.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行方差分析，用LSD檢驗(yàn)進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2．1 鈣對(duì)愛(ài)宕和喜水梨幼苗不同部位的鈣含量的影響

圖1顯示，愛(ài)宕與喜水不同部位中的鈣含量均以葉片中的含量為最高，隨著鈣濃度的增加，2品種梨葉片鈣含量呈遞增趨勢(shì)，如200mg·L^-1鈣處理時(shí)，喜水葉片鈣含量顯著高于愛(ài)宕。16mg·L^-1鈣處理時(shí)愛(ài)宕葉片鈣高于喜水。0、80mg·L^-1鈣處理時(shí)2者間葉片鈣含量無(wú)顯著性差異。

2品種梨接穗莖鈣含量均以200mg·L^-1鈣處理最高，其次是80mg·L^-1鈣處理。80mg·L^-1鈣處理的愛(ài)宕梨接穗莖鈣含量顯著高于喜水，在0、16mg·L^-1鈣處理中，處理間與品種間均無(wú)顯著性差異。

2品種砧木莖和根系各處理間沒(méi)有明顯的規(guī)律，0、16mg·L^-1鈣處理中均以喜水砧木莖和根系中的鈣含量顯著高于愛(ài)宕對(duì)應(yīng)值。可見(jiàn)，根系吸收的鈣在葉片中積累最多，其次是接穗莖。80mg·L^-1鈣處理下，愛(ài)宕的接穗莖和砧木莖的鈣含量都顯著高于喜水的對(duì)應(yīng)值。

2．2 鈣對(duì)愛(ài)宕和喜水梨幼苗不同部位的鉀含量的影響

如圖2所示，愛(ài)宕與喜水不同部位中的鉀含量均以葉片中的含量為最高，其次是接穗莖、根系和砧木莖，隨著鈣濃度的增加，2者各部位中的鉀含量總體呈下降趨勢(shì)。80mg·L^-1鈣處理中愛(ài)宕葉片的鉀含量顯著高于其他處理，并顯著高于喜水梨的對(duì)應(yīng)值。2個(gè)梨品種的接穗莖以愛(ài)宕80mg·L^-1鈣處理的鉀含量最高，并顯著高于喜水，但16mg·L^-1鈣處理中相反，0、200mg·L^-1鈣處理中2者鉀含量無(wú)差異。砧木莖和根系中，喜水鉀含量均顯著高于愛(ài)宕對(duì)應(yīng)值(80mg·L^-1鈣處理除外)。

2．3 鈣對(duì)愛(ài)宕和喜水梨幼苗不同部位的鎂含量的影響

圖3表明，愛(ài)宕和喜水不同部位中鎂含量從高到低依次為葉片、接穗莖、根系和砧木莖。0mg·L^-1鈣處理的喜水接穗莖的鎂含量顯著高于愛(ài)宕對(duì)應(yīng)值。隨著處理中鈣含量的增加，各部位鎂含量呈下降趨勢(shì)。相同鈣處理中2品種葉片的鎂含量差異不顯著，且均以200mg·L^-1鈣處理的葉片鎂含量最低。

0、16mg·L^-1鈣處理中喜水接穗莖與砧木莖中鎂含量均高于愛(ài)宕。200mg·L^-1鈣處理的愛(ài)宕接穗莖中鎂含量顯著低于其他3種處理。喜水接穗莖鎂含量隨著鈣處理濃度的增加呈遞減趨勢(shì)。

隨著鈣處理濃度的增加，2個(gè)品種根系中的鎂含量均表現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，各處理間喜水根系的鎂含量均顯著高于愛(ài)宕。

2．4 鈣對(duì)愛(ài)宕和喜水梨幼苗不同部位的鐵含量的影響

愛(ài)宕和喜水的葉片、接穗莖、砧木莖鐵含量在處理間與品種間差異不明顯，不同鈣處理濃度下，2者四個(gè)部位均以根系中鐵含量最高，隨著鈣處理濃度的增加，2者根系鐵含量呈遞增趨勢(shì)，且愛(ài)宕根系處理間的鐵含量均顯著高于喜水(圖4)。

2．5 鈣對(duì)愛(ài)宕和喜水梨幼苗不同部位的鋅含量的影響

由圖5可以看出，不同部位中以喜水根系鋅的含量最高，但各部位處理間鋅含量差異不顯著。隨著鈣處理濃度的升高愛(ài)宕葉片中鋅含量呈遞增趨勢(shì)，而喜水變化不明顯。愛(ài)宕的接穗莖、砧木莖和根系各鈣處理間鋅含量差異不顯著。

80mg·L^-1鈣處理中，喜水根系、砧木莖鋅含量顯著高于愛(ài)宕對(duì)應(yīng)值，但葉片鋅含量卻顯著低于愛(ài)宕。

3 討論

3．1 鈣脅迫對(duì)愛(ài)宕和喜水梨幼苗不同部位鈣含量的影響

隨著鈣處理濃度的增加，愛(ài)宕和喜水葉片鈣含量呈遞增趨勢(shì)，不同部位間以葉片的鈣含量最高。一般認(rèn)為，鈣等礦質(zhì)元素被植物根系以主動(dòng)吸收方式吸收，然后依靠蒸騰流通過(guò)木質(zhì)部向上長(zhǎng)距離運(yùn)輸。其長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)闹饕獎(jiǎng)恿κ钦趄v作用，而葉片是主要的蒸騰器官，這也可能是葉片積累大量鈣的原因。在缺鈣和鈣適量處理下，愛(ài)宕鈣的葉/根轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均顯著高于喜水，而過(guò)量鈣處理下的愛(ài)宕鈣的葉/根轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)反而低于喜水。董彩霞等研究認(rèn)為不同番茄品種對(duì)鈣的利用效率存在差異。由此推測(cè)愛(ài)宕對(duì)鈣的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)效率高于喜水，但前者受鈣過(guò)量的影響較后者大。鈣在植物體韌皮部中移動(dòng)性較差，再運(yùn)輸和分配較困難，因此，盡管葉片鈣含量高，但葉片中的鈣向外(如果實(shí))轉(zhuǎn)運(yùn)的較少。前人研究結(jié)果表明，果實(shí)中鈣的積累除與蒸騰作用有關(guān)外，應(yīng)當(dāng)還與果實(shí)的生長(zhǎng)代謝密切相關(guān)。因此，生產(chǎn)上可以通過(guò)調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)(如枝葉生長(zhǎng))與生殖生長(zhǎng)(如果實(shí)發(fā)育)的平衡來(lái)調(diào)節(jié)鈣在地上部不同部位的分布。

3．2 鈣脅迫對(duì)愛(ài)宕和喜水梨幼苗不同部位鉀、鎂含量的影響

隨著鈣處理濃度的增加，愛(ài)宕和喜水各部位鉀、鎂含量均呈下降趨勢(shì)(尤以鎂明顯)，鉀、鎂均與鈣含量變化具有相反的趨勢(shì)。表明兩品種梨的鈣與鉀、鈣與鎂之間均存在一定的拮抗作用，這與在蘋(píng)果及柑橘上的研究結(jié)果相類似。另外，不同鈣處理下，愛(ài)宕鉀、鎂的葉/根轉(zhuǎn)運(yùn)系數(shù)均顯著高于喜水。表明愛(ài)宕對(duì)鉀、鎂的吸收轉(zhuǎn)運(yùn)效率均相對(duì)高于喜水，這對(duì)愛(ài)宕梨果實(shí)的膨大生長(zhǎng)及光合產(chǎn)物在果實(shí)中的積累是十分有利的。

3．3 鈣脅迫對(duì)愛(ài)宕和喜水梨幼苗不同部位鐵、鋅含量的影響

不同鈣處理的愛(ài)宕根系鐵含量均顯著高于喜水，而根系鋅含量卻以喜水的相對(duì)較高。可見(jiàn)，2品種梨對(duì)鐵、鋅的吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)亦存在明顯的差異，如鐵大部分富集在根系，尤以愛(ài)宕梨明顯。而鋅卻相反，喜水根系吸收的鋅向上轉(zhuǎn)運(yùn)的量相對(duì)較弱。這種品種間鐵、鋅的吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)的差異，除與鈣脅迫密切相關(guān)外，還可能與品種間的特性不同有關(guān)。

4 結(jié)論

研究表明，隨著鈣處理濃度的增加，愛(ài)宕與喜水梨葉片鈣含量呈遞增趨勢(shì)，而對(duì)應(yīng)鉀、鎂含量卻呈遞減趨勢(shì)(尤以鎂明顯)。各不同濃度鈣處理的愛(ài)宕根系鐵含量顯著高于喜水，而喜水根系鋅含量卻顯著高于愛(ài)宕。可見(jiàn)，鈣脅迫對(duì)愛(ài)宕與喜水梨不同部位的鈣、鉀、鎂、鐵和鋅含量及其分布有著明顯的影響。