不同生長(zhǎng)期乳苣營(yíng)養(yǎng)器官礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素含量的動(dòng)態(tài)變化

李龍梅，牛俊美，鐵 英，趙 鑫，王瑞剛

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 內(nèi)蒙古包頭 014109； 2.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)植物逆境生理與分子生物學(xué)自治區(qū)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 呼和浩特 010018； 3.內(nèi)蒙古和盛生態(tài)育林有限公司 呼和浩特 011517）

乳苣Mulgedium tataricum（L.）DC. 為菊科（Compositae）乳苣屬M(fèi)ulgediumCass. 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(guó)東北、華北及西北等地。目前是內(nèi)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(duì)乳苣的研究主要集中在對(duì)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(lèi)物質(zhì)，具有清除自由基、超氧化物和羥基自由基，抑制脂質(zhì)過(guò)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(zhèn)痛、免疫調(diào)節(jié)、降血糖、治療骨質(zhì)疏松等作用。筆者主要用植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的研究方法，以乳苣為研究對(duì)象，定期取樣并測(cè)定不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期和不同器官中8 種礦質(zhì)元素含量，研究乳苣營(yíng)養(yǎng)器官礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，以期為乳苣營(yíng)養(yǎng)診斷提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

乳苣種子由內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)草原與資源環(huán)境學(xué)院格根圖老師贈(zèng)送。

1.2 方法

試驗(yàn)地為內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)試驗(yàn)地，所用試驗(yàn)地大小為10 m×20 m。在翻耕好的試驗(yàn)地澆水后開(kāi)淺溝，溝距15 cm、溝寬10 cm、溝深5～7 cm，將種子撒播于溝內(nèi)，后覆土1～2 cm。長(zhǎng)出幼苗后進(jìn)行間苗，使得植株行距為25 cm，株距為25 cm。

1.3 樣品測(cè)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(zhǎng)期）和9 月2 日（開(kāi)花期）進(jìn)行取樣，每次取大小相近的4 株苗，將根、莖、葉分開(kāi)，分別準(zhǔn)確稱(chēng)量其鮮質(zhì)量并記錄。將采集的根、莖和葉樣品放置于室內(nèi)常溫下晾干，25 d 后稱(chēng)量各樣品質(zhì)量，隨后每隔2 d 稱(chēng)量1 次，到其質(zhì)量幾乎不再減少時(shí)作為最終干質(zhì)量。晾干后的樣品用高速萬(wàn)能粉碎機(jī)粉碎，用于各種指標(biāo)的檢測(cè)。金屬元素（鉀、鈉、鈣、鎂、銅、鐵、錳、鋅）的測(cè)定參照GB/T 13885—2017。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Excel 2016 將測(cè)得的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，然后用R 軟件進(jìn)行生長(zhǎng)時(shí)期和不同營(yíng)養(yǎng)器官的雙因素方差分析，用Duncan 檢驗(yàn)進(jìn)行判別。用Pearson相關(guān)性分析，分析不同營(yíng)養(yǎng)器官之間氨基酸和粗蛋白的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 乳苣不同營(yíng)養(yǎng)器官中大量礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素動(dòng)態(tài)變化規(guī)律

鉀元素含量在根、莖、葉中呈現(xiàn)出相似的變化趨勢(shì)，表現(xiàn)為隨著生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸減少（圖1）。根和莖中鉀元素含量表現(xiàn)為幼苗期＞生長(zhǎng)期＞開(kāi)花期，且不同時(shí)期差異顯著。葉中鉀元素含量在幼苗期和生長(zhǎng)期差異不顯著，但均顯著高于開(kāi)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(zhǎng)期，鉀元素含量表現(xiàn)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(kāi)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(xiàn)出一致的變化趨勢(shì)，表現(xiàn)為隨著生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸減少。根中幼苗期鎂元素含量顯著高于生長(zhǎng)期和開(kāi)花期，生長(zhǎng)期和開(kāi)花期鎂元素含量差異不顯著；莖中鎂元素含量表現(xiàn)為幼苗期＞生長(zhǎng)期＞開(kāi)花期，分別為23.47%、20.11%和13.13%，且不同時(shí)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(zhǎng)期差異不顯著，但均顯著高于開(kāi)花期，分別高46.34%和38.52%。乳苣在幼苗期和生長(zhǎng)期，鎂元素的含量變化為葉＞莖＞根，且不同營(yíng)養(yǎng)器官之間差異顯著；開(kāi)花期根和莖中的鎂元素含量無(wú)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(zhǎng)時(shí)間的變化趨勢(shì)不同。根中鈣元素含量表現(xiàn)為幼苗期顯著高于生長(zhǎng)期和開(kāi)花期，分別高17.81%和19.73%；莖中鈣元素含量表現(xiàn)為生長(zhǎng)期顯著高于幼苗期和開(kāi)花期，分別高15.80%和23.87%；葉中鈣元素含量隨生長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)逐漸增加，不同時(shí)期之間差異顯著。同一生長(zhǎng)時(shí)期，根、莖、葉中的鈣元素含量均表現(xiàn)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(yíng)養(yǎng)器官微量礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素動(dòng)態(tài)變化規(guī)律

乳苣不同器官中的微量元素含量的動(dòng)態(tài)變化如圖2，根、莖、葉中的鈉元素含量隨著生長(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，在各個(gè)生長(zhǎng)期的差異顯著。同一時(shí)間段內(nèi)，鈉元素含量在不同器官中表現(xiàn)為根＞莖＞葉，不同器官內(nèi)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(dòng)態(tài)變化

乳苣根、莖、葉三大營(yíng)養(yǎng)器官中同一時(shí)期的銅元素含量均表現(xiàn)為葉＞莖＞根，幼苗期和生長(zhǎng)期不同器官中銅元素含量差異顯著，開(kāi)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(shí)期銅元素含量變化規(guī)律不同。根中銅元素含量表現(xiàn)為開(kāi)花期＞幼苗期＞生長(zhǎng)期，不同時(shí)期差異顯著；在莖中幼苗期銅元素含量顯著高于生長(zhǎng)期和開(kāi)花期，分別高25.23%和23.87%，生長(zhǎng)期和開(kāi)花期銅元素含量差異不明顯；在葉中銅元素含量表現(xiàn)為生長(zhǎng)期＞開(kāi)花期＞幼苗期，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為17.12、11.08 和9.74 mg·kg-1，且不同時(shí)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(dòng)態(tài)變化

同一器官不同時(shí)期乳苣中鐵元素含量的變化呈現(xiàn)不同的變化趨勢(shì)。根中3 個(gè)生長(zhǎng)時(shí)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(shì)一致，均表現(xiàn)為生長(zhǎng)期＞幼苗期＞開(kāi)花期，且不同時(shí)期差異顯著。幼苗期和開(kāi)花期不同器官中鐵元素含量變化趨勢(shì)一致，呈現(xiàn)為根＞葉＞莖，且不同器官間鐵元素含量存在顯著差異；在生長(zhǎng)期3 大器官中鐵元素含量變現(xiàn)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(shí)期錳元素含量表現(xiàn)為幼苗期顯著高于生長(zhǎng)期和開(kāi)花期，生長(zhǎng)期和開(kāi)花期差異不顯著；莖中不同時(shí)期錳元素含量表現(xiàn)為幼苗期和生長(zhǎng)期差異不顯著，但均顯著高于開(kāi)花期，分別高70.71%和70.26%；葉中不同時(shí)期錳元素含量表現(xiàn)為生長(zhǎng)期顯著高于幼苗期和開(kāi)花期，分別高45.39%和46.83%，幼苗期和開(kāi)花期差異不顯著。在相同時(shí)期不同器官中錳元素含量變化呈現(xiàn)一致的變化趨勢(shì)，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(shí)期的鋅元素含量變化趨勢(shì)一致，均為幼苗期顯著高于生長(zhǎng)期和開(kāi)花期，生長(zhǎng)期和開(kāi)花期鋅元素含量差異不顯著；葉中不同時(shí)期鋅元素含量變化為開(kāi)花期顯著高于幼苗期和生長(zhǎng)期，分別高52.15%和53.62%，幼苗期和生長(zhǎng)期鋅元素含量差異不顯著。在相同時(shí)期不同器官中鋅元素含量變化呈現(xiàn)一致的變化趨勢(shì)，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(yíng)養(yǎng)器官中各元素的相關(guān)性分析

乳苣根中各元素的相關(guān)性分析結(jié)果（表1）表明，大量元素K 與Ca、Mg 呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.97 和0.99；Mg 與Ca 極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.98，表明乳苣根中K、Ca、Mg 的吸收具有相互促進(jìn)的作用。微量元素Na 與Mn、Zn 極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.99 和0.92；Mn 與Zn極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.91，而Na、Mn、Zn 與Cu、Fe 之間的相關(guān)性未達(dá)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(guān)，說(shuō)明大量元素K、Ca、Mg 的吸收會(huì)密切影響微量元素Na、Mn、Fe 的吸收，并起到促進(jìn)的作用。大量元素K、Ca、Mg 與微量元素Cu、Fe 的相關(guān)性未到達(dá)顯著水平，這說(shuō)明大量元素K、Ca、Mg 的含量的變化對(duì)Cu、Fe 的影響不大。

表1 乳苣根中各元素的相關(guān)性分析

乳苣莖中各元素的相關(guān)性分析結(jié)果（表2）表明，大量元素K 和Mg 呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.99，說(shuō)明乳苣莖中兩者的吸收具有相互促進(jìn)作用。微量元素Na 與Cu、Fe、Zn 呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.98、0.99 和0.99，Na、Cu、Fe、Zn 與Mn 的相關(guān)性未達(dá)到顯著水平，說(shuō)明Na、Cu、Fe、Zn元素的含量變化對(duì)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(guān)，大量元素Ca 僅與微量元素Mn 呈顯著正相關(guān)，與其它微量元素的相關(guān)性均未達(dá)到顯著水平。

表2 乳苣莖中各元素的相關(guān)性分析

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

表3 乳苣葉中各元素的相關(guān)性分析

3 討論與結(jié)論

礦物質(zhì)元素在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中扮演著重要角色，土壤中礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素含量是植物生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ)，植物所需的礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)由土壤直接提供[8]。不同礦物質(zhì)元素含量在植物體的表現(xiàn)不同，有的元素含量比較高，而有的元素含量則相對(duì)較低，甚至及其微量[9-11]。有學(xué)者對(duì)柑桔、葡萄、蘋(píng)果、獼猴桃的研究結(jié)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(cè)定了不同生長(zhǎng)時(shí)期乳苣根、莖、葉中8 種礦物質(zhì)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(jié)果一致。筆者通過(guò)對(duì)乳苣不同生長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)根、莖和葉各器官中礦物質(zhì)元素含量的監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間節(jié)點(diǎn)的變化，乳苣各器官中不同礦物質(zhì)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(zhǎng)時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸降低，而葉中Ca 元素含量卻隨著時(shí)間逐漸累積增加，微量元素Cu、Mn、Zn 的含量隨著時(shí)間的延長(zhǎng)處于不斷累積的狀態(tài)。這與王小玲等[15]對(duì)贛南臍橙果實(shí)和葉的研究結(jié)果具有一定的一致性。

通過(guò)對(duì)不同營(yíng)養(yǎng)器官中各元素的相關(guān)性進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)各器官中大量元素相互促進(jìn)吸收，不斷累積，這與王小玲等[15]研究結(jié)果相一致。王小玲等在研究中還發(fā)現(xiàn)，大量元素會(huì)顯著抑制Cu 元素，而筆者在本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，根和葉器官中大量元素與Cu元素不存在這一關(guān)系，莖中大量元素K、Mg 與Cu元素為顯著正相關(guān)關(guān)系，具有相互促進(jìn)的作用，這可能是研究材料或研究器官的不同導(dǎo)致的。筆者研究發(fā)現(xiàn)，大量元素K、Mg 與微量元素Zn 存在密切關(guān)系，根、莖中K、Mg 元素與Zn 為極顯著正相關(guān)關(guān)系，而在葉中為極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，在根莖中大量元素促進(jìn)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(zhuǎn)化成相互抑制的關(guān)系。

研究發(fā)現(xiàn)，乳苣根、莖、葉營(yíng)養(yǎng)器官富含豐富的礦質(zhì)元素，大量元素之間存在顯著正相關(guān)關(guān)系，相互促進(jìn)吸收。隨著生長(zhǎng)時(shí)間延長(zhǎng)，大量元素K、Mg含量逐漸降低，Ca 元素隨著時(shí)間逐漸累積，而乳苣中微量元素也隨著時(shí)間延長(zhǎng)逐漸向莖葉中富集。因此，建議乳苣的最佳營(yíng)養(yǎng)期為生長(zhǎng)期或開(kāi)花期，此期間營(yíng)養(yǎng)價(jià)值最高。