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不同浓度氯化钙短期处理对菠萝蜜幼苗矿质元素含量的影响*

来源:公文范文 时间:2023-11-19 18:36:01 推荐访问: 幼苗 氯化钙 菠萝蜜

杨晓雪,任家兴,李映志,叶春海

(广东海洋大学滨海农业学院,湛江 524088)

菠萝蜜(Artocarpus heterophyllusLam.)为桑科波罗蜜属的常绿乔木,是一种常见的热带果树,果实气味浓郁,果肉金黄厚实,脆爽香甜且含有大量营养物质,深受人们喜爱,有较高的食用价值和经济价值。在我国广东、海南、广西、云南等地均有种植[1],而且面积不断扩大。

为改良南方酸性红壤土,生产种植者常常施用生石灰(CaO)作为基肥种植果树。钙是植物生长发育所必需的元素,其参与调节多种生命代谢过程,能增强植物对逆境的耐受性。钙离子作为第二信使能够介导植物生长、发育、抗逆等各个方面[2]。研究表明,随着营养液钙含量的增加,大葱的可溶性蛋白、游离氨基酸、硝态氮、铵态氮的含量呈先增加后降低的趋势[3]。在植物体中钙与其他元素之间存在拮抗或协同作用。冯新维等[4]研究发现,烤烟根际Ca2+浓度为11.22~12.25 mmol/L 时,可促进烤烟生长,钙镁含量较为协调,提高了钙肥的利用率。生产上发现,钙元素与硼元素是拮抗关系,对植物施加过量的钙肥可导致植物缺硼症状的发生以及加重现象[4]。牛晓琳等[5]研究发现,对枣树叶面喷施钙肥后,叶片中的氮元素含量会增加,在一定范围内钙会促进植株对铁的吸收,而抑制对锌的吸收。

目前,钙对果树生长发育及其代谢的影响研究涉及的果树种类很多,如枣[5]、火龙果[6]等,但以菠萝蜜为对象的研究还未见报道。因此,本研究对菠萝蜜进行不同浓度的氯化钙短期处理,分析其对菠萝蜜幼苗矿质元素含量的影响,探索钙对菠萝蜜树体不同部位营养元素分布的影响,为后续相关研究提供理论基础。

1.1 试验材料

选用均匀饱满、光亮形正的菠萝蜜种子,播于育苗盆中,育苗基质为通用型植物生长无土基质,待发芽出苗后,每隔2 周施1 次MS 基本营养液,保持营养充足使其正常生长。当幼苗生长出5 片真叶后,选用长势一致、健壮无病的菠萝蜜幼苗进行试验。

1.2 试验方法

1.2.1 试验处理

试验设置4 个处理:低浓度氯化钙处理(T1,1.5 mmol/L CaCl2·2H2O)、中浓度氯化钙处理(T2,3.0 mmol/L CaCl2·2H2O)、高浓度氯化钙处理(T3,6.0 mmol/L CaCl2·2H2O)、对照(CK,清水),每个处理各7 株树,3 次重复。连续处理6 d 后采集样品,分为根部、茎部、叶片3 个部位,清洗、擦干后分别装入牛皮信封中,在105 ℃烘箱中杀青30 min后,转80 ℃烘干至恒重。

1.2.2 矿质元素含量的测定

N、P、B 元素含量的测定分别采用凯式定氮法、钼锑抗比色法、甲亚胺-H 比色法,K、Ca、Mg、Fe、Zn 元素含量的测定采用火焰原子吸收法。

1.3 数据分析

采用Microsoft Excel 2019 和SPSS 25.0 软件进行数据分析与作图。

2.1 不同浓度氯化钙处理对菠萝蜜幼苗N 元素含量的影响

由图1 可知,N 元素含量在菠萝蜜幼苗的不同部位中分布不同,叶片中最高,根部次之,茎部最少。在施用氯化钙6 d 后,N 元素首先表现出在根部积累较多的反应,与对照相比呈显著差异;
其次在茎部表现出积累较多的反应,与对照相比亦呈显著差异;
但叶片N 元素含量与对照相比差异不显著,说明N 元素在叶片中的本源储藏分布较丰富。低浓度氯化钙处理(T1)显示出了菠萝蜜幼苗对N 元素吸收的不同效果,随着氯化钙浓度的增加,N 元素含量都有一定程度的变化,除叶片部位外,根部和茎部与对照相比差异显著。从低浓度氯化钙处理的结果可以看出N 元素在根部、茎部、叶片中的含量变化,即N 元素被根部、茎部、叶片逐步吸收利用的先后顺序反应。

图1 不同浓度氯化钙处理下菠萝蜜不同部位N 元素含量

2.2 不同浓度氯化钙处理对菠萝蜜幼苗P 元素含量的影响

由图2 可知,P 元素含量在菠萝蜜幼苗不同部位的分布情况也是在叶片中最多,根部次之,茎部最少。低浓度氯化钙处理(T1)6 d 后,P 元素在根部的积累量高于茎部和叶片,与对照相比差异显著;
茎部与对照相比亦表现出显著差异;
叶片P 元素含量与对照相比差异不显著。T1 处理的P 元素含量在根部、茎部和叶片中表现为由多到少,是P 元素吸收移动进程的顺序反应,随着氯化钙浓度的增加,P 元素含量并无显著性差异。

图2 不同浓度氯化钙处理下菠萝蜜不同部位P 元素含量

2.3 不同浓度氯化钙处理对菠萝蜜幼苗K 元素含量的影响

由图3 可知,K 元素含量在叶片中最高,茎部次之,根部最少。在氯化钙处理6 d 后,K 元素在高浓度氯化钙处理(T3)的根部与对照有显著差异,其他处理和部位均未见K 元素积累出现显著差异,表明K 元素的吸收需要较高浓度的氯化钙。K 元素含量在叶片中分布最多,说明K 元素在叶片中的本源储藏分布较丰富,即使高浓度氯化钙处理增加了K 元素含量,但与对照无显著性差异。

图3 不同浓度氯化钙处理下菠萝蜜不同部位K 元素含量

2.4 不同浓度氯化钙处理对菠萝蜜幼苗Ca 元素含量的影响

由图4 可知,Ca 元素含量在根部、茎部和叶片中由少到多。在施用氯化钙6 d 后,低浓度处理(T1)Ca 元素首先在茎部表现出积累较多的反应,与对照相比呈显著差异;
其次在叶片,与对照相比无显著差异;
根部最少,但与对照相比呈显著差异。中浓度处理(T2)对根部和叶片中Ca 元素的积累效果均呈显著差异。高浓度处理(T3)对根部、茎部和叶片均呈显著差异,尤其是叶片Ca 元素含量(1.75 g/kg)远高于其他处理和部位。

图4 不同浓度氯化钙处理下菠萝蜜不同部位Ca 元素含量

2.5 不同浓度氯化钙处理对菠萝蜜幼苗Mg 元素含量的影响

由图5 可知,Mg 元素含量在叶片中最高,根部次之,茎部最少。低浓度氯化钙处理(T1)6 d 后,Mg 元素首先在根部表现出积累较多的反应,与对照相比呈显著差异;
其次在茎部,与对照相比呈显著差异;
在叶片中Mg 元素含量与对照相比差异不显著,说明Mg 元素在叶片中的本源含量较高。随着氯化钙浓度的增加,叶片Mg 元素含量显著增加,尤其高浓度处理(T3)与对照相比呈显著差异,其中叶片的Mg 元素含量最高,根部、茎部的含量与低浓度处理(T1)无显著差异。

图5 不同浓度氯化钙处理下菠萝蜜不同部位Mg 元素含量

2.6 不同浓度氯化钙处理对菠萝蜜幼苗Zn 元素含量的影响

由图6 可知,Zn 元素含量在菠萝蜜幼苗的不同部位分布差异较小,在施用低浓度氯化钙(T1)6 d后,在根部、茎部、叶片的积累均减少,与对照相比差异显著。随着氯化钙浓度的增加,Zn 元素含量呈先增加后减少的趋势,差异显著,含量均低于对照,表明Zn 元素的积累受到氯化钙的抑制。

图6 不同氯化钙浓度处理下菠萝蜜不同部位Zn 元素含量

2.7 不同浓度氯化钙处理对菠萝蜜幼苗B 元素含量的影响

由图7 可知,B 元素含量在叶片中最高,根部次之,茎部最少,但根部和茎部的B 元素含量差异较小。经氯化钙处理6 d 后,先在根部表现出积累较多的反应,与对照相比差异显著;
其次在茎部亦表现出积累较多的反应,与对照相比差异显著;
在叶片中B 元素含量与对照相比差异不显著。说明只有低浓度氯化钙处理(T1),根部和茎部B 元素才表现出显著差异,而叶片B 元素对氯化钙处理不敏感。中、高浓度氯化钙处理(T2 和T3)对根部、茎部和叶片无明显影响。

图7 不同浓度氯化钙处理下菠萝蜜不同部位B 元素含量

2.8 不同浓度氯化钙处理对菠萝蜜幼苗Fe 元素含量的影响

由图8 可知,Fe 元素含量在叶片中最高,根部次之,茎部最少。经低浓度处理(T1)6 d 后,Fe元素在根部表现出积累较多的反应,与对照相比呈显著差异;
在茎部亦表现出积累较多的反应,与对照相比呈显著差异;
叶片Fe 元素含量与对照相比差异不显著。中浓度处理(T2)的根部、茎部和叶片中Fe 元素含量与对照相比并无显著差异。高浓度处理(T3)的叶片中Fe 元素含量出现显著下降,说明高浓度氯化钙对菠萝蜜幼苗叶片或有拮抗作用,而根部和茎部未见显著差异。

图8 不同浓度氯化钙处理下菠萝蜜不同部位Fe 元素含量

综上所述,大量元素N、K、Mg 和微量元素B在叶片中的本源储藏分布较丰富,3 个不同浓度氯化钙处理出现了极为复杂的营养元素积累反应。

不同植物对钙的敏感性不同,不同钙浓度亦会对植物生长发育产生不同的影响,适宜的钙浓度有利于作物生长发育,提高产量和品质。本试验中低浓度氯化钙处理极大提高了大量元素N、P 在根部和茎部的含量,而中、高浓度氯化钙处理未见显著差异,说明菠萝蜜幼苗期要有适量的氯化钙但浓度不宜超过3.0 mmol/L。K 元素含量在茎部未受到氯化钙处理浓度的显著影响,只有高浓度氯化钙处理对根部具有显著效果,这可能与一定浓度的钙能有效地激活离子通道上的酶,增强了对离子的渗透性有关[7],更高浓度氯化钙的施用效果仍需进一步试验研究。前人研究发现,对草莓施加外源钙能有效增加叶片N 元素含量[8],对大豆[9]、大蒜[10]和番茄[11]进行施钙处理后促进了K 元素的吸收。这些结果与本试验结果相似,但也存在一些差异,不同的植物种类和生长发育阶段可能是导致这种差异的主要原因。

氯化钙处理对Ca、Mg 元素的吸收累积反应差异较大。氯化钙处理对Ca 元素本身的影响较大,从低浓度到高浓度均表现出十分复杂的显著差异。中浓度氯化钙处理对Mg 元素并没有低浓度和高浓度的效果好,但含量均有显著增加,表明氯化钙对Mg 元素的吸收具有一定的促进作用。陈丽璇等[8]对草莓喷施不同浓度的外源钙显著增加了草莓叶片和果实的含钙量。牛晓琳等[12]研究发现,对金丝小枣叶片喷施0.2%硝酸钙和0.2%柠檬酸钙均显著提高了叶片Ca 元素含量,其中硝酸钙显著提高了叶片Mg 元素含量。李华东等[13]研究也表明,施用钙肥可促进芒果叶片Mg 元素的积累。这些结论与本试验结果相似。

不同浓度氯化钙处理对菠萝蜜幼苗微量元素的反应也不尽相同,总体表现出低浓度氯化钙处理对微量元素有促进作用,随着处理浓度的增加产生了明显的拮抗作用。牛晓琳等[5,12]对金丝小枣施加硝酸钙提高了叶片B 元素含量,Zn 元素含量却显著减少,与本试验结果基本一致。矿质元素之间的关系很复杂,存在着协同或拮抗关联[14],Ca 与其他元素间同样存在拮抗或协同的作用[15],因此导致在不同浓度钙处理下元素的反应不同。

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