肖應(yīng)忠

(建陽市林業(yè)局,福建 建陽 354200)

浸種處理下千年桐種子及幼苗營養(yǎng)元素含量變化規(guī)律研究

肖應(yīng)忠

(建陽市林業(yè)局,福建 建陽 354200)

以千年桐幼苗為研究對象，通過田間試驗、室內(nèi)分析及統(tǒng)計軟件等方法，對不同處理方式下營養(yǎng)元素特征進行研究，結(jié)果表明，浸種后千年桐各構(gòu)件P、Mg、Mn、Cu、Zn等養(yǎng)分含量呈增加趨勢，而N、K、Ca、Fe、Al、S等養(yǎng)分含量呈減少趨勢，其中P、K、Mg、Cu、Zn的變化率均超過了10%；各主要元素隨季節(jié)動態(tài)變化幅度大，浸種與未浸種各構(gòu)件N、P含量基本表現(xiàn)出先降后升的趨勢，而K含量則基本表現(xiàn)出先升后降的趨勢。

千年桐；幼苗；浸種處理；營養(yǎng)元素變化

千年桐(VerniciamontanaWlis)又稱木油桐、廣東油桐、觀音桐、花桐，因其果皮有皺紋，所以又有皺桐或龜背桐之稱。其在植物界分類中屬于被子植物門，雙子葉植物綱，金虎尾目，大戟科油桐屬的植物，為我國特有樹種。千年桐種子含油率達(dá)40%左右，桐油被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域，還可以用于生物質(zhì)能源的開發(fā)研究，它是當(dāng)前理想的生物替代柴油原料的樹種之一，具有廣闊的開發(fā)前景[1-3]。前人已對其他物種幼苗生長及營養(yǎng)元素動態(tài)變化特征進行了大量的研究[4-13]，但是對浸種處理下千年桐營養(yǎng)元素動態(tài)變化特征尚未見研究，本研究以千年桐為對象，對浸種后千年桐種子及幼苗營養(yǎng)元素特征進行研究，對掌握千年桐種子發(fā)育與苗木構(gòu)件養(yǎng)分規(guī)律、豐富千年桐幼苗培育基礎(chǔ)數(shù)據(jù)具有重要理論價值，為千年桐的大面積推廣和促進我國生物質(zhì)能源樹種的開發(fā)利用提供參考依據(jù)。

1 試驗地概況

試驗地設(shè)在建陽市林木種苗站康盛苗圃基地，該苗圃位于風(fēng)景秀麗的武夷山南麓，距建陽市區(qū)3 km，地處北緯27°06′～27°43′，東經(jīng)117°31′～118°38′，屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，光熱資源豐富。冬短夏長，氣候宜人，靜風(fēng)多，溫差大，雨季集中。年平均氣溫18.0 ℃，極端最低氣溫-8.7℃，極端最高氣溫41.3 ℃，無霜期282 d，年平均降雨量 1 700～2 400 mm，年均相對濕度85%，年平均日照 1 802 h，土壤類型以山地紅壤為主。

2 試驗材料與方法

千年桐種子由建陽市林業(yè)局種苗站提供，于2009年4月5日采取大田播種育苗，播種密度為36株/m2。浸種設(shè)置為未浸種與用溫水浸種2個處理，分別用B1、B2表示，每個處理播種面積為5 m×5 m。千年桐出苗后在試驗苗圃中各處理隨機設(shè)置2個1 m×1 m樣方，自2009年9月、11月、12月和2010年1月于每個樣方采集植物樣品(含地上部分和地下部分)各0.5 kg，每株植物樣品重復(fù)4次。植物樣品帶回實驗室后用自來水和蒸餾水清洗干凈，按不同器官進行分類，即葉、主莖、主根、側(cè)根，然后置105 ℃烘箱殺青5 min，再置80 ℃烘箱烘置恒質(zhì)量，研磨粉碎備用。采用H2SO4-HClO4消煮法分解植物樣品[14]，吸取適量待測液，用凱氏定氮儀測定N含量，紫外分光光度計結(jié)合鉬銻抗比色法測定P含量[15]；原子吸收法測定K含量[15]。另外，用原子吸收分光光度計測定植物體內(nèi)的Ca、Mg、Cu、Fe、Mn、Al、Zn等微量元素含量。所得數(shù)據(jù)輸入Excel軟件中建立數(shù)據(jù)庫并進行數(shù)據(jù)分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 浸種對種子營養(yǎng)元素含量的影響

浸種后千年桐種子P、K、Mg、Mn、Cu、Zn元素含量均有不同程度的增加，而C、N、Ca、Fe、Al、S元素含量均略有減少(表1)。從變化的幅度看，浸種對千年桐種子P、Cu、Zn營養(yǎng)元素含量的影響比較明顯，分別比未浸種增加31.4%、37.0%、31.2%，經(jīng)統(tǒng)計分析，與未浸種之間差異達(dá)顯著水平；對K和Mg元素含量也有一定的影響，分別比未浸種提高10.7%、18.4%，對其他元素含量影響相對較小，均在6.1%變化范圍內(nèi)，未達(dá)到顯著差異水平。因此，浸種處理對千年桐種子營養(yǎng)影響總體不大，特別是對C、N含量的影響無明顯作用，但對P、Cu、Zn等元素的增幅影響較大，達(dá)到顯著差異水平。而P元素在植株各器官中的含量關(guān)系到植物體內(nèi)核酸、核蛋白、磷脂、植素等重要物質(zhì)的形成和物質(zhì)代謝，同時也在植物的能量轉(zhuǎn)換和代謝過程中起著重要作用，還能提高植物對外界環(huán)境的適應(yīng)性，故浸種處理大幅提高P的含量對植株生長有利。

表1 不同種子處理方式下千年桐種子營養(yǎng)元素含量

注：變化率=(B1-B2)/B1×100%。

3.2 浸種對不同器官營養(yǎng)元素含量的影響

由千年桐幼苗不同器官營養(yǎng)元素含量的測定結(jié)果可以看出(表2)，在葉部分，浸種處理幼苗P、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn、Al元素含量均有不同程度增加，增加比例大小依次為Cu>Al>P>Fe>Mg>Ca>Zn，而C、N、K、Mn、S元素含量略有減少；從變化的幅度看，浸種處理對幼苗P、Cu、Al的影響較大，變化率均超過35%，達(dá)到顯著水平，而其他元素均未達(dá)到顯著差異(變化率<24%)。在莖部，浸種處理幼苗C、N、P、K、Mg、Zn、Al、S元素含量均有所增加，而Ca、Fe、Cu元素含量略有減少；從變化的幅度看，僅Fe、Cu、Ca等元素達(dá)到顯著差異水平(分別比未浸種處理下降43.8%、44.4%、16.1%)，而P、Zn 2種元素分別比未浸種處理增加17.8%、13.5%，但未達(dá)到顯著差異水平。在主根部分，浸種處理幼苗C、N、P、K、Mn、Zn元素含量略有增加，而Ca、Mg、Fe、Al、S元素含量略有減少；從變化幅度看，P、Mn的增幅和Al的降幅均超過30%，達(dá)顯著差異水平，其他元素變化率大部分在20%內(nèi)，未達(dá)到顯著差異水平。在側(cè)根部分，除C、N元素外，其余10種元素含量均增加，且P、K、Ca、Mg、Mn、Cu、Zn、S元素的增幅均超過10%；經(jīng)統(tǒng)計分析，浸種處理對P、Mg、Mn、Cu、Zn等營養(yǎng)元素含量存在顯著影響。由此可見，浸種處理千年桐幼苗P、Zn 2種元素在千年桐幼苗各器官中的含量均有所增加，其他元素在各營養(yǎng)器官的含量變化則各不相同。從葉和莖的變化規(guī)律看，較為明顯的是莖部的Fe、Cu元素下降明顯，而葉部增加明顯，極有可能是浸種加快了這2種元素從前者向后者轉(zhuǎn)移。相類似的情況出現(xiàn)于主根和側(cè)根之間，但趨勢不是非常明顯。對于主、側(cè)根而言，浸種的影響較為顯著，除少數(shù)元素外，大部分元素均出現(xiàn)不同程度的增加，從增幅看，側(cè)根的元素含量增加尤為突出，說明浸種對于側(cè)根元素的吸收起到了非常積極的作用。

表2 不同種子處理方式下千年桐幼苗不同器官營養(yǎng)元素含量

3.3 浸種處理下營養(yǎng)元素的季節(jié)動態(tài)變化

3.3.1 不同器官C含量季節(jié)動態(tài) 從未浸種的千年桐幼苗C元素含量季節(jié)性變化來看(圖1a)，從2009年9月到2010年1月C元素總體呈略為下降的變化趨勢，特別是葉片和主莖變化規(guī)律比較明顯，隨著時間的推移C含量逐漸下降。側(cè)根表現(xiàn)為波浪式變化，主根則表現(xiàn)為先增后減。總的來說，C元素含量在秋冬季節(jié)隨著光合作用的減弱在營養(yǎng)器官中含量出現(xiàn)下降。

在浸種的千年桐幼苗中，C含量隨季節(jié)變化呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢(圖1b)。各個季節(jié)的各營養(yǎng)器官的C元素含量差異明顯，最小的在9月份，最大的在1月份；從含量來看，主莖含量最高，其次是葉片，主根略大于側(cè)根。浸種后，千年桐幼苗的C元素含量與未浸種相比，峰值的時間發(fā)生變化，推遲到1月份，而原本含量較高的11月份卻成為含量低谷。說明浸種處理有可能促進千年桐幼苗的光合作用，使冬季的C元素含量增加，進而提高其C儲量。

3.3.2 不同器官N含量季節(jié)動態(tài) 在未浸種的千年桐幼苗N元素含量季節(jié)性變化中，各營養(yǎng)器官間差異分化明顯(圖2a)，N含量排序依次為:葉片>側(cè)根>主莖>主根。在9月和11月時主莖和主根含量幾乎沒有差別，但在隨后的月份中，主莖含量上升而主根含量下降。

在浸種處理的千年桐幼苗N元素含量季節(jié)性變化中，各營養(yǎng)器官除主根外，其他3個器官N元素含量均是先下降隨后又上升(圖2b)，這與未浸種具有相同的變化規(guī)律，主莖和側(cè)根除了9月份相差較大外，其余3個季節(jié)含量基本一致，主根與未浸種相比幾乎無變化，各季節(jié)較為平均，在5 g/kg上下浮動。此外，在11月份，葉片、主莖和側(cè)根N元素含量均處于低谷，這與C元素頗為相似。

3.3.3 不同器官P含量季節(jié)動態(tài) 在未浸種的千年桐幼苗中，不同季節(jié)P元素含量季節(jié)性動態(tài)規(guī)律不很明顯(圖3a)，各營養(yǎng)器官P元素含量相差不大，且各時點波動很小，表現(xiàn)出較顯著的均勻性。但從總量上看，均小于2 g/kg。主根和主莖，葉片和側(cè)根的P元素含量分別較接近。

在浸種處理過的千年桐幼苗中，不同季節(jié)P元素含量季節(jié)性動態(tài)規(guī)律不明顯(圖3b)，但各器官間P元素含量為：葉片>側(cè)根>主根>主莖。其中，葉片和側(cè)根各有2個季節(jié)P元素含量超過 2 g/kg，特別是葉片在11月份甚至接近了 3 g/kg，說明浸種處理對于葉片和側(cè)根P元素含量的增加在不同季節(jié)上均有促進作用。

3.3.4 不同器官K含量季節(jié)變化 K含量季節(jié)變化規(guī)律見圖4。

在未浸種的千年桐幼苗中，K含量隨季節(jié)變化呈現(xiàn)出先升后降再升的波動趨勢(圖4a)。各個季節(jié)各營養(yǎng)器官的K元素含量最小均在12月份，最大在11月份；從含量來看，葉片含量最高，其次是側(cè)根，主莖略大于主根。

浸種處理后，千年桐幼苗的K元素含量與未浸種相比，各季節(jié)的波動變化趨勢趨同(圖4b)，營養(yǎng)器官含量的排序也未發(fā)生變化，但主根在9月份時含量上升到5 g/kg以上，12月份葉片K元素含量下降到接近于0，說明浸種處理有可能促進千年桐的光合作用，在落葉前加速K元素從葉片轉(zhuǎn)移到其他器官。

4 結(jié)論與討論

本試驗浸種與否對千年桐幼苗不同器官營養(yǎng)元素含量的影響，試驗結(jié)果表明：在葉部，浸種后千年桐P、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn、Al元素含量均有不同程度增加，增加比例大小依次為Cu>Al>P>Fe>Mg>Ca>Zn，而C、N、K、Mn、S元素含量略有減少；在莖部，浸種后C、N、P、K、Mg、Zn、Al、S元素含量都有所增加，而Ca、Fe、Cu元素含量略有減少；在主根部分，浸種后C、N、P、K、Mn、Zn元素含量略有增加，而Ca、Mg、Fe、Al、S元素含量略有減少；Cu元素含量不發(fā)生變化；在側(cè)根部分，除C、N元素外，其余10種元素含量均增加，且P、K、Ca、Mg、Mn、Cu、Zn、S元素的增幅均超過10%，P、Mg、Mn、Cu、Zn含量增幅甚至均超過30%，其中以Mg增幅最大(48.4%)。各主要元素隨季節(jié)動態(tài)變化幅度大，未浸種C元素總體變化趨勢略為下降，浸種后C含量隨季節(jié)變化呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢， N、P含量對于浸種與否基本表現(xiàn)出先降后升的趨勢，而K含量則表現(xiàn)出不同的變化規(guī)律，即基本為先升后降的趨勢。

植物營養(yǎng)元素含量是植物在一定生境條件下吸收營養(yǎng)元素的能力，也是植物對環(huán)境作用反應(yīng)的結(jié)果，因此其不僅能揭示植物物種的特性，同時還能反應(yīng)植物與環(huán)境之間的相互關(guān)系[16]。前人研究表明，植物營養(yǎng)元素含量在同一植物中的分布隨著不同器官和不同營養(yǎng)元素而異[17-19]，本試驗浸種與否對千年桐植株營養(yǎng)元素變化規(guī)律的分析結(jié)果側(cè)面印證了以上學(xué)者的研究。但本試驗僅從浸種與否的角度探討了千年桐植株整體及各器官的營養(yǎng)元素含量特征，對營養(yǎng)元素供應(yīng)過量或不足造成植株營養(yǎng)失衡的研究未進行深入探討，今后應(yīng)繼續(xù)開展千年桐對不同營養(yǎng)元素的需求容限值、各元素間的抑制與促進效應(yīng)、土壤元素含量的動態(tài)變化性等研究，以期更好地推廣千年桐種植。

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(責(zé)任編輯 張 坤)

Researching on the Nutrition Element Content Changes ofVerniciamontanaSeed and Seedling in Seed Soaking Times

XIAO Ying-zhong

(Forestry Bureau of Jianyang, Jianyang Fujian 354200, China)

This paper tookVerniciamontanaseedlings as research objects, and compared with nutrient elements in different disposing methods through field experiments and analyses in door. The results showed that: After soaking ofV.montanaseeds, P, Mg, Mn, Cu, Zn content of all the tissues were increased, and the N, K, Ca, Fe, Al, S nutrient content showed a trend of decrease. Among of them, the rate of change of P, K, Mg, Cu, Zn was more than 10%. The major nutrient elements such as C, N, P, and K showed wide change range. Seed soaking or not, N and P content decreased first and then increased, while K content showed a different trend, which was increased first and then decreased.

Verniciamontana; seedlings; seed soaking; nutrient elements change

2014-01-06

福建省教育廳科學(xué)項目(JA05228)資助。

肖應(yīng)忠(1970—),男，工程師，碩士。研究方向：森林培育。Email:JYsxyz@163.com。

10.3969/j.issn.2095-1914.2014.04.008

S722.3

A

2095-1914(2014)04-0042-05