閆志蕊，烏恩，包慶格樂，烏音嘎，戴旭光

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)草原與資源環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010018；內(nèi)蒙古自治區(qū)土壤質(zhì)量與養(yǎng)分資源重點(diǎn)試驗(yàn)室，內(nèi)蒙古呼和浩特 010011）

1 試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

通過營(yíng)養(yǎng)液栽培試驗(yàn)，探討不同必需營(yíng)養(yǎng)素的缺乏對(duì)大豆苗木生長(zhǎng)發(fā)育形態(tài)變化和各種生理指標(biāo)的影響。旨在構(gòu)建大豆?fàn)I養(yǎng)缺乏早期診斷圖譜，以期為大豆早期診斷和優(yōu)質(zhì)高效栽培提供參考。

2 材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

當(dāng)季收獲很多新鮮黃豆種子。

2.2 試驗(yàn)方法

2.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)。（1）試驗(yàn)包含8 個(gè)處理，全素（CK）、缺氮（-N）、缺磷（-P）、缺鉀（-K）、缺鈣（-Ca）、缺鎂（-Mg）、缺硫（-S）、缺鐵（-Fe）。每個(gè)處理保留8 株，重復(fù)3 次，缺素培養(yǎng)試驗(yàn)培養(yǎng)周期為10 周。按照張志良[3]的營(yíng)養(yǎng)液制備全營(yíng)養(yǎng)液和營(yíng)養(yǎng)缺乏營(yíng)養(yǎng)液，溫室光照環(huán)境條件正常，具有適宜的溫濕度。（2）除每周澆水外，其他每天稱重補(bǔ)水，水為蒸餾水，防止水分蒸發(fā)和缺水。可根據(jù)天氣和幼苗生長(zhǎng)情況調(diào)整澆水量，同時(shí)，為減小邊際社會(huì)效應(yīng)，試驗(yàn)期間應(yīng)每隔2 周移動(dòng)1 次苗盆。

2.2.2 測(cè)定指標(biāo)及方法。苗高、葉長(zhǎng)、葉寬測(cè)量：測(cè)定全部幼苗苗高、葉長(zhǎng)、葉寬；生物量測(cè)定：充分混合植物各部分，并測(cè)定其生物量；葉綠素測(cè)定：試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，每個(gè)處理留3 株，每株隨機(jī)選取3 個(gè)葉片，利用葉綠素計(jì)（SPAD 儀）測(cè)定葉綠素相對(duì)值；根冠比的確定：稱取每株地上和地下物質(zhì)干重，計(jì)算每項(xiàng)處理大豆根冠比。

2.3 幼苗攝影及圖片處理

使用佳能750D 相機(jī)拍攝黃豆幼苗，記錄黃豆幼苗每個(gè)時(shí)期出現(xiàn)的缺素癥狀，并對(duì)圖片進(jìn)行處理。

2.4 數(shù)據(jù)分析

使用Microsoft Excel 2010 軟件整理數(shù)據(jù)及制表等，并運(yùn)用SAS 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行相關(guān)性和顯著性分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 缺素條件下幼苗的癥狀表現(xiàn)

由圖1 可知，黃豆幼苗在不同缺素處理下表現(xiàn)主要癥狀。由表1 可知，黃豆幼苗在不同缺素條件下的反應(yīng)和敏感性。

圖1 不同缺素處理黃豆幼苗生長(zhǎng)狀況

表1 不同缺素處理下黃豆幼苗的表現(xiàn)癥狀

3.2 缺素處理下幼苗生長(zhǎng)的影響

3.2.1 不同缺素處理對(duì)黃豆幼苗生長(zhǎng)速率的影響。由表2 可知，各缺素處理下的黃豆幼苗葉面大小與全素處理下的黃豆幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)存在顯著差異。幼苗最高為全素處理，顯著高于其他缺素處理，其他依次是缺鈣（-Ca）、缺硫（-S）、缺鐵（-Fe），缺氮幼苗最矮。因此，與全素處理相比，各缺素處理的黃豆幼苗苗高均顯著降低，缺氮條件下對(duì)黃豆幼苗苗高影響最大，其次是缺鎂。葉長(zhǎng)、葉寬指標(biāo)結(jié)果顯示，缺氮處理顯著低于全素及其他缺素處理，黃豆幼苗在缺氮處理下，對(duì)苗高、葉長(zhǎng)、葉寬有較大影響。

表2 不同缺素處理對(duì)黃豆幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

3.2.2 不同缺素處理對(duì)黃豆幼苗SPAD 值的影響。SPAD 值為葉綠素相對(duì)值，植物用來進(jìn)行光合作用的細(xì)胞器是葉綠素，因而光合速率與葉綠素含量成正比[4]。由圖2 可知，各缺素處理下，葉片SPAD 值大小依次為全素（CK）＞缺硫（-S）＞缺鉀（-K）＞缺鐵（-Fe）＞缺鈣（-Ca）＞缺磷（-P）＞缺鎂（-Mg）＞缺氮（-N）。單因素方差分析結(jié)果表明，營(yíng)養(yǎng)缺乏處理顯著影響黃豆幼苗SPAD 值，缺硫處理與全元素處理SPAD 值差異不顯著，其他養(yǎng)分缺乏處理與全元素處理SPAD 值差異極顯著。

圖2 不同缺素處理對(duì)黃豆幼苗葉綠素的影響

3.2.3 不同缺素處理對(duì)黃豆幼苗根冠比的影響。由圖3可知，黃豆幼苗根冠比大小依次為缺氮（-N）＞缺鐵（-Fe）＞缺鈣（-Ca）＞缺硫（-S）＞缺磷（-P）＞缺鉀（-K）＞缺鎂（-Mg）＞全素（CK）。其他缺素培養(yǎng)條件下的根冠比與全素處理有顯著水平差異。Duncan 多重比較研究結(jié)果分析表明，缺鈣與缺硫處理，一些黃豆幼苗根冠無顯著差異，與其他缺素處理的黃豆幼苗根冠比均有顯著特征差異。

圖3 不同缺素處理對(duì)黃豆幼苗根冠比的影響

4 討論

4.1 氮

氮素是植物生長(zhǎng)發(fā)育過程中需求量最大的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素之一[5]。葉綠素合成依賴于氮素[6]，所以，其在植物生長(zhǎng)中必不可少。在本試驗(yàn)中，缺氮元素處理的幼苗表現(xiàn)為老葉發(fā)黃，葉尖、葉靜脈均呈淡綠色，葉小且易脫落，莖細(xì)，會(huì)停止生長(zhǎng)。

4.2 磷

磷是磷脂等化合物合成的重要元素，缺磷對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育和生理功能會(huì)產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的影響[7]。因此，大豆苗木用磷缺乏處理小，不適合生長(zhǎng)，發(fā)病快、葉片少。

4.3 鉀

鉀對(duì)植物的韌皮部傳導(dǎo)、光合作用具有重要作用[8]。鉀能促進(jìn)光合磷酸化、調(diào)節(jié)氣孔開閉、促進(jìn)同化物運(yùn)輸[9]。因此，缺鉀會(huì)阻礙幼苗生長(zhǎng)，缺鉀處理的黃豆幼苗表現(xiàn)為葉薄且易脫落、植株瘦小、易發(fā)病。

4.4 鈣

鈣與細(xì)胞分裂有關(guān)，具有穩(wěn)定生物膜的功能，是少部分酶的活化劑[10]。在植物中，鈣是一種更難移動(dòng)的元素，所以，缺鈣的第一個(gè)癥狀表現(xiàn)在新葉上。在本研究中，缺鈣處理對(duì)黃豆幼苗也表現(xiàn)出抑制作用，缺鈣處理的黃豆幼苗表現(xiàn)出生長(zhǎng)緩慢、部分葉片畸形，缺鈣嚴(yán)重時(shí)頂芽枯死。

4.5 鎂

鎂是葉綠素的重要組成部分，也是光合作用中某些酶的重要活化劑。因此，缺鎂會(huì)減弱光合作用[11]，因而影響了植物體內(nèi)葉綠素的合成，而且鎂在韌皮部的移動(dòng)性高[12]。本研究顯示，缺鎂處理的黃豆幼苗葉片SPAD 值顯著降低，可能是抑制黃豆幼苗苗高和葉生長(zhǎng)的主要原因。

4.6 硫

硫和鈣都屬于較難移動(dòng)的元素，硫能組成部分蛋白質(zhì)且含硫化合物較多。缺硫會(huì)使蛋白質(zhì)難以合成，呼吸速率降和SPAD 值較低，導(dǎo)致幼苗干枯黃化，植株幼小。缺硫處理的黃豆幼苗SPAD 值與全元素處理有顯著差異。

4.7 鐵

鐵是多種酶、細(xì)胞產(chǎn)生色素、蛋白等的重要組成部分[13]，而植物呼吸作用也涉及鐵。缺鐵幼苗的根冠比受影響較小，但SPAD 值、苗高、生物量與對(duì)照有顯著差異。

從時(shí)間上來看，缺氮處理的癥狀出現(xiàn)得最早，缺硫處理的癥狀出現(xiàn)得最晚，缺磷、缺鉀、缺鈣、缺鎂處理出現(xiàn)癥狀的時(shí)間相差無幾。

5 結(jié)語(yǔ)

（1）營(yíng)養(yǎng)元素缺乏對(duì)黃豆幼苗生長(zhǎng)和生理有一定影響。（2）黃豆苗木缺乏養(yǎng)分生長(zhǎng)的時(shí)間和癥狀差異：在培養(yǎng)黃豆苗木的過程中，最早出現(xiàn)癥狀是缺氮處理，癥狀最為明顯，表現(xiàn)出黃葉、植物小、弱等癥狀。其次是缺磷、缺鉀、缺鈣、缺鎂、缺鐵處理下，均表現(xiàn)為葉片發(fā)黃，由葉片邊緣向內(nèi)或向外卷曲，葉片干枯，甚至最后脫落。（3）營(yíng)養(yǎng)元素的缺乏，黃豆幼苗生長(zhǎng)數(shù)量指標(biāo)存在差異：影響最嚴(yán)重的是缺氮處理，在苗高、葉長(zhǎng)、葉寬（葉面積）、根冠比與葉綠素相對(duì)值上都有極顯著影響，會(huì)明顯抑制幼苗生長(zhǎng)。其他缺素處理也對(duì)黃豆幼苗在苗高、葉長(zhǎng)、葉寬、根冠比與葉綠素相對(duì)值上表現(xiàn)出不同影響，但不明顯。