板栗‘燕山早丰’不同类型枝条在花期和幼果期的矿质元素含量比较

谢鹏，郭素娟，吕文君

（北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室，北京 100083）

板栗‘燕山早丰’不同类型枝条在花期和幼果期的矿质元素含量比较

谢鹏，郭素娟*，吕文君

（北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室，北京 100083）

以板栗‘燕山早丰’（C.mollissimaYanshanzaofeng）为试验材料，对不同类型枝条叶片在雄花盛开期和幼果期矿质元素含量进行研究。结果表明，矿质元素在不同类型枝条中的分配存在特异性。板栗花期叶片中的N、K、Mn、Cu在结果枝叶片中含量最高，分别为1.60%、0.57%、776.66 mg·kg-1、10.45 mg·kg-1；P含量在雄花枝中最高，为0.14%；Ca、Mg、B则在营养枝中含量最高，分别为1.17%、0.29%、102.37 mg·kg-1。板栗幼果期叶片中，P、Ca、Fe、Mn含量为结果枝＞营养枝，N、Mg和B含量为营养枝＞结果枝，K、Cu在营养枝和结果枝中的含量基本相同。板栗结果枝叶片在花期对N、K、Cu的需求量大，Mn和Fe在结果枝中的含量幼果期较花期提高18.89%和33.68%，在营养枝中提高10.79%和25.93%，P、Mg、B和Ca含量在两个时期则无显著差异。因此，花期应适当补充N、K和Cu肥，幼果期补充P、Mg、B和Ca肥。

板栗；枝条类型；矿质元素；花期；幼果期

板栗（Castanea mollissima Bl.）原产于中国，具有较高的经济价值，营养丰富，富含淀粉。

板栗对各种矿质营养的需要量随果树生长发育而变化。做好营养诊断分析，了解板栗不同类型枝条的矿质营养在不同生长周期内变化规律非常必要。对板栗矿质营养研究已有较多报道[1-6]，但大多数研究多以矿质元素在植物叶片中的年周期变化为主体，很少考虑N、P、K及重要的微量元素在雄花盛开期和幼果期不同类型枝条中的分布规律。板栗枝条类型复杂，花期营养状况影响板栗雌花发育，幼果期营养状况则与板栗落果密切相关，因此研究板栗不同类型枝条在花期和幼果期的矿质元素分配状况具有重要意义。

本文研究板栗在花期和幼果期体内N、P、K、Ca、Mg、Cu、Mn、Fe、B矿质元素在不同类型枝条叶片中的分布情况，明确板栗在不同生长阶段对矿质元素需求，以期为科学施肥及制定合理的栽培技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验地位于河北省迁西县，东经118°12′17′′，北纬40°21′57′′，属暖温带大陆季风性气候半湿润地区，四季分明，干湿季节明显，雨量充沛，昼夜温差大。年平均气温10.9℃，最冷月平均气温-6.5℃，最热月平均气温25.4℃，历年极端最高气温39.9℃，极端最低气温-24.0℃。年平均降水量744.7 mm，其中5～10月降雨量657.6 mm；占全年降水量88%。年平均相对湿度59%。年平均无霜期176 d。土壤呈微酸性，富含矿物质，并以片麻岩母质生成为主，有较好的保水和排水性，适合板栗生长。

1.2 试验材料

本试验选用河北省迁西县汉儿庄乡12年生板栗燕山早丰（C.mollissima Yanshanzaofeng）作为研究对象，株行距3 m×4 m。于2012年板栗雄花盛开期（6月中下旬）和幼果期（7月中旬），分别选择长势基本一致，树冠外围的结果枝、雄花枝和营养枝的东、南、西、北四个方向生长状况相同的枝条各一枝进行采样。单株小区，3次重复。105℃下杀青30 min，65℃下烘干，粉碎后过筛，用于矿质元素含量的测定。

1.3 试验方法

N、P测定采用H2SO4-H2O2消煮，全氮采用凯式定氮法，全磷采用钼锑钪比色法[7]。K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu的测定采用干灰化法，用原子吸收分光光度计测定。B的测定采用干灰化-甲亚胺比色法测定[8]。

试验数据采用SPSS18.0统计软件进行数据分析，Origin 8.5进行图形绘制，采用单因素方差分析（Oneway ANOVA）和最小显著差异法（Duncan）多重比较不同处理组数据的差异显著性。

2 结果与分析

2.1 板栗花期不同类型枝条矿质元素含量及分布规律

由表1可知，板栗花期叶片中的N、Mn、Cu在不同类型枝条中的分布规律均为结果枝＞雄花枝＞营养枝，P、Ca、Fe在不同类型枝条叶片中的分布规律为雄花枝＞结果枝＞营养枝，B在不同类型枝条叶片中的分布规律为营养枝＞雄花枝＞结果枝，K在不同类型枝条叶片中的分布规律为结果枝＞营养枝＞雄花枝，Mg则为营养枝＞结果枝＞雄花枝。板栗花期叶片中矿质元素含量及分布规律表明，矿质元素在同一时期不同类枝条间分布的差异表明，不同类型枝条对于矿质元素的需求不同。

2.2 板栗幼果期结果枝不同类型枝条叶片矿质元素含量及分布规律

由表2可知，板栗幼果期叶片中，N、P、Ca、Fe、Mn、Cu在不同类型枝条叶片中的分布规律均为结果枝＞营养枝，Mg和B在不同类型枝条叶片中的分布规律为营养枝＞结果枝，K在不同类型枝条叶片中的分布规律为营养枝与结果枝相同。结果表明，幼果期结果枝对矿质元素种类和含量的需求均高于营养枝，但由于矿质元素作用的不同，不是所有矿质元素在结果枝叶片中都高于营养枝。

表1 板栗花期叶片中大量元素和微量元素在不同类型枝条中的分布规律Table 1 Macronutrient and micronutrient concentrations in foliage on different type of shoots of Chinese chestnut during flowering period

表2 板栗幼果期叶片中大量元素和微量元素在不同类型枝条中的分布规律Table 2 Macronutrient and micronutrient concentrations in foliage on different type of shoots of Chinese chestnut during fruit development

2.3 板栗不同时期结果枝叶片中矿质元素含量的比较

由图1A可知，板栗结果枝叶片中N含量在花期极显著高于幼果期，N含量幼果期比花期降低34.84%。营养枝叶片中的N含量与结果枝叶片规律相同，但降幅仅为5.75%。结果枝叶片中的P含量花期比幼果期低37.5%，营养枝叶片中的P含量在两个时期则无显著性差异。结果枝中的K含量花期比幼果期高26.18%，营养枝叶片中的K含量在两个时期则无显著性差异。

由图1B和1C可知，板栗结果枝和营养枝叶片中Mn和Fe的含量规律相同，幼果期均极显著高于花期。结果枝叶片中的Cu含量花期比幼果期高13.97%，营养枝叶片中的Cu含量花期比幼果期高16.09%。结果枝叶片中Mg和B的含量变化规律一致，B含量花期比幼果期低20.63%，Mg含量花期比幼果期低16.48%，营养枝叶片中的Mg和B含量在两个时期则无显著性差异。结果枝中的Ca含量花期比幼果期低11.74%，营养枝叶片中的Ca含量在两个时期则无显著性差异。

图1 板栗不同时期结果枝叶片中矿质元素含量的比较Fig.1 Comparison of mineral element contents in leaves of fruit-bearing shoot of Chinese chestnut at different periods

3 讨论与结论

随着板栗的生长发育，各器官对矿质营养的需求会发生不同程度的变化，矿质元素在板栗不同类型枝条中的分布量也发生着规律性的变化，表现出各自不同的吸收特点。从不同角度出发研究各种矿质元素在板栗中的分配规律，由于植物对矿质元素的吸收具有阶段性和特殊性，板栗矿质元素的分配规律不仅与板栗品种、采样部位、采样时间有关，且随板栗生长发育时期和生长状况而变化，因此得出许多不同的结论。陈在新等研究发现板栗结果母枝、结果枝、雄花母枝的P含量显著高于营养枝和雄花枝，产量高的植株更加明显[6]。曹均等发现京东板栗营养枝与结果枝叶片的P、K、Cu、Mg含量差异很小，但其他营养元素含量及其变化随叶片部位和植株生长发育时期而异[5]。李广会等发现板栗结果枝叶片中的N、P、K含量随物候期呈下降趋势，Ca、Fe、Mn含量随物候期呈上升趋势；B含量在开花授粉期较低，随物候期上升；Cu含量变化则呈相反趋势；Mg含量不随物候期变化[1]。

本试验研究发现，N、Mn和Cu在花期结果枝叶片中较其他类型枝条高，Mg在花期营养枝叶片中的含量最高，N、P、Ca、Fe、Mn、Cu含量在幼果期结果枝叶片中含量高于营养枝，但结果枝叶片中N、K、Cu含量在花期高于幼果期。板栗开花期两性花序上的雌花开放，新陈代谢旺盛，需要消耗大量的营养及激素调节等参与，N是植物体内蛋白质、辅酶、叶绿素、维生素、激素、生物碱等主要有机含氮化合物的重要组成成分[9-10]，幼果期板栗子房生长发育迅速，受精卵进一步发育成种仁并逐渐生长，此时植物体内需要进行一系列的生物化学反应，N能提高蔗糖合成酶活性，使花期提前并推迟成熟，有延长果实生长作用[11-12]。K虽然不是植物体结构的一部分，但是60多种酶的活化剂，参与糖代谢、蛋白质代谢及核酸代谢等生物化学过程，还能提高植物对N的吸收利用[13]。因此在花期应适当增施或进行叶面喷施N、K肥，以保证板栗花期树体充足的N营养供应。结果枝叶片中P、B、Ca、Mg含量在花期均低于幼果期，果实形成过程需要大量核酸、蛋白和糖，P是核酸和核蛋白结构元素，是能量代谢和遗传的必需物质[14-15]，显著影响果树产量及产量构成[16]。Fe、Mn随着生长发育时期的推进含量呈上升趋势，这是因为Mn和Fe是形成叶绿素和维持叶绿体正常结构必需元素，直接参与光合作用中光合放氧过程，且在植物体内不易移动，但对于果实生长发育及产量有重要影响[17-19]。而Ca对胞间层的形成和稳定性具有重要意义，以果胶酸钙的形态联结相邻细胞，并使植物的器官或个体具有一定的机械强度[20]。B是植物幼果发育过程中不可或缺的重要元素，与果实发育及品质的形成关系密切[21-24]。板栗果实形成比花期需要消耗更多营养，因此幼果期光合作用增强，同时需要更多Mg参与[25]。Mg发挥P在植物体内吸收和搬运功能，可提高P肥效[26-27]。板栗幼果期应及时补充P、B、Ca和Mg元素以保证果实发育的需求。

由此看出，几种主要矿质元素在板栗生长发育的不同阶段中发挥重要的生理功能，但各元素在不同器官之间运转规律及其他相关生理指标关系尚有待进一步研究。

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Comparison analysis on mineral elements of different shoots in Chinese chestnut‘Yanshanzaofeng’during flowering and young fruit period

XIE Peng,GUO Sujuan,LV Wenjun
(Key Laboratory for Silviculture and Conservation,Ministry of Education,Beijing Forestry University,Beijing 100083,China)

This research explored the distribution property of the mineral elements inCastanea mollissimaYanshanzaofeng in different types of shoots during the staminate flowering and young fruit stage.The results showed that distribution of mineral elements content specificity in different types of shoots.The content of N,K,Mn and Cu was the highest in leaves of fruit-bearing shoot,1.60%,0.57%,776.66 mg·kg-1,10.45 mg·kg-1,respectively;the content of P was 0.14%in staminate shoot and the content of Ca,Mg and B was the highest in vegetative shoot 1.17%,0.29%,102.37 mg·kg-1,respectively during flowering period.The content of P,Ca,Fe,Mn was the highest in leaves of fruit-bearing shoot,the content of N,Mg and B was the highest in leaves of vegetative shoot and the content of K,Cu in leaves of vegetative shoot was the same as fruit-bearing shoot during young fruit period.N,K,Cu was in great demand in leaves of fruit-bearing shoot

Chinese chestnut;different shoots;mineral element;flowering period;young fruit period

S664.2

A

1005-9369（2014）04-0041-05

时间2014-4-21 13:26:08[URL]http://www.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20140421.1326.038.htmlduring flowering period,the content of Mn and Fe increased 18.89%and 33.68%in leaves of fruit-bearing shoot during young fruit period than flowering peirod and increased 10.79%and 25.93%in leaves of vegetative shoot,the content of P,Mg,B and Ca there were no significant differences between the two periods.In all,raising N,K and Cu application properly during flowering period and raising P,Mg,B and Ca application during young fruit period.

2013-12-07

国家林业公益性行业科研专项重大项目（201204401）；“十二五”科技支撑专题（2013BAD14B0402）

谢鹏（1984-），女，博士研究生，研究方向为经济林及植物生理。E-mail：aniu-1999@163.com

*通讯作者：郭素娟，教授，博士生导师，研究方向为经济林及植物生理。E-mail:gwangzs@263.net

谢鹏,郭素娟,吕文君.板栗‘燕山早丰’不同类型枝条在花期和幼果期的矿质元素含量比较[J].东北农业大学学报,2014,45(4)∶41-45.Xie Peng,Guo Sujuan,LV Wenjun.Comparison analysis on mineral elements of different shoots in Chinese chestnut‘Yanshanzaofeng’during flowering and young fruit period[J].Journal of Northeast Agricultural University,2014,45(4)∶41-45.(in Chinese with English abstract)