浸种处理下千年桐种子及幼苗营养元素含量变化规律研究

肖应忠

(建阳市林业局,福建 建阳 354200)

浸种处理下千年桐种子及幼苗营养元素含量变化规律研究

肖应忠

(建阳市林业局,福建 建阳 354200)

以千年桐幼苗为研究对象，通过田间试验、室内分析及统计软件等方法，对不同处理方式下营养元素特征进行研究，结果表明，浸种后千年桐各构件P、Mg、Mn、Cu、Zn等养分含量呈增加趋势，而N、K、Ca、Fe、Al、S等养分含量呈减少趋势，其中P、K、Mg、Cu、Zn的变化率均超过了10%；各主要元素随季节动态变化幅度大，浸种与未浸种各构件N、P含量基本表现出先降后升的趋势，而K含量则基本表现出先升后降的趋势。

千年桐；幼苗；浸种处理；营养元素变化

千年桐(VerniciamontanaWlis)又称木油桐、广东油桐、观音桐、花桐，因其果皮有皱纹，所以又有皱桐或龟背桐之称。其在植物界分类中属于被子植物门，双子叶植物纲，金虎尾目，大戟科油桐属的植物，为我国特有树种。千年桐种子含油率达40%左右，桐油被广泛应用于农业、工业、医药等领域，还可以用于生物质能源的开发研究，它是当前理想的生物替代柴油原料的树种之一，具有广阔的开发前景[1-3]。前人已对其他物种幼苗生长及营养元素动态变化特征进行了大量的研究[4-13]，但是对浸种处理下千年桐营养元素动态变化特征尚未见研究，本研究以千年桐为对象，对浸种后千年桐种子及幼苗营养元素特征进行研究，对掌握千年桐种子发育与苗木构件养分规律、丰富千年桐幼苗培育基础数据具有重要理论价值，为千年桐的大面积推广和促进我国生物质能源树种的开发利用提供参考依据。

1 试验地概况

试验地设在建阳市林木种苗站康盛苗圃基地，该苗圃位于风景秀丽的武夷山南麓，距建阳市区3 km，地处北纬27°06′～27°43′，东经117°31′～118°38′，属中亚热带季风气候，光热资源丰富。冬短夏长，气候宜人，静风多，温差大，雨季集中。年平均气温18.0 ℃，极端最低气温-8.7℃，极端最高气温41.3 ℃，无霜期282 d，年平均降雨量 1 700～2 400 mm，年均相对湿度85%，年平均日照 1 802 h，土壤类型以山地红壤为主。

2 试验材料与方法

千年桐种子由建阳市林业局种苗站提供，于2009年4月5日采取大田播种育苗，播种密度为36株/m2。浸种设置为未浸种与用温水浸种2个处理，分别用B1、B2表示，每个处理播种面积为5 m×5 m。千年桐出苗后在试验苗圃中各处理随机设置2个1 m×1 m样方，自2009年9月、11月、12月和2010年1月于每个样方采集植物样品(含地上部分和地下部分)各0.5 kg，每株植物样品重复4次。植物样品带回实验室后用自来水和蒸馏水清洗干净，按不同器官进行分类，即叶、主茎、主根、侧根，然后置105 ℃烘箱杀青5 min，再置80 ℃烘箱烘置恒质量，研磨粉碎备用。采用H2SO4-HClO4消煮法分解植物样品[14]，吸取适量待测液，用凯氏定氮仪测定N含量，紫外分光光度计结合钼锑抗比色法测定P含量[15]；原子吸收法测定K含量[15]。另外，用原子吸收分光光度计测定植物体内的Ca、Mg、Cu、Fe、Mn、Al、Zn等微量元素含量。所得数据输入Excel软件中建立数据库并进行数据分析。

3 结果与分析

3.1 浸种对种子营养元素含量的影响

浸种后千年桐种子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元素含量均略有减少(表1)。从变化的幅度看，浸种对千年桐种子P、Cu、Zn营养元素含量的影响比较明显，分别比未浸种增加31.4%、37.0%、31.2%，经统计分析，与未浸种之间差异达显著水平；对K和Mg元素含量也有一定的影响，分别比未浸种提高10.7%、18.4%，对其他元素含量影响相对较小，均在6.1%变化范围内，未达到显著差异水平。因此，浸种处理对千年桐种子营养影响总体不大，特别是对C、N含量的影响无明显作用，但对P、Cu、Zn等元素的增幅影响较大，达到显著差异水平。而P元素在植株各器官中的含量关系到植物体内核酸、核蛋白、磷脂、植素等重要物质的形成和物质代谢，同时也在植物的能量转换和代谢过程中起着重要作用，还能提高植物对外界环境的适应性，故浸种处理大幅提高P的含量对植株生长有利。

表1 不同种子处理方式下千年桐种子营养元素含量

注：变化率=(B1-B2)/B1×100%。

3.2 浸种对不同器官营养元素含量的影响

由千年桐幼苗不同器官营养元素含量的测定结果可以看出(表2)，在叶部分，浸种处理幼苗P、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn、Al元素含量均有不同程度增加，增加比例大小依次为Cu>Al>P>Fe>Mg>Ca>Zn，而C、N、K、Mn、S元素含量略有减少；从变化的幅度看，浸种处理对幼苗P、Cu、Al的影响较大，变化率均超过35%，达到显著水平，而其他元素均未达到显著差异(变化率<24%)。在茎部，浸种处理幼苗C、N、P、K、Mg、Zn、Al、S元素含量均有所增加，而Ca、Fe、Cu元素含量略有减少；从变化的幅度看，仅Fe、Cu、Ca等元素达到显著差异水平(分别比未浸种处理下降43.8%、44.4%、16.1%)，而P、Zn 2种元素分别比未浸种处理增加17.8%、13.5%，但未达到显著差异水平。在主根部分，浸种处理幼苗C、N、P、K、Mn、Zn元素含量略有增加，而Ca、Mg、Fe、Al、S元素含量略有减少；从变化幅度看，P、Mn的增幅和Al的降幅均超过30%，达显著差异水平，其他元素变化率大部分在20%内，未达到显著差异水平。在侧根部分，除C、N元素外，其余10种元素含量均增加，且P、K、Ca、Mg、Mn、Cu、Zn、S元素的增幅均超过10%；经统计分析，浸种处理对P、Mg、Mn、Cu、Zn等营养元素含量存在显著影响。由此可见，浸种处理千年桐幼苗P、Zn 2种元素在千年桐幼苗各器官中的含量均有所增加，其他元素在各营养器官的含量变化则各不相同。从叶和茎的变化规律看，较为明显的是茎部的Fe、Cu元素下降明显，而叶部增加明显，极有可能是浸种加快了这2种元素从前者向后者转移。相类似的情况出现于主根和侧根之间，但趋势不是非常明显。对于主、侧根而言，浸种的影响较为显著，除少数元素外，大部分元素均出现不同程度的增加，从增幅看，侧根的元素含量增加尤为突出，说明浸种对于侧根元素的吸收起到了非常积极的作用。

表2 不同种子处理方式下千年桐幼苗不同器官营养元素含量

3.3 浸种处理下营养元素的季节动态变化

3.3.1 不同器官C含量季节动态 从未浸种的千年桐幼苗C元素含量季节性变化来看(图1a)，从2009年9月到2010年1月C元素总体呈略为下降的变化趋势，特别是叶片和主茎变化规律比较明显，随着时间的推移C含量逐渐下降。侧根表现为波浪式变化，主根则表现为先增后减。总的来说，C元素含量在秋冬季节随着光合作用的减弱在营养器官中含量出现下降。

在浸种的千年桐幼苗中，C含量随季节变化呈现出先下降后上升的趋势(图1b)。各个季节的各营养器官的C元素含量差异明显，最小的在9月份，最大的在1月份；从含量来看，主茎含量最高，其次是叶片，主根略大于侧根。浸种后，千年桐幼苗的C元素含量与未浸种相比，峰值的时间发生变化，推迟到1月份，而原本含量较高的11月份却成为含量低谷。说明浸种处理有可能促进千年桐幼苗的光合作用，使冬季的C元素含量增加，进而提高其C储量。

3.3.2 不同器官N含量季节动态 在未浸种的千年桐幼苗N元素含量季节性变化中，各营养器官间差异分化明显(图2a)，N含量排序依次为:叶片>侧根>主茎>主根。在9月和11月时主茎和主根含量几乎没有差别，但在随后的月份中，主茎含量上升而主根含量下降。

在浸种处理的千年桐幼苗N元素含量季节性变化中，各营养器官除主根外，其他3个器官N元素含量均是先下降随后又上升(图2b)，这与未浸种具有相同的变化规律，主茎和侧根除了9月份相差较大外，其余3个季节含量基本一致，主根与未浸种相比几乎无变化，各季节较为平均，在5 g/kg上下浮动。此外，在11月份，叶片、主茎和侧根N元素含量均处于低谷，这与C元素颇为相似。

3.3.3 不同器官P含量季节动态 在未浸种的千年桐幼苗中，不同季节P元素含量季节性动态规律不很明显(图3a)，各营养器官P元素含量相差不大，且各时点波动很小，表现出较显著的均匀性。但从总量上看，均小于2 g/kg。主根和主茎，叶片和侧根的P元素含量分别较接近。

在浸种处理过的千年桐幼苗中，不同季节P元素含量季节性动态规律不明显(图3b)，但各器官间P元素含量为：叶片>侧根>主根>主茎。其中，叶片和侧根各有2个季节P元素含量超过 2 g/kg，特别是叶片在11月份甚至接近了 3 g/kg，说明浸种处理对于叶片和侧根P元素含量的增加在不同季节上均有促进作用。

3.3.4 不同器官K含量季节变化 K含量季节变化规律见图4。

在未浸种的千年桐幼苗中，K含量随季节变化呈现出先升后降再升的波动趋势(图4a)。各个季节各营养器官的K元素含量最小均在12月份，最大在11月份；从含量来看，叶片含量最高，其次是侧根，主茎略大于主根。

浸种处理后，千年桐幼苗的K元素含量与未浸种相比，各季节的波动变化趋势趋同(图4b)，营养器官含量的排序也未发生变化，但主根在9月份时含量上升到5 g/kg以上，12月份叶片K元素含量下降到接近于0，说明浸种处理有可能促进千年桐的光合作用，在落叶前加速K元素从叶片转移到其他器官。

4 结论与讨论

本试验浸种与否对千年桐幼苗不同器官营养元素含量的影响，试验结果表明：在叶部，浸种后千年桐P、Ca、Mg、Fe、Cu、Zn、Al元素含量均有不同程度增加，增加比例大小依次为Cu>Al>P>Fe>Mg>Ca>Zn，而C、N、K、Mn、S元素含量略有减少；在茎部，浸种后C、N、P、K、Mg、Zn、Al、S元素含量都有所增加，而Ca、Fe、Cu元素含量略有减少；在主根部分，浸种后C、N、P、K、Mn、Zn元素含量略有增加，而Ca、Mg、Fe、Al、S元素含量略有减少；Cu元素含量不发生变化；在侧根部分，除C、N元素外，其余10种元素含量均增加，且P、K、Ca、Mg、Mn、Cu、Zn、S元素的增幅均超过10%，P、Mg、Mn、Cu、Zn含量增幅甚至均超过30%，其中以Mg增幅最大(48.4%)。各主要元素随季节动态变化幅度大，未浸种C元素总体变化趋势略为下降，浸种后C含量随季节变化呈现出先下降后上升的趋势， N、P含量对于浸种与否基本表现出先降后升的趋势，而K含量则表现出不同的变化规律，即基本为先升后降的趋势。

植物营养元素含量是植物在一定生境条件下吸收营养元素的能力，也是植物对环境作用反应的结果，因此其不仅能揭示植物物种的特性，同时还能反应植物与环境之间的相互关系[16]。前人研究表明，植物营养元素含量在同一植物中的分布随着不同器官和不同营养元素而异[17-19]，本试验浸种与否对千年桐植株营养元素变化规律的分析结果侧面印证了以上学者的研究。但本试验仅从浸种与否的角度探讨了千年桐植株整体及各器官的营养元素含量特征，对营养元素供应过量或不足造成植株营养失衡的研究未进行深入探讨，今后应继续开展千年桐对不同营养元素的需求容限值、各元素间的抑制与促进效应、土壤元素含量的动态变化性等研究，以期更好地推广千年桐种植。

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(责任编辑 张 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

福建省教育厅科学项目(JA05228)资助。

肖应忠(1970—),男，工程师，硕士。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