鐵錳脅迫對(duì)鳳眼蓮養(yǎng)分吸收的影響

王娟 章愛群 邱滿平等

摘要：采用水培試驗(yàn)研究了鳳眼蓮在高鐵高錳（對(duì)照）、低錳、缺錳、低鐵和缺鐵處理下的營養(yǎng)特性和生長狀況。結(jié)果表明，鐵錳脅迫降低了鳳眼蓮吸收氮、鉀的能力，導(dǎo)致鳳眼蓮各部位氮、鉀含量有不同程度的降低；但鐵、錳脅迫對(duì)鳳眼蓮的磷吸收能力影響較小，與對(duì)照相比，鐵、錳脅迫下葉、莖中磷的含量上升；鐵脅迫導(dǎo)致鳳眼蓮體內(nèi)鐵、錳含量降低，缺鐵時(shí)根中鐵、錳含量均最低，差異達(dá)顯著水平；錳脅迫下鳳眼蓮對(duì)鐵元素的吸收比例失衡，缺錳抑制了鐵向鳳眼蓮葉部的轉(zhuǎn)移。

關(guān)鍵詞：鳳眼蓮；鐵、錳脅迫；養(yǎng)分；吸收

中圖分類號(hào)：Ｑ９４５．７８文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Ａ文章編號(hào)：0439－８114（２０11）16－3279-03

Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆＦｅ ａｎｄ Ｍｎ Ｓｔｒｅｓｓ Ｏｎ Ｎｕｔｒｉｅｎｔ Ｕｐｔａｋｅ ｏｆ Ｅｉｃｈｈｏｒｎｉａ ｃｒａｓｓｉｐｅｓ

ＷＡＮＧ Ｊｕａｎ，ＺＨＡＮＧ Ａｉ－ｑｕｎ，ＱＩＵ Ｍａｎ－ｐｉｎｇ，ＸＩＥ Ｙｉｎ－ｂｏ

（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｐｌａｎｔ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｘｉａｏｇａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｏｇａｎ ４３２１００，Ｈｕｂｅｉ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Nutrient solution culture was conducted to study the nutrient characteristics and growth condition of Ｅｉｃｈｈｏｒｎｉａ ｃｒａｓｓｉｐｅｓ under Fe and Mn stress. The results showed that Fe and Mn-deficiency caused the decrease of absorbtion of N and K in Ｅ. ｃｒａｓｓｉｐｅｓ as their content in the plant reduced； however， the absorption abilily of Ｅ. ｃｒａｓｓｉｐｅｓ to P was not seriously affected. Compared with CK（high Fe and Mn）， the content of P in plant leaf and stem increased while Fe and Mn decreased under Fe and Mn stress. The Fe and Mn content was the lowest in root when lacking Fe； while lack of Mn would cause inbalance absorption of Fe. Deficiency of Mn inhibited the transport of Fe to Ｅ. ｃｒａｓｓｉｐｅｓ leaves.

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： Ｅｉｈｈｏｒｎｉａ ｃｒａｓｓｉｐｅｓ； Ｆｅ ａｎｄ Ｍｎ ｓｔｒｅｓｓ； ｎｕｔｒｉｅｎｔ； ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ

鳳眼蓮（Ｅｉｃｈｈｏｒｎｉａ ｃｒａｓｓｉｐｅｓ）因其很強(qiáng)的去污能力和凈水效果，在一定條件下，它不失為恢復(fù)水生生態(tài)系統(tǒng)的重要植物之一［１］。鳳眼蓮對(duì)氮、磷、鉀、鈣等多種無機(jī)元素有較強(qiáng)的富集作用，其中對(duì)大量元素鉀的富集作用尤為突出［２］。在富營養(yǎng)化水體中，鳳眼蓮對(duì)微量元素鐵、錳等的吸收和富集量很高。其中鐵在微量元素中吸收量最大，其在植物體內(nèi)從根部轉(zhuǎn)移到莖葉部的數(shù)量也是最大的［３］。鳳眼蓮植株干樣中鐵含量可達(dá)到６ ７０７ ｍｇ／ｋｇ［４］，而根中錳含量則可達(dá)（１ ４８５±１１０）ｍｇ／ｋｇ［５］。在植物體內(nèi)，鐵、錳存在一定的平衡關(guān)系，當(dāng)鐵、錳平衡關(guān)系失調(diào)，易造成缺鐵、錳毒或缺錳、鐵毒，對(duì)植物生長造成不利影響。鐵參加作物呼吸作用和光合作用，是催化合成葉綠素的一些酶的催化劑。鐵素缺乏時(shí)，葉綠素不能合成造成失綠，植物呼吸作用受到抑制，嚴(yán)重影響對(duì)養(yǎng)分的吸收［６］。錳是植物維持正常的生命活動(dòng)所必需的微量元素之一，缺錳將影響植物的代謝功能［7，8］?；陲L(fēng)眼蓮對(duì)水體中的營養(yǎng)和其他化學(xué)物質(zhì)具有強(qiáng)大的吸收富集能力，同時(shí)微量元素的缺乏對(duì)鳳眼蓮生長和吸收氮、磷、鉀的能力影響的研究較少。通過測(cè)定不同濃度鐵、錳處理對(duì)鳳眼蓮葉、莖、根吸收氮、磷、鉀、鐵、錳能力的影響，旨在探明鐵、錳脅迫下鳳眼蓮不同部位吸收礦質(zhì)元素的規(guī)律和特性，為深度開發(fā)和利用鳳眼蓮，合理控制治理鳳眼蓮提供科學(xué)依據(jù)。

１材料與方法

試驗(yàn)于６月２１日進(jìn)行。鳳眼蓮幼苗采自湖北省孝感市滾子河槐蔭公園段。將采回來的幼苗用自來水沖洗干凈并在自來水中培養(yǎng)３ ｄ。３ ｄ后將幼苗移栽到培養(yǎng)液中。采用容積為８０ Ｌ的塑料箱培養(yǎng)，采用Ｊａｙａｗｅｅｒａ［4］營養(yǎng)液配方（Ｃ//ｍｇ/Ｌ）： ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４ ２８．８，ＫＮＯ３ ７５．８，ＭｇＳＯ４·７Ｈ２Ｏ １８４．９，ＣａＣｌ２·７Ｈ２Ｏ ７３．５，ＮａＮＯ３ ８５．０，ＥＤＴＡ－Ｆｅ １８．０，Ｈ３ＢＯ３ １．２，ＭｎＣｌ２·４Ｈ２Ｏ ０．７。鐵以ＥＤＴＡ－Ｆｅ的形式供給，３個(gè)處理濃度分別為０、９、１８ ｍｇ／Ｌ；錳以硫酸錳的形式供給，３個(gè)處理濃度分別為０、０．３５、０．７０ ｍｇ／Ｌ。共設(shè)５個(gè)處理，即高鐵高錳（對(duì)照）、高鐵低錳（低錳）、高鐵缺錳（缺錳）、低鐵高錳（低鐵）和缺鐵高錳（缺鐵），每處理９株，３次重復(fù)，每隔１５ ｄ換一次培養(yǎng)液。培養(yǎng)３０ ｄ后各處理隨機(jī)取樣３株，將取來的材料分成葉、莖、根三部分，殺青２０ ｍｉｎ，然后將烘箱溫度調(diào)至７０℃烘至恒重。分別稱取葉、莖、根的干重，然后將樣品用研缽磨碎過２０目篩后備用。植株樣品用Ｈ２ＳＯ４－ＨＣｌＯ４消煮， 半微量凱氏法測(cè)氮；另取烘干樣品，用三酸混合液（ＨＮＯ３－ＨＣｌＯ４－Ｈ２ＳＯ４，８∶１∶１）消化，鉬銻抗比色法測(cè)磷；火焰光度法測(cè)鉀；原子吸收分光光度法測(cè)鐵、錳。

２結(jié)果與分析

２．１鐵、錳脅迫對(duì)鳳眼蓮苗期生長的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明，鐵、錳脅迫對(duì)鳳眼蓮的影響首先在外部形態(tài)上表現(xiàn)出來。鐵、錳脅迫條件下，植株地上部矮小、細(xì)柔、老葉枯死加快、新葉生長緩慢且出現(xiàn)失綠癥狀。由圖１可見，鐵、錳脅迫使鳳眼蓮地上部和地下部干重均呈下降趨勢(shì)，地上部干重平均降幅為３２．９％，地下部干重平均降幅為１７．３％。因此，根冠比在脅迫條件下有所增加，平均增幅為２４．３％。

２．２鐵、錳脅迫對(duì)鳳眼蓮吸收氮、磷、鉀的影響

由表１可知，鳳眼蓮不同部位氮含量和積累量的順序?yàn)槿~＞莖＞根。鐵、錳脅迫下，鳳眼蓮各部位除低錳葉的氮含量外其余氮含量和積累量均降低，尤其是葉、莖、根中氮積累量下降顯著。與對(duì)照相比，低鐵、缺鐵處理鳳眼蓮葉、莖、根中的氮積累量分別降低了２２．１％～３５．３％、２８．３％～４１．９％、２２．８％～４２．１％；低錳和缺錳脅迫下，鳳眼蓮葉、莖、根中的氮積累量降低了１８．６％～５５．７％、４０．３％～４６．８％和２５．２％～１７．５％，隨著錳濃度降低，缺錳導(dǎo)致植株生理功能紊亂［７］，葉中氮積累量大幅下降。

鐵脅迫下，鳳眼蓮葉、莖中磷含量增加，缺鐵葉片中磷含量平均高達(dá)３３．０１ ｍｇ／ｇ，高出對(duì)照１９．５％，但處理間無顯著差異；根中磷含量降低，且差異達(dá)顯著水平。隨著錳濃度降低，鳳眼蓮葉、莖中磷含量增加，積累量降低。低錳處理，單株鳳眼蓮根中磷積累量只有３．６０ ｍｇ，為對(duì)照的７７．９％；缺錳處理，單株鳳眼蓮葉、莖中磷積累量分別只有９．７０ ｍｇ、７．４１ ｍｇ，分別為對(duì)照的５５．３％、７６．０％（表２）。

鳳眼蓮高養(yǎng)分含量主要表現(xiàn)在鉀和氮上，鳳眼蓮體內(nèi)鉀主要集中在莖和葉中，根中鉀含量最低［２］。由表３可知，隨著鐵、錳濃度降低，鳳眼蓮葉、莖、根中鉀含量和積累量均降低。與對(duì)照相比，低鐵脅迫下，鳳眼蓮根中鉀含量降幅最大，高達(dá)４２．５％。缺錳時(shí)鳳眼蓮葉、莖、根鉀積累量顯著下降，降幅分別為７０．１％、４５．４％和５１．５％。表明鐵、錳脅迫對(duì)鳳眼蓮吸收鉀素有較大影響。

２．３鐵、錳脅迫對(duì)鳳眼蓮吸收鐵、錳的影響

從表４、表５可以看出，５個(gè)處理中根部鐵、錳含量最高。同時(shí)可以看出，缺鐵時(shí)，鳳眼蓮根中錳的含量和積累量均大幅降低，和對(duì)照相比，差異達(dá)顯著水平。缺錳導(dǎo)致鳳眼蓮對(duì)鐵的吸收比例嚴(yán)重失調(diào)，缺錳條件下，鳳眼蓮葉中鐵含量只有對(duì)照的７５．５％，而根中鐵的含量約是對(duì)照的１．５倍，差異達(dá)顯著水平，這表明缺錳抑制了鳳眼蓮鐵向葉部的運(yùn)輸。這說明鐵、錳失調(diào)抑制了鳳眼蓮葉對(duì)鐵的積累。隨著錳濃度的升高，鳳眼蓮葉中錳的積累量增加，但隨著錳濃度的升高，鳳眼蓮莖、根中鐵的含量反而降低，葉中鐵含量升高，這可能是因?yàn)殄i能提高植株的呼吸強(qiáng)度，保持對(duì)鐵元素吸收的比例平衡［9］。

３結(jié)論與討論

鐵、錳是植物維持正常的生命活動(dòng)所必需的微量元素之一。研究發(fā)現(xiàn)，鐵、錳脅迫下鳳眼蓮各部位氮、磷含量的順序?yàn)槿~＞莖＞根，鉀含量的順序卻為莖＞葉＞根。鐵錳脅迫降低了鳳眼蓮葉、莖、根中的氮含量，但各處理間差異不顯著。鳳眼蓮對(duì)鉀有很強(qiáng)的富集能力［２］，鐵、錳脅迫下鳳眼蓮各部位鉀的含量、積累量降低。與鉀的情況相反，鐵、錳脅迫下鳳眼蓮莖、葉中磷的含量反而上升，且低鐵、低錳處理間葉、莖、根中磷的積累量無顯著差異。說明鐵、錳脅迫影響鳳眼蓮對(duì)氮、磷、鉀三元素的吸收能力，但影響程度不同，適量的鐵、錳濃度能促進(jìn)鳳眼蓮對(duì)氮、磷、鉀的吸收。

缺錳會(huì)導(dǎo)致鳳眼蓮對(duì)鐵的吸收比例嚴(yán)重失調(diào)。隨著錳濃度的升高，鳳眼蓮莖、根中鐵的含量降低，葉中鐵含量升高，表明錳促進(jìn)了鳳眼蓮體內(nèi)鐵向葉片運(yùn)輸，減輕了鐵在根部的富集，保持了鳳眼蓮對(duì)鐵元素吸收比例的平衡，這與黎曉峰等在水稻上的的研究結(jié)果一致［9］。

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