香榧生長期葉片和種子中礦質元素動態變化研究

劉萌萌，曾燕如，江建斌，韓炯，喻衛武

（浙江農林大學亞熱帶森林培育國家重點實驗室培育基地，浙江臨安 311300）

香榧生長期葉片和種子中礦質元素動態變化研究

劉萌萌，曾燕如，江建斌，韓炯，喻衛武

（浙江農林大學亞熱帶森林培育國家重點實驗室培育基地，浙江臨安 311300）

為了探討香榧Torreyagrandis‘Merrillii'生長期葉片營養狀況與果實營養狀況的關系，對香榧在種子速生期和充實期葉片和種子中8種礦質元素進行動態分析。結果表明：①香榧葉片中氮、磷、鉀在種子膨大初期下降幅度較大，分別為26.5%，23.1%和36.2%；種子中氮、磷的下降幅度分別為15.4%和8.3%，鉀元素呈現上升趨勢。②葉片中鈣、錳、銅在整個實驗過程中均呈現上升趨勢，香榧葉片中鎂元素一直呈現下降趨勢；在種子中這4種元素呈現先下降后上升的趨勢。③葉片中磷質量分數與種子中鈣、鋅和錳質量分數均存在顯著的正相關關系（P＜0.05），而葉片中鈣質量分數與種子中磷質量分數存在極顯著的負相關關系（P＜0.01）。由此推斷：種子進入速生期前應適當增施氮肥、磷肥和鈣肥，7月中旬適當補施鉀肥，種子采收后補施鎂肥，并重視磷肥和微肥的配合施用，對香榧產量和質量會產生積極影響。圖6表1參17

經濟林學；香榧；葉片；種子；礦質元素；動態變化

香榧Torreyagrandis‘Merrillii'是中國特有的珍貴多用途經濟干果樹種，其發源地和主產區在浙江省會稽山區［1］。香榧營養豐富，風味獨特，為干果中的珍品［2］。由于資源少，產品供不應求，成為目前經濟價值和栽培效益最高的樹種之一。礦質營養對植物生長發育、果實產量的形成和品質的改善有重大影響［3-4］，營養與施肥作為生產上的調控手段，已成為改善果樹產量和品質的主要途徑之一［5-6］。葉片元素分析作為對植物體進行礦質營養研究的一種基本手段［7-8］，也是一種較為成熟的果樹營養診斷法［9］，目前，對香榧葉片營養及林地土壤養分變化已有研究［10-12］，但針對香榧種子速生期和充實期（5-9月），香榧葉片及種子中礦質元素動態變化的研究尚無報道，生產管理中的施肥環節也缺乏理論基礎，普遍存在盲目施肥的現象。本研究通過測定香榧種子速生期和充實期內葉片及種子中礦物質元素的動態變化，了解香榧種子發育期內礦質元素變化情況，為香榧科學施肥提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗于2012年在香榧主產區浙江省嵊州市谷來鎮進行。谷來鎮位于浙江省嵊州市西北部，是典型的山區小鎮，全鎮擁有735 hm2省級香榧森林食品基地，地理坐標為29°35′N，120°49′E，亞熱帶海洋性季風氣候，年平均氣溫為16.4℃，7月最熱（平均所溫為28.6℃），1月最冷（平均溫度為4.2℃），年平均降水量為1 446.8 mm，年平均日照時數1 988 h，無霜期為235 d。土壤類型為不同母質的紅黃壤，緩坡地帶多為次生黃壤。林地肥料以復合肥為主，配施農家肥。研究的香榧樹齡（2+10）a（砧木為2年生榧樹，嫁接后生長10 a），樹體生長正常，并已進入結果期。

1.2 方法

試驗采用隨機區組設計，5株·小區-1，重復3次。從2012年5月15日開始，1個月采樣1次，至2012年12月20日止，共取8次樣。隨機摘取香榧樹冠中部東、南、西、北方向1年生枝條1～2個，采枝條4～8個·株-1，剪下枝條上的葉片裝袋帶回實驗室。種子采集在種子完全從苞片先端伸出（5月中下旬）開始，15 d采集1次，共采集7次。

樣品帶回實驗室后依次用自來水和蒸餾水沖洗干凈，再用去離子水沖洗，并用濾紙干燥。105℃殺青30 min，并于65℃烘干至恒量。將樣品粉碎并混合均勻后備用。待測樣品用硫酸-過氧化氫（H2SO4-H2O2）聯合消煮液進行消煮。氮用凱氏定氮法測定；磷用鉬藍比色法測定；鉀、鈣、鎂、銅、錳、鋅等用原子吸收分光光度法測定［13］。所得數據用SAS 9.2進行簡單相關分析和單因素方差分析，采用最小顯著差數法（LSD法）進行平均數間的多重比較，Excel 2007作圖。

2 結果與分析

2.1 香榧生長期葉片中礦質元素的變化

2.1.1 香榧葉片中大量元素動態變化及差異香榧生長期葉片中氮、磷、鉀元素變化見圖1。3種元素均在5月份最高，然后呈現出不同的動態變化，其變化與香榧種子的生長發育（5-9月）及雌花芽分化（9月以后）的周期有關。氮元素在5-12月下降幅度為21.4%，而5-6月下降幅度為26.5%。這是因為6月香榧種子開始生長膨大，葉片中氮質量分數在種子膨大初期有所下降，供應給種子生長；7-8月種子充實后處于內部物質旺盛轉化期，直至9月種子成熟及后續3個月，葉片中的氮質量分數相對穩定。磷元素從種子膨大初期至12月一直呈現下降趨勢，總的下降幅度為52.4%，其中5-6月下降23.1%。種子充實及物質轉化期至種子成熟，葉片中磷元素相對穩定，種子成熟后葉片中磷元素又呈現下降趨勢，至12月降為最低點。葉片中鉀在5-6月下降幅度為36.2%，6-7月葉片中的鉀有所增加；7-12月，葉片鉀有所波動，但相對穩定，變幅不大。從5月中旬至12月，葉片中的鉀下降幅度為29.6%。9月種子采收后，氮元素變化不大，磷、鉀元素均有下降，尤其是鉀元素。在植物的幼嫩部分或旺盛生長部分，如芽、幼葉、根尖都含有大量鉀，而雌球花冬季分化［2］，葉片中流失的鉀元素主要供應雌花芽的分化。

2.1.2 香榧葉片中中量元素動態變化及差異香榧生長期葉片中鈣質量分數變化見圖2。因為鈣是較難移動的元素［14］，所以隨著時間推移，鈣質量分數不斷升高。香榧葉片中的鈣質量分數從2012年5-11月大致呈上升趨勢，5月中旬葉片中鈣處于整個年周期的最低水平；11-12月有小幅下降，此時是花芽分化期及根系旺盛生長期。葉片中鎂質量分數在整個生長周期有小幅波動，總體呈下降趨勢（圖2）。種子采收后是香榧的花芽分化期，9月種子采后1個月葉片中鎂元素下降明顯，隨后緩慢下降，此時葉片中的鎂有可能供應花芽分化。

圖1 香榧葉片中氮、磷和鉀元素的動態變化Figure 1 Changes of N，P and K contents in leaves of Torreya grandis‘Merrillii'

圖2 香榧葉片中鈣、鎂元素的動態變化Figure 2 Changes of Ca and Mg contents in leaves of Torreya grandis‘Merrillii'

2.1.3 香榧葉片中微量元素動態變化及差異葉片中錳元素的變化（圖3），5月初較低（55.41 mg·kg-1），6月中旬開始快速上升，至11月中旬達到最大值（126.04 mg·kg-1），隨后有所回落。葉片中銅元素的變化在種子體積速生期至種子發育成熟期總體上先呈現上升趨勢，后又急劇下降，種子采摘后10-12月葉片中銅質量分數保持相對穩定。葉片中鋅質量分數從5-6月，由26.02 mg·kg-1下降為17.15 mg·kg-1，降幅為34.1%，隨后葉片中鋅質量分數至10月中旬呈現上升趨勢。

2.2 香榧種子中礦質元素的變化

2.2.1 香榧種子中大量元素的動態變化香榧種子大量元素中鉀質量分數最高，其次為氮和磷（圖4）。鉀元素在種子的速生期和充實期一直處于積累狀態，而氮元素在速生期出現流失現象，后又不斷積累，磷元素在種子的速生期和充實期始終處于一個較為平緩的過程，前后變化不明顯。

圖3 香榧葉片中錳、銅、鋅元素的動態變化Figure 3 Changes of Mn，Cu and Zn contents in leaves of Torreya grandis‘Merrillii'

圖4 香榧種子中氮、磷、鉀元素的動態變化Figure 4 Changes of N，P and K contents in Torreya grandis‘Merrillii'fruits

2.2.2 香榧種子中中量元素的動態變化香榧種子中鈣、鎂質量分數在速生期和充實期變化趨勢相似（圖5），5-7月均呈現下降趨勢，鈣元素在7月降為最低點，降幅為64.4%，8月后達到平穩狀態；鎂元素至8月降為最低點，降幅為37.9%，后又有所回升，在整個過程中鎂質量分數一直高于鈣元質量分數。

2.2.3 香榧種子中微量元素的動態變化香榧種子中鋅質量分數顯著高于銅、錳（圖6），鋅質量分數在種子充實期呈現下降趨勢，與葉片中鋅元素的積累趨勢，從一個方面說明種子中鋅的主要積累時期在緩生期（第1年4月至第2年5月），錳質量分數在種子整個充實期呈現下降趨勢，降幅為77.3%，銅質量分數則前后變化不明顯。

圖5 香榧種子中鈣、鎂元素的動態變化Figure 5 Changes of Ga，Mg contents in Torreya grandis‘Merrillii'fruits

圖6 香榧種子中錳、銅和鋅元素的動態變化Figure 6 Changes of Mn，Cu and Zn contents in Torreya grandis‘Merrillii'fruits

2.3 香榧葉片和種子中元素的相關分析

在種子的速生期和充實期的5個月中，香榧葉片和種子中礦質元素之間的相關分析見表1。相關分析結果顯示：葉子和果實中的相同元素之間雖然存在一定的相關性，但并不顯著，而葉子中磷元素與果實中鈣、鎂、錳存在著顯著的相關性（P＜0.05）。葉子中銅元素與果實中鋅、錳也存在著顯著的相關性（P＜0.05）。

表1 香榧葉片和種子中礦質元素之間的相關系數Table 1 Correlation ofmineral elements between leaves and fruits in Torreya grandis‘Merrillii'

3 討論

從本研究結果來看：氮、磷2種元素，無論葉子還是種子在5-6月均呈現下降趨勢，且葉子中下降更為明顯，這與張春苗［10］研究結果一致。葉片中氮、磷2種元素在果實膨大期下降后又呈現上升趨勢。而鉀元素，葉子中下降幅度較大，但在種子中呈現上升趨勢，說明在種子速生期開始之前，3-4月應該相應追施氮、磷、鉀肥料，特別是氮、磷2種肥料。

隨著種子體積膨大的結束，果殼的逐漸形成，種子進入內部充實期，7月中旬后種子中鉀元素增加速率變大，而葉子中鉀元素繼續呈現下降趨勢，說明在7月應適當補充鉀肥，以保證葉子和種子對鉀肥的需求。

楊光等［15］報道：木瓜Chaenomelessinensis葉片中鈣、鎂質量分數變化很相似，即都在波動中呈上升趨勢。解紅恩［16］研究表明：山核桃Caryacathayensis果葉中鈣、鎂質量分數變化規律相似。本研究表明：香榧葉片和種子中鎂質量分數均呈現下降趨勢，說明在種子速生期和充實期無需施入鎂肥，但按照“歸還學說”，應考慮在種子采摘后，增加鎂肥，保證幼果在緩生期對鎂肥的需求。與葉片中鈣質量分數一直呈上升的趨勢相反，種子中鈣質量分數在8月中旬前一直呈下降趨勢，后期略有上升，說明在種子進入速生期，應該適當增施鈣肥。

對于錳元素，僅香榧林地土壤研究有所報道，香榧林地不缺錳［17］，其他尚未見報道，而且葉片中錳質量分數較高，銅、鋅質量分數較低。但在種子中鋅質量分數較高，銅、錳質量分數較低，說明葉片中鋅、錳質量分數與種子中鋅、錳質量分數無直接相關性，在進行葉營養診斷時應加以考慮。

相關分析的結果表明：香榧葉片中磷質量分數與種子中鈣、鋅和錳質量分數均存在顯著的正相關關系；葉片中鈣質量分數與種子中磷質量分數存在極顯著的負相關關系，與鎂、錳存在顯著的負相關關系；葉片中的銅質量分數與種子中鋅、錳質量分數呈極顯著的負相關關系，與鈣和鎂存在著顯著的負相關關系；同樣葉片中錳元素質量分數與種子中磷元素質量分數存在著顯著的負相關關系。鑒于香榧葉片與種子中不同元素間的協同或者拮抗作用，特別是磷肥與微量元素鋅、錳之間存在顯著的正相關，在施肥時應該注意各種礦質元素用量的協調，保證香榧樹體營養均衡，植株健康，提高產量的同時，避免香榧種子中重金屬超標。由此推斷：種子進入速生期前應適當增施氮肥、磷肥和鈣肥，7月中旬適當補施鉀肥，種子采收后補施鎂肥，并重視磷肥和微肥的配合施用，對香榧產量和質量會產生積極影響。

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Mineral elements in leaves and seeds of Torreya grandis‘Merrillii'during seed development

LIU Mengmeng，ZENG Yanru，JIANG Jianbin，HAN Jiong，YUWeiwu
（The Nurturing Station for the State Key Laboratory of Subtropical Silviculture，Zhejiang A&F University，Lin'an 311300，Zhejiang，China）

To explore the relationship between leaf and seed nutrients of Torreya grandis‘Merrillii'，eight mineral elements（N，P，K，Ca，Mn，Cu，Mg，and Zn）were quantified.Then，analysis of their dynamic changes during fast growth and seed filling was conducted using a correlation analysis.Results at the early stage when seeds enlarged showed 1）decreases in the leaves for N（26.5%），P（23.1%），and K（36.2%）；decreases in the seeds for N（15.4%）and P（8.3%）；and an increase in the seeds for K.2）In leaves，Ca，Mn，and Cu increased，but Mg decreased；whereas in the seeds at first they decreased but later increased.3）In fruits，Ca，Zn，and Mn were significantly and positively correlated（r=0.906，0.924，0.924，P＜0.05）to P in leaves；whereas，P in seedswas significantly and negatively correlated（r=-0.960，P＜0.01）to Ca in leaves. Therefore，to have a positive impact on yield and quality of T.grandis‘Merrillii'，before the fast growth of seeds，more N，P，and Ca fertilizer should be applied；in mid-July，K fertilizer should be added；post-harvest，Mg fertilizer should be applied；and a combined application ofmicroelements and P fertilizer should be added during seed development.［Ch，6 fig.1 tab.17 ref.］

cash forestry；Torreyagrandis‘Merrillii'；leaf；seed；mineral element；dynamic variation

S664.5；S718.3

A

2095-0756（2014）05-0724-06

2013-12-10；

2014-03-20

浙江省科技廳果品團隊建設項目（2009R50033-7）；浙江省大學生科技創新活動計劃（新苗人才計劃）項目（2012R412048）

劉萌萌，從事經濟林培育與利用研究。E-mail：mengmengcpt@163.com。通信作者：喻衛武，高級實驗師，從事經濟林培育與利用研究。E-mail：yww888@zafu.edu.cn