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香榧枝叶黄化与营养元素丰缺的相关性

2015-09-16邬玉芬刘萌萌储开江喻卫武徐亚楠章凯丽

福建林业科技 2015年2期
关键词:香榧矿质营养元素

邬玉芬,刘萌萌,储开江,喻卫武,徐亚楠,章凯丽

(1.浙江省宁海县林特技术推广总站,浙江 宁海 315600; 2.浙江农林大学亚热带森林培育国家重点实验室培育基地,浙江 临安 311300; 3.浙江省嵊州市林业局,浙江 嵊州 312400)

香榧枝叶黄化与营养元素丰缺的相关性

邬玉芬1,刘萌萌2,储开江3,喻卫武2,徐亚楠2,章凯丽2

(1.浙江省宁海县林特技术推广总站,浙江 宁海 315600; 2.浙江农林大学亚热带森林培育国家重点实验室培育基地,浙江 临安 311300; 3.浙江省嵊州市林业局,浙江 嵊州 312400)

在香榧主产区浙江省嵊州市长乐镇,分别以15年生香榧正常树、黄化树的1年生、2年生枝叶为研究对象,测定枝叶的营养元素含量,探讨枝叶黄化与各营养元素丰缺的相关性。结果表明:黄化枝的叶片N、Mn元素含量均高于正常枝,Ca、Mg元素含量均低于正常枝,随黄化程度加剧,Mn元素含量呈现上升趋势,Ca、Mg元素含量呈现下降趋势;黄化枝的枝条N、P、Mn元素含量水平高于正常枝,Fe元素含量水平低于正常枝,随黄化程度加剧,Mn元素含量呈现上升趋势,Fe元素含量呈现下降趋势。由此推断,香榧枝条黄化与Ca、Mg、Fe元素水平低下及N、Mn元素水平过高有一定关系,生产中可通过适量减少N肥施用量,增加Ca、Mg、Fe等元素的施用,同时结合土壤物理性质改良加以防治。

香榧;矿质元素;枝叶黄化

香榧(Torreyagrandis′Merrillii′)是我国特有的珍稀特产干果,是目前榧树中唯一经人工规模栽培的优良品种[1-2]。近年来,香榧生产基地陆续出现枝叶黄化现象,黄化造成树势衰退,严重影响种子产量和质量,其形成因子的研究有利于及时、准确矫治香榧枝叶黄化。储开江等[3]自2006年起对嵊州市香榧产区香榧枝条黄化现象从环境影响因素进行了分析,发现香榧黄化现象是由于对生长环境不适应所产生的生理反应,对于树体内部理化性质并未进行进一步研究。因此,有必要分析香榧枝叶的元素营养状态,以弄清叶片黄化的真正原因。本文以香榧1年生、2年生枝叶为研究对象,分析枝叶的营养元素含量,探讨枝叶黄化与各营养元素丰缺的相关性,为香榧枝叶的黄化矫治提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

香榧枝叶黄化症状在9—11月相对稳定[3],故采样时间安排于2012年10月。在香榧主产区浙江省嵊州市长乐镇(海拔70 m,黄壤,土壤pH 5.12,酸粘,平地)对15年生的香榧树进行调查取样,按枝叶黄化程度分为正常(枝叶正常,无黄化症状)、浅黄(黄化症状多出现于2年生枝叶)、深黄(2年生、1年生枝叶均出现黄化症状)3种黄化级别。

1.2 方法

按3种黄化级别,分别选取正常植株、深黄植株、浅黄植株各5株,以单株为小区,分别随机摘取香榧树冠中部东、南、西、北方向1年生、2年生枝条各2~3个,每株采枝条8~12个,剪下枝条上的叶片装袋带回实验室。

样品用自来水和蒸馏水冲洗干净,再用去离子水冲洗,并用滤纸吸干水分。105 ℃杀青30 min,并于65 ℃烘干至恒重。将样品粉碎并混合均匀后备用。待测样品用H2SO4-H2O2联合消煮液进行消煮。氮含量测定用凯氏定氮法;磷含量测定用钼蓝比色法;钾、钙、镁、铜、锰、锌含量测定用原子吸收分光光度法测定[4]。

试验数据用SAS 9.2进行简单相关分析和单因素方差分析,采用最小显著差数法(LSD法)进行平均数间的多重比较,Excel 2007作图。

2 结果与分析

2.1 不同黄化程度的香榧叶片元素含量变化

由表1可知,浅黄和深黄叶片N含量均高于正常叶片,其中1年生深黄叶与1年生浅黄叶、正常叶差异达显著水平,2年生深黄叶、浅黄叶与2年生正常叶差异达显著水平。1年生深黄叶中N、P含量显著高于其他5种叶片,可能为植株发病后增加养分吸收,提高抗病能力的自我保护。K元素在1年生浅黄叶、深黄叶中含量显著高于2年生浅黄、深黄叶片,因为K属于可移动性元素,易于向新叶运输。

Ca元素在2年生正常叶中含量最高,且显著高于其它5种叶片;其次为2年生浅黄叶和1年生正常叶。随着叶片黄化程度的加剧,叶片Ca含量呈下降趋势。说明Ca元素对抑制枝叶黄化有一定的积极作用。

Mg元素在正常叶中含量均显著高于黄化叶,表明黄化叶片存在Mg的缺失。另外1年生浅黄叶显著高于2年生浅黄叶,1年生深黄叶显著高于2年生深黄叶,说明Mg作为所缺乏的元素在香榧树体内可以移动,被新生组织再利用,因此黄化一般先在老叶上出现病状。

随着叶片黄化程度的加剧,叶片Mn含量呈显著上升趋势。Fe、Zn在2年生深黄叶的含量显著高于其他5种叶片;Cu在2年生浅黄叶的含量显著高于其他5种叶片,可能是元素移动及富集作用双重影响的结果。

2.2 不同黄化程度的香榧叶片矿质元素含量间的相关分析

对不同黄化程度的香榧叶片中N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn元素进行相关分析(表2)发现,N与P呈现极显著的正相关,N与Ca具有极显著负相关,N与Fe、Cu则呈现显著的负相关关系。说明香榧叶片中N与P的吸收有相互促进的作用,而N与Ca,Fe与Cu的吸收则存在着拮抗作用;P与Ca、Cu存在着极显著的负相关关系;K与Fe、Mn、Zn存在着极显著的负相关关系;Ca与Mn呈现显著的负相关,而Ca与Cu则呈现极显著的正相关;Mg与Fe呈现极显著的正相关关系;此外,叶片中Mn与Zn存在着极显著的正相关关系。

表1 香榧叶片中各矿质元素含量

*:表中的数据为每次测定的平均值±标准差,同一列中不同字母为两者之间差异显著(P<0.05)。下同。

表2 香榧叶片中各矿质元素相关系数

*:**为极显著相关;*为显著相关。下同。

2.3 不同黄化程度的香榧枝条元素含量变化

表3结果显示,与叶片情况相同,浅黄、深黄枝条的N、P元素含量均高于正常枝条,其中1年生深黄枝条中N、P、K含量显著高于其他5种枝条。在出现黄化现象的枝条中,N、P、K等3种元素的积累趋势与叶片中大致相同,均为1年生高于2年生。

不同于叶片,Ca元素在2年生浅黄枝条中含量最高,且显著高于其它5种枝条;其次为1年生浅黄枝条;深黄枝条中Ca含量均显著低于正常、浅黄枝条。Mg元素在2年生浅黄枝条中含量最高,为1.26 g·kg-1;在2年生深黄枝条中含量最低,为0.71 g·kg-1。

随着叶片黄化程度的加剧,枝条中Fe含量呈下降趋势,正常枝条中Fe含量显著高于黄化枝条,推测营养元素Fe的缺乏可能是导致香榧枝叶黄化的直接原因。2年生枝条中Fe含量显著高于1年生枝条。与叶片情况一致。2年生浅黄枝条中Cu含量显著高于其他枝条,且2年生枝条中Cu含量显著高于1年生枝条。说明Fe、Cu元素在植物体内较难移动,老组织中的Fe和Cu一般不易转移到幼嫩组织中再利用[5-6]。Mn、Zn含量与叶片变化趋势相同,随着黄化程度的加剧呈显著上升趋势,深黄枝条中Mn、Zn含量显著高于浅黄、正常枝条,推测黄化现象的发生与香榧植株体内Mn、Zn元素含量较高有一定的关系。

2.4 不同黄化程度的香榧枝条矿质元素含量间的相关分析

对不同黄化程度的香榧枝条中N、P、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn元素进行相关分析(表4)发现,与叶片分析结果相似,N与P呈现极显著的正相关,N与Fe具有极显著负相关;K与Fe存在着显著的负相关关系;Ca与Mn呈现极显著的负相关,而Ca与Cu则呈现极显著的正相关;此外,枝条中Mn与Zn存在着极显著的正相关关系。与叶片不同的是,枝条中Fe与P存在着极显著的负相关关系,Fe与Mn呈现显著的负相关关系。说明香榧枝条中Fe与N、K、P、Mn的吸收存在拮抗作用。

表3 香榧枝条中各矿质元素含量

表4 香榧枝条中各矿质元素Pearson相关系数

3 结论与讨论

近年香榧在浙江发展较快,栽培区域逐年扩大,香榧枝条黄化现象有所增加。一直以来,香榧枝叶黄化被认为是香榧树对生长环境不适应所表现出来的生理性反应[3]。但在温度、湿度、光照、地形等适宜香榧生长的区域,也发现枝叶黄化现象。本文从矿质元素丰缺角度对香榧枝叶黄化原因进行研究。矿质元素是植物生长发育的物质基础,不同的营养元素对经济树种和果树的生长发育和产品的量与质影响很大[2]。微量元素的缺乏易导致作物叶片黄化[7]、生长势衰退[8]并影响产量和品质[9-10]。研究表明,香榧幼年树枝叶黄化与Ca、Mg、Fe元素水平低下及N、Mn元素水平过高有一定关系。

Mg是植物生长必需的营养元素[11-12],是叶绿素的重要组分之一,缺Mg导致叶片黄化,同时Mg在植物体内易移动,当其不足时会从较老组织转移到新组织,植物缺Mg最先在老叶片表现症状[13]。香榧叶片营养元素分析表明,黄化叶片的发生过程与上述特征符合,失绿先从多年生叶片上发生,1年生黄化叶片中Mg含量显著高于2年生黄化叶片。黄化枝叶中Mn含量水平显著高于正常枝叶,由此推测黄化现象的发生与香榧植株体内Mn元素含量较高有一定的关系。Mn是植物体内氧化酶的辅酶,与光合作用及氧化作用有着密切的关系,在形成叶绿素及植物体内糖分积累和运转中,起着重大作用。但是,过量的锰也能引起锰中毒从而引起黄化[6,14]。元素之间存在拮抗作用,P、K、Zn、Mn含量升高可能会加剧植物的缺Fe黄化[15]。本试验中,正常枝条中Fe含量显著高于黄化枝条,而黄化枝条的N、K、P和Mn含量均显著高于正常香榧。因此现阶段生产上长期过量地施用N、P、K元素,造成香榧植株部分营养元素的吸收受到限制,也可能是导致香榧枝条黄化潜在因素。

总结实际生产引起枝叶营养缺失或过量而导致枝叶黄化的直接原因有:土壤所含有的矿质营养结构不合理;栽培管理中单一营养施入过量;土壤粘重引起根腐病后产生的根系受损;高温强光照导致树体受损进而影响根系吸收能力等。生产中可通过适当降低N肥施用量,增加微量元素Ca、Mg、Fe等元素的施入,缓解枝叶黄化。但单一的防治手段很难达到理想的防治效果,应在明确导致香榧枝叶黄化的直接原因前提下,结合土壤处理、合理施肥、科学管理、药剂治疗等多种手段进行综合防治。同时,在今后推广香榧种植时,应根据其树种特性,选择适宜的立地(在浙江以海拔200~800m,土壤疏松深厚,pH在5.5以上为宜),配合适当浅栽、大穴有机肥改土、科学管理等措施,预防香榧枝叶黄化发生。

[1]黎章矩,程晓建,戴文圣,等.浙江香榧生产历史、现状与发展[J].浙江林学院学报,2004,21(4):471-474.

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Relationship between Branch Leaves Yellowing Degree and Nutrimental Elements Levels inTorreyagrandis′Merrillii′

WU Yu-fen1,LIU Meng-meng2,CHU Kai-jiang3,YU Wei-wu2,XU Ya-nan2,ZHANG Kai-li2

(1.ForestryTechnologyExtensionStationofNinghaiCity,Ninghai315600,Zhejiang,China; 2.TheNurturingStationfortheStateKeyLaboratoryofSubtropicalSilviculture,ZhejiangA&FUniversity,Lin′an311300,Zhejiang,China; 3.ShengzhouForestryBureauofZhejiang,Shengzhou312400,Zhejiang,China)

With both one-and two-year-old shoots and leaves collected from a 15-year-old tree that grows normally and another tree with yellowing shoots and leaves at the same age in Torreya grandis ′Merrillii′ located in Changle Town,Shengzhou City of Zhejiang Province,a main producing area of T.grandis ′Merrillii′,nutritional elements were measured to explore the relationship between yellowing of leaves and shoots and nutritional elements. The results showed that contents of N and Mn in the leaves of yellowing shoots were higher than those of normal shoots,but contents of Ca and Mg were lower.With the development of yellowing, the content of Mn in the leaves presented an increasing tendency while the contents of Ca and Mg presented a declining trend.The contents of N,P,and Mn in the yellowing shoot were higher than those in normal shoots,but the content of Fe was lower. With the development of yellowing,the content of Mn in the shoots presented an increasing tendency while the content of Fe presented a declining trend.Therefore it was inferred that low levels of Ca,Mg,and Fe and high levels of N and Mn were responsible for yellowing shoots. In production,reducing N fertilizer and increasing Ca,Mg and Fe fertilizers in combination with improving the physical property of soil were useful to prevent and control yellowing.

Torreyagrandis′Merrillii′;nutrimental elements;branch leaves yellowing

2014-05-18;

2014-07-07

浙江省科技厅重大科技专项重点农业项目(浙西南油料干果产业化培育技术研究与示范推广,2012C12002);浙江省林业厅科技项目(香榧大苗培育及高效生态栽培技术集成与中试示范,2013B01);国家科技部星火重大项目(浙江特色干果产业提质增效关键技术集成与示范,2012GA700001);宁波市农科教结合项目(香榧幼林病虫害防治技术研究与应用,2013NK13)

邬玉芬(1981—),女,浙江宁海人,浙江省宁海县林特技术推广总站工程师,从事林业技术推广工作。E-mail:wuyufen1981@126.com。

10.13428/j.cnki.fjlk.2015.02.005

S791.53

A

1002-7351(2015)02-0020-04

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