王宇航　赵致　刘红昌　李园园　杨玉宁

摘 要：探索白木通果實不同生育时期植株不同部位矿质元素变化特性和相关性，为白木通栽培及科学施肥提供参考。采用凯氏定氮法测定白木通果实不同生育时期嫩茎、叶片和果实中的全氮含量，使用电感耦合等离子体发射光谱仪测定P、K、Ca等11种矿质元素含量，利用显著性、动态变化和相关性分析等分析方法，对白木通果实不同生育时期嫩茎、叶片和果实中的不同矿质元素含量及变化特性进行比较分析。在白木通果实形成的整个周期中，叶片中N、Mg、Al、Ca、Fe、Mn和B元素含量较高，果实中P、K、Cu、Na、Fe、B和Zn元素含量较高，嫩茎中各元素相对较低。在植株各部位中，N 和K含量先下降后上升，Ca含量刚好相反，Fe、Al和Mn 含量呈现波动性变化，而P、Mg、Na、Cu、Zn 和 B 含量总体变化相对平稳。相关性分析结果表明，在白木通茎、叶和果中，除了果实中K元素外，N、P、K间含量均表现出极显著正相关，N、P、K含量与Ca含量均呈现出不同程度的负相关;嫩茎中N、P、Ca、Fe元素和对应的叶片中矿质元素含量呈显著正相关。白木通果实发育形成期不同部位矿质元素含量差异明显，具有规律性的动态变化。在白木通施肥过程中，基肥中控制Ca、Mg、Mn含量有利于植株对N、P和K的吸收，可通过增施叶面肥来提高叶片中 Na、Cu、Zn 元素的含量，在果实膨大期追施Mg、Fe、Mn等肥料可促进果实发育。

关键词：白木通;矿质元素;含量变化;相关性

中图分类号：S-3文献标识码：A

文章编号：1008-0457（2020）06-0067-07国际DOI编码：10.15958/j.cnki.sdnyswxb.2020.06.012

Abstract：To explore the characteristics and correlation of mineral elements in different parts of plant at the different growth stages of Akebia trifoliate， and provide a reference for the cultivation and scientific fertilization of A.trifoliate. The total nitrogen contents in young stems， leaves and fruits of A.trifoliate formation were analyzed by using Kjeldahl method， and the contents of 11 mineral elements such as P， K， Ca were detected using an inductively coupled plasma emission spectrometer. Analysis methods such as significance， dynamic change and correlation analysis were used to compare and analyze the content and change characteristics at different mineral elements in the young stems， leaves and fruits of A.trifoliate during its formation. The results showed that during the whole period of fruit formation of A.trifoliate， the content of N， Mg， Al， Ca， Fe， Mn and B in the leaves was higher， and the content of P， K， Cu， Na， Fe， B and Zn in the fruit was higher， but each element in the young stem was relatively lower. In each part of the plant， the contents of N and K first decreased and then increased. However， the contents of Ca was just the opposite， the contents of Fe， Al， and Mn fluctuated， while the contents of P， Mg， Na， Cu， Zn， and B changed relatively stablely. Correlation analysis showed that， in addition to the K element in the fruit， the contents of N， P and K in A.trifoliate stem， leaves， and fruit showed a very significant positive correlation， and N， P， K contents and Ca contents all showed negative correlations.There was a significant positive correlation in N， P， Ca， Fe between in the tender stem and in the corresponding leaves. The content of mineral elements in different parts of the A.trifoliate fruit during the development period was significantly differen， with regular dynamic changes. Thus， during the fertilization process of A.trifoliate， controlling the content of Ca， Mg， and Mn in the base fertilizer is beneficial to the absorption of N， P， and K by the plant. Increasing the application of foliar fertilizer helps to increase the content of Na， Cu， Zn in the leaves. Applying fertilizers such as Mg， Fe， Mn during fruit expansion can promote fruit development.

Keywords：Akebia trifoliate;mineral element; content changes;correlations

白木通[Akebia trifoliata （Thunb.） Koidz.var.australis （Diels） Rehd.]为木通科（Lardizabalaceae）木通属（Akebia Decne）植物木通（Akebia quinata）的亚种，其果实、茎、叶、根均可入药，性寒、味苦，具疏肝理气、活血止痛、散结利尿等功效，主要用于脘胁胀痛、痛经闭经、小便不利等症[1-3]。矿质元素对植物生长发育、果实形成及产量和品质具有直接的影响，研究白木通果实不同生育时期植株不同部位矿质元素的积累特性，明确植株不同部位矿质元素需求状况，从而为白木通种植合理施肥奠定理论基础。白木通、三叶木通和木通果实中均含有K、Ca、Na、Mg、Fe、Zn、Mn、Cu等8种矿质元素，且白木通果实富集矿质元素的能力较强，这种特性使白木通的药用价值可能高于其他两种植物[4];野生三叶木通中也含有上述8种矿质元素，但对矿质元素的富集能力低于人工栽培的三叶木通[5]。从现有文献报道来看，关于木通矿质元素的研究只涉及单个器官或微量元素，本试验对白木通果实不同生育时期嫩茎、叶片和果实中的12种矿质元素积累特性进行系统性研究，并分析各矿质元素间的相关性，旨在全面了解白木通果实不同生育时期植株不同营养部位矿质元素积累特性，为白木通种植合理施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料经贵州大学植物鉴定中心鉴定为木通科木通属植物白木通[Akebia trifoliata（Thunb.）Koidz.var.australis（Diels）Rehd.]，于2014年12月种植于贵州省黎平县中潮镇。选取长势基本一致的白木通植株挂牌标记，每10株为1小區，共6个小区，重复3次。于2018年4月10日开始第一次取样，以后每隔30d取样1次，9月15日为最后一次取样。木通物候期分为萌芽期2月下旬，初花期2月底，盛花期3月上旬，幼果期4月下旬至5月上旬，果实膨大期5月上旬至8月下旬，果实成熟期在9月中旬[6]。

1.2 主要仪器与试剂

凯氏定氮仪（SKD-100）、电感耦合等离子体发射光谱仪（Optima8100）。P、K、Ca、Mg、Na、Fe、Al、Cu、Mn、Zn、B 元素标准溶液（批号：GBS04-17XX-2004，购自国家有色金属及电子材料分析测试中心），乙醇、硫酸、硝酸等为分析纯。

1.3 取样及检测

随机选取整株嫩茎、当年生新鲜叶片和果实的 1/3量作为检测样品，果实在植株稳定挂果后（5月份）开始采集，每次取样将每个小区样品混合成 1份嫩茎样品、1份叶片样品和1份果实样品，3次重复。将供试样品置105℃烘箱中杀青30min，然后在65℃烘干至恒重，粉碎，过三号筛。N元素含量采用凯氏定氮法，其他矿质元素含量采用等离子发射光谱仪测定。

1.4 数据处理

采用Excel2010和SPSS23.0统计软件对试验数据进行处理及相关分析。

2 结果与分析

2.1 白木通植株不同部位矿质元素含量比较

叶片中N、Mg、Al、Ca、Mn元素含量极显著高于果实和嫩茎，果实中N元素含量极显著高于嫩茎，果实与嫩茎中Mg、Al元素含量差异不显著，嫩茎中Ca、Mn元素含量极显著高于果实。果实中P元素含量显著高于叶片，果实和叶片中P元素含量极显著高于嫩茎;由于白木通果实中含有种子，该结果符合P含量在植物中种子>叶片>茎秆的一般规律[7]。果实中K、Cu、Na、Zn元素含量极显著高于嫩茎和叶片，叶片与嫩茎中K、Cu元素含量无显著差异，叶片中Na元素含量显著高于嫩茎，叶片中Zn元素含量极显著高于嫩茎。叶片和果实中Fe、B元素含量差异不显著，两者中Fe、B元素含量均极显著高于嫩茎（表1）。

2.2 白木通不同部位矿质元素含量的动态变化

2.2.1 不同部位大量元素和Na元素含量动态变化

在植株各部位中，N和K含量变化整体趋势一致，呈现出先下降后上升的趋势;N含量在果实中有下降趋势，可能是土壤环境和供氮水平不足导致的;K作为品质元素，在果实中的含量始终高于嫩茎和叶片，说明果实对K元素需求较高。Ca含量在植株嫩茎和叶片中的变化表现一致，从4月10日一直上升到8月11日并达到最大值11.06g/kg（嫩茎）和42.04g/kg（叶片），从8月11日至9月15日，Ca含量在嫩茎中显著（P<0.05，下同）降低，在叶片中下降极显著（P<0.01，下同）;在果实中，Ca含量从5月12日至6月10日上升极显著，随后直至果实成熟Ca含量变化均不显著。P、Mg和Na含量在植株各部位中总体变化相对平稳，各部位P含量最大值均出现在生育初期，分别为1.63g/kg（嫩茎）和2.37g/kg（叶片）和2.47g/kg（果实）;嫩茎中Na含量从7月13日至9月15日上升显著，叶片中Na含量从8月11日至9月15日上升极显著（图1）。

2.2.2 不同部位微量元素和Al元素含量动态变化

在植株各部位中，Fe含量呈现波动性变化，嫩茎和叶片中的Fe含量呈现先上升后下降再上升的“S”型趋势，并且含量变化时间点十分相似，Fe常参与叶绿素的合成，这也是幼嫩的叶片和绿茎在生育初期Fe含量较高的原因;Fe含量在果实中反复波动，Fe含量在6月10日达到峰值（177.99mg/kg），下降至7月13日后再次开始上升，在升高到8月11日后又开始降低。Al含量在植株体内变化幅度较大，在嫩茎中，Al含量上升5月12日后开始下降，直至8月11日开始再次上升，并在9月15日达到峰值，含量为442.75mg/kg;叶片中Al含量升高6月10日后开始下降，经历短暂的降低后在7月13日再次上升，直到9月15日达到峰值（700.25mg/kg）;果实中Al含量从5月12日一直降低至7月13日，并在7月13日后出现最低值（218.31mg/kg），随后上升至8月11日，达到峰值（421.41mg/kg）后迅速下降。不同部位中Mn含量变化差异较大，嫩茎中Mn含量波动性较大，从4月10日下降至5月12日后迅速上升，到7月13日开始下降;叶片中的Mn含量变化为先升后降，在6月10日达到峰值（733.81mg/kg）后一直下降，从8月11日至9月15日，Mn含量显著下降; 在果实中，Mn含量呈缓慢上升趋势，差异不显著。Cu、Zn和B含量在整个果实形成过程中整体变化相对平稳，仅在8月11日至9月15日期间，叶片中Cu和Zn含量表现出极显著的下降趋势（图2）。

2.3 白木通植株不同部位矿质元素含量相关性分析

2.3.1 嫩茎中矿质元素含量相关性

在嫩茎中，N、P、K间含量表现出极显著正相关;Ca含量与N、P、K含量呈现极显著负相关，与Mn含量呈现显著正相关;Cu含量与N、P、K含量呈现显著正相关;Mn含量与N、P含量呈现显著负相关;B含量与N含量呈现显著正相关，与Ca、Mn含量呈现显著负相关。可以认为N、P、K之间存在增效作用，Ca和Mn对N、P和K存在一定的拮抗作用（表2）。

2.3.2 叶片中矿质元素含量相关性

叶片中N、P、K间含量呈现极显著正相关;Ca含量与N、P、K含量呈现显著负相关;Mg含量与N、K含量呈现极显著负相关，与P含量呈现显著负相关;Na、Cu、Zn之间含量表现出极显著正相关;Mn含量与N、K含量呈现显著负相关，与P含量呈现极显著负相关。说明N、P、K之间存在增效作用，Ca、Mg、Mn对N、P和K均存在一定的拮抗作用;Na、Cu、Zn之间也存在一定增效作用（表3）。

2.3.3 果实中矿质元素含量相关性

果实中N与P含量呈现极显著正相关，与Mn含量呈现显著负相关;Ca含量与Cu含量呈现显著正相关;Mg含量与P含量呈现显著正相关。说明在果实中各元素含量之间相关性较小（表4）。

2.3.4 白木通植株不同部位间矿质元素含量相关性

嫩茎中N、P、Ca、Fe和对应的叶片中矿质元素含量呈显著正相关，嫩茎中K元素与叶片中K元素含量呈极显著正相关;嫩茎中K、Ca元素和对应的果实中矿质元素含量呈显著正相关，嫩茎中Mg元素与果实中Mg元素含量呈极显著负相关，嫩茎中Na、Cu元素和果实中Na、Cu元素含量呈显著负相关;葉片与果实间未检测出相关性（表5）。

3 结论与讨论

3.1 结论

在果树生长发育过程中，不同部位中的矿质元素对其细胞生长发育起到不同程度的调节作用，各元素在不同生长期内含量的动态变化相互影响[8]。在白木通中，茎、叶、果的生长发育对不同矿质元素的需求和吸收存在差异，但也表现出一些共有的规律：在白木通嫩茎、叶片和果实中，N和K元素在盛花期、幼果期含量较高，随后开始降低，到果实成熟期时再次上升;K元素在果实中含量始终高于其他元素，这与木通、三叶木通的结论一致[4]。在叶片中，Ca元素的含量远高于除N以外的其他10种元素，这个结果与三叶木通中藤茎的情况相似[5]。酥梨果实对钙的积累主要发生在幼果期，并随着果实生长发育而降低[9]，白木通果实发育与此一致，主要是由于幼果的蒸腾作用比老果强，更多的钙会转运到幼果中。Cu元素含量变化在不同部位表现不同，在嫩茎和叶片中，Cu元素含量呈现为先降后升的趋势，在果实中Cu元素出现先升后降的趋势;Cu元素参与植物呼吸作用、影响植株叶片中叶绿素的形成[7]，在果实膨大期，果实快速成长需要大量营养，叶片中Cu元素含量迅速上升，保证了植株的光合作用。

白木通植株不同部位中矿质元素相关性分析表明，N、P、K元素在嫩茎、叶片和果实中均表现出正相关，而Ca、Mg、Mn等元素与N、P、K普遍存在负相关。其中叶片中Na、Cu、Zn之间极显著正相关，K元素与叶片光能吸收有关[11]，Na+作为功能元素具有代替K+营养的作用[12]，Cu元素与叶绿素的形成有关[13]，Zn元素参与叶绿素的生成[14]，在白木通的光合作用中，Na、Cu、Zn之间可能存在一定的协同作用。

3.2 讨论

本试验研究了白木通果实不同生长发育时期，不同部位矿质元素含量变化，论文研究结果对指导白木通施肥具有一定的参考作用。在白木通生长初期，为保证嫩茎和叶片的正常生长，基肥中应尽可能少地施入Ca、Mg、Mn等抑制植株吸收N、P和K的肥料;在幼果期施入适量的Ca，能够促进果实蒸腾作用，帮助果实对Ca的吸收;三叶木通果实属于高钾磷镁、富含铁锰等元素的保健水果[16]，在果实膨大期追施Mg、Fe、Mn等肥料有利于果实发育，同时可以通过增施叶面肥来提高叶片中Na、Cu、Zn元素的含量以保证光合作用的正常运行，促进植株对不同营养元素的吸收，实现白木通高产优质。在白木通实际生长中，不同部位矿质元素含量变化与施肥量、土壤养分、光照等诸多因素有关，对白木通内部营养变化的了解，还有待更深入和系统的研究。

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