馬鈴薯紫花白和費烏瑞干物質(zhì)積累和鈣含量的動態(tài)變化

馬鈴薯紫花白和費烏瑞干物質(zhì)積累和鈣含量的動態(tài)變化

鈣是植物生長發(fā)育所必需的養(yǎng)分之一。它有助于許多植物的生理生化反應。他是植物代謝的重要調(diào)節(jié)者。鈣素營養(yǎng)失調(diào)會引起許多作物生理性病害發(fā)生,造成產(chǎn)量品質(zhì)大幅度下降。馬鈴薯是我國消費量最大的農(nóng)產(chǎn)品之一,其產(chǎn)量和商品性越來越受到關注。由于缺鈣和營養(yǎng)失衡所導致的生理病害如褐斑病、空洞、薯頂壞疽和表皮粗糙等是當前影響馬鈴薯產(chǎn)量和商品性的最主要的問題之一。前人對馬鈴薯鈣素營養(yǎng)的研究表明,提高塊莖中的鈣含量可以有效的減少病害的發(fā)生,延長塊莖的貯藏期。但由于土壤、生態(tài)及栽培管理條件不同,難以對鈣吸收的情況進行準確的把握。本研究利用無土栽培的方法,對兩個鈣含量不同的馬鈴薯品種鈣素營養(yǎng)及動態(tài)變化的分析,以期了解馬鈴薯鈣素營養(yǎng)的吸收和干物質(zhì)積累之間的關系,為生產(chǎn)上鈣肥的合理施用提供理論依據(jù)。1材料和方法1.1無土栽培的基質(zhì)供試馬鈴薯(SolanumtuberosumL.)品種為脫毒種薯費烏瑞它和紫花白,選取大小一致,無病蟲,芽整齊一致的脫毒馬鈴薯種薯進行播種。出苗后,每天澆1次營養(yǎng)液,每次1L。出苗14d后,每天上午和下午各澆1次營養(yǎng)液,每次1L。以珍珠巖∶蛭石=1∶1為栽培基質(zhì)進行無土栽培,稱取相同質(zhì)量的基質(zhì)填裝到305mL的黑色塑料桶中,桶底留5cm為透水層(將多余的營養(yǎng)液滲下,但不漏基質(zhì),以防爛根)。播種完成后在基質(zhì)上覆蓋黑色塑料布(防止形成藻類)。4次重復,隨機排列。采用改進的Hoagland營養(yǎng)液配方,大量元素包括KNO3(3.0mmol·L-1),MgSO4(1.0mmol·L-1),CaNO3(3.0mmol·L-1),NaCl(0.5mmol·L-1),Co(NH2)2(2.5mmol·L-1),K2SO4(0.5mmol·L-1)和(0.5mmol·L-1)KH2PO4,微量元素包括B(20μmol·L-1),Mn(20μmol·L-1),Zn(10μmol·L-1),Cu(1.0μmol·L-1)和Mo(0.5μmol·L-1)。營養(yǎng)液的pH值為5.5~5.8。1.2lacl3樣品的制備出苗14d后開始取樣。從根頸部剪斷,分成地上和地下兩部分。地上部莖葉用0.1%的洗潔精清洗,再用自來水沖洗干凈,然后用無離子水沖洗3遍。用軟毛刷在自來水中將塊莖表面刷洗干凈,然后用刀刮去表皮,并用無離子水沖洗干凈。根系剪下后,先用自來水沖洗干凈,然后放入1μmol·L-1的LaCl3溶液中浸15min,然后用無離子水沖洗3遍。樣品均用濾紙吸干水份后,烘干備用。磷的測定采用H2SO4-H2O2消煮法,鈣和其他礦質(zhì)離子的測定采用干灰化法,使用原子吸收分光光度法進行測定。2結(jié)果與分析2.1烏瑞它和特征品的鈣含量、比及鈣素含量的關系由表1可知,兩個馬鈴薯品種干物質(zhì)和鈣素積累之間存在著一定的差異,紫花白的全株干重和塊莖產(chǎn)量均較費烏瑞它高,但差異均未達到顯著水平。紫花白中的全株鈣含量及塊莖中的鈣含量均高于費烏瑞它,且差異均達到了顯著性水平,這說明兩品種的干物質(zhì)積累與鈣素含量間存在著一定的關系,但鈣素的積累不是影響干物質(zhì)積累的主要因素。另外,兩品種鈣素吸收和積累的水平不同,紫花白比費烏瑞它具有更高的鈣吸收和積累能力。2.2馬鈴薯根系及干重變化由圖1可知,馬鈴薯出苗后,地上部增加的速度很快,呈不斷上升的趨勢,而塊莖的干重從第6周開始迅速增加,第6周以后塊莖的干重超過了地上部,到塊莖成熟時達到最大值。根系的干重變化不大,增加的幅度也不大。出苗后,地上部鈣積累就開始明顯增加,并隨馬鈴薯的生長發(fā)育呈不斷上升的趨勢。與地上部鈣素積累相比,塊莖和根中的鈣素積累幾乎為0。此外,兩品種不同器官干重和鈣含量的動態(tài)變化趨勢基本一致。2.3渣薯莖干重和鈣素含量變化由圖2可知,自第5周開始,兩品種塊莖干重和鈣含量迅速增加,到采收時達到最大值,說明馬鈴薯塊莖的形成和膨大期是塊莖干物質(zhì)和鈣素的積累最為迅速的時期。由圖3可知,隨生育期延長,塊莖干重和鈣含量呈先升高后降低的趨勢,在塊莖膨大期達到最大值。塊莖形成和膨大期,鈣素的吸收和積累占塊莖全部鈣素的60%以上,說明鈣的吸收和積累有利于馬鈴薯塊莖干重的增加。2.4礦質(zhì)營養(yǎng)元素的含量由表2可知,在莖葉中,兩品種礦質(zhì)營養(yǎng)元素中鐵、錳、鉀、銅、鋅和磷相差不大,但鈣、鎂含量存在較大的差異。在塊莖中,兩品種礦質(zhì)營養(yǎng)元素中的鈣、鎂、錳、銅、鉀和磷的含量存在較大的差異。從兩品種莖葉和塊莖中礦質(zhì)離子的比值可以看出,莖葉和塊莖中鈣元素的比值均達到了70%以上,而其他離子的比值相對較低,這進一步證明了鈣在植物體中移動性差。3發(fā)育時期馬鈴薯黨建的生理特征試驗結(jié)果表明,匍匐莖發(fā)生期、塊莖發(fā)生期及塊莖成熟期,鈣素的含量增加值都比較低,塊莖中鈣的積累主要集中在塊莖形成期和塊莖膨大期,在這兩個時期積累的鈣相當于塊莖總鈣含量的60%,呈現(xiàn)出明顯的正態(tài)分布。這可能是因為在塊莖形成前期匍匐莖頂端細胞主要進行水平方向的細胞分裂,至塊莖形成時,匍匐莖頂端細胞停止生長,亞頂端細胞開始進行放射狀分裂,亞頂端細胞迅速膨大,使得韌皮部與塊莖細胞間產(chǎn)生較大的滲透壓,致使鈣離子在塊莖中的吸收加劇。另外,這個時期塊莖根大量發(fā)生,而且塊莖形成后,塊莖可以通過周皮吸收一部分鈣。試驗中也發(fā)現(xiàn)馬鈴薯