香樟黄化病与重金属元素营养关系的研究

2012-02-05李国强袁国军崔淑丹

河南科技学院学报(自然科学版) 2012年3期

李国强,袁国军,崔淑丹

（河南省林业科学研究院,河南郑州450008）

香樟（Cinnamomum camphora（Linn））为樟科常绿乔木,枝叶茂盛,树姿雄伟,叶色翠绿,并对多种有毒气体都有抗性[1],在城市绿化中是作为行道树、庭荫树、风景林、防风林和隔音林带的优良树种.在经济上香樟的全株可以提取樟油、樟脑,广泛应用于化工、医药、香料等行业.现我国长江以南14个省区均有自然分布[2],通过驯化后在河南、山东等省份也有种植.

香樟黄化病是一种依据叶部病症特点来命名的生理性病害[3-4].香樟黄化病大多是从新梢嫩叶上开始发病,叶肉变黄,发病初期叶片呈绿色网纹状,叶脉为绿色,随后叶片大多变黄色或黄白色,严重时叶片边缘枯焦、新梢出现枯死[5-6].香樟黄化病所表现症状的轻重与香樟的生长周期有关,一般在香樟的休眠期症状表现明显,在香樟的生长旺期症状有所减轻[2].香樟黄化病在香樟上发生普遍,轻则使香樟发育受阻,形态失常,重则造成植株死亡,可造成较大的经济损失和生态破坏[4,6].本文对健康与黄化香樟植株的土壤和叶片中的全Fe、Mn、Zn,有效Fe、Mn、Zn微量元素的含量做了比较分析,为以后的香樟黄化病的防治工作提供一定的理论参考.

1 材料与方法

1.1 土样的采集与测定

2010年5 -6 月,在郑州市西郊苗圃场、河南省林业科学研究院、郑州市紫荆山公园、郑东新区等4个地点,分别随机选取有典型黄化病的香樟30株,以健康植株10株为对照.用土钻在离树根基部50 cm处,3个不同方位取土样.取样深度为0～40 cm.土样在室内自然风干并混合均匀.

全Fe、Mn、Zn用HF-HNO3-HClO4消化原子吸收分光光度法测定[7].有效Fe、Mn、Zn用DTPA-原子吸收光谱法测定[8-9].

1.2 叶样的采集与测定

在土壤采样的同时,对每棵树树冠的不同方位取20～30片叶子,放入保鲜袋中带回实验室,叶片用蒸馏水洗净后晾干.

叶片全Fe、Mn、Zn含量采用GB/T 13883—1992饲料中原子吸收光谱法测定.有效Fe、Mn、Zn含量采用原子吸收分光光度法测定[10].

1.3 数据处理

用Excel 2003和DPS数据处理软件处理.

2 结果与分析

2.1 土壤与叶片中全Fe、Mn、Zn含量分析

2.1.1 土壤中全Fe、Mn、Zn含量分析土壤中全Fe、Mn、Zn含量见表1.

表1 土壤中全Fe、Mn、Zn含量Tab.1 The content of Fe,Mn,Zn in soilmg/kg

由表1可知,健株土壤中全Fe平均含量为13651.6 mg/kg,病株土壤中全Fe平均含量为13347.8mg/kg；健株土壤中全Mn平均含量为191.1 mg/kg,病株土壤中全Mn平均含量186.7 mg/kg；健株土壤中全Zn平均含量为39.2 mg/kg,病株土壤中全Zn平均含量39.5 mg/kg.方差分析结果表明,健株与病株土壤中全Fe、Mn、Zn含量均无显著性差异（P＞0.05）.

2.1.2 叶片中全Fe、Mn、Zn含量分析叶片中全Fe、Mn、Zn含量见表2.

表2 叶片中全Fe、Mn、Zn含量Tab.2 The content ofFe,Mn,Zn in leafmg/kg

由表2可知,健株叶片中全Fe平均含量为222.3 mg/kg,病株叶片中全Fe平均含量为200 mg/kg；健株叶片中全Mn平均含量为18.3 mg/kg,病株叶片中全Mn平均含量15.5 mg/kg；健株叶片中Zn全平均含量为17.9 mg/kg,病株叶片中全Zn平均含量17.8 mg/kg.方差分析结果表明,健株与病株叶片中全Fe、Mn、Zn含量均无显著性差异（P＞0.05）.

2.2 土壤与叶片中有效Fe、Mn、Zn含量分析

2.2.1 土壤中有效Fe、Mn、Zn含量分析土壤中有效Fe、Mn、Zn含量见表3.

表3 土壤中有效Fe、Mn、Zn含量Tab.3 The content of available Fe,Mn,Zn in soilmg/kg

由表3可知,健株土壤中有效Fe的平均含量为24.2 mg/kg,病株土壤中有效Fe的平均含量为15.5 mg/kg.郑州西郊苗圃场、河南省林科院、郑州紫荆山公园、郑东新区道路健株土壤和病株土壤中有效Fe含量有显著差异.健株土壤中有效Mn平均含量为4.9 mg/kg,病株土壤中有效Mn的平均含量为3.7 mg/kg；健株和病株土壤中有效Mn含量差异不显著.健株土壤中有效Zn平均含量为5.8 mg/kg,病株土壤中有效Zn的平均含量为2.8 mg/kg.健株和病株土壤中有效Zn含量有显著差异.

2.2.2 叶片中有效Fe、Mn、Zn含量分析叶片中有效Fe、Mn、Zn含量见表4.

表4 叶片中有效Fe、Mn、Zn含量Tab.4 The content of available Fe,Mn,Zn in leafmg/kg

由表4可知,健株叶片中有效Fe的平均含量为1.68 mg/kg,病株叶片中有效Fe的平均含量为0.79 mg/kg；健株和病株叶片中有效Fe的含量差异显著.健株叶片中有效Mn平均含量为0.033 mg/kg,病株叶片中有效Mn的平均含量为0.035 mg/kg；健株和病株叶片中有效Mn的含量差异不显著.健株叶片中有效Zn平均含量为0.039 mg/kg,病株叶片中有效Zn的平均含量为0.033 mg/kg；健株和病株叶片中有效Zn含量差异不显著.

3 结论与讨论

3.1 香樟黄化病与土壤、叶片中Fe含量的关系

Fe可以促进叶绿素形成,并且是构成呼吸酶的成分,缺Fe时叶绿素不能形成,因而植株叶片上表现出黄化症状[4].Fe元素在植物体内大多不能移动,植物老组织中的Fe一般不能转移到幼嫩组织中再利用,所以缺Fe症状一般表现在幼嫩部位.对杨树[11]、苹果和梨树[12]黄化病的研究结果均表明黄化病都是由于土壤中的营养元素不能被植物有效吸收而导致的.香樟健株土壤中的全Fe含量与病株土壤中的全Fe含量差异不显著,而在健株土壤中的有效Fe含量与病株土壤中的有效Fe含量有显著差异.香樟黄化病可能与土壤中全Fe含量的相关性不高,而与土壤中有效Fe有较好的相关性.香樟健株叶片中的全Fe量与病株叶片中的全Fe含量差异不显著,而健康叶片中的有效Fe含量与病叶中有效Fe含量差异显著.香樟黄化病可能与叶片中全Fe含量的相关性不高,而与叶片中有效Fe有较好的相关性.

3.2 香樟黄化病与土壤、叶片中Mn含量的关系

Mn与Fe之间有拮抗作用,Fe在植物体内都以Fe2+、Fe3+存在,二者之间的比例受细胞液的氧化还原电位支配,Mn能强烈影响这种氧化还原电位,使移动的Fe2+氧化为不移动的Fe3+[13].香樟健株土壤中的全Mn含量与病株土壤中全Mn含量差异不显著,健株土壤中有效Mn含量与病株土壤中有效Mn含量差异不显著.可能土壤中的全Mn含量、有效Mn含量与香樟黄化病的相关性不高.香樟健株叶片中的全Mn含量与病株叶片中全Mn含量差异不显著,健株叶片中有效Mn含量与病株中有效Mn含量差异不显著.香樟黄化病可能与叶片中全Mn含量、有效Mn的相关性不高.

3.3 香樟黄化病与土壤、叶片中Zn含量的关系

Zn是合成色氨酸的必要元素,植物缺Zn时体内吲哚和丝氨酸不会合成色氨,因而不能合成生长素,导致植物生长受阻,叶片上一般会出现黄色斑点[14].在香樟健株土壤中的全Zn含量与病株土壤中Zn含量差异不显著,而在健株土壤中有效Zn含量与病株土壤中有效Zn含量差异显著.香樟的黄化病可能与土壤中全Zn含量的相关性不高,而与土壤中有效Zn有一定相关性.香樟健株叶片中的全Zn含量与病株叶片中全Zn含量的差异不显著,健株叶片中的有效Zn含量与病株叶片中有效Zn含量差异也不显著.香樟黄化病可能与叶片中全Zn含量、有效Zn含量相关性不高.

[1] 陈有民.园林树木学[M].北京：中国林业出版社,2006.

[2] 刘海星.不同黄化程度香樟的叶片生理生化特性与土壤理化性质研究[D].上海：华东师范大学,2009.

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