甜菜中过量锌元素对其它金属元素吸收的影响

张福顺，徐艳丽，刘乃新，吴玉梅

（1.黑龙江大学农作物研究院/中国农业科学院甜菜研究所,哈尔滨150080；2.农业部甜菜品质监督检验测试中心,哈尔滨150080；3.新疆博乐市农业技术推广中心,博乐833400）

甜菜中过量锌元素对其它金属元素吸收的影响

张福顺1，2，徐艳丽3，刘乃新1，2，吴玉梅1，2

（1.黑龙江大学农作物研究院/中国农业科学院甜菜研究所,哈尔滨150080；2.农业部甜菜品质监督检验测试中心,哈尔滨150080；3.新疆博乐市农业技术推广中心,博乐833400）

为了研究过量的锌元素对甜菜其它营养元素的吸收有促进或拮抗作用，设置0.0、0.1、20.0、40.0mg/L四个不同浓度的锌元素处理，在室内营养液中培养，对不同锌处理下7个甜菜品种吸收铜、铁、锰进行了研究。结果表明，①不同甜菜品种间过量的锌元素对3种元素的吸收能力影响不同；②甜菜叶片经过量锌元素处理，对其它元素吸收影响不明显；③甜菜根经过量锌元素处理影响其它3种元素吸收明显，随着处理中锌元素浓度增加，甜菜根对铜、铁元素吸收量增加，锰元素减少。

甜菜；锌；铜；铁；锰；元素；吸收

锌参与植物细胞的基本生理过程,不起氧化作用,但在许多生理过程中具有催化作用。高浓度的锌就会对植物产生毒性,导致嫩叶萎黄病,植物组织中水分的散失[2]。在甜菜的微量营养元素中,锌素占有重要的地位。锌元素能增加叶和茎中蔗糖和单糖含量,而且与植物的光化学反应有密切关系,还能促进植物体对CO2的吸收作用,这些对甜菜糖的合成是有利的。甜菜缺锌的主要表现是叶子枯腐,出现棕色到灰色的斑点,叶的尖端凋萎,仅叶柄保留绿色[3]。过量锌导致植株矮小,枯萎,生物产量降低。

有关锌元素对其它金属元素吸收影响的研究也有相关的报导,据R.Sagardoy等（2009）[4]研究过量锌导致甜菜植株各个部分的N、Mg、K和Mn等元素含量降低,但幼苗中的P、Ca增加,叶片中的Fe减少。为探明过量锌对其它微量元素的吸收影响,针对过量锌元素对甜菜吸收其它元素的影响进行了研究,在营养液中定量加入过量锌元素,研究甜菜对其它几种微量元素的吸收规律。

1 材料与方法

1.1试验材料

供试甜菜品种7份：KWS3418、普瑞宝、新甜12号、KWS0143、HI0466、甜单304和阿迈斯,多胚种子3份,单胚种子4份。

1.2试验方法

将7份甜菜品种的种子用70%的酒精消毒1 min,播种在蛭石中,放入培育箱。播种3d后将幼苗移到培育室进行光照。甜菜幼苗生长在培育室中,光照强度为200μmol/(m2·s),每日连续光照13h,昼夜温度分别为25℃和20℃,相对湿度为70%～80%。5d后将每个品种幼苗8株移植到100cm×40cm×15cm的玻璃容器中,其中盛有半倍浓度的霍兰营养液,生长7d更换全量营养液[1]。同时进行样品加锌元素处理：0mg/L、0.1mg/L（霍兰营养液）、20mg/L和40mg/L。

培养20d后,叶和根分别收获,自然干燥一段时间后,65℃低温烘干,粉碎后保存在密封的塑料袋中。利用高原密闭消解系统消化样品,赶酸后用去离子水定容至25mL,导入原子吸收分光光度计测定。

2 结果与分析

试验结果表明,锌元素对甜菜生长有很大影响：营养液中无锌元素处理,长势与正常营养液相当,但其中1、2、3号品种出现新叶尖变黑症状；正常营养液浓度的锌元素（0.1mg/L）,苗势正常；20mg/L浓度的锌元素处理,苗弱,叶片卷曲,苗小；40mg/L浓度的锌元素处理,苗与其它几个处理相比,苗最小,且叶片出现病斑。由于过量锌元素致使甜菜生长不正常,导致甜菜吸收营养元素能力发生了改变。

相关结果（图1～4）表明,随着锌浓度的增加,甜菜表现为铜、铁含量增加,而锰含量下降趋势。1）铜增加幅度为：正常营养液锌元素含量0.1mg/L处理,不同品种铜含量为20.0～39.2mg/kg；锌元素20mg/L处理,不同品种铜含量为：36～44.7mg/kg；锌元素40mg/L处理,不同品种铜含量为：47.5～170.0mg/kg。2）铁增加幅度为：正常营养液锌元素含量0.1mg/L处理,不同品种铁含量为1654.4～3620.1mg/kg；锌元素20mg/L处理,不同品种铁含量为：3047.5～8054.3mg/kg,锌元素40mg/L处理,不同品种间为：8806.4～14872.4mg/kg。3）锰减少幅度为：正常营养液锌元素含量0.1mg/L处理,不同品种锰含量为924.5～1397.6mg/kg；锌元素20mg/L处理,不同品种锰含量为：66.5～160.3mg/kg；锌元素40mg/L处理,不同品种锰含量为：10.1～155.2mg/kg。

图1 锌胁迫试验甜菜全株测定结果

图2 锌胁迫试验甜菜根铜测定结果

图3 锌胁迫试验甜菜根铁测定结果

图4 锌胁迫试验甜菜根锰测定结果

同一个品种表现,随着锌浓度增加,铜元素含量逐渐增加；铁元素含量在锌元素浓度0.0mg/L、0.1mg/L处理变化不明显,但随着锌元素增加,铁元素也增加；锰元素含量在锌元素浓度0.0mg/L、0.1mg/L处理变化不明显,但随着锌元素增加,锰元素含量减少。同时对叶片中铜、铁和锰进行测定,没有明显规律性。

3 讨论

锌元素的增加对其它元素吸收有促进或拮抗作用,影响其它元素的吸收。据R.Sagardoy等（2009）[4]过量锌导致甜菜各个部分N、Mg、K和Mn等元素含量降低,幼苗中的P、Ca增加,叶片中的Fe减少。过量锌在营养液中培养,与本研究中Mn元素相符,Fe元素在根中随着锌浓度增加而增加,也不矛盾。有关微量元素胁迫,影响其它营养成分吸收尚有很多内容有待进一步研究。

[1]耿贵,汪景宽,陈丽,等.氯化钠胁迫对甜菜幼苗生长、叶绿素含量和硝酸还原酶活性的影响[J].中国糖料,2007（1）：25-27.

[2]Sagardoy R,Morales F,Rellan-Alvarez R,Abadia A,Abadia J,Lopez-Millan AF.Carboxylate metabolism in sugar beet plants grown with excess Zn[J].Journal of Plant Physiology,2011,168(7)：730-733.

[3]Sagardoy,R.;Vazquez,S.;Florez-Sarasa,I.D.;Albacete,etal.Stomataland mesophyll conductances to CO2are the main limitations to photosynthesis in sugar beet(Beta vulgaris)plants grown with excess zinc[J].The New Phytologist,2010,187(1)：145-158.

[4]J.Abadía;R.Sagardoy;F.Morales et al.Effects of zinc toxicity on sugar beet(Beta vulgaris L.)plants grown in hydroponics[J].Plant biology,2009,11(3)：339-350.

Effect of Excessive Zinc Application on Absorption of Other Metallic Element in Sugarbeet

ZHANG Fu-shun1,2,XU Yan-li3,LIU Nai-xin1,2,WU Yu-mei1,2
（1.Sugarbeet Research Institute,Chinese Academy of Agricultural Sciences/Crop Research Institute of Heilongjiang University, Harbin 150080,China;2.Center for the Control of Sugarbeet Quality,Ministry of Agriculture,P.R.China,Harbin 150080,China;
3.Extension Station of Agricultural Techniques of Bole City,Bole,Xinjiang 833400,China）

To investigate the effectof excessive zinc application on absorption of other metallic elements in beet, by use of 0.0,0.1,20.0 and 40.0 mg/L zinc content treatments,absorption of Cu,Fe and Mn were measured in 7 beet varieties.The results showed that absorbing ability of different sugarbeet varieties under different treatments were different;effect of excessive zinc on the absorption of 3 metallic elements in beet leaf were insignificant; effect of excessive zinc on the absorption of 3 metallic elements in beet root were significant;the absorption of both Cu and Fe was increased with increase ofzinc concentration while thatof Mn was decreased.

beet;copper;iron;manganese;metallic elements;zinc;absorption

S566.301

：A

1007-2624（2013）02-0032-02

2012-11-14

国家甜菜现代农业产业技术体系项目（CARS210305）。

张福顺（1965-）,男,黑龙江省克山县人,副研究员,硕士,主要从事甜菜检测工作。

吴玉梅（1959-）,女,黑龙江省哈尔滨市人,研究员,主要从事甜菜检测工作。