中国黄连木不同枝营养元素含量动态变化差异

王文浩，苏淑钗，白 倩，陈 凤，陈志钢

（北京林业大学 省部共建森林培育与保护重点实验室 北京 100083）

中国黄连木不同枝营养元素含量动态变化差异

王文浩，苏淑钗，白 倩，陈 凤，陈志钢

（北京林业大学 省部共建森林培育与保护重点实验室 北京 100083）

中国黄连木雌株结果枝类型有4种，为了探究同一时期结果枝与雄枝各类型枝条间糖类及大量元素含量的差异，2013年花期至花芽发育停滞期间间隔5～20天不等采取除徒长性结果枝以外的各类结果枝条及雄株枝条花芽对应的叶片，烘干粉碎后测量。结果显示：（1）雄枝与结果枝之间的各类营养元素含量差异均较为明显；（2）各结果枝之间淀粉含量变化最相近；（3）各枝类的可溶性糖及蔗糖的含量差异很显著，淀粉及氮，磷，钾的含量变化趋势较为相近，在个别时间段存在较大差异。

中国黄连木；不同枝类；营养元素；差异

中国黄连木Pistacia chinensisBunge.为漆树科Anacardiaceae黄连木属Pistacia植物。其地理分布范围为 18°09′～ 40°09′N、96°52′～ 123°14′E，每年3月中下旬花芽萌动，雌雄异株，花先叶开放[1-4]，植物分类上认为所有的黄连木属植物均为雌雄异株的，花序为雌雄异花序，小花裸露，风媒花[5-6]。雌花序，雄花序均为圆锥花序，每个花序均着生有数十朵小花。花芽着生在一年生枝条上[5]。

中国黄连木结果枝分为4种类型：（1）徒长性结果枝。长度40 cm以上，花数量少，果穗易脱落，占枝条少数比例；（2）长结果枝。长度在20～30 cm间，花芽数量及果实数量较多；（3）中长结果枝。长度在10～20 cm间，花芽及果实数量较多；（4）短结果枝。长度在5～10 cm，花芽数量较少，果穗较少[1]。

植物枝条为花芽提供营养以促进开花结实等生理发育进程。Kreb提出，当植物体内碳水化合物积累比含氮化合物在总量上更充足时，植物才开始开花[7]。可溶性糖是重要的能量物质，与油桐树体内各种物质的合成有着密切关系，进而与花芽分化有密切联系[8]。苹果梨在花芽生理分化期时淀粉积累快，含量高[9]，无花果在花托分化前可溶性糖含量达到最高值[10]。磷营养水平足够高的话有利于花芽的分化[11]，氮元素在植物体内可以直接或间接地参与光合作用，钾能够促进糖类的合成与运输，如果缺乏这两种元素会造成光合积累不充分，新生器官发育不完善从而影响植株的整个生理发育过程[12-15]。此外，作为构成植物生长发育的重要物质基础，矿质元素对油料作物油脂积累具有重要的影响。研究表明施氮水平的高低能显著影响作物油脂合成积累和组分构成[16]。

中国黄连木是生物质能源树种之一，研究糖类及矿质元素对于在其生长周期中的变化规律具有一定的价值。各营养元素对于黄连木植株的生长发育具有很重要的作用。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

河北唐县位于河北省西部，太行山东麓与华北平原的交界处，地理位置为东经114°27′～115°03′，北纬 38°37′～ 39°09′，属于暖温带大陆性季风气候，空气湿润，气候温和，光照充足。年平均温度12.2℃，最高气温41.4℃，最低气温-14.5℃，无霜期195 d，常年降水量539.2 mm。试验树位于半阳坡的山坡上及农田里，呈自然散生状态，伴生树种有柿树，核桃，土壤母岩主要为石灰岩，土壤类型为褐土[17]。

1.2 试验材料

3株雌株，营养及健康状况相似，树龄在60年左右，短结果枝，中长结果枝及长结果枝在3株植株上均有分布。3株雄株，营养及健康状况相似，树龄在20年左右。

1.3 试验方法

2013年5月10日～2013年9月2日每5～20天采集各种枝条上花芽对应的叶片，洗净，烘干，粉碎。可溶性糖含量、蔗糖、可溶性淀粉含量的测定采用蒽酮比色法[8]，测量矿质元素时用万分之一天枰称取样品0.2 g，采用H2SO4-H2O2法消煮，全N采用凯氏定氮法，全P采用钼锑抗比色法，全K则采用AAS法[18]。

2 结果与分析

对于获得的数据利用Excel2007进行数据分析及图形生成制作。结果如下：

2.1 可溶性糖含量动态差异

黄连木花芽形态分化期至花芽发育停滞期各枝类间可溶性糖含量动态差异见图1。如图显示：各结果枝的可溶性糖含量均呈现“降-升-降-升-降-升-降-升”的波浪式波动状态，其中，雄株枝条的变化更为显著，短结果枝与长结果枝的变化趋势较为一致。5月10日，雄枝可溶性糖含量最高，长结果枝可溶性糖含量高于短结果枝高于中长结果枝。可能是由于各种枝条上着生花芽的数量不同而引起的差异。短结果枝枝条短，节间短，花芽数量在3～6不等，中长结果枝节间渐长，花芽数量在4～8之间，长结果枝的节间最长，而且存在花芽干瘪易脱落的现象，花芽数量在5～10之间。张彦卿[15]研究的花芽节位对应的叶片可溶性糖含量在6月13日达到最高峰5.42%，之后下降又上升，本研究花芽节位对应的叶片可溶性糖含量在7月2日达到最高峰6.5%～7.5%之间，较其研究结果数值大，2013年黄连木开花较晚。

图1 可溶性糖含量动态变化Fig.1 Dynamic variation of soluble sugar

2.2 蔗糖含量动态差异

黄连木花芽形态分化期至花芽发育停滞期各枝类间蔗糖含量动态差异见图2。如图显示：各结果枝的可溶性糖含量均呈现波动状态，其中，雄株枝条与中长果枝的变化较为显著，起始点除中长果枝外其余枝类含量差异不十分显著。6月份除短结果枝外是蔗糖含量最高的时间，含量在4.5%～5.0%之间。各枝类蔗糖含量最低值均在0.3%～0.5%之间。

图2 蔗糖含量动态变化Fig. 2 Dynamic variation of sucrose

2.3 淀粉含量动态差异

黄连木花芽形态分化期至花芽发育停滞期各枝类间淀粉含量动态差异见图3。5月10日，雄枝淀粉含量最高，在4.6%，结果枝的含量均在2%左右。3种结果枝的变化趋势基本一致，长结果枝与中长结果枝在6月7日大到最高值分别为8%与7%。张彦卿[15]研究表明较高的淀粉含量有利于雌花芽的分化和充实，即说明6月初到6月中旬黄连木的花芽分化的生理生化反应较为剧烈。短结果枝在7月2号达到最高值6%。雄枝的峰值基本相同在4%上下。6月初到7月初结果枝淀粉含量适中高于雄枝的淀粉含量。可能是此时间段内各器官大量重叠出现，花芽节位所对应的叶片中淀粉可能分解为可溶性糖而用于构建各类花器官[15]。

图3 淀粉含量动态变化Fig.3 Dynamic variation of starch

2.4 氮含量动态差异

黄连木花芽形态分化期至花芽发育停滞期各枝类间氮含量动态差异见图4。自5月初到9月初各类结果枝的含量变化趋势较为相似，均为波浪式下降。起始值差异不大，5月20日到6月中的含量差异稍微显著。5月10日N含量为最高值，在27.55～37.10 g/kg之间，此后便迅速下降，5月中到5月末花芽处于副穗分化期及小花原基分化期，之后N含量有所波动，花芽进入迅速分化期后含量又迅速降低。

图4 氮含量动态变化Fig.4 Dynamic variation of nitrogen

2.5 磷含量动态差异

黄连木花芽形态分化期至花芽发育停滞期各枝类间磷含量动态差异见图5。自5月初到9月初各类结果枝的含量变化趋势较为相似，7月前，下降幅度较大，7月至9月初上下波动并有略微上升趋势。短结果枝起始值在4.4 g/kg，其余3种枝类差异不大，5月20日到6月中的含量差异稍微显著。6月中～8月初，结果枝的花芽分化进入雌蕊原基分化时期，分化程度较之前各时期均缓慢，因而消耗的P相对较少。7月以后，花芽分化更加缓慢，芽体进一步充实，芽鳞变革质且逐步硬化，各枝类花芽节位对应的叶片的P含量均逐步回升。

图5 磷含量动态变化Fig.5 Dynamic variation of phosphorus

2.6 钾含量动态差异

黄连木花芽形态分化期至花芽发育停滞期各枝类间钾含量动态差异见图6。自5月初到6月初各类结果枝的含量变化趋势基本一致，均呈下降趋势且下降幅度较大，6月至9月初上下波动并有略微上升趋势。结果枝起始值差异不大，雄枝起始值略低于结果枝。

3 结论与讨论

通过对中国黄连木不同花芽发育期间各类枝条对应样品的采集，处理及数据分析，发现：

（1）雄枝与结果枝之间的各类营养元素含量差异均较为明显。可能与雌雄花芽分化进程及所需营养种类及数量之间的差异有关，本研究没有进行深入的各枝条间营养元素差异机理的研究。

图6 钾含量动态变化Fig. 6 Dynamic variation of kalium

（2）各结果枝之间淀粉含量变化最相近。其中，中长结果枝与长结果枝的含量变化步调基本一致，短结果枝的最高值与另两种结果枝不同但在另两种结果枝淀粉含量最高的花芽发育阶段短结果枝的淀粉含量达到一个峰值。

（3）各枝类的可溶性糖及蔗糖的含量差异很显著，淀粉及氮，磷，钾的含量变化趋势较为相近，在个别时间段存在较大差异。

营养元素的含量及动态变化规律会影响植物的生理生化反应，但也从侧面反应植物不同时期各营养元素含量的起伏，尤其是在花期及果实的两次快速生长期，对于糖类及某种矿质元素的营养需求会加大，此时期，在生产实践中对于长势稍弱的植株给予叶面喷肥等外施肥料对于获得提高产量及获得更高品质的果实有一定的帮助。

在今后的研究工作中，对于引起中国黄连木各类型枝条在同一时间内相同营养元素含量差异的内在及外在因素将会进行探究。

[1] 杨建民, 黄万荣. 经济林栽培学[M]. 北京: 中国林业出版社,2007.

[2] 侯新村, 左海涛, 牟洪香. 能源植物黄连木在我国的地理分布规律[J]. 生态环境学报, 2010, 19(5): 1160-1164.

[3] 牛正田, 李 涛, 菅根柱, 等. 黄连木资源概况、栽培技术及综合利用前景[J]. 经济林研究, 2005, 23(3): 68-71.

[4] 秦 飞, 郭同斌, 刘忠刚, 等. 中国黄连木研究综述[J]. 经济林研究, 2007, 25(4): 90-96.

[5] Zohary M. A monographical Study of the Genus Pistacia.[J].Palest. J. Bot., Jerusalem Series 1952, (5):187-22.

[6] 张志翔. 树木学[M]. 北京: 中国林业出版社, 2008.

[7] 郗荣庭. 果树栽培学总论[M]. 北京: 中国农业出版社, 1997.

[8] 李建安, 孙 颖, 郜爱玲, 等. 油桐花芽分化期营养与激素生理变化研究[J]. 中南林业科技大学学报, 2011, 31(3): 34-37.

[9] 郭金丽, 张玉兰. 苹果梨花芽分化期蛋白质、淀粉代谢的研究[J]. 内蒙古农牧学院学报, 1999, 20(2): 80-82.

[10] 罗羽洧, 解卫华,马 凯.无花果花芽分化与营养物质含量的关系[J]. 江西农业大学学报, 2008, 30(1): 40-43.

[11] 张万萍, 史继孔. 银杏雄花芽分化期间内源激素、碳水化合物和矿质元素营养含量的变化[J].林业科学, 2004, 40(2): 51-54.

[12] 潘瑞炽. 植物生理学[M]. 北京: 高等教育出版社, 2002.

[13] 郑诚乐,许伟东,郭建婧, 等. 杨梅花芽分化期叶片矿质元素含量动态变化[J]. 热带作物学报, 2009, 30(5): 584-588.

[14] 何 钢, 赵君毅, 陈建华, 等.木奈花芽分化期矿质营养的研究[J]. 经济林研究, 1998, 16(3): 26-27.

[15] 张彦卿. 黄连木雌花芽分化研究[D]. 保定：河北农业大学,2011.

[16] 王占利, 李术娜. 河北唐县旅游规划中主题形象定位分析[J].保定师范专科学校学报, 2005, 18(3): 108-110.

[17] 曹永庆, 姚小华, 任华东, 等. 油茶果实矿质元素含量和油脂积累的相关性[J]. 中南林业科技大学学报,2013,33(10):38-41.

[18] 李广会, 郭素娟, 邹 锋, 等. 板栗叶片营养与土壤养分的动态变化及回归分析[J].中南林业科技大学学报, 2012, 32(9):41-46.

Dynamic variations of nutrient element content among branches with different branch-type ofPistacia chinensisBunge

WANG Wen-hao, SU Shu-chai, BAI Qian, CHEN Feng, CHEN Zhi-gang
(Key Lab. for Silviculture and Conservation Co-constructed by State Ministry Education / Beijing, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China)

Four types of fruiting branches exist in femalePistacia chinensisBunge. tree. In order to explore the dynamic variations of saccharides and macro-element contents between male branch and 3 types of fruiting branches, the fruiting branch and male branch leaves on the leaf buds during the period of flower bud differentiation and flower bud development stagnation with different time intervals from 5 to 20 days in 2013 were picked and collected, except the spindling fruiting branches, and were washed, dried, grinded and measured. The results show that (1) there existed visible differences of nutrient elements between male branch and fruit branch;(2) there were small dynamic variations of starch contents among the fruiting branches; (3) there were signif i cant differences among different branches in soluble sugar and sucrose contents, the dynamic variations of other nutrient elements (starch, nitrogen, phosphorus,kalium) were not obvious among the branches with different types, but obvious differences except for certain individual time quantum.

Pistacia chinensis; different branch types; nutrient elements; dynamic variation

S794.2

A

1673-923X(2014)08-0059-05

2014-02-17

科技部国际科技合作专项（2014DFA31140）；中国石油天然气股份有限公司科技项目“中国可持续航空生物燃料产业发展战略研究”（100411-15）

王文浩（1989-），女，吉林洮南人，硕士研究生，主要从事生物柴油树种黄连木资源类型及生物学特性研究

苏淑钗（1967-），女，河北廊坊人，教授，博士，主要从事经济林良种选育及高效栽培技术的研究；

E-mail：sushuchai@sohu.com

[本文编校：吴 彬]