硼对绿豆的影响

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华北农学报·2004,19(1):89-92硼对绿豆植株生长发育及矿质营养状况的影响徐强‘,2，焦晓燕’，王云中3，丁玉川‘，杨治平‘，程滨1(1山西省农科院土壤肥料研究所山西省土壤环境与养分资源重点实验室，山西太原03003坛2西北农林科技大学园艺学院，陕西杨凌712100;3.Cun;nUniversityofTechnology,Penh,WA6845,Amctralia)摘要:在生长室利用水培研究了不同供邢水平对绿豆生长及矿质营养状况的影响。结果表明缺硼抑制绿豆生长，对根系的影响比对地上部的影响更大，表现在根冠比变小;供硼水平对植株的矿质营养含量也有明显的影响，缺确降低了地上部和根系中的P,K,Fc的含量，促进C。在根系中的积累，但地上部Ca的含量降低;缺硼时有利于Mg在植物体内的累积;硼对Mn的含量影响不大;严重缺硼时地上部Zn含量最高，但供硼正常时，Zn在根系中含量较高关钮词:硼;绿豆;生长;养分含量中圈分葵号:5143.7文献标识码:A文童编号:1000-7091(2004)01-0089-04EffectsofBorononGrowthandMineralElementContentofMungBean(PhaseolusaureusRoxb.)XUQiang'.2,JIAOXiao-yan',WANGYun-zhong3,DINGYu-chuan',YANGZhi-ping',CHENGBin'(1.TheKeyLaboratoryofSoilEnvironmentandNutrientResources,InstituteofSoilandFertiliser,ShanxiAcademyofAgriculturalSciences,Taiyuan030031，China;2.CollegeofHorticulture,NorthwestSci-TechUniversityof戈ricultureandForestry,Yangling712100,China;3.CurtinUniversityofTechnology,Perth,WA6845,Australia)Abstract:Underconditionsofgrowthchamber,hydroponicculturewasemployedtoinvestigatetheeffectsofboronongrowthandmineralelementcontentinmungbean(PhaseolusaureusRoxb).Itwasshowedthat,inhibitedgrowthofmungbeaninresponsetolimitedsupplyofboronwasaccompaniedbyadecreaseinroottoshootratio.BorondeficiencydiminishedP,K,Fecontentinbothshootandroot.ComparedwithCacontentinboronsufficientplant,whenboronsupplywaslimited,higherCacontentwasfoundinrootwhereastherewasalowerCacontentinshoot.IntermsofMncontent,therewasasimilarcontentbetweenboronsufficientandde-ficientplant一ThehighestZncontentwasobservedinshootwhenboronsupplywasmuchlow;whereasZncon-tentwaspromotedinrootwhenboronsupplywasoptimumKeywords:Boron;Mungbean(PhaseolusaureusRoxb);Growth;Mineralelementcontent最普遍的[[21，因而引起人们的广泛关注。半个多世硼是20世纪20年代被证实的植物必需元素，纪以来，硼的生理功能和硼肥的应用进行了广泛的1923年Warington在豌豆试验中证实了硼对植物研究，为农业生产做出了重大贡献。但孤立的研究的必需性。目前已报道具有缺硼症状的植物己超过某一元素的作用则难以从本质上全面揭示这一元素1(1(1种U.21。在植物必需的微量元素中，植物缺硼是收摘日期:2003一1025签金项目:山西省自然科学基金项目资助(20031082)作者简介徐强(1978一)，男.河南信阳人，在读硕士，主要从事植物营养生理研究工作，焦晓燕为通讯作者万方数据 IIBBBBIIBBIuBIJrBIBBIBGII-90一一一一一一一一一一一一一一的行为。例如，磷肥有无效果，除受作物需要、土壤Fe,Mtt,Cu,Zn的含量供应等因子限制外，还受到供N多少的限制，P对N叶绿素含量用80%乙醇溶液(含50mmol/L有促进作用，而对Zn则有拮抗作用。只有明确元Hepes-NaOH,5mntol/I_MgC12,pH7.4)在70℃提素间交互作用的不同方向(正交互作还是负交互作)取，比色法测定[4]植株矿质元素测定，经HN03-及大小，才能扬长避短，充分发挥营养元素的作HCI认消煮，磷用钒钥黄比色法测定，钾用火焰光度用川。此外，硼与其他营养元素的关系由于各个研计测定，Fe,Mn,Cu,Zn,Ca,Mg用原子吸收分光光究的条件和供试作物不同，所得的研究结果也不尽度汁测定困。一致。正因为如此，本试验研究了硼对绿豆植株生长的影响及其对其他矿质量营养元素含量的影响，z结果与分析望对生产实践有一定的指导意义。2.1不同硼浓度对绿豆生长发育的影响绿豆植株在不同硼浓度处理营养液中生长表现1材料和方法各不相同。供硼0.05pmol/L处理表现严重缺硼，1.1供试材料与生长条件根系在移栽后的第3d首先表现出缺硼。根尖膨大供试植物为绿豆(PluaseolusaureusRoxb)，品呈淡褐色，根系的伸长受到严重的抑制，根系呈丛枝种为晋引2号，由山西省农科院品种资源研究所提状。7d后该处理植株的2片初生叶呈现革质触觉，供。种子用5%H2氏消毒15min后，用无离子水冲叶片变厚变脆，第2片三出复叶停止生长并叶脉间洗干净播人盛有蛙石的育苗盘中，加超纯水置于生失绿。10d后第1片共出复叶也出现脉间失绿、叶长室育苗。待幼苗的2片初生叶完全展开，露出第缘背向卷曲，12d后生长点死亡脱落;收获时该处1片三出复叶时(播种后第7d)，挑选生长一致、健理的植株只有2片初生叶和2片未完全展开的三出壮的幼苗移栽到Ronsons营养液[’]进行培养，同时复叶。供硼。5pmol/L处理的植株在移栽后7d进行不同硼浓度处理。营养液的pH值为6.50根部表现轻度缺硼症状，移栽20d后，植株叶片表生长条件:光照强度为35。士20pmol/(mz_s),现明显的缺硼症状，叶片变厚变脆，叶色暗绿，节间以钠灯为光源，光照时数为14h(7:00一21:30);温变短，失去顶端优势，整个植株呈从枝状;移栽后30度25IC/18t(白天/夜晚);营养液组成为2d后该处理的根系也表现严重的缺硼症状。供硼50mmol/LCa(NO3)2·4H20,1mmol/LMgS04’famol/L的处理植株没有表现缺硼症状，长势最佳。7H20,1mmol/LK2HP04.3H20,9pmol几MnS04供硼0.05pmol/L的植株三出复叶叶脉间失绿H20,1.5pmol/LZnS04.7H20,1.5pmol/LCuSO4和叶片加厚变脆，叶片皱缩，叶面积仅为82.14士"5H20,68pmol/LEDTA-NaFe-3H20,0.15pmol/2.24cm2。供硼0.5和50pmol/L的植株有2片初L(N氏)6MO24.4H200生叶和5片三出复叶，叶面积分别是供硼0.05试验全过程用水为超纯水，由北京先路公司的pmol/L植株的2.9倍和3.8倍。收获时供硼0.5XL-200净水系统制备。水中硼的含量非常低，用电pmol/L的植株的叶片也呈现出了暗绿色、加厚、变感祸合等离子发射光谱仪不能检测出。配制营养液脆的缺硼症状。的药品均为分析纯，以防硼污染。供硼0.05pmol/L的植株从子叶叶腋处长出侧1.2试验设计与测定方法芽，但2d后就一「枯死亡，说明硼对侧芽的生长也很硼处理设3个水平:0.05,0.5,50Femol/L,硼重要。供硼0.5pmol几的植株明显失去顶端优势，以H3S仇形式加人营养液，以元素硼计算加人量。整个植株呈丛生状，这两个供硼水平的植株茎节间每个处理设10个重复(10桶)，每桶3株苗，桶(直比供硼50pmol几的植株明显变短。供硼0.5径13cm高13cm)外进行遮光处理。各个处理在pmol/L和50pmol/L的植株数个茎节上出现侧芽生长室的平台上随机排列，同时定期更换位置以保(表1)。收获时供硼0.5pmol几的植株顶芽几乎证受光均匀，营养液每隔2d更换1次。于移栽后不能长出新的三出复叶，侧芽长度在5-10cm范围20d测定第二片三出复叶的叶绿素含量;移栽30d内。正常供硼(50pmol/I)的植株也长侧芽但侧芽后调查植株地上部和根系十重、叶片数、侧芽数、主数明显少于供硼0.5pmol/L的植株，说明硼有助于根系长度，并测定地上部和根系中P,K,Ca,Mg,植株维持其顶端优势万方数据 而厂一一一一~一一一一一不瓜享了赢石压面石下石蔽石万石石蔽石一一一一一一一下了I1111ICUR_lURIIE⋯田U.川.〔口幼苗移栽时主根长度都在13--14cm范围内。根系的干物质量是供硼0.05Famol/L处理的1.8倍移栽后30d收获时供硼0.5kmol/L和50lcmol/L和3倍;但后2个处理的干物质积累没有显著差异，处理的植株主根长分别达到23.40士0.68cm和这说明硼作为必需微量元素，植株需求量很小但作35.30士0.86cm，分别是供硼0.05pmol几处理的用较大，植株生长适宜的供硼浓度范围较宽。表11.5倍和2.3倍(表1)，比移栽时分别增长了67%结果也反映了随供硼浓度的升高根冠比也随之增和152%。与供硼0.5和50umol/L的处理比较，加，硼的供给有利于干物质在根的分配;缺硼对地上供硼0.05famo几明显降低了植株干物质的累积，部和根的生长都产生抑制作用，但对根的影响更大。供硼50pmol/L时干物质累积量最高，其地上部和裘1翻对绿豆生长参数的影晌硼浓度侧芽数地上部干重根冠比,amol月曰)a(tc}m21i):专cm)(>Icm)(R)啥0.0582.14士2.24c15.36士0.410.63士0.0960.12土0.0260.18士0.01b0.5239.80士6.89623.40士0.6863.75士0.35a1.05士0.09a0.29士0.03a0.28士0.02650314.24士6.40.35.30士0.86a1.25士0.4361.17士0.10a0.37士0.04a0.32士0.01a注表中的数据为5个重复的平均值3标准误差。每列的不同字母表示在几。，水平差异显著。表2,3,4同如前所述，供硼0.05famol/L植株的第2叶片似，供硼50pmol/L的植株地上部和根K含量最叶脉间失绿，其叶绿素的含量也明显低于供硼0.5高，供硼0.05pmol/L处理的植株含量最低，前者的pmol/L和50pmol/L植株第2片三出复叶的叶绿地上部与根的K含量比后者分别增加了40.5%和素含量(表2)。与供硼50pmol/L的处理比较，供45.7%。这些结果说明增加硼的施用量促进植株对硼0.5pmol/L并没有显著地降低叶绿素a的含量，P和K的吸收和运输。但其叶绿素b的含量明显高于供硼0.05pmol/L而根系中Ca的含量随着硼施用量增加而减少;低于供硼50pmol/L的处理。地上部Ca的含量随着施硼量的增加而增加，供硼表2翻对绿豆叶片中叶绿寮含.的影晌I+d/B50pmol/L的植株比供硼0.05pmol/L增加18.1%;供硼0.05pmol/L时地上部和根中Mg的翻浓度(p..I/L)叶绿素a叶绿素b总叶绿素含量最高，供硼50pmol/L时最低。从我们试验结0.0525.98土0.86634.53上1.88c60.51士2.71,果看，增加硼的施用量降低了植株对Mg的吸收。0.561.51士2.32a79.30士1.26b140.81士3.48h2.2.2对微量元素的影响无论对地上部还是根5070.47士2.89.92.34士3.52a162.81士6.23a而言，随着硼施用量的增加Fe的含量增加:供硼2.2不同硼浓度对绿豆植株的矿质营养含t的影0.05pmol/L的植株地上部和根的Fe含量最低，供响硼50pmol/L的值最高，分别比供硼0.05pmol/L2.2.1对大量营养元素的影响表3的试验结果增加了47.2%和25.9%。表4的结果(以干重计)显示(以干重计)，不同供硼水平对地上部和根的P也表明缺硼对植物(包括根系和地上部)体内Mn的含量的影响趋势相似。供硼50pmol/L的植株P含含量没有显著影响。硼对地上部Cu的含量没有影量最高，供硼0.05pmol/L植株P含量最低，与后者响，但随着供硼浓度的提高，根系中Cu含量降低。比较，前者的地上部和根的P含量分别增加了30.供硼0.05pmol/L根系中Cu的含量是供硼507%和31.5%oK对不同浓度硼处理的反应与P相pmol/L的1.4倍(表4).植株不同部分Zn的含量表3翻对绿豆植株体内大.营养元奋含.的影晌g/kg硼浓度(pmol/L)侧定部位Mg0.05地上部6.76士0.12c22.33士0.29c17.35士0.2766.48士0.19.0.5地上部8.15士0.14625.92土0.22618.19士0.2563.82士0.12650地上部8.72士0.16a31.37士0.22a20.49士0.13a3.57士0.1360.05根8.64土0.14c29.93上2.02614.63士0.20a7.14士0.08a0.5根10.63士0.23638.54士2.27a14.15士0.30a4.03士0.18650根11.36士0.10a43.61士1.40.8.93士0.5663.13士0.13c万方数据 19卷CGE华北农学报表4砚对绿豆植株体内的徽f曹养元紊含.的影响mg/kg翻浓度(pmol/L测定部位0.05地上部225.89士5.766243.08士14.08.9.38士0.71.56.45士224643土10.076196.19士16.26.7.78士0.41.呜n83士2::;0.5地上部33250地上部49士11.07.215.84士15.35.9.29士0.21.51.66士3.04a根既0.0545士17.426607.07士15.77.30.13士1.24.58.25士0.446根13260.524士22.366721.06士33.25.23.41士0.78661.81士1.26a根98士31.00a665.23士34.52.20.83土1.11b66.98土1.41a1555对不同浓度的供硼水平反应不同(表4)，地上部中在缺硼植株根系中含量较高，在其地上部中含量较的Zn含量对硼施反应不规律，但根系中Zn的含量低，说明缺硼不影响Ca的吸收，但影响Ca随蒸腾流运输;缺硼时由于光合速率降低，导致气孔传导率随着硼的供给浓度增加而提高。减小，从而缺硼植株的蒸腾率被抑制[’]，这可能是3讨论地上部Ca含量较低的原因。缺硼促进了地上部和业已证明绿豆对缺硼较为敏感[71，因此本研究根系中Mg的含量，表明硼的存在即调控Mg的吸收也影响其运输;硼处理对Mn的含量影响不大，根利用绿豆作为指示作物研究硼对植物生长及其矿质养分含量的影响。供硼0.05Itmol/L植株生长点死系中Zn的含量随施硼浓度的提高而增加，但在地上部分缺硼严重的植株中Zn含量最高，可能缺硼亡进一步说明硼是植物生长的必需元素。虽然在生并不影响Zn的吸收和运输，供硼正常的植株中Zn长后期缺硼导致叶片脉间失绿，与供硼充分比较叶绿素含量较低，但该叶片生长前期未曾有叶片脉间含量较低可能是稀释效应的结果。失绿的现象，因此缺硼对叶绿素含量的影响并非缺硼的直接影响，该观点与Jiao[41发现一致，该作者指参考文献:[1]刘鹏.硼胁迫对植物的影响及硼与其他元素关系的出缺翻影响了细胞壁的形成，从而降低了库的活性，研究进展[J]农业环境保护，2002,21(4):372一374.碳水化合物在源的过量积累而导致叶绿素的退化和[2]ShorrocksVM.Theoccurrenceandcorrectionofboron叶脉间失绿。本试验中发现缺硼导致根冠比降低可deficiency[J].PlantandSoil,1997,193:121一148.能也是过多碳水化合物在地上部积累的缘故。[3」李生秀.植物营养与肥料学科的现状与展望[J].植物虽然缺硼严重时诱导侧芽的萌动，但其难以继营养与肥料学报，1999,5(3):193一205.续生长，表明侧芽生长也需要硼的不断供给。缺硼[4]XiaoYanjiao.Effectsofborononshootdevelopment[DI-时诱导并促进侧芽的生长表明即使缺硼仍有可能运ThePhDthesis,UniversityofSheffield,UK,2001.翰到侧芽，硼在植物体内的运输是随蒸腾流运输的，t5]鲁如坤.土壤农业化学分析方法LMI.北京:中国农业但侧芽生长部位并非蒸腾流的末端，因此说硼在植科技出版社,2000.302一338.物体内的运枯可能还受其他因素的调控，这有待于[6]SchachtmanDP,ReidRJ,AylingSM.Phosphorusup-takebyplants:Fromsoiltocell[J].PlantPhysiol,1998,进一步研究和证实。缺硼抑制了植物顶端优势可能198:153一158与硼调控和影响细胞膜功能有关[[43【刘焦晓燕，王岗，程滨，等.不同供硼水平对绿豆植株缺硼对植株体内矿质养分浓度影响不尽一致:形态及其叶片生长特征的影响[J].生态学报，2003,23降低了地上部和根系中的P,K,Fe的含量，这可能(3):456一462.是由于缺硼时根系对这些元素的吸收能力降低;Ca万方数据