铁源对水培芥蓝生长及品质的影响范文

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《河南农业科学杂志》2015年第十二期

摘要:

在微量元素通用配方的基础上设置EDTA－Fe、FeC6H5O7、FeCl3、FeSO4、Fe2(SO4)35种不同铁源处理，进行芥蓝水培试验，研究不同铁源对水培芥蓝生长及品质的影响，为选择水培芥蓝最适铁源提供依据。结果表明，不同铁源供铁显著影响芥蓝的生长和品质。有机铁源(EDTA－Fe、FeC6H5O7)处理的芥蓝全株干质量、叶绿素含量、可溶性糖含量、薹叶维生素C含量显著高于无机铁源［FeCl3、FeSO4、Fe2(SO4)3］。EDTA－Fe处理的芥蓝生长与品质指标及全铁总吸收量均高于其他处理，而硝酸盐含量显著低于其他处理。因此，有机铁源对水培芥蓝生长和品质的影响优于无机铁源，EDTA－Fe作为水培铁源能够显著促进植株生长，提高产量和品质，是水培芥蓝的优质铁源。

关键词:

芥蓝;铁源;水培;生长;品质

植物水培营养液中常选用硝态氮源，植物吸收NO－3会大量释放OH－，导致营养液pH值上升较快。营养液中的铁离子随pH值升高易形成FePO4、Fe(OH)3等沉淀，植物对其吸收效率大幅下降，易导致缺铁失绿。蔬菜是最重要的水培植物，对不同铁源的吸收效率有很大差异。因此，筛选适合特定蔬菜高效吸收利用的铁源，具有重要的生产实际意义。很多研究认为，螯合态铁的稳定性高于普通的无机铁源，更容易被植物吸收利用［1-2］。杨生华等［3］研究表明，EDTA－Fe作为水培生菜的铁源效果好，但腐殖酸铁(FA－Fe)更经济，而刘慧超等［4］则认为DTPA－Fe处理比EDTA－Fe、FeSO4、柠檬酸铁(FeC6H5O7)处理水培生菜效果更好。刘卫星等［5］认为pH值为5．5—6．5时，EDTA－Fe与FeC6H5O7作为水培油菜铁源效果比无机铁源好，FeC6H5O7处理油菜产量最高，且比EDTA－Fe经济。但也有研究认为，当溶液pH值增加时，游离出来的EDTA与其他金属离子如锌、铜和锰螯合，从而影响这些离子的吸收［6］。关于2种基因型豌豆对不同铁源利用的研究结果表明，无机的FeCl3也可作为一种有效铁源［7］。不同蔬菜种类吸收铁元素的机制不同，因此其对不同铁源有明显的吸收偏好。芥蓝(BrassicaalboglatraBailey)是十字花科芸薹属一二年生草本植物，以脆嫩的菜薹为食用器官，是华南地区主要秋冬蔬菜之一［8-9］，现在全国各地均有栽培。蔬菜水培作为一种现代化的设施高效生产技术，应用越来越普遍。芥蓝在水培中易缺铁，造成叶片黄化和产量下降。目前尚未见关于不同铁源对芥蓝生长影响的研究报道。鉴于此，研究2种有机铁源和3种无机铁源处理对水培芥蓝生长和品质的影响，旨在筛选最适宜芥蓝水培的优质铁源。

1材料和方法

1．1材料培养本试验以尖叶夏芥蓝为试材，在华南农业大学园艺学院蔬菜试验基地大棚内进行。于2011年4月12日播种，以珍珠岩为基质，穴盘育苗，5月10日90%苗长至3叶1心时移栽，定植于塑料箱(8cm×42cm×61cm)，6月22日采收。

1．2试验处理本试验大量元素采用1/2剂量Hoagland营养液配方，在通用配方的基础上设置5种不同铁源处理:EDTA－Fe、FeC6H5O7、FeCl3、FeSO4、Fe2(SO4)3，各处理的铁浓度与原配方中铁浓度相同。每箱栽植11株芥蓝幼苗为1个重复，共设置4个重复，完全随机排列。每2d测1次pH值，并用1mol/LNaOH或HCl调节pH值为6．3—6．5，每隔45min通气1次，每次通气15min，6～7d换1次营养液。

1．3指标测定芥蓝80%达商品采收标准“齐口花”时每箱随机取3—4株为样品。测定株高、茎粗(菜薹5—6节处)，将植株分成根、薹茎、薹叶三部分，分别称鲜质量和干质量(105℃下杀青15min，然后75℃烘干至恒定质量)。全铁含量测定参照《土壤农化分析》［10］，采用原子吸收分光光度法。叶片的光合色素含量测定参照张宪政［11］的方法。将芥蓝的菜薹分为叶片和薹茎两部分，分别测定营养品质和硝酸盐含量。维生素C(Vc)含量的测定采用2，6－二氯靛酚比色法，可溶性蛋白含量测定采用考马斯亮蓝比色法，可溶性糖测定采用蒽酮比色法，硝酸盐含量测定采用水杨酸比色法［12］。

1．4统计分析试验数据采用Excel2003和SPSS13．0软件进行统计分析，处理间的多重比较分析采用Duncan法。

2结果与分析

2．1不同铁源对芥蓝株高和茎粗的影响有机铁源处理(EDTA－Fe、FeC6H5O7)芥蓝的株高显著高于无机铁源处理［FeCl3、FeSO4和Fe2(SO4)3］(图1)，其中，EDTA－Fe处理最高，但与FeC6H5O7处理差异不显著，FeSO4处理最低。EDTA－Fe处理芥蓝的茎粗最大，与其他4种铁源处理差异显著。

2．2不同铁源对芥蓝生物量的影响EDTA－Fe处理芥蓝的地上部鲜质量、根鲜质量和全株干、鲜质量均最高(表1)，并与无机铁源处理［FeCl3、FeSO4和Fe2(SO4)3］差异显著，但与FeC6H5O7处理差异不显著。FeC6H5O7处理的芥蓝全株干质量显著高于无机铁源处理［FeCl3、FeSO4和Fe2(SO4)3］，但其余3个生物量指标与FeCl3处理差异不显著。无机铁源处理［FeCl3、FeSO4和Fe2(SO4)3］之间各生物量指标均无显著差异。

2．3不同铁源对芥蓝叶绿素含量的影响EDTA－Fe处理芥蓝的叶绿素a及总叶绿素含量均显著高于其他4种铁源处理(表2)，FeC6H5O7处理叶绿素b及类胡萝卜素含量与EDTA－Fe处理无显著差异，但显著高于无机铁源处理［FeCl3、FeSO4和Fe2(SO4)3］;有机铁源处理(EDTA－Fe和FeC6H5O7)的总叶绿素含量高于无机铁源处理［FeCl3、FeSO4和Fe2(SO4)3］，表明使用有机铁源(EDTA－Fe和FeC6H5O7)能够显著提高芥蓝叶绿素含量，其中以EDTA－Fe效果最优。

2．4不同铁源对芥蓝菜薹营养品质的影响EDTA－Fe处理芥蓝的薹叶可溶性蛋白含量显著高于其他4个铁源处理(图2)，其他铁源处理［FeC6H5O7、FeCl3、FeSO4和Fe2(SO4)3］之间除FeC6H5O7与FeSO4、Fe2(SO4)3处理差异显著外，其他处理间无显著差异，各处理薹茎可溶性蛋白含量间均无显著差异。EDTA－Fe处理芥蓝的薹叶可溶性糖含量显著高于其他4个处理(图3)，其中，FeCl3处理最低，有机铁源处理(EDTA－Fe、FeC6H5O7)薹茎可溶性糖含量显著高于无机铁源处理［FeCl3、FeSO4和Fe2(SO4)3］，而无机铁源处理［FeCl3、FeSO4和Fe2(SO4)3］间无显著差异。有机铁源处理(EDTA－Fe、FeC6H5O7)芥蓝的薹叶Vc含量显著高于无机铁源处理［FeCl3、FeSO4和Fe2(SO4)3］(图4)，其中，EDTA－Fe处理显著高于FeC6H5O7处理，而FeSO4处理最低;薹茎Vc含量各处理间均无显著差异。

2．5不同铁源对芥蓝菜薹硝酸盐含量的影响EDTA－Fe处理芥蓝的薹茎和薹叶硝酸盐含量均显著低于其他4种铁源处理(图5)，其中，FeSO4处理薹叶硝酸盐含量最高，Fe2(SO4)3处理薹茎酸盐含量最高。

2．6不同铁源对芥蓝全铁含量和吸收量的影响各处理间芥蓝薹叶的全铁含量差异显著(图6)，其中，EDTA－Fe处理最高，FeCl3处理最低。薹茎中除FeCl3和Fe2(SO4)3处理差异不显著外其余各处理间差异显著，其中FeSO4处理全铁含量最高，EDTA－Fe处理最低。EDTA－Fe、FeCl3处理根系全铁含量最低并与其余处理差异显著，而Fe2(SO4)3处理显著高于其他处理。EDTA－Fe处理芥蓝的全铁总吸收量最高，FeCl3处理最低;从各部分吸收量占比来看，EDTA－Fe处理薹叶吸收量占比最高，FeC6H5O7、FeSO4处理薹茎占比最高，而Fe2(SO4)3根系吸收量占比最高。

3结论与讨论

铁是植物必须的营养元素，适宜的铁浓度对植物的生长有促进作用［13-17］。本研究中EDTA－Fe处理的芥蓝地上部鲜质量、根鲜质量、全株干鲜质量、株高、茎粗、叶绿素含量、薹叶可溶性蛋白、可溶性糖、薹叶Vc含量都显著高于无机铁源，FeC6H5O7处理次之。同时EDTA－Fe处理芥蓝器官的硝酸盐含量显著低于其他铁源处理。对芥蓝来说，有机铁源比无机铁源的处理效果好，这与前人的研究结果一致［3，5，18］。EDTA－Fe处理芥蓝对铁的吸收量最高，FeC6H5O7次之，FeSO4、Fe2(SO4)3较少，FeCl3在植株中积累最少。因此芥蓝对EDTA－Fe较高的吸收量可能是其促进生长、改善品质的原因。一般认为，二价铁是植物吸收的铁素的主要形态，而三价铁必须在输入细胞质之前在根表还原成二价铁［19］。不同铁源的吸收差异与铁源的形态有关，无机铁主要是三价铁，FeSO4在营养液中也很容易被氧化为三价形态，而EDTA－Fe由于受到螯合剂的保护，能保持为易于吸收的二价形态。EDTA－Fe处理铁在薹叶中含量最高，在根系和薹茎中最低;其他铁源在根中和薹茎中含量高，在叶中含量却很低。有研究表明，玉米茎节中常有大量的铁沉积，而叶片中铁含量却很低［20］。这可能与铁在木质部中运转的形态有关，用EDTA－Fe作为铁源可能更有利于结合态铁吸收和运转至功能叶中，避免根系吸收的铁在根中和薹茎中沉淀。植物吸收的铁大部分存在于叶绿体中，参与光合作用，叶片中铁含量增加，有利于叶绿素、维生素C、可溶性蛋白等的合成。本研究中FeC6H5O7处理芥蓝叶片中铁含量并不高，但也显著提高了叶绿素含量，原因是叶绿素的含量主要是与活性铁而不是全铁的含量相关［19-20］。本试验研究条件下认为，有机铁源对水培芥蓝生长和品质的影响优于无机铁源，其中EDTA－Fe铁源表现最好，是芥蓝水培的最佳铁源。

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作者：苏蔚 王坚 宋世威 刘厚诚 孙光闻 陈日远 单位：华南农业大学 园艺学院