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《河南農業科學雜志》2015年第十二期

摘要:

在微量元素通用配方的基礎上設置EDTA－Fe、FeC6H5O7、FeCl3、FeSO4、Fe2(SO4)35種不同鐵源處理，進行芥藍水培試驗，研究不同鐵源對水培芥藍生長及品質的影響，為選擇水培芥藍最適鐵源提供依據。結果表明，不同鐵源供鐵顯著影響芥藍的生長和品質。有機鐵源(EDTA－Fe、FeC6H5O7)處理的芥藍全株干質量、葉綠素含量、可溶性糖含量、薹葉維生素C含量顯著高于無機鐵源［FeCl3、FeSO4、Fe2(SO4)3］。EDTA－Fe處理的芥藍生長與品質指標及全鐵總吸收量均高于其他處理，而硝酸鹽含量顯著低于其他處理。因此，有機鐵源對水培芥藍生長和品質的影響優于無機鐵源，EDTA－Fe作為水培鐵源能夠顯著促進植株生長，提高產量和品質，是水培芥藍的優質鐵源。

關鍵詞:

芥藍;鐵源;水培;生長;品質

植物水培營養液中常選用硝態氮源，植物吸收NO－3會大量釋放OH－，導致營養液pH值上升較快。營養液中的鐵離子隨pH值升高易形成FePO4、Fe(OH)3等沉淀，植物對其吸收效率大幅下降，易導致缺鐵失綠。蔬菜是最重要的水培植物，對不同鐵源的吸收效率有很大差異。因此，篩選適合特定蔬菜高效吸收利用的鐵源，具有重要的生產實際意義。很多研究認為，螯合態鐵的穩定性高于普通的無機鐵源，更容易被植物吸收利用［1-2］。楊生華等［3］研究表明，EDTA－Fe作為水培生菜的鐵源效果好，但腐殖酸鐵(FA－Fe)更經濟，而劉慧超等［4］則認為DTPA－Fe處理比EDTA－Fe、FeSO4、檸檬酸鐵(FeC6H5O7)處理水培生菜效果更好。劉衛星等［5］認為pH值為5．5—6．5時，EDTA－Fe與FeC6H5O7作為水培油菜鐵源效果比無機鐵源好，FeC6H5O7處理油菜產量最高，且比EDTA－Fe經濟。但也有研究認為，當溶液pH值增加時，游離出來的EDTA與其他金屬離子如鋅、銅和錳螯合，從而影響這些離子的吸收［6］。關于2種基因型豌豆對不同鐵源利用的研究結果表明，無機的FeCl3也可作為一種有效鐵源［7］。不同蔬菜種類吸收鐵元素的機制不同，因此其對不同鐵源有明顯的吸收偏好。芥藍(BrassicaalboglatraBailey)是十字花科蕓薹屬一二年生草本植物，以脆嫩的菜薹為食用器官，是華南地區主要秋冬蔬菜之一［8-9］，現在全國各地均有栽培。蔬菜水培作為一種現代化的設施高效生產技術，應用越來越普遍。芥藍在水培中易缺鐵，造成葉片黃化和產量下降。目前尚未見關于不同鐵源對芥藍生長影響的研究報道。鑒于此，研究2種有機鐵源和3種無機鐵源處理對水培芥藍生長和品質的影響，旨在篩選最適宜芥藍水培的優質鐵源。

1材料和方法

1．1材料培養本試驗以尖葉夏芥藍為試材，在華南農業大學園藝學院蔬菜試驗基地大棚內進行。于2011年4月12日播種，以珍珠巖為基質，穴盤育苗，5月10日90%苗長至3葉1心時移栽，定植于塑料箱(8cm×42cm×61cm)，6月22日采收。

1．2試驗處理本試驗大量元素采用1/2劑量Hoagland營養液配方，在通用配方的基礎上設置5種不同鐵源處理:EDTA－Fe、FeC6H5O7、FeCl3、FeSO4、Fe2(SO4)3，各處理的鐵濃度與原配方中鐵濃度相同。每箱栽植11株芥藍幼苗為1個重復，共設置4個重復，完全隨機排列。每2d測1次pH值，并用1mol/LNaOH或HCl調節pH值為6．3—6．5，每隔45min通氣1次，每次通氣15min，6～7d換1次營養液。

1．3指標測定芥藍80%達商品采收標準“齊口花”時每箱隨機取3—4株為樣品。測定株高、莖粗(菜薹5—6節處)，將植株分成根、薹莖、薹葉三部分，分別稱鮮質量和干質量(105℃下殺青15min，然后75℃烘干至恒定質量)。全鐵含量測定參照《土壤農化分析》［10］，采用原子吸收分光光度法。葉片的光合色素含量測定參照張憲政［11］的方法。將芥藍的菜薹分為葉片和薹莖兩部分，分別測定營養品質和硝酸鹽含量。維生素C(Vc)含量的測定采用2，6－二氯靛酚比色法，可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍比色法，可溶性糖測定采用蒽酮比色法，硝酸鹽含量測定采用水楊酸比色法［12］。

1．4統計分析試驗數據采用Excel2003和SPSS13．0軟件進行統計分析，處理間的多重比較分析采用Duncan法。

2結果與分析

2．1不同鐵源對芥藍株高和莖粗的影響有機鐵源處理(EDTA－Fe、FeC6H5O7)芥藍的株高顯著高于無機鐵源處理［FeCl3、FeSO4和Fe2(SO4)3］(圖1)，其中，EDTA－Fe處理最高，但與FeC6H5O7處理差異不顯著，FeSO4處理最低。EDTA－Fe處理芥藍的莖粗最大，與其他4種鐵源處理差異顯著。

2．2不同鐵源對芥藍生物量的影響EDTA－Fe處理芥藍的地上部鮮質量、根鮮質量和全株干、鮮質量均最高(表1)，并與無機鐵源處理［FeCl3、FeSO4和Fe2(SO4)3］差異顯著，但與FeC6H5O7處理差異不顯著。FeC6H5O7處理的芥藍全株干質量顯著高于無機鐵源處理［FeCl3、FeSO4和Fe2(SO4)3］，但其余3個生物量指標與FeCl3處理差異不顯著。無機鐵源處理［FeCl3、FeSO4和Fe2(SO4)3］之間各生物量指標均無顯著差異。

2．3不同鐵源對芥藍葉綠素含量的影響EDTA－Fe處理芥藍的葉綠素a及總葉綠素含量均顯著高于其他4種鐵源處理(表2)，FeC6H5O7處理葉綠素b及類胡蘿卜素含量與EDTA－Fe處理無顯著差異，但顯著高于無機鐵源處理［FeCl3、FeSO4和Fe2(SO4)3］;有機鐵源處理(EDTA－Fe和FeC6H5O7)的總葉綠素含量高于無機鐵源處理［FeCl3、FeSO4和Fe2(SO4)3］，表明使用有機鐵源(EDTA－Fe和FeC6H5O7)能夠顯著提高芥藍葉綠素含量，其中以EDTA－Fe效果最優。

2．4不同鐵源對芥藍菜薹營養品質的影響EDTA－Fe處理芥藍的薹葉可溶性蛋白含量顯著高于其他4個鐵源處理(圖2)，其他鐵源處理［FeC6H5O7、FeCl3、FeSO4和Fe2(SO4)3］之間除FeC6H5O7與FeSO4、Fe2(SO4)3處理差異顯著外，其他處理間無顯著差異，各處理薹莖可溶性蛋白含量間均無顯著差異。EDTA－Fe處理芥藍的薹葉可溶性糖含量顯著高于其他4個處理(圖3)，其中，FeCl3處理最低，有機鐵源處理(EDTA－Fe、FeC6H5O7)薹莖可溶性糖含量顯著高于無機鐵源處理［FeCl3、FeSO4和Fe2(SO4)3］，而無機鐵源處理［FeCl3、FeSO4和Fe2(SO4)3］間無顯著差異。有機鐵源處理(EDTA－Fe、FeC6H5O7)芥藍的薹葉Vc含量顯著高于無機鐵源處理［FeCl3、FeSO4和Fe2(SO4)3］(圖4)，其中，EDTA－Fe處理顯著高于FeC6H5O7處理，而FeSO4處理最低;薹莖Vc含量各處理間均無顯著差異。

2．5不同鐵源對芥藍菜薹硝酸鹽含量的影響EDTA－Fe處理芥藍的薹莖和薹葉硝酸鹽含量均顯著低于其他4種鐵源處理(圖5)，其中，FeSO4處理薹葉硝酸鹽含量最高，Fe2(SO4)3處理薹莖酸鹽含量最高。

2．6不同鐵源對芥藍全鐵含量和吸收量的影響各處理間芥藍薹葉的全鐵含量差異顯著(圖6)，其中，EDTA－Fe處理最高，FeCl3處理最低。薹莖中除FeCl3和Fe2(SO4)3處理差異不顯著外其余各處理間差異顯著，其中FeSO4處理全鐵含量最高，EDTA－Fe處理最低。EDTA－Fe、FeCl3處理根系全鐵含量最低并與其余處理差異顯著，而Fe2(SO4)3處理顯著高于其他處理。EDTA－Fe處理芥藍的全鐵總吸收量最高，FeCl3處理最低;從各部分吸收量占比來看，EDTA－Fe處理薹葉吸收量占比最高，FeC6H5O7、FeSO4處理薹莖占比最高，而Fe2(SO4)3根系吸收量占比最高。

3結論與討論

鐵是植物必須的營養元素，適宜的鐵濃度對植物的生長有促進作用［13-17］。本研究中EDTA－Fe處理的芥藍地上部鮮質量、根鮮質量、全株干鮮質量、株高、莖粗、葉綠素含量、薹葉可溶性蛋白、可溶性糖、薹葉Vc含量都顯著高于無機鐵源，FeC6H5O7處理次之。同時EDTA－Fe處理芥藍器官的硝酸鹽含量顯著低于其他鐵源處理。對芥藍來說，有機鐵源比無機鐵源的處理效果好，這與前人的研究結果一致［3，5，18］。EDTA－Fe處理芥藍對鐵的吸收量最高，FeC6H5O7次之，FeSO4、Fe2(SO4)3較少，FeCl3在植株中積累最少。因此芥藍對EDTA－Fe較高的吸收量可能是其促進生長、改善品質的原因。一般認為，二價鐵是植物吸收的鐵素的主要形態，而三價鐵必須在輸入細胞質之前在根表還原成二價鐵［19］。不同鐵源的吸收差異與鐵源的形態有關，無機鐵主要是三價鐵，FeSO4在營養液中也很容易被氧化為三價形態，而EDTA－Fe由于受到螯合劑的保護，能保持為易于吸收的二價形態。EDTA－Fe處理鐵在薹葉中含量最高，在根系和薹莖中最低;其他鐵源在根中和薹莖中含量高，在葉中含量卻很低。有研究表明，玉米莖節中常有大量的鐵沉積，而葉片中鐵含量卻很低［20］。這可能與鐵在木質部中運轉的形態有關，用EDTA－Fe作為鐵源可能更有利于結合態鐵吸收和運轉至功能葉中，避免根系吸收的鐵在根中和薹莖中沉淀。植物吸收的鐵大部分存在于葉綠體中，參與光合作用，葉片中鐵含量增加，有利于葉綠素、維生素C、可溶性蛋白等的合成。本研究中FeC6H5O7處理芥藍葉片中鐵含量并不高，但也顯著提高了葉綠素含量，原因是葉綠素的含量主要是與活性鐵而不是全鐵的含量相關［19-20］。本試驗研究條件下認為，有機鐵源對水培芥藍生長和品質的影響優于無機鐵源，其中EDTA－Fe鐵源表現最好，是芥藍水培的最佳鐵源。

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作者：蘇蔚 王堅 宋世威 劉厚誠 孫光聞 陳日遠 單位：華南農業大學 園藝學院