不同饲用苎麻叶片、茎中微量元素含量动态变化研究
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摘要：以3种不同饲用苎麻（Boehmeria nivea L.）为研究对象，研究3个不同饲用苎麻品种叶片、茎中微量元素（Cu、Mn、Zn）含量变化规律，并分析了饲用苎麻叶片与茎中微量元素含量的相关性。结果表明，不同品种饲用苎麻叶片和茎中的Cu、Mn、Zn含量变化规律表现不一致，每种饲用苎麻叶片中Cu、Mn、Zn含量均大于茎中的含量，不同饲用苎麻品种叶片和茎中Cu、Mn、Zn含量各不同，但其顺序均为Mn>Zn>Cu，苎麻茎中的Mn与叶片中Mn元素呈显著正相关（P<0.05）。
关键词：苎麻（Boehmeria nivea L.）;微量元素;品种;动态变化
中图分类号：S563.1 文獻标识码：A
文章编号：0439-8114（2020）04-0132-04
Abstract： This study used three different feeding ramie（Boehmeria nivea L.） as the research object. The dynamic changes of trace elements （Cu、Mn、Zn） in leaves and stems of 3 kinds of feeding ramie were studied and correlation between the content of trace elements in leaves and stems of feeding ramie was analyzed. The results showed that the dynamic changes of Cu， Mn and Zn contents in leaves and stems of 3 kinds of feeding ramie were inconsistent. The contents of Cu， Mn and Zn in different varieties of feeding ramie were higher than those in stems. The order of Cu， Mn and Zn in different varieties of feeding ramie leaves and stems was： Mn>Zn>Cu. There was a significant positive correlation between Mn in the stem of ramie and Mn in leaves （P<0.05）.
Key words： ramie（Boehmeria nivea L.）; trace elements; variety; dynamic change
微量元素是植物体内酶的重要组成部分，参与酶系统活动过程，具有独特的不可替代的生理作用。如植物中Cu以酶的辅助形式广泛参与光合作用、呼吸作用等代谢活动，是植物生长过程中不可或缺的元素之一;植物中Mn元素不仅参与光分解、调节体内氧化还原过程，还是许多酶的活化剂;植物中Zn不但与植物叶绿素、生长素和蛋白质合成有关，还能提高植物的耐旱和抗病能力[1]。同时微量元素基本上也是动物生长发育必不可少的营养元素。研究表明，Cu、Mn和Zn对反刍动物骨骼的新陈代谢具有促进作用[2]，动物中缺Cu会引起血液、骨骼、毛发及胃等机能受损[3]，Mn的缺乏或过量会抑制抗体的生成[4]，Zn对动物细胞免疫、体液免疫、免疫器官、免疫细胞凋亡等产生作用，直接影响动物的免疫功能[5]。因此，Cu、Mn、Zn等微量元素的缺乏或过量不仅会影响牧草品质，也将间接地影响家畜生产力和产品质量[6，7]。
苎麻（Boehmeria nivea L.）是荨麻科苎麻属多年生草本植物，不仅是一种优良的天然纤维作物，还被作为高品质的青绿牧草用于家畜饲用[8，9]。近年来，有关饲用苎麻的研究较多，但主要集中在饲用苎麻作为牧草营养价值评定[10，11]。关于饲用苎麻作为牧草每年收获5～6茬，其微量元素是否满足其生长需要的研究鲜有报道，本试验以牧苎0904、中饲苎1号、中苎2号3种饲用苎麻为研究对象，对3种饲用苎麻叶片、茎中的3种微量元素含量动态变化进行研究，通过了解不同品种饲用苎麻叶片、茎中微量元素的差异及动态变化，以期为饲用苎麻作为牧草种植施肥管理提供依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验点位于通山县长丰村，属亚热带季风气候，地处湖北省东南部，东经E114°22′55.40″，北纬N29°34′57.79″，海拔94 m。年平均温度16.3 ℃，极端最高温40 ℃，极端最低温-7 ℃。年平均降雨量1 541 mm，多集中在4—8月。≥10 ℃年积温5 137 ℃，全年无霜期226 d。试验地地势平坦、开阔，土壤为通气性良好的沙壤土，前茬为油菜。
1.2 试验材料
种植的3种饲用苎麻品种分别为牧苎0904、中饲苎1号、中苎2号，采用随机区组设计，4次重复，每个重复的小区面积24 m2（6 m×4 m），无性繁殖，穴栽，行距50 cm（每小区8行），株距40 cm（每行15株），整个试验地四周设1 m以上保护行。于2016年5月移栽种植，2017年共收获了6茬次，刈割收获时随机从每小区取3～5 把草样，将4个重复的草样混合均匀，取约1 kg样品，将叶片（含花序）、茎分开，带回实验室烘干至恒重，最后用植物粉碎机磨成粉备用。
1.3 测定方法
样品待测液用HNO3-HClO4消煮法制备[12]，采用原子吸收分光光度法测定Cu、Mn、Zn微量元素含量。 1.4 统计分析
采用Excel 2010软件进行数据整理和图表制作，采用SPSS 21.0软件对数据进行差异显著性及相关性分析。
2 结果与分析
2.1 不同饲用苎麻品种叶片、茎中Cu、Mn、Zn含量变化规律
由图1及表1可知，不同饲用苎麻品种叶片和茎中的Cu、Mn、Zn含量变化规律表现不一致。3个饲用苎麻品种叶片Cu含量动态变化一致，都呈现先增后减的趋势，中饲苎1号、中苎2号叶片中Cu含量在第二茬达到最高，随后下降，牧苎0904叶片中Cu含量在第三茬达到最高，随后下降，在第五茬次降到最低。中饲苎1号、中苎2号茎中Cu含量动态变化呈N形，牧苎0904茎中Cu含量動态变化呈M形。3个品种叶片中Cu含量范围5.81～13.72 mg/kg，茎中Cu含量在6.00 mg/kg，差异不显著，并且每个茬次茎中Cu含量均小于叶片中Cu含量。
由图1和表1 可知，3个饲用苎麻品种叶片中Mn含量动态变化一致，都呈现先增后减的趋势，各品种6个茬次叶片中Cu含量差异显著（P<0.05），牧苎0904、中饲苎1号叶片中Mn含量最大值在第3茬次，3个品种叶片中Mn含量在第6茬次时最小。牧苎0904、中苎2号茎中Mn含量呈W形变化，中饲苎1号呈M形变化。3个品种叶片中Mn含量范围75.40～380.17 mg/kg，茎中Mn含量在24.23～59.40 mg/kg，每个品种每个茬次叶片Mn含量是茎中Mn含量2倍以上。
由图1和表1可知，3个饲用苎麻品种叶片中Zn含量动态变化各不相同，仅在3-4-5茬次的变化规律是一致，均呈现先增后减的趋势，并且3个品种的叶片中Zn含量最大值都出现在第4茬次。牧苎0904、中苎2号茎中Zn含量呈整体上升变化趋势，中饲苎1号茎中Zn含量呈M形变化。3个品种叶片Zn含量范围在19.60～28.47 mg/kg，茎中Zn含量11.47～39.00 mg/kg。每个茬次间牧苎0904叶片中Zn含量差异不显著。
2.2 不同饲用苎麻品种叶片、茎中Cu、Mn、Zn含量差异分析
对1～6茬次不同饲用苎麻品种叶片、茎中Cu、Mn、Zn平均含量进行比较。由表2 可知，不同饲用苎麻品种叶片中Cu、Mn、Zn含量均大于茎中，不同品种饲用苎麻叶片和茎中Cu、Mn、Zn含量均值顺序均为Mn>Zn>Cu，3个品种的叶片中Mn平均含量达169.97 mg/kg，Cu含量最低平均含量仅为8.20 mg/kg;3个品种茎中的Mn平均含量达 37.99 mg/kg，Cu含量最低平均含量仅为5.96 mg/kg。
不同饲用苎麻品种叶片、茎中Cu、Mn、Zn含量也存在一定差异。3个饲用苎麻品种叶片中Cu含量呈现显著性差异，牧苎0904叶片Mn与其他两个品种差异性显著，牧苎0904与中苎2号两个品种叶片中Cu、Mn、Zn含量差异性显著，而茎中Cu、Mn差异不大，Zn含量也达到了显著差异。
2.3 不同饲用苎麻品种叶片和茎中Cu、Mn、Zn含量的相关性分析
对不同饲用苎麻品种叶片和茎中微量元素间的相关系数如表3所示。从表3可知，不同饲用苎麻品种叶片和茎中微量元素间的相关性不显著，苎麻茎中Mn与叶片中Mn元素呈显著正相关（P<0.05），而其余元素间相关性均未达到显著水平。
3 小结与讨论
据研究，大多数植物的Cu含量在2～20 mg/kg，本研究3个饲用苎麻品种茎中Cu平均含量达5.96 mg/kg，3个饲用苎麻品种叶片中Cu平均含量8.20 mg/kg，中苎2号茎中Cu含量为5.26 mg/kg，含量最小，满足饲用苎麻正常生长对Cu的需求。因此，本研究中不同饲用苎麻品种叶片和茎中Cu、Mn、Zn含量都满足其正常生长的需求。
植物Mn含量低于20 mg/kg即表示植物缺Mn[13]。3个品种茎中Mn平均含量达 37.99 mg/kg，3个品种的叶片Mn平均含量169.97 mg/kg，不同饲用苎麻每一茬的叶片和茎中Mn含量都大于20 mg/kg，完全可以满足饲用苎麻生长的需求。
3个饲用苎麻品种茎中Zn平均含量达 17.88 mg/kg，3个品种叶片Zn平均含量23.88 mg/kg，不同饲用苎麻品种每一茬的叶片和茎中Zn含量都大于11 mg/kg，满足饲用苎麻正常生长对锌的需求（11～59 mg/kg）[14]。
不同饲用苎麻品种叶片和茎中Cu、Mn、Zn含量顺序为Mn>Zn>Cu，这不仅表明不同苎麻叶片和茎中对Cu、Mn、Zn元素吸收具有选择性，并且表明品种间对微量元素的吸收利用具有相似性，都表现为对Cu的需要量少于Mn、Zn等元素，对Mn元素吸收量最大，需求最多，这与袁子茹等[15]、杨红竹等[16]的研究一致。同时，苎麻茎中Mn与叶片中Mn元素呈显著正相关（P<0.05），说明苎麻茎中Mn和叶片中Mn元素吸收过程相互间具有促进作用。
本研究仅针对不同饲用苎麻品种叶片和茎中微量元素的变化规律及含量方面进行了研究，并未涉及土壤及根部的微量元素含量，所以对于整个植株微量元素的变化规律还有待进一步进行系统地研究。
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