野生植物汁液对作物营养效应的研究

1、野生植物汁液对作物营养效应的研究    提要采用土培试验与化学分析方法研究了 3 种野生植物汁液对绿豆和玉米生长的营养效应。结果表明，野生植物汁液提高绿豆植株干重、根系活力、磷含量和叶绿素含量，以 C 汁液对植株干重提高量最大，达 16.5%26.0%; B、C 汁液提高绿豆根系活力 25.4%110.2%。3 种野生植物汁液处理的玉米植株干重差异不明显，但却显著提高根系活力和过氧化氢酶活性。关键词野生植物汁液 绿豆 玉米 营养效应分类中图法 S58植物种属不同，在生长过程中体内的化学组分和向外界环境释放的物质种类各异。业已证明，自然界植被的组合结构中存

2、在着植物物质间相互作用1。植物体内排出的物质对外界的影响，已被根际营养、环境科学等领域加以深入研究2。但植物间化学组分的相互作用，尤其是野生植物活体内的化学物质对农作物的直接作用，尚未引起广泛重视。我国自然植物资源极为丰富，但农用方式单一，长期以来仅作绿肥，以培肥地力为目的加以利用。近年来的研究表明，用野生植物曼陀罗、香附子等的提取物对小麦、玉米、水稻浸种，可提高作物产量3、4。本试验是在前期研究工作的基础上，将筛选的 3 种野生植物汁液以追肥的方式直接施入到土壤中，探讨其对作物的营养效应，为寻求野生植物汁液作为植物营养调节剂的最佳利用方式提供科学依据。1 材料和方法1.1 供试材料供试野生植

3、物 3 种，即拉拉藤 (Galium L.)、臭牡丹 (Sambucus L.)和加拿大蓬 (Coryza Less)，代号分别为 A、B、C，其基本性状见表 1。采集新鲜植物样品，以样水重量比 11 混合打浆，常温真空过滤，提取汁液待用。供试作物为绿豆和玉米。供试土壤为中性紫色土，其 pH7.4，CaCO3 1.76%，有机质 1.90%，全氮 0.11%，碱解氮、有效磷和有效钾分别为 111mg/kg、15.5mg/kg 和 102mg/kg。表 1 野生植株汁液基本性状Table 1 Characters of wild plant saps used in experiment项目汁液

4、种类ABC全 N(%)0.790.992.56全 P(%)0.3940.3660.508全 K(%)1.551.351.90全有机 C(%)0.2950.6450.837pH3.955.005.50Cu(mg/kg)0.0440.0600.112Zn(mg/kg)0.1743.971.03Fe(mg/kg)12.8310.783.79Mn(mg/kg)3.963.781.70ZT(mg/kg)13.686.891.08GA3(mg/kg)887.2590.5257.9IAA(mg/kg)1.29147.80.61BAB(mg/kg)0.3613.120.151.2 试验方法采用盆栽试验方法，3

5、 种野生植物汁液分别配成 0（清水，CK）、130、160、190 四个浓度。以尿素、磷酸二氢钾作底肥，用量为 N 50mg/kg，P2O5 50mg/kg，K2O 30mg/kg。用规格为13×8cm 白瓷盆钵装入过 3mm 筛的风干土 800g，并将底肥在播前用水溶解与土壤混匀一次基施。考虑玉米耗 N 量大，在四叶期追施尿素一次，用量与底肥量相同。于 19950426 播种，在播前先将种子漂洗消毒，催芽露白后每钵播绿豆 15 粒，留 12 株；玉米播 10 粒，留 5 株。重复 3 次，随机排列。出苗后每 5d 浇所配汁液 200ml，其余则以纯水补充之。一个月后收获，取样测定叶

6、绿素、过氧化氢酶和根系活力。收获时分别测定地上、地下部鲜重，在 60下烘干称重，将其粉碎过 0.5mm 筛，测定 N、P、K 含量。1.3 测定项目及方法野生植物汁液中生理活性物质 ZT、GA3、IAA、BAB 用高效液相色谱仪 ( 美国 Waters 公司 ) 测定；微量元素用原子吸收分光光度法5测定；汁液和作物中全氮、磷、钾含量用 H2SO4H2O2 法消化，全氮用扩散法、全磷用磷钼兰比色法、全钾用火焰光度法测定5；作物根系活力用 TTC 法6、植株 H2O2 酶活性用碘量法、叶绿素含量用丙酮提取分光光度法测定7、土壤基本特性的测定采用常规分析方法6。2 结果与讨论2.1 野生植物汁液对作

7、物生长状况的影响2.1.1 株高由表 2 可知，A 汁液的 3 个浓度，B 160、C 130、C 160 均表现出对绿豆株高的促进作用；B 汁液高浓度抑制幼苗生长，B、C 汁液低浓度 (190) 无明显作用。3 种汁液中，仅 A 160、B160 和 C130 对玉米生长有促进作用。表明 A 汁液对两种作物的促生作用与其 ZT、GA3 含量高（表 1）密切有关，而 C 汁液对绿豆的正效应则可能是其 N、P、K 含量高（表 1）起了作用。表 2 各处理玉米、绿豆株高和干重比较Table 2 Comparison of plant height and dry weight for maize

8、and gram underdifferent treatment conditions项目CKABC1:301:601:901:301:601:901:301:601:90玉米株高 (cm)59.060.062.560.061.562.558.362.061.558.0地上部 (g/pot)6.396.586.507.026.606.776.036.966.986.29显著性 (5%)bbbababcaabc地下部 (g/pot)5.265.525.565.895.475.664.635.275.535.83显著性 (5%)babababacbaba总干重 (g/pot)11.5612.10

9、12.0612.9112.0712.4310.6612.2312.5112.12显著性 (5%)babbabacabaab根/冠0.820.840.860.840.830.840.770.760.790.93绿豆株高 (cm)17.018.018.518.312.618.514.818.019.016.5地上部 (g/pot)4.074.435.014.393.034.643.814.974.374.36显著性 (5%)cbabdbcabb地下部 (g/pot)1.440.861.481.370.841.441.402.001.852.04显著性 (5%)cdccdccaba总干重 (g/po

10、t)5.315.296.495.763.876.085.216.976.226.40显著性 (5%)ddabcebcdabb根/冠0.350.190.300.310.280.370.310.400.420.472.1.2 生物产量玉米生物产量测定结果表明（表 2），B 190 处理对玉米植株地上、地下部均有不同程度抑制作用 ;A 190、C 130、C 160 对玉米地上部重以及 A190、C190 对玉米地下部重均显著提高。A 160、B 160、C 130 处理对绿豆地上部干重有显著的提高（表 2），干重较对照增加 14.0%23.1%；C 汁液的 3 个浓度对绿豆地上、地下部干重均有显著

11、促进作用，并以对地下部的影响为大（达 28.5%41.7%）；A、B 两汁液的高浓度处理降低了绿豆干重，其降低次序为B>A。3 种野生植物汁液对绿豆干重的影响大，其促进作用既与汁液种类有关，又取决于汁液的浓度，试验中以 C 汁液效果最佳，在适宜的浓度范围内 (C 130160) 可增加绿豆干重，为作物高产打下良好基础。2.1.3 根冠比不同野生植物汁液对两种作物地上部和地下部的影响是不同的，显示在绿豆、玉米的根冠比变化上（表 2）。对绿豆而言，C 汁液 3 个处理的根冠比均较大，且随浓度的下降呈递增趋势，A 汁液 3 个处理的根冠比均小于对照，但也随浓度下降呈递增趋势，B 汁液的 3 个

12、处理以 B 160 为最大。结果表明，C 汁液促进绿豆根系生长的效应最佳，特别是低浓度。A、B 汁液对玉米根冠比无明显的影响，而 C 汁液中，130160 处理根冠比略减小，C 190 的根冠比增加。由此认为，3 种汁液对绿豆和玉米根冠比的正效应均以 C 汁液的低浓度 (190) 为佳。2.2 野生植物汁液对作物生理生化特性的影响2.2.1 根系活力3 种汁液处理对玉米、绿豆的根系活力均有提高作用（表 3），就作物种类而言，对玉米的提高作用优于绿豆；就汁液种类而言，以 B、C 汁液为优，对两种作物根系活力的提高作用均大，其相对增量玉米为 88.7%213.2%，而绿豆则为 25.4%110.2

13、%。这是否与 B 汁液中 Zn、IAA 含量高和 C 汁液 N、P、K、Cu 含量高（表 1）有关，尚需进一步验证。表 3 玉米、绿豆植株过氧化氢酶和根系活力 相关课件请到: 课件下载 栏目下载Table 3 Catalase and roor activities of maize and gram plant作物测定项目CKABC1:301:601:901:301:601:901:301:601:90玉米根系活力 (g/g)26.544.035.042.574.080.083.056.053.050.0(%)100166.0132.1160.4279.2301.9313.2211.3200

14、.0188.7根系活力 (g/min)10.5312.5511.7813.049.3513.4013.6911.6611.4213.40(%)100119.2111.9123.888.8127.3130.0110.7108.5127.3绿豆根系活力 (g/g)29.526.533.539.539.541.037.062.047.041.0(%)10089.8113.6133.9133.9139.0125.4210.2159.3139.0根系活力 (g/min)13.6510.9712.928.557.2510.5514.6612.1112.3114.13(%)10080.494.762.653

15、.177.3107.488.790.2103.52.2.2 过氧化氢酶过氧化氢酶为一种调节植物体内机能抵抗不良环境的酶8。由试验各处理测定结果（表 3）可知，3 种汁液除 B 130 降低了玉米过氧化氢酶活性外，其余处理都不同程度地提高了玉米 H2O2 酶的活性，以 B 190 处理者最高，较对照增加 30.0%。除 B、C 低浓度 (190) 处理略提高绿豆 H2O2 酶活性外，其余处理较对照都不同程度地有所降低，这与根系活力测定结果相似。进而认为，在土培条件下，野生植物汁液更适合于玉米施用。2.2.3 叶绿素叶片中叶绿素含量在一定范围内直接影响光合作用强度。各处理叶绿素的测定结果表明（表

16、4），3 种野生植物汁液对两种作物叶绿素种类和总含量的影响是截然不同的。对玉米表现为负效应，而绿豆则为良好的正效应。显然，这与作物种类、生长状况有关。除个别汁液浓度外，施用汁液几乎都降低了玉米叶绿素 a、b 和总量。其原因可能是 3 种汁液促进玉米幼苗的生长（表 2），玉米耗肥量大，种植株数偏多，供试盆钵土体容量小，较对照易出现缺素，故叶绿素含量降低。绿豆需肥量小，生长期间叶色未见异常。表 4 不同汁液对作物叶绿素的影响Table 4 Influence of different saps on crop chlorophyll作物项目CKABC1:301:601:901:301:601:90

17、1:301:601:90玉 相关视频请到： 优质课视频观看米chl.a(mg/g)0.8170.6040.8230.7690.7030.8080.8010.6010.5840.798(%)10073.9100.794.186.098.998.073.671.597.7chl.b(mg/min)0.5980.3480.5460.5380.4810.5240.5260.4200.5140.605(%)10058.291.390.080.487.688.070.286.0101.2chl.a+b(mg/min)1.4150.9521.36913.071.1841.3321.3271.0211.098

18、1.408(%)10067.396.792.483.794.193.872.277.699.5绿豆chl.a(mg/g)0.6860.7340.7650.9050.8010.8670.8960.7940.7840.788(%)100108.3111.5131.9116.8126.4130.6115.7114.3114.9chl.b(mg/min)0.3940.5040.5090.5930.5870.5670.5640.5130.4670.459(%)100127.9129.2150.5149.0143.9143.1130.2118.5116.5chl.a+b(mg/min)1.0801.247

19、1.2741.4961.3881.4341.4601.3071.2511.247(%)100115.5118.0138.5128.5132.8135.2121.0115.8115.52.3 野生植物汁液对作物 N、P、K 含量和吸收量的影响2.3.1 N、P、K 含量施用野生植物汁液影响作物体内养分含量（表 5），绿豆含 N 量以 A、B 汁液处理者高于 C 汁液，这与 3 种野生植物汁液含 N 量（表 1）正好相反，表明 N 素供应过多，反而会降低绿豆植株内的含 N 量，因为豆科植物根系可以利用空气中的分子态 N2。玉米植株含 N 量低于绿豆并与 3 种汁液含 N 量（表 1）高低具有一致性

20、，这与玉米需 N 量大有关。3 种汁液对绿豆植株含 P 量的提高作用最大，显而易见，这与野生植物汁液中全 P 含量高（表 2）、豆科植物喜 P 密切有关。除 C 汁液对玉米 K 含量有提高作用外，其它处理玉米植株 P、K 和绿豆 K 含量受 3 种汁液的影响无明显规律性。表 5 玉米和绿豆地上部植株 N、P、K 含量 (%)Table 5 Contents of N, P and K in maize and gram above-ground plant作物养分CKABC1:301:601:901:301:601:901:301:601:90玉米N1.5281.3761.8151.6331.

21、4671.4591.2561.5571.6031.663P0.3290.3180.3390.3180.3390.3500.3070.3920.2860.286K2.552.752.802.302.502.802.803.002.752.65绿豆N2.1042.0862.1932.2232.4502.1171.9361.8301.7091.739P0.2150.2330.2650.2740.3070.2970.2760.2440.2860.286K1.702.101.801.161.801.601.701.551.701.702.3.2 N、P、K 吸收量各处理对作物养分吸收的影响列于表 6。可见 3 种汁液各处理对绿豆吸收 N、P、K 的影响和玉米吸收 N 的影响与植株养