农业大学学报以.pdf

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1、吉林农业 大学学报以,一、谕俪磷、钾对番茄可溶性碳水化合物分配的影响胡繁荣,浙江 大学农业及生物技 术 学院,杭州浙江省金 华职 业技 术学院 生物工程学院,金华摘要以番茄苗 为试验材料,研究了不 同浓度磷、钾对番茄植株可溶性碳水化合物分配的影响。结果表明磷、钾亏缺处理后,与 正常磷、钾处理相比,磷亏缺的植株冠根比 下降,而钾亏缺的植株冠根比则上升。钾亏缺的植株叶片中,蔗糖、还原糖和 总可溶性糖含量 均表现为上升,根中则表现为下降。磷亏缺的植株叶片中,蔗精、还原特和 总可溶性精含量基本不变,而在根中则表现为不同程 度的增加。在叶和根的总可溶性 糖中,钾亏缺和磷亏缺的植 株,根部总可溶 性糖所

2、占的比 例分别 为和,两者的对照分别 为和。上述结果表明,钾和磷在光合产物 的转运 中所起的作用 不 同,植株 中营养元紊亏缺不同,干物质在不 同部位的分配也不 同。关键词番茄钾磷冠根比蔗糖还原糖总可溶性糖中圈分类号肠文献标识码文章编号工侧又一巧一一,花硫而化人盯,品娜“俪,了咨彻“,而呼,理舜勿一群,人辉卿砍,咖,玲招祀滋死,成一,比踢咖一,献邵。,咖,一,一,口碱而户佣侧姗。巧 金项目浙江省教育厅资助项目以犯作者简介胡繁荣一,男,在读硕士,副教授,主要从事蔬菜栽培生理 的教学和研究工作。收摘日期阅一一吉林农业大学学报以孙年蔬菜的生长发育和产品品质在一定程度上受环境因素的影响。低温、干旱、矿

3、质元素缺乏等都影响蔬菜植物光合产物 的分配及 干物重 的分布。磷、钾等矿质元 素的亏缺常常会 导致植 株生长缓慢、植株矮小、光合功能下降、光抑制增加、植株 中光合产物的积 累减少,从而影响光合产物的分配。在缺磷的蚕豆创、菜豆一习中,根系 中分配的同化产物较地上部多,而在缺钾 的水 稻、芹菜、甜菜和菜豆川 中则往往相反。目前,关于这种元素对同化产物分配 的作用 机理,尚缺乏统一 的认识。本试验以“合作”番 茄为材料,研 究了磷、钾对其可溶性碳水化合物分配 的影响,试图进一步探明这种 元素对于同化 物分配的作 用机理,现将研究结果报道如下。材料与方法,材料处理试验于年一月在 浙 江金华职业技术学院

4、生物工程学 院试验大棚 内进行。番茄品种为“合作”,种 子 经催芽后 播于含进口泥炭 的穴盘 内,出苗后即用浓 度 的。匆营养液浇灌,长至一片真 叶后,移栽到含叼营养液的塑料桶 中每桶棵,含营养液,生长后分别进行如下处理正常钾、低 钾、正 常磷、低磷,每处理株,重复次,正常钾 和正常磷的营养 液成 分同卿营养液。低 钾处 理 的营 养液 成分,认,氏,凡即碑,微量 元 素 的组 成 与相 同。低 磷处 理 的 营养液 组 成 成分几,爵认,吮,微量元素的组 成与相同。营养液 由蒸 馏 水 配 制而成,均通气,每更换次。试验期 间,日最高光照强度为一拌时,白天气温在一,夜间 温 度为巧。处 理后

5、第采收植株,分别测定株高、全株鲜重、地上部和地下部鲜重,用游标卡尺测 茎粗。测完后将地上部和地 下部分别在下杀青而,然后在下烘干至恒重,冷却后再分别测定地上部和地下部干重。蔗糖、还原糖和总可溶性精的测定先将叶 片和根 系用粉碎 机磨 成细 粉,称 取干 样,置于带盖的试管 中,加 人的乙醇,在下水 浴保温,然后在。服离心而,将上清液倒人的容量瓶 中。再将剩余残渣重复提取次,离心后合并上清液。叶片提取液 中加人少量活性炭,去阶叶绿素。最后定容到。上述步骤,每个处理重复次。蔗糖的测定吸取提取液,加人的,在沸水 中保温,然后加人的蕙酮试剂,再在的水 中保温巧而,最后在波长下测光密度值型分光光度计,以

6、不含提取液的上述反应混合液作空白调零,作含蔗糖,此的标准曲线,算出蔗糖含量。还原糖的测定吸取提 取 液,加 人的蒸馏水,再加人,一二硝基水杨酸反应液,下保温而,再加人蒸馏水,在波长下测定光密度值型分光光度计,以不含提 取液 的上述反应混合液 作空白调零,作含葡萄糖,拜的标 准曲线,算出还原糖的葡萄糖当量。总可溶性糖的测定 吸取提取液,加人葱酮试剂,下保温巧而,在波长下测光密 度值型分光光度计,以不含提取液的上述反应混合液作空白调零,作含葡萄糖,巧,滩的标准曲线,算出总可溶性糖的葡萄糖当量。结果与分析不同浓度磷、钾对番茄植株生长的影响磷、钾元素亏缺,可使植 株生长受 到严重抑制。处 理后,株高分

7、 别比各 自对照下降和。茎粗和单株鲜重也发生 了相应的变化。磷、钾亏缺的植株,低钾和低磷处理的植株 茎 粗分别比各 自对 照下降和,单株鲜重则比对照 下降和。处理后,钾亏缺植株的冠根比有所增加,由对照的上升到,而磷亏缺的植株则 出现 相 反 的情 况,由对 照 的下降为。这是因为缺钾处理 的植株地上部和地下部生长均受到抑制,根系细小,而缺磷处理 的植株,第卷第期胡繁荣磷、钾对番茄可溶性碳水化合物分配 的影响其根系生长受到刺激 表。表,不同浓度钾和磷对番茄植株生长的影响飞白改认找处理比川叮吧株高。咖茎粗比记全株鲜重地上部干重沙目扣,冠根比脚根 系干重,刃咖们肠气飞以,山曰门,二泥肠,不同浓度磷、

8、钾对番茄叶片和根系蔗糖含降,下降了。与钾亏缺处理相反,低浓度的影响磷处理 的植株,根 系 中蔗糖浓度显低浓度钾处理 的植 株,叶片中著上 升,比正常浓度磷处 理 增加蔗糖的含 量显著上升,比正 常浓 度钾,而叶片中变化微小 表。处理 的植 株 增 加了,而 根 系 中则 有所下表不同浓度磷、钾对番茄叶片和根系中蔗精、还原枯、可溶性枯含的影响咐处理蔗糖还原糖司总可溶性糖回司山目趁叶 肠。根叶根叶塑根,不同浓度磷、钾对番茄叶片和根系还原糖含工的影响低浓度钾 处 理 的植株,叶片和根系中还原糖的含量变化也 出现与蔗糖变化类似的情况。叶片中还原糖的含量比对照儿增加,根 中 还 原糖含 量比对照减 少。

9、低磷浓度下番茄植 株 叶片中还原糖含量几乎没变化,而根 系中则大大上升,比对照处理增加表。不 同浓度磷、钾对番茄叶片和根系总可溶性糖含,的影响与上述种糖的变化一致,低浓 度 钾处理 的番茄植株,总可溶性糖含量在叶片中表现为增加,而根系中表则现为下降,其增幅和降幅分别为对照的和。低浓度磷处理 的番茄植株,总可溶性糖在 叶片 中表现轻微上升,与对照差异不显著,而在根系中则增 幅较大,比对照增加呱。不 同元素处理,根 系 中总可溶性糖 在 叶和根总可溶性糖含量 中所 占的比例不同。正常钾处理为,而低 钾处 理 为正常磷 处理为,而低 磷 处理 则 为。表 明磷、钾元素亏缺对于番茄 同化产物在不 同部

10、位的分配 中所起的作用是不同的,低钾抑制了光合产物由叶片向根部运输,而低磷则促进了同化产物在根系中的分配 表。讨论低钾和低磷对于番茄同化产物 在冠部和根系中分配的影响是不同的。虽然这种不同的处理,植株总的干重相差无几,在鲜重上表现更为突出,但是在低磷处理下,植株 的干物质更多地被分配到根部在低钾处理下,同化物向根系的分配受到抑制。这与川等在菜豆中的试验结果一致。低磷处理植株中,冠根比下降,可能是因为植株对低磷很敏感,叶片显著变小,地上部生长受到较强的抑制,相应 的维持生 长所需 的碳源减吉林农业大学学报以孙年少,光合同化仇 的量减少,光合产物减少,根 系成了活性较高的库,使光合产物向根系运输,

11、从而使根系生长抑制减少。如在缺磷的蚕豆中,根中有较高浓度的淀粉。低钾处理的植株冠根比上升,是因为根 系 中被分 配 的同化物较少。这不是由于地上部优先利 用固定的产物而抑制根部生长,而是 由于源 叶 中积 累了大量 的碳水 同化物,这种高浓度 的碳水同化物和高的冠根比,表明低钾下,番茄植株的同化物输出途径受到了阻断。缺钾番茄 中,叶片中积累高浓度 的可溶性糖,与研,等观 察到的结果一致,这可能与钾离子作为细胞渗透 势调节 物质 有关。缺钾植 株中,往往钾离子浓度较低,因此可溶性糖的积累多可能是植物对于维持渗透势平衡 的一种适应。低钾营养条件下同化产物输 出的障碍与韧皮部同化物装人有关,并非 蔗

12、糖和能源不 足。低钾营养下,同化物输 出降低主要障碍之一是来自韧皮部碳同化产物装入效率降低,而韧皮部筛管、伴胞质膜腺昔酸激酶活性降低及分布减少是影响韧皮 部同化 物装入 的主要原因。蒋 德安 等对进行 定位,电镜 观察 结果 表 明,低钾下该酶在筛管和伴胞质膜上数量减少或活性下降与低钾下稻叶碳同化物输出的降低相符合。叶片输 导组 织 发育不 良是低钾同化物输出低下 的又一障碍。等对 甜菜 叶片 的蔗糖输出动力学研究表 明,有约的蔗糖位于小叶脉的韧皮部,低钾条件下韧皮部发育不 良,会使蔗糖的装人及运输 困难。低磷营养条件下生长的番茄,随着处理时间的延长,其营养液呈酸性。这可能是由于缺磷的植株川,

13、根系 中丙酮酸狡化酶酶活性上升,就大量 释放合成的有机酸,如柠檬酸,根际出现酸化。柠檬酸根阴离子是通过 阴离子通道分泌出去的,同时伴随着质子 的释放,使电荷平衡。相应的植株体内上升,使碱性磷酸 果糖 激酶活性 增强,促使淀粉合成增加。另一方面,缺磷时植株的光 呼吸上升 冬,可补充磷运转器将磷酸丙糖运 出叶绿体,满足植株对磷的需求,从而有利于蔗糖的合成与输出。在磷饥饿的番茄中,茎和叶中十一活性 的提高有利于跨质膜的质子 电化学势梯度的建立 和维持,有利于驱动蔗糖逆电化学势浓度梯度进入细胞。蔗糖质子共运输是相邻细胞 的短距离运输的一种方式,而且它又是长距离运输 中质外体装载人韧皮部的途径。因此,笔

14、者推测磷饥饿处理 的番茄植株根系中高浓度 的可溶性糖含量以及强的根系生长活力与根系、茎、叶质膜干一即活性 的提高有关。参考文献血而记明改一而加瓜的蒯曲翻饱阮助。外师,】压目成山闻”】丽助灿伪卜腼讨以外,习,罗,叭帅比曰而俪玩讨助加即玉阮朋,训姗翅喝,翻卜钾溉卜 璐,训哑比旧悦扭、即撇,州,朽【蒋德安,翁晓燕低钾营养条件下水稻源叶同化物翰出的障碍【植物生理学报,加 而功砰川。山拓即讨,户南咖灿朋协,晓罗宜二记山。如】佣口佣。词明。,外,研】氏月,七。,跳刃胡卜。示脚肠钾雌坛伪月刊助,比二而目石即切。而钾“即二川司蒯月少灿,玲师,今加人,脚,讨而乒哭公巧,一,外硒佣汕咖日几面汕科,【何生根,陈升枢,李明启 缺磷对甘薯离休叶细胞光合作用和光呼吸的影响植物生理通讯,又何生根,陈升枢,李明启 光呼吸对光合过程中碑代谢的影响热带亚热带植物学报,“周开勇,陈升枢,李 明启不同麟营养水平对烟草叶片光合作用和光呼吸的影响植物生理学报,