摘 要 以花魔芋為試驗(yàn)材料，通過(guò)測(cè)定單株產(chǎn)量及其構(gòu)成因素以及葡甘露聚糖（KGM）含量，探討不同濃度的外源氯對(duì)魔芋產(chǎn)量及品質(zhì)的影響。結(jié)果表明：低氯對(duì)魔芋單株產(chǎn)量及其構(gòu)成因素具有不同程度的促進(jìn)作用，對(duì)單個(gè)根狀莖鮮重促進(jìn)作用最強(qiáng)，其次為單株總根狀莖數(shù)，對(duì)球莖鮮重的增產(chǎn)作用最小；花魔芋單株產(chǎn)量、球莖鮮重、單個(gè)根狀莖鮮重以及單株總根狀莖數(shù)分別在外源氯濃度達(dá)到16 mmol/L、16 mmol/L、32 mmol/L和64 mmol/L開(kāi)始顯著低于對(duì)照，均達(dá)到輕度中毒濃度，其單株產(chǎn)量和球莖鮮重均在32 mmol/L時(shí)表現(xiàn)為嚴(yán)重中毒，而單個(gè)根狀莖鮮重和單株總根狀莖數(shù)均在128 mmol/L時(shí)才表現(xiàn)為嚴(yán)重中毒；外源氯在4～16 mmol/L時(shí)，花魔芋KGM含量高于或顯著高于對(duì)照，在32 mmol/L時(shí)，花魔芋KGM含量顯著下降且顯著低于對(duì)照；相關(guān)性分析結(jié)果顯示，花魔芋單株產(chǎn)量及其構(gòu)成因素以及球莖KGM含量均與外源氯濃度呈極顯著負(fù)相關(guān)。

關(guān)鍵詞 花魔芋；外源氯；產(chǎn)量；葡甘露聚糖含量

中圖分類號(hào)：S311；Q946.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2017.1.022

知網(wǎng)出版網(wǎng)址：http：//www.cnki.net/kcms/detail/50.1186.s.20170123.1747.008.html 網(wǎng)絡(luò)出版時(shí)間：2017-1-23 17：47：00

氯是植物必需的微量元素。植物吸收的氯大部分以離子形態(tài)存在，主要參與植物光合作用、滲透調(diào)節(jié)、電荷補(bǔ)償、酶與激素的組成和調(diào)節(jié)等代謝過(guò)程[1-2]。在一定外源氯范圍內(nèi)，施氯能促進(jìn)作物的生長(zhǎng)發(fā)育，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)[3-10]；但當(dāng)施用過(guò)量時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生氯毒害現(xiàn)象，如小麥、大豆、菜豆、棉花以及多數(shù)果樹(shù)等葉片積累過(guò)量Cl-就會(huì)產(chǎn)生毒害作用，抑制作物生長(zhǎng)，導(dǎo)致作物減產(chǎn)或絕產(chǎn)，降低作物產(chǎn)品品質(zhì)[11-12]。

魔芋（Amorphophallus）是天南星科（Araceae）魔芋屬（Amorphophallus Blume）多年生草本植物，是目前發(fā)現(xiàn)的唯一能大量合成葡甘露聚糖（KGM）的植物，而花魔芋是國(guó)內(nèi)外的主要栽培種[13]。魔芋的地下球莖是其主要經(jīng)濟(jì)器官，根狀莖是其主要繁殖器官，其球莖中主要含葡甘露聚糖，葡甘露聚糖是一種高分子多糖，具有水溶、持水、凝膠和黏結(jié)等多種獨(dú)特的理化性質(zhì)，其用途涵蓋食品、醫(yī)藥、保健、日用化工等多領(lǐng)域，具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景[14]。

魔芋是適合丘陵山區(qū)栽培的一種經(jīng)濟(jì)價(jià)值較高的作物，近年來(lái)隨著國(guó)家扶貧力度的不斷加大，我國(guó)魔芋的種植面積不斷擴(kuò)大，魔芋產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展，種植魔芋已成為西南山區(qū)發(fā)展地方經(jīng)濟(jì)的主要途徑以及山區(qū)農(nóng)民脫貧致富的重要渠道。隨著我國(guó)化肥工業(yè)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的提高，施肥水平大幅度上漲，鉀肥的使用量急劇增加，而氯化鉀具有養(yǎng)分含量高、價(jià)格低廉、肥效明顯等優(yōu)勢(shì)，為鉀肥主要品種之一。魔芋屬喜鉀作物[13]，但由于受到忌氯作物傳統(tǒng)觀念的影響，在實(shí)際生產(chǎn)中造成“有肥不敢施”的局面。氯肥對(duì)作物的作用具有雙面性，即少量施氯具有增產(chǎn)和改善產(chǎn)品品質(zhì)的作用，過(guò)多的氯嚴(yán)重影響忌氯作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，這已在多種作物得到驗(yàn)證，但有關(guān)在魔芋這方面的研究未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)采用大棚盆栽方式，研究外源施氯對(duì)魔芋單株產(chǎn)量及其產(chǎn)量構(gòu)成因素以及球莖KGM含量的影響，為含氯化肥的科學(xué)施用提供一些理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

供試材料為西南大學(xué)魔芋研究中心提供的大小一致的花魔芋（A. konjac）（約10 g）種球莖。

1.2方法

1.2.1 試驗(yàn)時(shí)間地點(diǎn)

試驗(yàn)于2015年5月在西南大學(xué)魔芋研究中心北碚區(qū)歇馬實(shí)驗(yàn)基地進(jìn)行。

1.2.2 處理設(shè)置及田間管理

試驗(yàn)采用大棚盆栽方式，以珍珠巖、蛭石按2∶1比例混合物為基質(zhì)，在魔芋出苗后進(jìn)行遮陰以及常規(guī)管理。營(yíng)養(yǎng)液采用Hongland配方，配方中氯化鈷用等量的硫酸鈷代替，外源氯處理配方采用肖麗的方法配制[15]，以NHCl提供Cl-，以NH4NO3調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)液中的氮平衡，用H2SO4調(diào)節(jié)營(yíng)養(yǎng)液pH。本試驗(yàn)設(shè)8個(gè)氯水平處理：0， 4， 8， 16， 32， 64， 128， 256 mmol/L，每個(gè)處理3盆，每盆10株，每個(gè)處理3次重復(fù)。種芋于5月10日浸種、催芽，5月25日移栽到花盆中，每5 d澆1次營(yíng)養(yǎng)液（澆透，每盆約澆2 L），直到植株倒苗為止。

1.2.3 測(cè)試分析

地上部倒苗后，采收魔芋地下球莖和根狀莖，采收后的球莖和根狀莖在105℃殺青15～30 min后于70℃下烘干至恒重，再粉碎磨成粉樣，采用3，5-二硝基水楊酸法測(cè)定其KGM含量[13]；用電子天平測(cè)其球莖鮮重和根狀莖總鮮重。

1.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS和Excel等軟件進(jìn)行處理和分析。

2結(jié)果與分析

2.1外源施氯對(duì)花魔芋單株產(chǎn)量的影響

在魔芋的生產(chǎn)中，其較大的球莖作為商品芋進(jìn)行加工和出售，而其小球莖和根狀莖則作為種芋出售，因此其球莖和根狀莖的大小以及多少?zèng)Q定著魔芋的產(chǎn)量，是魔芋產(chǎn)量的構(gòu)成因素。由表1可知，采用不同濃度外源氯處理后，花魔芋單株產(chǎn)量、球莖鮮重、單個(gè)根狀莖鮮重以及單株總根狀莖數(shù)均隨外源氯濃度的增加而表現(xiàn)出先增后降的趨勢(shì)。其單株產(chǎn)量、球莖鮮重、單個(gè)根狀莖鮮重和單株總根狀莖數(shù)分別在外源氯濃度≤8 mmol/L、4 mmol/L、8 mmol/L及16 mmol/L時(shí)與對(duì)照相比具有促進(jìn)作用，分別增產(chǎn)0.0%～7.5%、0.0%～3.2%、0.0%～42.7%及0.0%～18.3%；其單株產(chǎn)量、球莖鮮重、單個(gè)根狀莖鮮重和單株總根狀莖數(shù)分別在外源氯濃度達(dá)到16 mmol/L、16 mmol/L、32 mmol/L和64 mmol/L開(kāi)始顯著低于對(duì)照，比對(duì)照分別下降30%、36%、29%和45%；當(dāng)外源氯濃度達(dá)到256 mmol/L時(shí)，沒(méi)有根狀莖的產(chǎn)生，而單株產(chǎn)量和球莖鮮重分別下降93.9%和92.8%。若以減產(chǎn)10%～20%和減產(chǎn)50%以上相對(duì)應(yīng)的氯濃度分別為輕微中毒濃度和嚴(yán)重中毒濃度[5]，則花魔芋單株產(chǎn)量、球莖鮮重、單個(gè)根狀莖鮮重和單株總根狀莖數(shù)分別在16 mmol/L、16 mmol/L、32 mmol/L、和64 mmol/L時(shí)表現(xiàn)為輕微中毒，分別在≥32 mmol/L、≥32 mmol/L、≥128 mmol/L、≥128 mmol/L時(shí)表現(xiàn)為嚴(yán)重中毒。由表2可知，花魔芋單株產(chǎn)量、球莖鮮重、單個(gè)根狀莖鮮重以及單株總根狀莖數(shù)均與外源施氯濃度呈極顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明較高濃度的氯嚴(yán)重抑制花魔芋球莖鮮重、單個(gè)根狀莖鮮重和單株總根狀莖數(shù)，從而降低其產(chǎn)量。

2.2外源施氯對(duì)花魔芋和白魔芋球莖KGM含量的影響

采用不同濃度外源氯處理后，花魔芋莖KGM含量均隨外源氯濃度的增加而表現(xiàn)為先增后降的趨勢(shì)（表3）。具體表現(xiàn)為，其球莖KGM含量在外源氯為4.0 mmol/L時(shí)達(dá)到最大值58.8%，在4～16 mmol/L時(shí)高于或顯著高于對(duì)照，其KGM含量比對(duì)照增加0.4%～10.3%，而在≥32 mmol/L時(shí)顯著下降且顯著低于對(duì)照，與對(duì)照相比下降11.3%以上?；в笄蚯oKGM含量與外源施氯濃度具有明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系（表3），當(dāng)外源施氯濃度達(dá)到256.0 mmol/L時(shí)，球莖KGM含量降低到28.2%，比對(duì)照降低了47.1%，說(shuō)明高氯嚴(yán)重抑制葡甘露聚糖的合成和積累。

3結(jié)論與討論

氯促進(jìn)植物光合磷酸化和ATP合成，直接參與光系統(tǒng)Ⅱ氧化位上的希爾反應(yīng)，促進(jìn)光合作用；氯離子過(guò)量，影響光合效率和光合產(chǎn)物的運(yùn)輸，降低植物葉綠素的含量和葉片光合強(qiáng)度，破壞細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)，危害植物正常生長(zhǎng)發(fā)育[1]。適量施用氯化鉀可提高甘薯、馬鈴薯和萵筍的產(chǎn)量，過(guò)多的氯抑制這3種作物的生長(zhǎng)，嚴(yán)重降低其產(chǎn)品產(chǎn)量[16-18]。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，適量施氯對(duì)花魔芋的單株產(chǎn)量、球莖鮮重、單個(gè)根狀莖鮮重以及單株總根狀莖數(shù)均具有不同程度促進(jìn)作用，對(duì)單個(gè)根狀莖鮮重促進(jìn)作用最強(qiáng)，其次為單株總根狀莖數(shù)，對(duì)球莖鮮重的增產(chǎn)作用最小，說(shuō)明適量施氯對(duì)花魔芋單株產(chǎn)量具有促進(jìn)作用，其促進(jìn)作用主要是通過(guò)促進(jìn)根狀莖的生長(zhǎng)和發(fā)育來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這可能是因?yàn)檫m量的氯促進(jìn)了花魔芋光合產(chǎn)物的合成和運(yùn)輸，而且光合產(chǎn)物的增加誘導(dǎo)植株增加額外的庫(kù)容量，而魔芋庫(kù)的增加主要是通過(guò)產(chǎn)生更多根狀莖來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本研究還發(fā)現(xiàn)，花魔芋單株產(chǎn)量、球莖鮮重、單個(gè)根狀莖鮮重以及單株總根狀莖數(shù)分別在外源氯濃度達(dá)到16 mmol/L、16 mmol/L、32 mmol/L、和64 mmol/L開(kāi)始顯著低于對(duì)照，均達(dá)到輕度中毒濃度；其單株產(chǎn)量和球莖鮮重均在32 mmol/L時(shí)表現(xiàn)為嚴(yán)重中毒，而單個(gè)根狀莖鮮重和單株總根狀莖數(shù)均在128 mmol/L時(shí)才表現(xiàn)為嚴(yán)重中毒，說(shuō)明較高濃度的外源氯對(duì)花魔芋具有毒害作用，顯著降低其產(chǎn)量，且在氯脅迫下球莖比根狀莖更敏感。在外源氯濃度達(dá)到256 mmol/L時(shí)，沒(méi)有根狀莖的形成，這可能是由于過(guò)高的氯嚴(yán)重抑制了植株的光合作用，導(dǎo)致光合產(chǎn)物嚴(yán)重不足，沒(méi)有足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)用于根狀莖的分化發(fā)育。

低氯對(duì)作物產(chǎn)品品質(zhì)無(wú)不良影響，可提高、改善其產(chǎn)品品質(zhì)，高氯使植株生長(zhǎng)受到抑制甚至毒害，從而明顯降低其產(chǎn)品品質(zhì)[19-21]?；в笄蚯oKGM含量在外源氯濃度4.0～16.0 mmol/L時(shí)比對(duì)照提高0.4%～10.3%，說(shuō)明適量施氯可促進(jìn)葡甘露聚糖在球莖中的合成和積累，提高其產(chǎn)品品質(zhì)；而當(dāng)外源氯濃度達(dá)到32 mmol/L時(shí)，花魔芋球莖KGM含量顯著下降，顯著低于對(duì)照，表明較高濃度外源氯嚴(yán)重抑制花魔芋葡甘露聚糖的合成和積累，顯著降低其品質(zhì)，這與前人的研究結(jié)果相一致。

本試驗(yàn)僅以花魔芋為試驗(yàn)材料，探究外源施氯對(duì)其產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，而全世界魔芋屬有大約170個(gè)種，近20個(gè)種具有食用價(jià)值，且本試驗(yàn)是基于大棚盆栽方式進(jìn)行的，而在實(shí)際生產(chǎn)中，外源施氯受地域性栽培土壤、水源和氣候等的影響很大，今后可在有關(guān)魔芋材料范圍、氯營(yíng)養(yǎng)機(jī)理或毒害機(jī)理等基礎(chǔ)理論領(lǐng)域以及大田實(shí)踐方面作下一步研究。

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（責(zé)任編輯：丁志祥）