喬志宏，呂建素，許慶方，樊鵬鵬

（1．山西農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，山西 太谷030801；2．揚(yáng)州大學(xué)動(dòng)物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州225009）

紅三葉（Trifolium pratense）屬豆科三葉草屬，營養(yǎng)豐富、蛋白質(zhì)含量高，是優(yōu)質(zhì)牧草；根系發(fā)達(dá)，生長迅速，也可作為良好的水土保持植物。目前，紅三葉在我國南方山區(qū)作為生態(tài)型牧草被廣泛栽培［1－3］，在畜牧業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。

碘雖為植物非必需元素，但對(duì)動(dòng)物來說，碘具有調(diào)節(jié)新陳代謝和生長發(fā)育的作用，是家畜必需微量元素，碘元素缺乏對(duì)家畜亦有極大的危害［4－7］。有研究證明，在植物生長過程中適當(dāng)?shù)奶砑拥庠乜纱龠M(jìn)植物的生長，植物在生長過程中可對(duì)碘元素進(jìn)行富集，從而改變其營養(yǎng)性狀［8－10］。常規(guī)牧草中碘元素含量較低，難以滿足家畜對(duì)碘的日常需求，在養(yǎng)殖過程中需人工添加碘元素。同傳統(tǒng)的在飼料中添加碘元素以補(bǔ)充家畜碘元素需求的方法對(duì)比，通過飼喂碘富集牧草以補(bǔ)充家畜碘元素需求的方法具有簡便、快速的特點(diǎn)，是值得探討和采用的簡易補(bǔ)充家畜碘元素的方法。

為探討碘元素對(duì)紅三葉生長的影響以及碘元素在紅三葉中的富集效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)碘富集紅三葉的生產(chǎn)，本試驗(yàn)采用水培［11］方式，研究碘化鉀對(duì)紅三葉發(fā)芽和紅三葉苗期植株對(duì)碘的富集效應(yīng)的影響。

1 材料與方法

1．1 試驗(yàn)材料與儀器 供試紅三葉種子為市場購得的瑞德紅三葉（Rider），碘化鉀為常規(guī)分析純的碘化鉀試劑（天津市天新精細(xì)化工開發(fā)中心生產(chǎn)），電子天平（上海越平科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)，F(xiàn)A1104），紫外可見光分光光度計(jì)（上海奧譜勒儀器有限公司生產(chǎn)，752），電熱恒溫水浴箱（北京東方精瑞科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)，HW·SY2－P6）。

1．2 試驗(yàn)方法 稱取所需種子，滅菌后置于培養(yǎng)皿中，分別加入濃度為0、0．5、1．0、1．5、2．0、2．5、3．0、3．5mg·L－1去離子水碘化鉀溶液作為培養(yǎng)液，其中0為去離子水，設(shè)為對(duì)照組，每個(gè)處理設(shè)3個(gè)重復(fù)。于室溫（20℃）浸泡紅三葉種子12h后，將浸泡好的種子轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)皿中并在避光下進(jìn)行發(fā)芽。每天用相應(yīng)處理濃度的碘化鉀溶液進(jìn)行噴淋，以保持濕度。在種子發(fā)芽7d后，轉(zhuǎn)移到裝有營養(yǎng)液的較大培養(yǎng)皿中繼續(xù)培養(yǎng)。試驗(yàn)在山西農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1．3 測定方法

1．3．1 種子吸水率 將每處理的紅三葉種子于培養(yǎng)前稱量，質(zhì)量記為m0（g）；用碘化鉀溶液浸泡12h后取出，擦干其表面水分，稱量，質(zhì)量記為m（g），按下列公式計(jì)算種子吸水率，取其平均值為該處理紅三葉種子吸水率。計(jì)算公式為：

1．3．2 種子發(fā)芽勢及發(fā)芽率 從種子轉(zhuǎn)移到裝有營養(yǎng)液的較大培養(yǎng)皿中繼續(xù)培養(yǎng)開始，每天觀察記錄，以芽長達(dá)0．2cm作為萌發(fā)標(biāo)志，進(jìn)行發(fā)芽率統(tǒng)計(jì)，計(jì)算發(fā)芽率和發(fā)芽勢［13］。

1．3．3 紅三葉苗期植株Vc含量 將紅三葉培養(yǎng)至苗期，取整株植物為樣本。稱100g鮮樣品，加2%草酸100g，倒入高速搗漿機(jī)打成均勻的漿狀。稱出10～30g漿狀物，倒入100mL量瓶中，并用1%草酸稀釋至100mL，進(jìn)行過濾，棄去最初數(shù)毫升濾液。用吸管吸取5～10mL濾液于100mL三角瓶內(nèi)，立即用標(biāo)定過的2，6－二氯酚靛酚染料溶液滴定，直到淡粉紅色能存在15s為止（開始很快加入，變色后一滴一滴地加入，并不時(shí)的搖動(dòng)三角瓶），采用2，6－二氯酚靛酚滴定法測定不同碘化鉀濃度處理下紅三葉苗期植株Vc含量［14］。

1．3．4 紅三葉植株碘含量 將紅三葉培養(yǎng)至苗期，取整株植物為樣本。將樣本烘干稱取2g樣品，加入10%的氫氧化鉀－乙醇溶液20mL，浸泡24h，在水浴中蒸干，500℃灰化4h，用少量1∶1鹽酸溶解，加蒸餾水5mL，蒸取過量的鹽酸，以蒸餾水定容至50mL。利用催化－分光光度法測定苗期紅三葉植株碘含量［14］。

1．4 數(shù)據(jù)分析 用SAS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2．1 不同濃度的碘化鉀溶液對(duì)紅三葉種子吸水率的影響 采用濃度為0．5～3．5mg·L－1碘化鉀溶液對(duì)紅三葉種子進(jìn)行浸種時(shí)，各濃度處理種子吸水率均較對(duì)照極顯著增加（P＜0．01），且吸水率隨碘化鉀溶液濃度上升呈現(xiàn)先上升后下降趨勢；在碘化鉀溶液濃度為3．0mg·L－1時(shí)，種子吸水率達(dá)到最大，為144．60%（圖1）；說明碘化鉀溶液浸種可顯著提高紅三葉種子的吸水率。

2．2 不同濃度的碘化鉀溶液對(duì)紅三葉種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響 紅三葉種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率隨著碘化鉀溶液濃度的升高而降低（表1）。在碘化鉀溶液濃度為3．0mg·L－1時(shí)，種子的發(fā)芽勢和發(fā)芽率極顯著降低。這說明隨著碘化鉀溶液濃度的增加，種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率可能繼續(xù)下降。

圖1 不同濃度碘化鉀溶液浸種對(duì)紅三葉種子吸水率的影響Fig．1 Effects of different concentrations of potassium iodine solution on water absorption rate of red clover seeds

表1 不同濃度碘化鉀浸種對(duì)紅三葉種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響Table 1 Effects of different concentrations of potassium iodine concentration on seed germination potential and germination rate of red clover seeds

2．3 不同濃度碘化鉀溶液對(duì)紅三葉植株Vc、碘含量的影響 碘化鉀濃度極顯著影響紅三葉苗期生長（P＜0．01），苗期Vc含量隨著碘化鉀濃度升高而降低（圖2）。這說明碘可能影響紅三葉苗期Vc的合成。

圖2 不同濃度的碘化鉀溶液培養(yǎng)對(duì)紅三葉苗期植株Vc含量的影響Fig．2 Effects of different concentrations of potassium iodine solution on vitamin C content of red clover seedling

圖3 不同濃度碘化鉀溶液處理對(duì)紅三葉苗期植株碘含量的影響Fig．3 Effects of different KI on iodine content of red clover seedling

苗期紅三葉碘含量隨著碘化鉀處理濃度的上升而增加（圖3）。碘化鉀濃度為3．0mg·L－1時(shí)，苗期紅三葉碘含量達(dá)到最大值；當(dāng)?shù)饣洕舛壤^續(xù)增加時(shí)，苗期紅三葉的碘含量又會(huì)下降。這說明在水培條件下，苗期紅三葉植株出現(xiàn)最佳碘富集效應(yīng)的碘化鉀溶液處理濃度應(yīng)為3．0mg·L－1左右。

2．4 紅三葉苗期植株Vc、碘含量與不同濃度碘化鉀溶液之間的相關(guān)分析 紅三葉苗期植株Vc、碘含量與碘化鉀溶液間的簡單相關(guān)性分析（表2）表明，Vc含量與碘化鉀的濃度呈極顯著負(fù)相關(guān)（P＜0．05），而苗期植株碘含量與碘化鉀溶液的濃度呈顯著正相關(guān)（P＜0．01）。碘含量與碘化鉀溶液濃度的二次回歸方程為y＝－5．474 4x2＋27．684x＋4．884 8（R2＝0．923 3）。說明碘化鉀溶液培養(yǎng)會(huì)極顯著降低紅三葉苗期植株的Vc含量，但會(huì)顯著增加植株碘含量，使碘在紅三葉植株內(nèi)出現(xiàn)富集現(xiàn)象。

表2 紅三葉苗期植株Vc、碘含量與碘化鉀培養(yǎng)溶液之間的簡單相關(guān)分析Table 2 Simple correlation analysis between vitamin C，iodine content of red clover seedling and potassium iodine solution

3 討論

3．1 碘化鉀處理對(duì)紅三葉種子吸水率、發(fā)芽勢和發(fā)芽率的影響 采用不同濃度碘化鉀溶液浸種時(shí)，均可促進(jìn)紅三葉種子的吸水，并表現(xiàn)出了隨溶液濃度增加吸水率先增加后降低的變化趨勢。在碘化鉀溶液濃度為3．0mg·L－1時(shí)，紅三葉種子吸水率達(dá)到最大值（144．6%）。由此可看出，一定濃度的碘化鉀溶液對(duì)于紅三葉種子萌發(fā)時(shí)的吸水無副作用，反而會(huì)促進(jìn)種子吸水。但隨碘化鉀溶液上升，對(duì)紅三葉種子發(fā)芽勢和發(fā)芽率具有顯著負(fù)效應(yīng)。

3．2 碘化鉀處理對(duì)紅三葉苗期Vc的影響本研究表明，在碘化鉀溶液濃度為0～3．5mg·L－1時(shí)，添加碘化鉀使紅三葉植株的Vc含量顯著下降，且隨碘化鉀溶液濃度的增加下降趨勢明顯，當(dāng)?shù)饣浫芤簼舛葹?．5mg·L－1時(shí)，紅三葉植株Vc含量較對(duì)照組減少70．58%。由此可看出，在紅三葉水培過程中添加碘化鉀會(huì)顯著降低紅三葉苗期植株的Vc的含量；同時(shí)表明，額外添加碘化鉀可能對(duì)紅三葉的營養(yǎng)品質(zhì)會(huì)造成一定的影響，其影響機(jī)理以及正常大田條件下的影響情況有待進(jìn)一步探討。但Shkolnik［15］研究發(fā)現(xiàn)，碘可使水培的植物體內(nèi)的Vc含量增加，這種差異是來自試驗(yàn)材料還是其他因素亦有待進(jìn)一步研究。

3．3 碘化鉀處理對(duì)紅三葉苗期碘含量的影響

植物對(duì)碘表現(xiàn)出富集能力，紅三葉苗期植株碘含量亦隨著外源碘化鉀的添加而表現(xiàn)出了明顯的碘富集現(xiàn)象。在0～3．5mg·L－1的碘化鉀溶液濃度下，植株碘的含量隨添加碘化鉀濃度的增加呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢，在濃度為3．0mg·L－1時(shí)，幼苗植株碘含量達(dá)到最大值（38．898μg·g－1）。碘在普通牧草中的含量為0．06～0．50mg·kg－1［7］，而根據(jù) NRC建議的奶牛的日攝入量為0．05～0．10mg·kg－1，我國規(guī)定肉用牛的可添加碘劑量為0．25～0．60 mg·kg－1［16］?？梢姡軌蛲ㄟ^添加碘富集的紅三葉飼料來實(shí)現(xiàn)家畜飼養(yǎng)中補(bǔ)充碘元素的需求，且通過飼喂常規(guī)牧草實(shí)現(xiàn)家畜日糧碘元素的補(bǔ)充在實(shí)際飼養(yǎng)中操作簡便、可行，值得做進(jìn)一步的探討。

4 結(jié)論

在額外添加0～3．5mg·L－1碘化鉀溶液的水培條件下，紅三葉種子吸水率、植株碘含量會(huì)明顯增加，在碘化鉀溶液濃度為3．0mg·L－1時(shí)達(dá)到最大；苗期植株Vc含量會(huì)隨著碘化鉀溶液濃度增加而顯著降低?？梢酝ㄟ^在紅三葉生長過程中額外補(bǔ)充碘的方式，改善紅三葉的碘元素營養(yǎng)性狀，實(shí)現(xiàn)紅三葉對(duì)碘元素的富集。

［1］ 樊江文．紅三葉的研究利用［J］．草業(yè)科學(xué)，1994，11（5）：10－14．

［2］ 周兆瓊．紅三葉的栽培及加工利用［J］．草與畜雜志，1994（3）：25－26．

［3］ 曾明義，劉光華，王金生．巫溪縣紅池壩紅三葉草地考察報(bào)告［J］．牧草與飼料，1988（1）：40－43．

［4］ 李國林．缺碘危害畜禽極大［J］．農(nóng)業(yè)科技，2000（10）：22．

［5］ 王朝芳．微量元素碘對(duì)母牛產(chǎn)奶性能和繁殖力的影響［J］．草食家畜，1994（4）：29．

［6］ 孫金艷，單安山．微量元素碘在畜牧生產(chǎn)上的應(yīng)用［J］．飼料博覽，2003（9）：7－8．

［7］ 許宗運(yùn)，李有文．碘在畜禽體內(nèi)的營養(yǎng)機(jī)制及其影響［J］．獸藥與飼料添加劑，1999，4（2）：15－18．

［8］ 戴九蘭．碘在土壤－植物系統(tǒng)中的生物有效性［D］．泰安：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2004．

［9］ 馮自松．穩(wěn)定態(tài)碘對(duì)黑麥草生理生化特性的影響［D］．杭州：浙江大學(xué)，2008．

［10］ 劉志敏．鈣、碘對(duì)芽苗蔬菜的生理效應(yīng)和芽苗蔬菜對(duì)鈣、碘的富集現(xiàn)象及機(jī)理研究［D］．長沙：湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)，2001．

［11］ 高俊鳳．植物生理學(xué)試驗(yàn)指導(dǎo)［M］．北京：高等教育出版社，2006：55－56．

［12］ 張穎，趙晉銘，顧振新，等．不同濃度碘化鉀處理對(duì)綠瓣大豆芽菜生長及營養(yǎng)素的影響［J］．江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2008，20（7）：39－42．

［13］ 殷秀杰，燕昌江，李鳳蘭，等．混合鹽堿脅迫對(duì)白三葉萌發(fā)的影響［J］．東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2009，40（12）：58－61．

［14］ 何照范，張迪青．保健食品化學(xué)及其檢測技術(shù)［M］．北京：中國輕工業(yè)出版社，1997：99－100，214－215．

［15］ Shkolnik M I．Trace Elements in Plants：Developments in Crop Science［M］．Netherlands：Elsevier Science Publishers，1984：276－278．

［16］ 杜忍讓．肉用牛微量元素需要量及中毒量［J］．獸藥飼料添加劑，1997（6）：24－25．