孫海等

摘 要：為了明確

關(guān)鍵詞：吸收；分配；營(yíng)養(yǎng)元素

中圖分類(lèi)號(hào)：S567.5+1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2014.03.002

鐵是植物生長(zhǎng)必須的微量元素，在植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中發(fā)揮著重要的作用，如促進(jìn)植物光合作用、呼吸作用、參與植物氮代謝，還可以改善原生質(zhì)的膠體性質(zhì)、調(diào)節(jié)植物體的水分狀況，促進(jìn)植物生長(zhǎng)和對(duì)不良環(huán)境的抵抗能力[1-3]。雖然地殼中鐵含量很高，但由于受土壤溶液中酸堿度及氧分壓的影響，幾乎均以難溶于水的Fe3+ 形式存在，特別在石灰性土壤（ pH值7.4～8.5） 中，植物常表現(xiàn)出缺鐵癥狀。而在低洼地區(qū)或酸性土壤中，F(xiàn)e2+往往過(guò)量積累，使植物受到鐵毒脅迫，嚴(yán)重影響產(chǎn)量[4]。在衰老裂變和逆境脅迫下植物細(xì)胞通過(guò)多種途徑產(chǎn)生各種超氧自由基和非自由基類(lèi)活性氧，這些活性氧過(guò)量積累，最終打破植物體抗氧化系統(tǒng)，致使細(xì)胞的正常代謝不能進(jìn)行[5]。此外，在Fe2+脅迫和淹水的雙重作用下，植物根系表面易形成鐵膜，這種保護(hù)膜是植物長(zhǎng)期適應(yīng)自然的一種現(xiàn)象，這種植物保護(hù)膜的形成具有雙重作用，一是保護(hù)膜具有阻止Fe2+對(duì)植物的毒害作用[6]，同時(shí)保護(hù)膜的形成會(huì)抑制植物養(yǎng)分的吸收，因?yàn)殍F膜的形成減少了根系吸收養(yǎng)分的容量且固定養(yǎng)分離子[7]，這是其有害的一面，但是也有學(xué)者認(rèn)為在保護(hù)膜周?chē)嬖陴B(yǎng)分富集區(qū)域，這些養(yǎng)分可以在養(yǎng)分缺乏時(shí)被活化利用[8-9]。

西洋參（Panax quinquefolium L.）為五加科人參屬多年生草本植物，味苦、性涼、歸心、肺、腎經(jīng)，功能以補(bǔ)益為主， 具有補(bǔ)氣養(yǎng)陰、清熱生津之功效[10-11]，原產(chǎn)美國(guó)和加拿大，我國(guó)從 20世紀(jì)80年代開(kāi)始大面積引種西洋參，經(jīng)過(guò)幾十年努力，已發(fā)展成繼美國(guó)、加拿大后世界第三大西洋參生產(chǎn)國(guó)和第一大消費(fèi)國(guó)，隨著西洋參種植面積的加大，西洋參根部鐵膜的形成也日益嚴(yán)重，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)根部鐵膜的形成主要是由于鐵在參根周皮層的富集，與土壤中的鐵離子和其他金屬元素濃度有關(guān)[12-13]，鐵膜形成后影響植物的正常元素代謝。此外金屬元素Fe、Mn、Cu和Zn是西洋參正常生長(zhǎng)必須且重要的營(yíng)養(yǎng)元素，但是過(guò)量吸收同樣會(huì)導(dǎo)致毒害作用，甚至通過(guò)食物鏈影響人類(lèi)的健康。鑒于此，以2年生西洋參苗為研究對(duì)象，設(shè)置不同濃度Fe2+脅迫處理研究其對(duì)西洋參營(yíng)養(yǎng)元素（Fe、Mn、Cu和Zn）吸收、分配的影響，為西洋參科學(xué)種植提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 材 料

參考文獻(xiàn)：

[1] Eduardo Gusmao Pereira， Marco Antonio Oliva， Laise Rosado-Souza， et al. Iron excess affects rice photosynthesis through stomatal and non-stomatal limitations[J]. Plant Science，2013，201-202：81-92.

[2] Henda Mahmoudi， Hans-Werner Koyro， Ahmed Debez， et al. Comparison of two chickpea varieties regarding their responses to direct and induced Fe dificiency[J]. Environmental and experimental botany， 2009，66（3）：349-356.

[3] Maribela Pestana， Pedro Jose Correia， Teresa Saavedra， et al. Development and recovery of iron deficiency by iron resupply to roots or leaves of strawberry plants[J]. Plant Physiology and Biochemistry， 2012，53：1-5.

[4] Li D M， Tang Y J， Li Y S. Ecological and physiological mechanism of rice tolerance to gleyic paddy soil and prospects of breeding rice varieties for problem soils[J]. Rice Review and Abstracts，1991，10（2）： 1-4.

[5] 章藝，劉鵬，史鋒，等.高鐵脅迫對(duì)大豆葉片體內(nèi)保護(hù)系統(tǒng)及膜脂質(zhì)過(guò)氧化的影響[J].中國(guó)油料作物學(xué)報(bào)，2004，26（2）：65-68.

[6] 李方，邢承華，蔡妙珍，等.根表鐵膜、錳膜對(duì)水稻鋁吸收和運(yùn)輸?shù)挠绊慬J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)：農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版，2010，36（3）：335-340.

[7] Vesk P A， Nockolds C E， Allaway W G. Metal localization in water hyacinth roots from an urban wetland[J]. Plant Cell and Environment， 1999， 22（2）： 149-158.

[8] Hansel C M， La Force M J， Fendorf S， et al. Spatial and temporal association of As and Fe species on aquatic plant roots[J].Environment Science Technology.， 2002， 36（9）： 1 988-1 994.

[9] Taylor G J， Crowder A A. Uptake and accumulation of copper， nickel， and iron by Typha latifolia grown in solution culture[J]. Canadian Journal of Botany， 1983， 61（7）： 1 825-1 830.

[10] Yan Wu， Xiangru Lu， Fuli Xiang， et al. North American ginseng protects the heart from ischemia and reperfusion injury via upregulation of endothelial nitric oxide synthase[J].Pharmacological research， 2011，64（3）：195-202.

[11] Lemmon H R， Sham J， Chau L A， et al. High molecular weight polysaccharides are key immunomodulators in North American ginseng extracts： Characterization of the ginseng genetic signature in primary human immune cells[J]. Journal of Ethnopharmacology， 2012，142（1）：1-13.

[12] 曹?chē)?guó)軍，李志洪，郭士偉，等.紅皮病人參周皮層無(wú)機(jī)元素的相關(guān)性[ J].土壤通報(bào)，1999，30（3）：127-129.

[13] 張亞玉，李曉明，趙曰豐，等.人參西洋參根部鐵膜形成的研究[ J].特產(chǎn)研究，1996（3）：14-16.

[14] Volker Roemheld， Horst Marschner. Mechanism of iron uptake by peanut plants： Fe（Ⅲ） reduction， chelate splitting， and release of phenolics[J]. Plant Physiology，1983，71（4）：949-954.

[15] 蔡妙珍，羅安程，林咸永，等.過(guò)量Fe2+脅迫下水稻的養(yǎng)分吸收和分配[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)：農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版，2003，29（3）：305-310.

[16] Moore P A Jr， Attanandana T， Patrick W H Jr. Factors affecting rice growth on acid sulfate soils[J].Soil Science of American Journal，1990，54（6）：1 651-1 656.

[17] 丁寶蓮，談宏鶴，朱素琴.脅迫與植物細(xì)胞壁關(guān)系研究進(jìn)展[J].廣西科學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，17（2）：87-90.

[9] Taylor G J， Crowder A A. Uptake and accumulation of copper， nickel， and iron by Typha latifolia grown in solution culture[J]. Canadian Journal of Botany， 1983， 61（7）： 1 825-1 830.

[10] Yan Wu， Xiangru Lu， Fuli Xiang， et al. North American ginseng protects the heart from ischemia and reperfusion injury via upregulation of endothelial nitric oxide synthase[J].Pharmacological research， 2011，64（3）：195-202.

[11] Lemmon H R， Sham J， Chau L A， et al. High molecular weight polysaccharides are key immunomodulators in North American ginseng extracts： Characterization of the ginseng genetic signature in primary human immune cells[J]. Journal of Ethnopharmacology， 2012，142（1）：1-13.

[12] 曹?chē)?guó)軍，李志洪，郭士偉，等.紅皮病人參周皮層無(wú)機(jī)元素的相關(guān)性[ J].土壤通報(bào)，1999，30（3）：127-129.

[13] 張亞玉，李曉明，趙曰豐，等.人參西洋參根部鐵膜形成的研究[ J].特產(chǎn)研究，1996（3）：14-16.

[14] Volker Roemheld， Horst Marschner. Mechanism of iron uptake by peanut plants： Fe（Ⅲ） reduction， chelate splitting， and release of phenolics[J]. Plant Physiology，1983，71（4）：949-954.

[15] 蔡妙珍，羅安程，林咸永，等.過(guò)量Fe2+脅迫下水稻的養(yǎng)分吸收和分配[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)：農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版，2003，29（3）：305-310.

[16] Moore P A Jr， Attanandana T， Patrick W H Jr. Factors affecting rice growth on acid sulfate soils[J].Soil Science of American Journal，1990，54（6）：1 651-1 656.

[17] 丁寶蓮，談宏鶴，朱素琴.脅迫與植物細(xì)胞壁關(guān)系研究進(jìn)展[J].廣西科學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，17（2）：87-90.

[9] Taylor G J， Crowder A A. Uptake and accumulation of copper， nickel， and iron by Typha latifolia grown in solution culture[J]. Canadian Journal of Botany， 1983， 61（7）： 1 825-1 830.

[10] Yan Wu， Xiangru Lu， Fuli Xiang， et al. North American ginseng protects the heart from ischemia and reperfusion injury via upregulation of endothelial nitric oxide synthase[J].Pharmacological research， 2011，64（3）：195-202.

[11] Lemmon H R， Sham J， Chau L A， et al. High molecular weight polysaccharides are key immunomodulators in North American ginseng extracts： Characterization of the ginseng genetic signature in primary human immune cells[J]. Journal of Ethnopharmacology， 2012，142（1）：1-13.

[12] 曹?chē)?guó)軍，李志洪，郭士偉，等.紅皮病人參周皮層無(wú)機(jī)元素的相關(guān)性[ J].土壤通報(bào)，1999，30（3）：127-129.

[13] 張亞玉，李曉明，趙曰豐，等.人參西洋參根部鐵膜形成的研究[ J].特產(chǎn)研究，1996（3）：14-16.

[14] Volker Roemheld， Horst Marschner. Mechanism of iron uptake by peanut plants： Fe（Ⅲ） reduction， chelate splitting， and release of phenolics[J]. Plant Physiology，1983，71（4）：949-954.

[15] 蔡妙珍，羅安程，林咸永，等.過(guò)量Fe2+脅迫下水稻的養(yǎng)分吸收和分配[J].浙江大學(xué)學(xué)報(bào)：農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版，2003，29（3）：305-310.

[16] Moore P A Jr， Attanandana T， Patrick W H Jr. Factors affecting rice growth on acid sulfate soils[J].Soil Science of American Journal，1990，54（6）：1 651-1 656.

[17] 丁寶蓮，談宏鶴，朱素琴.脅迫與植物細(xì)胞壁關(guān)系研究進(jìn)展[J].廣西科學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，17（2）：87-90.