全 文 ： 收稿日期:2004-06-04
作者简介:何和明(1936-),男 ,海南海口人 ,副教授 ,从事植物生理科研工作.
第 17卷第 4期
2004年 12月
海南师范学院学报(自然科学版)
JOURNAL OF HAINAN NORMAL UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE) Vol.17 No.4Dec.2004
文章编号:1671-8747(2004)04-0363-04
海南中部地区芦荟花器中元素的吸收积累
何和明1 , 周佑林2
(1.海南师范学院 生物系 ,海南 海口 571158;
2.解放军 187医院 ,海南 海口 571159)
摘 要:检测与序列分析了海南中部地区芦荟属 4 种植物花器所含的 5 种元素含量及组成变
幅程度 ,结果表明植物花器对元素具有选择性吸收富集的功能.植物花器的部位不同 , 其元素含量
变化差异程度十分显著 ,这种差异主要为植物的生理作用和环境因素的综合影响所致.
关键词:芦荟;花器;元素;吸收积累;海南岛
中图分类号:Q 946.91 文献标识码:A
位于北纬 18°43′00″～ 19°25′20″,东经 109°24′05″～ 110°09′08″的海南中部地区 ,东接琼海 、万
宁 ,西与乐东 、白沙交界 ,南和陵水 、保亭相连 ,北与儋县 、澄迈 、屯昌毗邻 ,总面积 3 238.5 km2 ,
境内地貌复杂多样 ,地势自西向东北倾斜 ,低丘 、沟谷 、河流贯穿交错其间 ,一年四季雨热同期 、
干凉同季 ,形成春翠绿 、夏翡绿 、秋墨绿 、冬黛绿的湿润季风型气候的特点.在热带雨林杂木丛
间混(拌)生着片(块)状芦荟 ,物种多样 ,资源丰富 ,从而构成我国热带地区为数不多的绿色蜜
粉源植物基地[ 1] .本文着重从植物对元素的选择吸收和富集能力入手 ,研究芦荟属 4种芦荟植
株花器所含化学元素量值 、组分变化的特点.该项工作不仅能对芦荟不同种或同种不同部位药
效组成及营养水平评价提供可以信赖的依据 ,而且有可能通过对该植物的化学环境的研究 ,找
出其促进或抑制某些植物的生长发育的原因或规律 ,为合理开拓海南山区新蜜粉源 ,发展养蜂
业生产提供实用的生化指标和新的理论依据.
1 材料与方法
1.1 材料
2002—2003年笔者用多点法分别在海南岛中部的屯昌南吕 、琼中湾岭和乌石的实验区分
片设点(2 ～ 3个)采集植株生势与生态条件相似的芦荟花器作为试样材 ,备于测试.
1.2 方法
依文献[ 2] —凯氏定氮法测定 N含量;Ca 、K 、Na 、P 用WF-2型原子吸收分光光度计测定
其含量;每个样品重复 3次 ,取平均值作为佐证.考究含量消长变化与土壤相关规律分析 ,用
Altos-8600型电子计算机处理数据.
2 结果和分析
2.1 样地植物的物候
境内年平均气温 22.9 ～ 23.4℃,日照 4 364.3 h ,太阳总辐射量 116.32 kJ·cm-2 ,年降雨量
2 000 ～ 2 800 mm ,雨量主要集中在 12 月至翌年 4 月 ,年蒸发量 1 927 mm , 相对湿度 80%～
88%,干湿季变化明显 ,东南潮湿 、西南半湿 、中北湿润 ,土壤为结构疏松的山地黄(红)壤 ,砖红
壤 ,有机质 2.78%～ 4.23%, pH4.5 ～ 5.0 ,属热带地区湿润季风型气候生境.
2.2 芦荟属植物花器对化学元素的选择性吸收特征
诚然气候 、土壤和人为活动对植物的化学元素含量有着直(间)接的影响 ,但植物对化学元
素含量生物选择吸收和富集能力 ,是决定花器元素含量和组成特征的重要因素.经取样测定芦
荟属 4种植物花器对 5种元素的吸收与比值列于表 1.
表 1 芦荟属 4种植物花器对 5种元素吸收的比值
序
号 种类 拉丁名
化学元素
N P K Na Ca
cN
(mmol·L-1)
比值
%
c P
(mmol·L-1)
比值
%
cK
(mmo l·L-1)
比值
%
cNa
(mmol·L-1)
比值
%
c a
(mmol·L-1)
比值
%
c总
(mmol·L-1)
c均
(mmol·L-1)
Ⅰ 翠叶芦荟 Aloe L.vulgavis 7.08 14.69 5.76 11.95 22.56 46.80 15.03 31.18 0.06 0.12 48.21 9.64
Ⅱ 木立芦荟
Aloe arborescens
Mill
7.17 13.19 7.90 14.54 23.60 43.42 15.62 28.74 0.06 0.11 54.35 10.87
Ⅲ 斑纹芦荟 Aloe Zebrina Bak 6.08 12.82 5.83 12.29 21.22 44.74 14.25 30.04 0.05 0.11 47.43 9.49
Ⅳ 非洲芦荟 Aloe africana 6.03 12.40 7.53 15.49 20.53 42.23 13.51 27.79 0.08 0.16 48.61 9.72
注:n=3 , 以下表同
从表 1可以看出 ,湿热型阳性肉质草本蜜粉源植物—芦荟属 4种植物的营养吸收和积累
有一个共同特点 , 即对钾和钠的吸收和积累量较高.在其花器中 K 的含量 20.52 ～
23.60 mmol·L-2 ,占总量值 42.21% ～ 46.80%, Na 达 13.51 ～ 15.62 mmol·L-1 , 占总量值
27.79%～ 31.18%.但在同属的不同种植物花器之间 ,即使同一的生态条件下 ,它们所吸收和
积累的 5种化学元素量 ,也会有一定的差异.如花器中 N的含量从 12.40%～ 14.69%, P 从
11.95%～ 15.49%,Ca 从0.11%～ 0.16%等.表 1还显示出芦荟属种间所含 5种元素总量的差
异程度以翠叶芦荟(Ⅱ ,54.35 mmol·L-1 ,平均值 10.87 mmol·L-1)>非洲芦荟(Ⅳ, 48.61 mmol·
L
-1 ,平均值9.72 mmol·L-1)>木立芦荟(Ⅰ ,48.21 mmol·L-1 ,平均值 9.64 mmol·L-1)>斑纹芦
荟(Ⅲ ,47.43 mmol·L-1 ,平均值 9.49 mmol·L-1)为序列.上述花器的营养元素吸收特点及同属
种间差异 ,表明了同属种间植物的花器具有选择性吸收与积累元素的作用.
2.3 同一种芦荟花器不同部位中化学元素含量变幅差异的分析
植物元素含量特征是长期历史演化的结果 ,同种植物花器的元素含量组成 、分类也是相对
稳定的.表 2序列分析反映出同属同种植物花器不同部位对元素选择吸收累积值各有差异 ,元
素的分布也是很不均匀的.
364 海南师范学院学报(自然科学版) 2004年
表 2 芦荟属 4种植物花器不同部位中化学元素含量 mmol·L-1
序号 种类 N 花葶 花瓣 花柱 花粉
P
花葶 花瓣 花柱 花粉
K
花葶 花瓣 花柱 花粉
Ⅰ 翠叶芦荟 2.03 1.50 1.50 2.14 7.20 0.80 0.79 1.29 13.50 5.09 2.78 2.23
Ⅱ 木立芦荟 2.24 1.36 1.54 1.94 7.41 0.74 0.82 1.36 12.90 5.42 2.41 1.83
Ⅲ 斑纹芦荟 2.15 1.42 1.36 1.15 7.08 0.75 0.71 0.74 13.10 4.67 1.87 1.53
Ⅳ 非洲芦荟 2.08 1.34 1.42 1.19 6.90 0.72 0.75 1.25 12.60 4.80 1.64 1.48
序号 种类 Na 花葶 花瓣 花柱 花粉
Ca
花葶 花瓣 花柱 花粉 总量值
Ⅰ 翠叶芦荟 6.62 4.47 3.84 0.69 0.02 0.01 0.01 0.02 56.53
Ⅱ 木立芦荟 6.47 4.62 3.92 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 55.04
Ⅲ 斑纹芦荟 6.13 4.21 3.45 0.46 0.01 0.01 0.01 0.01 50.82
Ⅳ 非洲芦荟 6.05 4.08 3.32 0.12 0.01 0.01 0.01 0.01 49.78
以木立芦荟植株的花器而言 ,花器中 N 、P 、K 、Ca 、Na 元素含量变化 , 以花葶含量(29.37
mmol·L-1 , 占总量 47.49%)最高 , 花瓣(7.37 mmol·L-1 , 占总量 11.93%)次之 , 花粉
(7.37 mmol·L-1 ,占总量 11.92%)略偏低些.不同种芦荟的同一花器 , 5种元素的含量水平也有
明显的变化 ,4种芦荟花器总量值相比结果:翠叶芦荟(56.53 mmol·L-1)>木立芦荟(55.04
mmol·L-1)>斑纹芦荟(50.82 mmol·L-1)>非洲芦荟(49.78 mmol·L-1).其中花器的不同部位
含量变幅程度以花葶(27.64 ～ 29.37 mmol·L-1)>花瓣(10.95 ～ 14.03 mmol·L-1)>花柱(7.08
～ 11.07 mmol·L-1)>花粉(3.89 ～ 7.37 mmol·L-1).这些元素含量水平变幅差异 ,主要受植物
新陈代谢的不同形式及植物化学调节系统—酶 、维生素及呼吸色素氧化酶活动的影响所致.
2.4 同属异种植物花器中元素的含量与环境间化学成分的相关性
实践证明 ,植物花器的化学成分和含量主要决定于种属的生理特点 ,花器中元素含量水平
高低 ,在一定程度上与土壤养分 、背景水平相关密切.检测 、量值相比结果见表 3.
表 3 芦荟属 4种植物花器中的元素与生境间的比值(2002—2003) %
种类 南吕缓坡黄壤土
N P K Na Ca
湾岭丘陵砖红壤
N P K
翠叶芦荟(Ⅰ) 15.06 12.63 36.79 26.72 0.68 13.25 12.13 35.06
木立芦荟(Ⅱ) 14.76 13.02 39.84 30.17 0.07 12.50 13.56 34.84
斑纹芦荟(Ⅲ) 14.05 11.26 36.72 24.72 0.06 13.86 10.74 35.63
非洲芦荟(Ⅳ) 13.62 12.47 33.78 23.46 0.06 12.17 13.02 34.05
种类 湾岭丘陵砖红壤
Na Ca
乌石低山赤红壤
N P K Na Ca
翠叶芦荟(Ⅰ) 27.41 0.08 13.86 10.87 34.78 25.38 0.06
木立芦荟(Ⅱ) 29.03 0.06 14.27 12.40 36.79 25.84 0.07
斑纹芦荟(Ⅲ) 26.03 0.06 13.79 11.21 34.12 23.87 0.06
非洲芦荟(Ⅳ) 24.57 0.06 13.18 12.18 35.26 24.27 0.06
从表 3可以看出 ,同属异种植物由于生境条件及元素间的含量差异及变化范围显著 ,4个
365第 4期 何和明等:海南中部地区芦荟花器中的元素吸收积累
不同种植物花器的元素含量差异和量值变化范围的总趋势均以南吕缓坡>湾岭丘陵>乌石低
山.4个植物花器对元素的选择吸收量序列如下:翠叶芦荟花(Ⅰ):南吕缓坡以K>Na>N>P
>Ca;木立芦荟花(Ⅱ):K>Na>N>P >Ca;乌石低山:K>Na>N>P >Ca.木立芦荟花(Ⅱ):
K>Na>N>P>Ca.湾岭丘陵:K>Na>P>N>Ca.乌石低山:K>Na>N>P>Ca.斑纹芦荟花
(Ⅲ)3个不同生境植物花器元素含量均以 K>Na>N>P>Ca 为序列.至于非洲芦荟花(Ⅳ):
南吕缓坡:K>Na>N>P>Ca.湾岭丘陵:都以K>Na>P>N>Ca 为序列.乌石低山:K>Na>N
>P>Ca.通过上述较详尽的分析可以得知 ,在不同生境条件下 ,同种芦荟花对土壤中元素选
择吸收 、富集量是不同的 ,总的趋势以K 、Na为大 ,N 、P 居中 , Ca最小(0.06 ～ 0.08 mmol·L-1).
至于不同区域的芦荟花中元素含量因种而异 ,程度与变化范围相互比较结果也是如此.这说明
同属异种植物选择性吸收 、富集量大小 、体内累积多少与周围环境(土壤)相关密切.植物花器
中元素含量变化差异程度除受土壤淋浴 、元素迁移的易难影响外 ,关键取决于植物机体的调控
作用 ,这与文献[ 3]记述基本吻合.因此 ,研究这些元素在芦荟花器中的含量 ,不仅有助于了解
百合科芦荟属的选择吸收 、富集能力和积累元素状况 ,而且也关系到其人工栽培 、发展生产和
药用价值的提升.
参考文献:
[ 1] 周祖光.关于海南湿地生态的剖析[ J] .海南师范学院学报(自然科学版), 2004 , 17(2):175-180.
[ 2] 中华人民共和国卫生部.食品卫生检验方法(理化部分)[ M] .北京:技术标准出版社 , 1979.9-13.
[ 3] 柯瓦尔斯基 B B.苏联的生物地球化学省及其研究方法 , 生物地球化学省与植物—土壤元素交换[ M] .北
京:科学出版社 , 1960.42-43.
Aloes flower organ s element absorption and accumulation
in the central part of Hainan
HE He-ming1 , ZHOU You-lin2
(1.Department of Biology , Hainan Normal University , Haikou 571158 , China ;
2.187 Hospital of P L A ,Haikou 571159 , China)
Abstract:By testing the array of four kinds of Aloe plant flower organ s five elements content and group ranging in
the central part of Hainan , this paper presents the result that plant flower organs have some functions of selection , absorp-
tion and accumalation and that the element contents of the plant flower organ in different positions are markedly different ,
which is controlled by plant physiology and environmental factors.
Key words:aloe;flower organ;element;absorption and accumulation;Hainan
366 海南师范学院学报(自然科学版) 2004年