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山杜英枝叶花中金属元素的火焰原子吸收光谱法测定



全 文 :山杜英枝叶花中金属元素的火焰原子吸收光谱法测定
陈景明 1,蔡英卿 2,3,李丹玲 2,3,陈洪彬 2,3,戴聪杰 2,3
(1泉州幼儿师范高等专科学校,福建泉州 362000;2泉州师范学院海洋与食品学院,福建泉州 362000;
3近海资源生物技术福建省高校重点实验室,福建泉州 362000)
摘 要:旨在指导山杜英的生产栽培,为其园林绿化及其综合开发利用提供基础数据。通过火焰原子吸
收光谱法分析山杜英 15个部位的K、Ca、Na、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Cr、Ni金属元素的含量,结果表明,所
测10种金属元素在山杜英的各部位均有一定的分布,其含量(平均值)高低顺序表现为:K>Ca>Mg>
Na>Fe>Mn>Zn>Ni>Cr>Cu。同一元素在山杜英 15个部位中的含量存在不同程度的差异。所测
山杜英15个部位中的Ca、Mg、Mn、Zn的含量多数落在一般植物体的正常含量范围内,与一般植物相比,
山杜英中Fe、Cr、Ni元素含量相对偏高,K、Na、Cu元素含量相对偏低。
关键词:山杜英;金属元素;枝;叶;花;火焰原子吸收光谱法;测定
中图分类号:S718.3 文献标志码:A 论文编号:casb16070049
Determination of Metallic Elements from Branches and Leaves and Flowers of
Elaeocarpus sylvestris (Lour.) Poir. by Flame Atomic Absorption Spectrometry
Chen Jingming1, Cai Yingqing2,3, Li Danling2,3, Chen Hongbin2,3, Dai Congjie2,3
(1Quanzhou Preschool Education College, Quanzhou Fujian 362000;
2School of Oceanology and Food Science, Quanzhou Normal University, Quanzhou Fujian 362000;
3Key Laboratory of Offshore Resources and Biological Technology, Fujian Province University, Quanzhou Fujian 362000)
Abstract: The objective is to guide the production cultivation of Elaeocarpus sylvestris (Lour.) Poir., and
provide the basic data for its landscaping and comprehensive development and utilization. The contents of K,
Ca, Na, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn, Cr, Ni were measured by the method of flame atomic absorption spectrometry
(FAAS) in 15 parts of Elaeocarpus sylvestris (Lour.) Poir.. The results showed that 10 elements existed in all the
organs of Elaeocarpus sylvestris (Lour.) Poir.. The order of the average content was: K>Ca>Mg>Na>Fe>
Mn>Zn>Ni>Cr>Cu. The contents of the same element were different among 15 parts of Elaeocarpus
sylvestris (Lour.) Poir.. The average contents of Ca, Mg, Mn and Zn in 15 parts of the Elaeocarpus sylvestris
(Lour.) Poir. belonged to the normal content levels of the elements in normal plants. The contents of Fe, Cr and
Ni in 15 parts of Elaeocarpus sylvestris (Lour.) Poir. were relatively higher than those in normal plants, but the
contents of the K, Na and Cu were relatively lower than those in normal plants.
Key words: Elaeocarpus sylvestris (Lour.) Poir.; metallic elements; branches; leaves; flowers; flame atomic
absorption spectrometry; determination
基金项目:福建省高校服务海西建设重点项目“泉州湾湿地生态修复与综合开发”(A101);泉州市科技计划项目“近海资源生物技术研究与开发平台”
(2011Z14)。
第一作者简介:陈景明,男,1966年出生,福建泉州人,副教授,研究方向:资源动植物学研究。通信地址:362000福建泉州市丰泽区东海大街福建省
泉州幼儿师范高等专科学校,Tel:18965656658,E-mail:849182746@qq.com。
通讯作者:蔡英卿,男,1962年出生,福建惠安人,教授,博士,研究方向:植物遗传资源与分子生物学。通信地址:362000福建泉州市丰泽区东海大
街泉州师范学院海洋与食品学院,Tel:0595-22919559,E-mail:495975790@qq.com。
收稿日期:2016-07-10,修回日期:2016-09-18。
中国农学通报 2016,32(31):20-28
Chinese Agricultural Science Bulletin
等:
0 引言
山杜英[Elaeocarpus sylvestris (Lour.) Poir.]别名羊
屎树,是杜英科杜英属下的一个植物种,是速生常绿阔
叶乔木之一,主要分布于赣、浙、闽、台、湘、粤、桂及贵
南部 1000 m以下的山地,常混生于常绿阔叶林中 [1]。
主干直立,侧枝短细,树呈塔状,叶倒卵形或倒披针形,
总状花序,两性花,花瓣黄白色,下垂、撕裂状;萼片披
针形;山杜英喜温暖湿润,耐荫,耐贫瘠,适应性强,具
有抗二氧化硫特性。适宜栽植在山坡、林边、路口、院
前、林区和矿区等[2],是重要的庭园绿化树种[3-4];其材
质优良,树皮含有丰富的纤维和单宁,是上等家具用材
和造纸、栲胶的原料[5-7]。
近年来,国内外学者对山杜英的研究主要集中于
苗木繁育、栽培技术、组织培养技术和造林等方面的应
用,而关于山杜英金属元素分析研究方面的科学研究
报道并不多。金属元素是山杜英生长与发育必不可少
的成分,缺少任何一种金属元素,植物会产生营养失调
现象,各种生命活动将受到重大影响。因此,开展山杜
英各器官金属元素研究显得尤其必要,本试验以
FAAS法为主,测定和研究山杜英枝叶花 10种金属元
素的含量,为指导山杜英生产栽培、园林绿化及其综合
开发利用方面提供基础数据。
1 试验部分
1.1 仪器与样品、试剂
1.1.1 仪器与样品 WFX-110型火焰原子吸收分光光
度计;K、Ca、Mg、Na、Fe、Mn、Zn、Cu、Cr、Ni元素空心
阴极灯;BS224S型电子天平;DGF30/14-Ⅱ型电热鼓
风干燥箱;万用电炉;研钵;移液管;500 mL烧杯;
50 mL容量瓶等。
1.1.2 试剂
标准溶液:10种元素的标准溶液(浓度全为1 mg/mL,
国家标准溶液,天津光复精细化工研究所)。
分析用水:二次去离子水。
分析纯试剂:HNO3、HClO4。
硝酸(1:1):取二次去离子水50 mL于250 mL的烧
杯中,加入 50 mL硝酸,摇匀即为 100 mL硝酸(1:1)试
剂[8]。
混酸(4:1):取 200 mL硝酸于 500 mL的烧杯中,
加入 50 mL高氯酸,摇匀即得到 250 mL的混酸(4:1)
试剂[9]。
1.2 金属元素测定条件
仪器工作条件可见表1。
1.3 10种金属元素标准溶液的配制
各元素系列溶液工作浓度见表2。
元素
K
Ca
Mg
Na
Fe
Mn
Cu
Zn
Ni
Cr
波长/nm
766.5
422.7
285.2
589.0
248.3
279.5
324.7
213.9
232.0
357.9
光谱带宽/nm
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
灯电流/mA
3.0
3.0
3.0
3.0
3.0
3.0
3.0
3.0
3.0
3.0
燃烧器高度/mm
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
空气压力/MPa
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
0.3
空气流量/(L/min)
6.5
6.5
6.5
6.5
6.5
6.5
6.5
6.5
6.5
6.5
乙炔流量/(L/min)
1.7
1.7
1.5
1.1
1.7
1.7
1.0
1.0
1.3
2.5
标准
STD0
STD1
STD2
STD3
STD4
STD5
K
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Ca
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
Na
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
Mg
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Fe
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
Mn
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
Zn
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Cu
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
Cr
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
Ni
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
表1 仪器工作条件
表2 标准溶液浓度 mg/L
陈景明等:山杜英枝叶花中金属元素的火焰原子吸收光谱法测定 ·· 21
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
1.4 标准溶液的准备
1.4.1 空白对照液的配制 50 mL容量瓶中加入 8 mL
硝酸(1:1),滴加二次去离子水稀释至刻度线,所得溶液
作为空白对照。
1.4.2 山杜英枝叶花中各金属元素含量测定 测定 10
种金属元素的含量(WFX-110型火焰原子吸收分光光
度计)。由于山杜英枝叶花中各金属元素含量差别相
当大,并且仪器随金属元素不同相应的灵敏度也不同,
所以在测定时,要对应进行合理的稀释。
1.4.3 山杜英枝叶花中金属元素含量的计算公式
山杜英枝叶花中中金属元素的含量(μg/g)=C×V×
n/M ………………………………………………… (1)
式(1)中C为样品元素的质量浓度(μg/mL);V为样
品定容体积(mL),该处为 50 mL;n为待测样品原液的
稀释倍数;M为样品的干重(g)。
1.5 样品处理
分类:本试验的山杜英采自泉州师范学院。将采
集山杜英分为花、叶、枝干等15个器官材料,并采集其
生长点的土壤。
预处理:清水洗净后,用蒸馏水冲洗,再用二次去
离子水漂洗,最后放置于烘干箱中,设置温度约110℃,
烘烤至完全脱水。取出于研钵中研细,过滤,放在干燥
器中备用[10]。称取采样点土壤于同样条件下烘干后,
干燥待用[11]。
消解:用分析天平准确称取山杜英各器官部位的
干粉末各 2.0000 g左右以及山杜英土壤粉末 2.0000 g
左右,放入500 mL烧杯中并编号,再各加入的混酸(硝
酸+高氯酸=4+1)30 mL,轻轻摇匀,烧杯用大培养皿盖
住,静置过夜。要求每个样品做 3份平行处理[12]。放
在电炉上加热。前期可适当开大火力,起先有红棕色
气体大量产生,后浓白烟出现,降低火力,等白烟没后,
冷却,取 8 mL硝酸(1:1)进行溶解,并转移至 50 mL容
量瓶中,定容,所得到的溶液即为各样品的原液,保存
备用[13]。
1.6 SPSS 17.0数据处理
试验数据经 SPSS 17.0软件,并用Duncan多重比
较法分析。
2 结果与分析
2.1 山杜英营养枝枝叶中10种金属元素含量比较
本试验采用FAAS方法比较山杜英营养枝10个部
位之间金属元素(包括4个大量元素,6个微量元素)含
量的差异,结果见表3、表4。
由表3可以看出K、Ca、Mg、Na等4个大量元素山
杜英营养枝枝叶中含量高低顺序一致表现为K>Ca>
Mg>Na。其中,K含量相对较高,其变化范围在
4840.8835~9533.8855 μg/g之间;Ca含量元素含量其
次,其变化范围在1261.7999~4212.8338 μg/g之间;Mg
和Na含量则相对较小,其变化范围分别在 313.4433~
1163.1036 μg/g之间和106.6521~323.5041 μg/g之间。
随元素的变化,同一大量元素在山杜英营养枝枝
叶中的含量顺序随之不同。如K表现为:新叶叶柄>
多年生枝(上部)>成长叶叶柄>一年生枝>成长叶叶
片>新叶叶片>多年生枝(中部)>主枝(皮层)>多年
生枝(下部)>主枝(木质部);再如Ca表现为:新叶叶
片>成长叶叶片>新叶叶柄>成长叶叶柄>主枝(皮
层)>一年生枝>主枝(木质部)>多年生枝(上部)>
多年生枝(下部)>多年生枝(中部);如Mg表现为:新
叶叶片>成长叶叶片>新叶叶柄>多年生枝(下部)>
成长叶叶柄>主枝(皮层)>多年生枝(上部)>多年生
枝(中部)>一年生枝>主枝(木质部);如Na表现为:
新叶叶柄>新叶叶片>一年生枝>主枝(木质部)>主
枝(皮层)>多年生枝(上部)>成长叶叶柄>成长叶叶
片>多年生枝(下部)>多年生枝顶部(中部);随元素
及部位的变化,山杜英营养枝枝叶中的含量差异程度
也随之不同。
就不同发育阶段叶(叶片或叶柄)之间相互比较而
言,新叶与成长叶之间Na表现为:新叶>成长叶,K表
现为:新叶叶柄>成长叶叶柄,成长叶叶片>新叶叶
片,而Ca、Mg则表现为:新叶叶片>成长叶叶片,新叶
叶柄>成长叶叶柄,其中,新叶(叶片或叶柄)与成长叶
(叶片或叶柄)之间K、Na、Mg含量差异极显著,而Ca
含量差异不显著。
就同一发育阶段叶(新叶或成长叶)中的叶片与叶
柄之间相互比较而言,叶片与叶柄之间,K、Na表现
为:叶柄>叶片,Ca、Mg表现为:叶片>叶柄,其中,同
一发育阶段叶中的叶片与叶柄之间K、Ca、Mg、Na等4
个元素含量差异极显著。
就枝与其着生的叶比较而言:如在一年生枝与新
叶之间,Ca、Mg、Na表现为:新叶>一年生枝,而K表
现为:新叶叶柄>一年生枝>新叶叶片,其中,一年生
枝与新叶之间,所测4个大量元素含量差异极显著;再
如在多年生枝(上部)与成长叶之间,K、Na表现为:多
年生枝条(上部)>成长叶,Ca、Mg表现为:成长叶>
多年生枝(上部)。其中,多年生枝(上部)与成长叶之
间所测 4个大量元素含量差异极显著;就不同发育阶
段枝之间相互比较而言,如,一年生枝与多年生枝(上
部)之间Ca、Na表现为:一年生枝>多年生枝(上部),
K、Mg表现为:多年生枝(上部)>一年生枝;其中,一
·· 22
等:
年生枝与多年生枝3个部位两两之间所测4个大量元
素含量差异极显著;如,一年生枝与主枝之间,K、Ca、
Na含量差异极显著,而Mg表现为:一年生枝与主枝
(木质部)之间Mg含量没有显著差异,一年生枝与主
枝(皮层)之间Mg含量极显著差异。
再如,多年生枝3个部位之间,K和Ca含量差异极
显著,而Na表现为:多年生枝(中下部)之间Na含量没
有显著差异,但是它们与多年生枝(上部)之间Na含量
有显著差异;Mg则表现为:多年生枝(上中部)之间
Mg含量差异不显著,但它们与多年生枝(下部)之间
Mg含量差异显著。
又如,主枝与多年生枝3个部位之间,Na、Mg等含
量差异极显著;而K表现为:主枝(木质部)与多年生枝
(中上部)之间、主枝(皮层)与多年生枝(上部)之间K
含量差异极显著,主枝(皮层)与多年生枝(中下部)之
间、主枝(木质部)与多年生枝(下部)之间K含量差异
不显著;Ca则表现为:主枝(皮层)与多年生枝之间、主
枝(木质部)与多年生枝(中下部)之间Ca含量差异极
显著,主枝(木质部)与多年生枝(上部)之间Ca含量差
异不显著。
此外,还发现主枝(皮层)与主枝(木质部)之间所
测4个大量元素含量差异显著或极显著。
器官部位


新叶叶片
新叶叶柄
成长叶叶片
成长叶叶柄
一年生枝条
多年生枝(上部)
多年生枝(中部)
多年生枝(下部)
主枝(木质部)
主枝(皮层)
大量元素含量/(μg/g)
K
5352.4283 cC
9533.8855 hG
5873.5650 dD
7845.5713 fF
6423.5277 eE
9274.1045 gG
5208.6028 cBC
4902.3247abAB
4840.8835 aA
5130.3669 bcABC
Ca
4212.8338 gG
3715.1939 fF
4109.0767 gG
3654.8609 fF
2526.3514 dD
2191.2875 cC
1261.7999 aA
1654.5339 bB
2211.3809 cC
2917.0539 eE
Na
1002.8604 gG
1163.1036 hH
331.9429 aA
578.3984 bB
884.6087 fF
674.8879 cC
313.4433 aA
328.1039 aA
775.4693 eE
709.3981 dD
Mg
1886.1252 eF
1563.0778 dE
1581.7603 dE
1293.9522 cD
1085.8492 aAB
1175.3253 bBC
1173.2839 bBC
1547.9681 dE
1063.5541 aA
1222.1744 bCD
表3 山杜英营养枝枝叶中大量元素含量比较
注:表内同列数字后不同大小字母分别表示经邓肯多重极差测验,差异达到P=0.01和P=0.05水平,下同。
由表4可以看出Fe、Zn、Mn、Cu、Cr、Ni 6个微量元
素在山杜英营养枝枝叶中含量高低顺序各不相同,新
叶叶片、新叶叶柄、成长叶叶片、成长叶叶柄和主枝(木
质部)一致表现为:Fe>Mn>Zn>Ni>Cr>Cu;主枝
(皮层)、一年生枝和多年生枝(上部)则表现为:Fe>
Mn>Zn>Ni>Cu>Cr;而多年生枝(中部)和多年生
枝(下部)表现为:Fe>Zn>Mn>Ni>Cu>Cr。其中,
Fe 含量相对较高,其变化范围分别在 122.9903~
381.0098 μg/g之间;Mn、Zn和Ni含量其次,其变化范
围 分 别 在 38.4171~137.5590 μg/g 之 间 、30.3271~
45.7096μg/g之间和25.0918~29.0200μg/g之间;Cr、Cu含
量相对较小,其含量变化范围分别在2.6420~7.3699 μg/g
之间和2.8960~6.4421 μg/g之间。
随元素的变化,同一大量元素在山杜英营养枝枝
叶中的含量顺序随之不同。
如,Fe表现为:主枝(皮层)>多年生枝(中部)>
主枝(木质部)>多年生枝(下部)>一年生枝>多年生
枝(上部)>成长叶叶柄>成长叶叶片>新叶叶片>新
叶叶柄,Zn表现为:多年生枝顶部(中部)>新叶叶柄>
多年生枝(上部)>新叶叶片>多年生枝(下部)>成长
叶叶柄>主枝(木质部)>主枝(皮层)>一年生枝>成
长叶叶片,而Cu则表现为:多年生枝(上部)>一年生
枝>多年生枝(中部)>新叶叶片>主枝(皮层)>成长
叶叶片>主枝(木质部)>成长叶叶柄>多年生枝(下
部)>新叶叶柄;再如,Mn表现为:成长叶叶片>成长
叶叶柄>新叶叶柄>新叶叶片>一年生枝>主枝(木
质部)>主枝(皮层)>多年生枝(上部)>多年生枝(中
部)>多年生枝(下部),Ni表现为:多年生枝(中部)>
主枝(木质部)>成长叶叶片>新叶叶片>成长叶叶柄>
多年生枝(下部)>多年生枝(上部)>一年生枝>新叶
叶柄>主枝(皮层),而Cr元素表现为:新叶叶柄>成
长叶叶柄>新叶叶片>成长叶叶片>主枝(皮层)>主
枝(木质部)>一年生枝>多年生枝(中部)>多年生枝
(上部)>多年生枝(下部)。
陈景明等:山杜英枝叶花中金属元素的火焰原子吸收光谱法测定 ·· 23
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此外还发现,一年生枝和多年生枝(上部)之间,
Fe、Mn、Cr、含量表现为:一年生枝>多年生枝(上部);
Cu、Zn、Ni含量表现为:多年生枝(上部)>一年生枝。
随元素及部位的变化,山杜英营养枝枝叶中的含
量差异程度也随之不同。就不同发育阶段叶(叶片或
叶柄)之间相互比较而言,Fe、Mn、Ni表现为:成长叶
>新叶,Zn和Cr则表现为:新叶>成长叶;而Cu则表
现为:新叶叶片>成长叶叶片,新叶叶柄>成长叶叶
柄。其中,新叶与成长叶之间Fe、Zn、Mn含量差异显
著或极显著,而Cu表现为:新叶与成长叶之间叶片Cu
含量差异极显著,新叶与成长叶之间叶柄Cu含量不显
著,Cr和Ni表现为:新叶与成长叶之间叶片Cr(或Ni)
含量差异不显著,新叶与成长叶之间叶柄Cr(或Ni)含
量显著或极显著,就同一发育阶段叶中的叶片与叶柄
之间相互比较而言,成长叶中Cu、Ni、Mn表现为:叶片
>叶柄,Fe、Zn、Cr则为:叶柄>叶片,所测6个微量元
素在叶片与叶柄之间含量差异均达极显著水平;而新
叶中Cu、Ni、Fe表现为:叶片>叶柄,Mn、Zn、Cr则为:
叶柄>叶片,其中,新叶叶片与新叶叶柄之间,除Zn含
量差异不显著外,其他 5种微量元素的含量差异极
显著。
就枝叶之间比较而言:如在一年生枝与新叶之间,
Zn、Mn、Cr表现为:叶>枝,Fe、Cu表现为:枝>叶,而
Ni表现为:新叶叶片>一年生枝>新叶叶柄。其中,
一年生枝与新叶之间Fe、Zn、Mn、Cu、Cr等5个元素含
量差异极显著,而Ni表现为:一年生枝与新叶叶柄之
间Ni含量差异不显著,一年生枝与新叶叶片之间Ni含
量差异极显著;再如,多年生枝(上部)与成长叶之间,
Fe、Zn、Mn、Cu表现为:枝>叶,Cr、Ni表现为:叶>
枝。其中,多年生枝(上部)与成长叶之间Fe、Mn、Cu、
Ni、Cr等5个元素含量差异极显著,Zn表现为:多年生
枝(上部)与成长叶柄之间Zn含量差异不显著,多年生
枝(上部)与成长叶片之间Zn含量差异极显著;就不同
发育阶段枝之间相互比较而言,如一年生枝与多年生
枝 3个部位之间:Fe、Zn、Mn、Cr含量差异极显著,而
Cu、Ni表现为:一年生枝与多年生枝(上部)Cu、Ni之
间含量差异不显著,一年生枝与多年生枝(中、下部)之
间Cu、Ni含量差异极显著;如一年生枝与主枝之间:
Fe、Cu、Ni含量差异极显著,Zn元素含量差异不显著,
而Mn表现为:一年生枝与主枝(皮层)之间Mn含量差
异不显著,一年生枝与主枝(木质部)之间Mn含量差
异极显著;Cr表现为:一年生枝与主枝(皮层)之间Cr
含量差异极显著,一年生枝与主枝(木质部)之间Cr含
量差异不显著。
再如,多年生枝3个部位两两之间:Fe、Mn、Cu、Ni
含量差异极显著,Zn含量差异不显著,而Cr表现为:多
年生枝上部与中部之间Cr含量差异不显著,但它们与
多年生枝下部之间Cr含量差异则达极显著水平。又
如,还发现主枝与多年生枝3个部位两两之间:Zn、Cr、
Ni含量差异极显著;Cu表现为:主枝(木质部)与多年
生枝3个部位两两之间、主枝(皮层)与多年生枝(上下
部)之间Cu元素含量差异极显著,而主枝(皮层)与多
年生枝(中部)之间Cu含量差异不显著;Mn表现为:主
枝(皮层)与多年生枝 3个部位之间、主枝(木质部)与
多年生枝(中、下部)之间Mn含量差异极显著,主枝
(木质部)与多年生枝(上部)之间Mn含量差异不显
著;Fe元素表现为:主枝(皮层)与多年生枝之间、主枝
(木质部)与多年生枝(上、中部)之间Fe含量差异显著
或极显著,主枝(木质部)与多年生枝(下部)之间Fe含
量差异不显著。
器官部位


新叶叶片
新叶叶柄
成长叶叶片
成长叶叶柄
一年生枝
多年生枝(上部)
多年生枝(中部)
多年生枝(下部)
主枝(木质部)
主枝(皮层)
微量元素含量/(μg/g)
Cu
4.8988 cC
2.8960 aA
4.0729 bB
3.2427 aA
6.3444 dD
6.4421 dD
5.1066 cC
3.0759 aA
3.8374 bB
4.8444 cC
Zn
44.1321 deCD
45.3055 eD
30.3271 aA
42.5804 cdCD
33.7793 bB
44.9176 deD
45.7096 eD
44.0435 deCD
41.4569 cC
34.4949 bB
Fe
175.2163bB
122.9903aA
190.4150 cC
260.4919dD
332.9415 fF
310.9839eD
372.6341hH
347.7206gG
347.8225gG
381.0098 lH
Mn
87.4340 eE
95.2905 fF
124.8949hG
99.7929 gF
65.2754 dD
53.0235 cC
45.0033 bB
34.8802 aA
55.2053 cC
62.4894 dD
Ni
27.0888 dCD
25.6262 bAB
27.2622 deD
26.5392 cC
25.6300 bAB
25.8237 bB
29.0200 fE
26.5287 cC
27.6725 eD
25.0918 aA
Cr
5.6519eD
7.3699fE
5.4851 eD
6.3628 cC
4.3052cC
3.5555bB
3.5575 bB
2.6420aA
4.6039cdC
4.6991dC
表4 山杜英营养枝枝叶中微量元素含量比较
·· 24
等:
此外,还发现主枝(皮层)与主枝(木质部)之间所
测Fe、Zn、Mn、Cu和Cr含量差异极显著,Ni含量差异
不显著。
2.2 山杜英果枝及花各部分中金属元素含量比较
本试验采用FAAS方法比较山杜英果枝及花器官
5个部位中 10个金属元素含量的差异,结果分别见表
5、表6。
由表5可以看出山杜英果枝及花各部分中K、Ca、
Mg、Na等 4个大量元素含量高低顺序略有不同,花穗
总柄、花穗小柄、花瓣及花丝等一致表现为:K>Ca>
Mg>Na,而花萼和结果母枝表现为:K>Mg>Ca>
Na。K含量相对较高,其变化范围在 2243.5191~
4434.6016 μg/g之间;Ca和Mg含量其次,其变化范围
分别在 697.6649~1382.3126 μg/g 之间和 739.1380~
1834.0274 μg/g之间;Na含量则相对较小,其变化范围
在171.0156~518.8670 μg/g之间。
随元素的变化,同一大量元素在山杜英果枝及花
各部分中的含量顺序随之不同。
如K表现为:结果母枝>花瓣及花丝等>花穗总
柄>花萼>花穗小柄,而Mg表现为:结果母枝>花萼>
花瓣及花丝等>花穗小柄>花穗总柄;再如Ca表现
为:结果母枝>花穗小柄>花穗总柄>花瓣及花丝等>
花萼,而Na则表现为:结果母枝>花穗总柄>花穗小
柄>花萼>花瓣及花丝。
随元素及部位的变化,山杜英果枝及花各部分之
间含量差异程度也随之不同。
就花的 4个部分比较而言,Mg、Na含量差异显著
或极显著,而K表现为:花穗总柄、花萼与花穗小柄两
两之间K含量没有显著差异,但它们与花瓣及花丝之
间K含量有极显著差异;Ca则表现为:除了花瓣及花
丝等与花穗总柄之间Ca含量差异不显著外,花器官各
部分其余两两之间Ca含量差异均达极显著水平。
器官部位


花穗总柄
花穗小柄
花瓣及花丝等
花萼
结果母枝
大量元素含量/(μg/g)
K
2451.7705aAB
2243.5191 aA
2973.6638 bB
2338.7840aAB
4434.6016 cC
Ca
1185.6952 bB
1298.2648 cBC
1154.5813 bB
697.6649 aA
1382.3126 cC
Na
241.6659 dC
229.7919 cC
171.0156 aA
202.0432 bB
518.8670 eD
Mg
739.1380 aA
995.7217 bB
1119.6890 cC
1328.5006 dD
1834.0274 eE
表5 山杜英果枝及花各部分中大量元素含量比较
就结果母枝与花器官各部分比较而言,K、Mg、Na
含量差异极显著,而Ca表现为:除结果母枝与花穗小
柄之间Ca含量差异不显著外,结果母枝与花器官其余
3个部位之间Ca含量差异均达极显著水平。
由表6可以看出Fe、Zn、Mn、Cu、Cr、Ni等6个微量
元素在山杜英果枝及花各部分中含量高低顺序各不相
同,花瓣及花丝等、花穗小柄和花穗总柄表现为:Fe>
Mn>Zn>Ni>Cu>Cr;花萼则表现为:Fe>Mn>
Zn>Ni>Cr>Cu;而结果母枝表现为:Fe>Zn>Mn>
Ni>Cu>Cr。其中,Fe含量相对较高,其变化范围分
别在 126.7802~391.3333 μg/g之间;Zn、Mn和Ni含量
其次,其含量变化范围分别在26.7556~50.9470 μg/g之
间、34.7308~47.7314 μg/g之间和27.20197~29.061 μg/g
之间;Cr、Cu含量则相对较小,其变化范围分别在
2.6450~5.2917 μg/g之间和3.39514~5.698 μg/g之间。
随元素的变化,同一大量元素在山杜英果枝及花
各部分中的含量顺序随之不同。
如 Fe和Zn一致表现为:结果母枝>花穗总柄>
花穗小柄>花瓣及花丝等>花萼,而Cu和Cr均表现
为:花穗总柄>结果母枝>花萼>花瓣及花丝等>花
穗小柄。又如Mn表现为:花穗小柄>结果母枝>花
萼>花穗总柄>花瓣及花丝等,而Ni则表现为:花萼>
花穗总柄>结果母枝>花穗小柄>花瓣及花丝等。
随元素及部位的变化,山杜英果枝及花各部分之
间含量差异程度也随之不同。
就花的 4个部分比较而言,如花穗总柄与花穗小
柄之间所测 6个微量元素含量差异均达极显著水平;
又如,花萼与花瓣及花丝之间Fe、Mn、Cr、Ni含量差异
均达极显著水平,而Cu和Zn含量差异均不显著;再
如,花穗小柄与花萼(或花瓣及花丝等)之间Fe 、Mn、
Zn、Cr含量差异均达极显著水平,而Cu和Ni表现为,
花穗小柄与花萼之间Cu和Ni含量差异极显著;花穗
小柄与花瓣及花丝等之间Cu和Ni含量差异不显著;
花穗总柄与花萼(或花瓣及花丝等)之间 Fe、Zn、Cu、
Cr、Ni含量差异均达显著或极显著水平,而Mn表现
为,花穗总柄与花瓣及花丝等Mn含量差异极显著;花
陈景明等:山杜英枝叶花中金属元素的火焰原子吸收光谱法测定 ·· 25
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
穗总柄与花萼之间之间Mn含量差异不显著;就结果
母枝与花各部分比较而言,Fe、Zn、Cu、Cr、含量差异极
显著,而Mn表现为:结果母枝与花穗小柄之间Mn含
量差异不显著,结果母枝与花器官其余 3个部位之间
Mn含量差异均极显著;Ni则表现为:结果母枝与花穗
小柄(或花瓣及花丝等)之间Mn含量差异不显著,结
果母枝与花穗总柄(或花萼)之间Mn含量差异极
显著。
2.3 金属元素在山杜英中的含量范围分析
本试验将山杜英枝叶花等 15个部位的金属元素
的含量与一般植物金属元素含量进行比较分析,结果
见表7。
K元素在所测的山杜英各器官及部位中的元素的
含量范围为 2243.5191~9533.8855 μg/g,平均含量为
5255.1733 μg/g,与一般植物内K含量相比,K元素含
量均低于正常范围值。而实地观察,所采山杜英的生
长发育情况均属正常。Ca元素在供试的山杜英枝叶
花中含量范围为 697.6649~4212.8338 μg/g,平均含量
为2278.1928 μg/g,与一般植物体内Ca含量相比,除花
萼中Ca含量低于正常范围值外,其余 14个测定部位
的Ca含量均在正常范围。Mg元素在供试的山杜英枝
叶花中的含量范围为 739.1380~1886.1252 μg/g,平均
含量为 1307.3431 μg/g,与一般植物体内Mg含量相
比,所测器官及部位中Mg元素含量均在正常范围之
内。Na元素在供试的山杜英枝叶花中的的含量范围
171.0156~1163.1036 μg/g,平均含量为 541.7067 μg/g,
与一般植物体内Na含量相比,除山杜英繁殖器官(花
穗总柄、花穗小柄、花瓣及花丝等和花萼)、多年生枝
(中下部)和成长叶片等 7个器官及部位中Na含量低
于一般植物Na元素含量的正常范围值外,山杜英其余
8个测定器官及部位Na含量均在正常范围。山杜英
各测定器官及部位中的 Fe 元素的含量范围为
122.9903~391.3333 μg/g,平均含量为 258.2136 μg/g,
与一般植物体内Fe含量相比,除一年生枝、多年生枝
(上中下部)、主枝(皮层及木质部)、结果母枝中Fe含
量略高于正常范围值外,其余8个测定器官及部位中,
Fe含量均在正常范围。山杜英各测定器官及部位中
的Mn元素的含量范围为34.7308~124.8949 μg/g,平均
含量为 62.2545 μg/g,与一般植物体内Mn含量相比,
所测山杜英各器官及部位Mn元素含量均在正常范
围。山杜英各测定器官及部位中的Zn元素的含量范
围为 26.7556~50.9470 μg/g,平均含量为 39.1166 μg/g,
与一般植物体内Zn含量相比,所测的山杜英各器官及
部位中Zn元素含量均落在正常范围。所测的山杜英
各个器官及部位中的Cu元素的含量范围为 2.8960~
6.4421 μg/g,平均含量为4.3826 μg/g,与一般植物体内
Cu含量相比,仅一年生枝、多年生枝(上部)、多年生枝
(中部)、花穗总柄等4个器官及部位Cu元素含量落在
正常范围,其余 11个测定器官及部位均低于正常范
围。所测山杜英各器官及部位中的Cr元素的含量范
围为 2.6420~7.3699 μg/g,平均含量为 4.5305 μg/g,与
一般植物体内Cr含量相比,所测山杜英15个器官及部
位的Cr元素含量均超出正常范围。山杜英各器官部
位中的Ni元素的含量范围为25.0918~29.0617 μg/g,平
均含量为27.0501 μg/g,与一般植物体内Ni含量相比,
所测山杜英15个器官及部位的Ni元素含量均超出正
常范围。
3 讨论
本试验结果表明,山杜英同一发育阶段叶中的叶
片与叶柄之间所测金属元素含量差异程度大都表现
为:9~10个元素含量差异显著,0~1个元素含量差异不
显著。成长叶表现为:其叶片与叶柄之间,所测 10个
金属元素含量差异极显著,而新叶则表现为:其叶片与
叶柄之间,除Zn含量差异不显著外,其余 9个金属元
素含量差异均极显著;山杜英不同发育阶段叶(叶片或
叶柄)之间所测金属元素含量差异程度大都表现为:
7~8个元素含量差异显著,2~3个元素含量差异不显
著。新叶与成长叶之间K、Na、Mg、Fe、Zn、Mn等 6个
器官部位


花穗总柄
花穗小柄
花瓣及花丝等
花萼
结果母枝
微量元素含量/(μg/g)
Cu
5.6984 dD
3.3951 aA
3.5614 abAB
3.7698 bB
4.5537 cC
Zn
39.7636 cC
34.4478 bB
28.0888 aA
26.7556 aA
50.9470 dD
Fe
194.8100dD
166.4807cC
151.5734bB
126.7802aA
391.3333eE
Mn
40.2816bB
47.7314cC
34.7308aA
41.9594bB
45.8252cC
Ni
28.4458bB
27.2119aA
27.2019aA
29.0617cB
27.5472aA
Cr
5.2917 eE
2.6450aA
3.4601bB
3.9511 cC
4.3771dD
表6 山杜英果枝及花各部分中微量元素含量比较
·· 26
等:
金属元素含量显著或极显著差异,Ca含量没有显著差
异,而Cu、Cr和Ni表现为:叶片中Cu含量差异极显
著,Cr(或Ni)含量差异不显著,叶柄中Cu含量不显
著,Cr(或Ni)含量显著或极显著;所测金属元素在山
杜英枝叶之间的所测金属元素含量差异程度亦不同,
大都表现为:9~10个元素含量差异显著,0~1个元素含
量差异不显著。同一发育阶段枝叶之间,一年生枝与
新叶之间,除Ni表现为一年生枝与新叶叶柄之间不显
著,一年生枝与新叶叶片之间显著外,其余9个金属元
素含量差异均极显著;多年生枝(上部)与成长叶之间,
除Zn表现为多年生枝(上部)与新叶叶柄之间不显著,
多年生枝(上部)与新叶叶片之间显著外,其余 9个金
属元素含量差异均极显著;所测金属元素在山杜英不
同类型枝之间的含量差异程度不同,大都表现为:5~8
个元素含量差异显著,2~5个元素含量差异不显著。
一年生枝与多年生枝之间8个金属元素含量差异极显
著,一年生枝与主枝之间 6个金属元素含量差异极显
著,主枝与多年生枝之间 5个金属元素含量差异极显
著,多年生3个部位两两之间6个金属元素含量差异极
显著;此外,还发现主枝(皮层)与主枝(木质部)之间9
个金属元素含量差异极显著,仅Ni含量差异不显著。
花器官各部分之间 4个金属元素含量差异极显著;花
器官各部分与结果母枝之间7个金属元素含量差异极
显著;本试验结果还表明,Fe、Mn、Zn、Cu元素含量表
现为:采样点土壤>山杜英植物体,而K、Ca、Mg、Na、
Cr、Ni元素含量则表现为:山杜英植物体>采样点
土壤。
同一金属元素在山杜英各器官之间以及山杜英植
物体和采样点土壤之间含量分布存在上述不同程度的
差异,可能是由于山杜英植物体对土壤各金属元素选
择性吸收及山杜英不同器官对金属元素的累积存在不
同程度差异的结果。上述研究结果将为制定合理的山
杜英栽培技术措施,开展山杜英基因工程育种,提供有
价值的科学依据。
4 结论
4.1 山杜英枝叶花10种金属元素的含量与分布
通过FAAS法对山杜英枝叶花10种金属元素的含
量进行测定分析,结果表明,山杜英植物中 15个测定
器官部位中 10种金属元素的含量平均值高低顺序则
表现为:K>Ca>Mg>Na>Fe>Mn>Zn>Ni>Cr>
Cu。
4.2 金属元素与山杜英生长发育的关系
本试验所测定山杜英 10种金属元素均为植物生
长发育之必需元素。与一般植物体相比,山杜英枝叶
花中Fe、Cr和Ni元素含量均高于一般植物正常含量,
K、Na和Cu元素含量则略低于一般植物正常含量,而
其余4个金属元素含量大都落在一般植物正常含量范
围内。本试验所测山杜英植株生长发育正常,其生长
环境周围亦无污染源,所测山杜英的K、Cu、Cr和Ni等
10个元素含量范围,将为制定山杜英营养诊断指标提
供科学参考。
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元素
K
Ca
Mg
Na
Fe
Mn
Zn
Cu
Cr
Ni
金属元素含量/(μg/g)
一般植物含量
10000~50000[15]
1000~50000[15]
500~7000[15]
500~7000[15]
50~300[16]
20~500[17]
8~100[18]
5~25[19]
0.2~2[20]
0.05~10[19]
山杜英含量
变化范围
2243.5191~9533.8855
697.6649~4212.8338
739.1380~1886.1252
171.0156~1163.1036
122.9903~391.3333
34.7308~124.8949
26.7556~50.9470
2.8960~6.4421
2.6420~7.3699
25.0918~29.0617
平均
5255.1733
2278.1928
1307.3431
541.7067
258.2136
62.2545
39.1166
4.3826
4.5305
27.0501
备注
偏低
正常
正常
偏低
偏高
正常
正常
偏低
偏高
偏高
表7 山杜英和一般植物金属元素含量比较
陈景明等:山杜英枝叶花中金属元素的火焰原子吸收光谱法测定 ·· 27
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致谢:感谢化学专业张英武副教授、张青山老师等的大
力支持与帮助。
·· 28