全 文 ：文章编号:1001 － 4829(2016)05 － 1214 － 05 DOI:10． 16213 / j． cnki． scjas． 2016． 05． 040
收稿日期:2015 － 05 － 29
基金项目:江苏省林业三新工程项目(LYSX［2014］13、LYSX
［2015］03);中央财政林业科技推广示范项目( ［2014］TJS05
号) ;江苏省农业科技自主创新项目(CX［11］1017)
作者简介:李成忠(1980 － )，男，山东兖州人，博士，副教授，
主要从事观赏植物栽培生理生态及应用研究，E-mail:licheng-
zhong@ 126． com，Tel:0523-86157708，13775703561，* 为通讯作
者:E -mail:55942099@ qq． com，Tel:0514-87997219。
芍药花茎矿质元素含量与机械强度的关系
李成忠1，孙 燕1，赵大球2，冯立国2，陶 俊2*
(1． 江苏农牧科技职业学院园林园艺系，江苏 泰州 225300;2． 扬州大学园艺与植物保护学院，江苏 扬州 225009)
摘 要:通过对不同类型的芍药花茎矿质元素含量和机械强度的测定，表明芍药花茎中 Ca、K、Mg、Cu、Zn和 Si的含量均表现为高
机械强度类品种 ＞中等机械强度类品种 ＞低机械强度类品种，而 Fe和 Mn的含量却与之相反。其中，Ca、K、Mg和 Si的含量差异
在三类品种间达显著水平，相关分析表明，高机械强度类芍药品种花茎机械强度与 Ca、K、Si 3 种元素的含量呈极显著正相关，中等
及低机械强度类品种花茎机械强度则与 Ca和 Si 2 种元素含量的相关性达极显著。花茎机械强度与 Cu 的含量呈正相关，且与中
等机械强度品种显著相关，花茎机械强度与 Mg、Fe、Mn、Zn 4 种元素含量的相关性类型间差异较大。
关键词:芍药;花茎;机械强度;矿质元素
中图分类号:S682 文献标识码:A
Ｒelationship between Inflorescence Stem Mechanical Strength and Some
Elements Contents of Herbaceous Peony(Paeonia lactiflora Pall．)
LI Cheng-zhong1，SUN Yan1，ZHAO Da-qiu2，FENG Li-guo2，TAO Jun2*
(1． Department of Landscape Architecture and Horticulture，Jiangsu Agri-animai Husbandry Vocational College，Jiangsu Taizhou 225300，
China;2． College of Horticulture and Plant Protection，Yangzhou University，Jiangsu Yangzhou 225009，China)
Abstract:Inflorescence stem mechanical strength and some elements contents of herbaceous peony(Paeonia lactiflora Pall．)within three
categories were measured． The results showed that the contents of Ca，K，Mg，Cu，Zn and Si were characterized by high mechanical strength
variety ＞ medium mechanical strength variety ＞ low mechanical strength variety，the content of Fe and Mn in contrast． Among them，Ca，
K，Mg and Si content were significant differences between the type，and the others were not significant difference between the types． Correla-
tion analysis showed that stem mechanical strength of the high mechanical strength class significantly positively correlated to Ca，K and Si
contents，and the medium together with low one significantly positively correlated to Ca and Si contents． Mechanical strength positively corre-
lated to Cu contents，and significantly associated with medium mechanical strength varieties． The correlation was different in stem mechanical
strength and Mg，Fe，Mn，Zn contents．
Key words:Herbaceous peony;Inflorescence stem;Mechanical strength;Element contents
芍药(Paeonia lactiflora Pall．)是近年来新兴的
用于婚庆场合的高档鲜切花，栽培中要求花茎粗壮、
直立，不出现花茎弯曲［1］。然而，由于不少栽培品
种花茎细长，花头下垂，无法进行切花生产［2 － 3］。如
何改善芍药花茎栽培性状，提高花茎品质是目前我
国芍药切花栽培中急需解决的重要问题。
矿质元素作为植物维持正常生理活动的必需物
质，在植物体的建构、生理生化调控等方面起着极其
重要的作用［4］。已有研究证明，植物茎秆品质的形
成与许多矿质元素关系密切。充足的硅、钾营养，会
使植物茎秆粗壮，强度增大，机械性能改善，提高抗
倒伏能力［5］;水稻基部茎壁厚度、茎重和抗折力与
茎秆 K和 Si含量呈显著或极显著正相关［6］，钙对提
高超级稻抗倒伏力作用明显［7］。有关芍药花茎矿
质营养的研究中，有研究认为钾肥、钙肥和磷肥虽对
花枝长度影响不显著，但均能一定程度上促进芍药
品种花梗的增粗生长，其中钾肥的影响可达显著水
平［8］;于晓南［9］研究了采收前喷施不同钙素形态
(有机态和无机态)和钙素浓度对芍药茎杆增粗等
4121
西 南 农 业 学 报
Southwest China Journal of Agricultural Sciences
2016 年 29 卷 5 期
Vol. 29 No. 5
品质的影响，认为有机钙的效果优于无机钙，并且钙
对芍药花茎的影响存在品种差异。Zhao 等［10］研究
了喷硅对芍药花茎的影响，发现硅可以提高芍药花
茎机械强度、花茎鲜重等。然而，有关芍药花茎矿质
元素积累与其机械强度关系的系统研究鲜有报道。
本文在对扬州地区主栽芍药品种花茎机械强度分类
的基础上［11］，分析研究不同机械强度类型芍药品种
花茎矿质元素含量的差异，旨在芍药切花栽培、生产
提供部分理论依据。
1 材料与方法
1． 1 试验材料
本试验以扬州大学园艺与植物保护学院芍药种
质资源圃中的 76 个 6 年生芍药品种为材料，于
2011 年 4 月至 5 月间选择生长较为一致的植株，将
芍药从基部平剪后迅速放入装有水的塑料桶中带回
实验室，用于相关指标的测定。
1． 2 试验方法
1． 2． 1 花茎机械强度的测定 参考 Kokubo［12］和
Burk［13］的方法，利用植物茎秆强度测定仪(NK-2，浙
江杭州)测定花朵下 5 cm 处的花茎机械强度(单
位:牛顿，N)，3 枝为 1 组，重复 3 次。
1． 2． 2 矿质元素的测定 矿质元素 Ca、K、Mg、Cu、
Fe、Mn、Zn的测定采用电感耦合等离子体原子发射
光谱法(ICP-AES)［14］。将测定完机械强度的花茎
用去离子水冲洗，置于烘箱中于 105 ℃杀青 10 min，
然后在 70 ℃下烘干至恒重，磨碎，过 100 目筛，准确
称取 0． 3 g(准确至万分之一)粉末倒入消煮管内，
加入 4 mL HNO3(优级纯，GＲ)、4 mL双蒸水和 1 滴
H2O2，置于微波消解仪(MAＲS 5，CEM，USA)中消
解，然后置于原子发射光谱仪(Solar S4 + Graphite
Furnace System 97，Thermo Elemental，USA)中测定
各矿质元素含量。Si 用 H2SO4-H2O2 消化，重量法
测定［15］。
1． 3 统计分析
所有数据均为 3 个重复的平均值加标准误。方
差分析使用 SAS /STAT6． 12 统计分析软件进行
(SAS Institute，Cary，NC，USA)。
2 结果与分析
2． 1 不同类型芍药品种花茎机械强度的差异
由图 1 可知，高机械强度芍药品种平均机械强
度为 15． 9 N，中等机械强度品种为 11． 4 N，低机械
强度品种为 6． 9 N，三类品种间差异达极显著水平
(P ＜ 0． 01)。
2． 2 不同花茎机械强度类型芍药品种主要矿质元
素含量的差异
由表 1 可以看出，高机械强度类品种 Ca含量最
大，达 10． 43 mg·g －1，其次为中等机械强度类品
种，达 8． 20 mg·g －1，低机械强度类品种 Ca 含量最
低，为 6． 71 mg·g －1，高机械强度类品种的 Ca 含量
分别是中等及低机械强度类品种的 127． 20 %、155．
44 %。方差分析表明，不同机械强度类型芍药品种
花茎 Ca含量差异明显(F = 122． 12＊＊)，高机械强
度类品种花茎 Ca含量显著高于中等机械强度类品
种和低机械强度类品种，中等机械强度类品种显著
高于低机械强度类品种。说明在本试验条件下，供
试品种花茎 Ca 含量与其机械强度关系密切，花茎
机械强度高的品种其 Ca含量较高。
不同机械强度类型芍药品种 K、Mg 含量变化趋
势与 Ca含量一致。高机械强度类品种花茎 K 含量
达 19． 20 mg·g －1，显著高于中等机械强度类品种
(16． 25 mg·g －1)和低机械强度类品种(13． 61 mg
·g －1)，并且中等机械强度类品种显著高于低机械
强度类品种(F = 72． 21＊＊)。高机械强度类品种的
K含量分别是中等及低机械强度类品种的 118． 15
%、141． 07 %。高机械强度类品种 Mg 含量达 2． 03
mg·g －1，显著高于中等机械强度类品种(1． 78 mg
·g －1)及低机械强度类品种 Mg 含量(1． 41 mg·
g －1)，并且中等机械强度类品种显著高于低机械强
度类品种(F = 19． 04＊＊)。高机械强度类品种的
Mg含量分别是中等及低机械强度类品种的 114． 04
%、143． 97 %。说明在本试验条件下，供试品种花
茎 K、Mg含量与其机械强度关系亦十分密切，花茎
机械强度高的品种其 K、Mg含量较高。
不同机械强度类型芍药品种 Cu、Zn 含量变化
趋势一致。高机械强度类品种 Cu、Zn 含量最大，分
别达 14． 47、20． 26 mg·kg －1，其次为中等机械强度
类品种，分别达 13． 19、19． 66 mg·kg －1，低机械强
20
15
10
5
0
机
械
强
度
（ N
）
高机械
强度
中等机械
强度
低机械
强度
图 1 不同类型芍药品种花茎的机械强度
Fig． 1 Inflorescence stem mechanical strength of herbaceous peony
cultivars within 3 groups
51215 期 李成忠等:芍药花茎矿质元素含量与机械强度的关系
度类品种分别为 12． 61、17． 25 mg·kg －1，高机械强
度类品种的 Cu 含量分别是中等及低机械强度类品
种的 109． 70 %、1114． 75 %。高机械强度类品种的
Zn含量分别是中等及低机械强度类品种的 103． 05
%、117． 45 %。方差分析表明，不同机械强度类型
芍药品种花茎 Cu、Zn 含量差异未达显著水平(F =
3． 05，F = 2． 96)，高机械强度类品种花茎 Cu、Zn 含
量显著高于低机械强度类品种，高机械强度类品种
与中等机械强度类品种 Cu、Zn 含量差异不显著。
说明在本试验条件下，供试品种花茎 Cu、Zn 含量与
其机械强度关系并不密切。
不同机械强度类型的芍药品种花茎中 Fe 的含
量分别为:高机械强度类品种 100． 47 mg·kg －1、中
等机械强度类品种 103． 36 mg·kg －1、低机械强度类
品种 104． 46 mg·kg －1，呈现出随机械强度的降低而
逐渐升高的趋势，但不同机械强度类型间并未达显
著差异(F = 0． 17)。说明在本试验条件下，供试品
种花茎 Fe含量与其机械强度关系并不密切。
不同机械强度类型芍药品种 Mn 含量以低机械
强度类品种最高，达 8． 80 mg·kg －1，中等机械强度
类品种次之，为 7． 68 mg·kg －1，高机械强度类品种
最低，为 7． 25 mg·kg －1，低机械强度类品种 Mn 含
量分别是高机械强度及中等机械强类品种的 121．
38 %、114． 58 %。方差分析表明，低机械强度类品
种花茎 Mn含量显著高于高机械强度类品种，然而，
不同机械强度类型芍药品种间差异不显著(F = 2．
33)。说明在本试验条件下，供试品种花茎 Mn 含量
与其机械强度关系并不密切。
高机械强度类品种 Si 含量最大，达 1． 60 mg·
kg －1，其次为中等机械强度类品种，为 1． 26 mg·
kg －1，低机械强度类品种 Si含量最低，为 1． 03 mg·
kg －1，高机械强度类品种的 Si 含量分别是中等及低
机械强度类品种的 126． 98 %、155． 34 %。方差分
析表明，不同机械强度类型芍药品种花茎 Si 含量差
异明显(F = 184． 80＊＊)，高机械强度类品种花茎 Si
含量显著高于中等机械强度类品种和低机械强度类
品种，中等机械强度类品种显著高于低机械强度类
品种。说明在本试验条件下，供试品种花茎 Si 含量
与其机械强度关系十分密切，花茎机械强度高的品
种其 Si含量较高。
2． 3 芍药各矿质元素含量与芍药花茎机械强度的
关系
从表 1 可以看出，Ca 含量与花茎机械强度呈极
显著正相关(Ｒ = 0． 94＊＊)，且与各类型芍药品种花
茎机械强度均达极显著正相关，高机械强度类芍药
品种 Ca含量与机械强度的相关系数最高(Ｒ = 0．
77＊＊)，中等机械强度类芍药品种 Ca含量与机械强
度的相关系数最低(Ｒ = 0． 69＊＊)。
K含量与花茎机械强度呈极显著正相关(Ｒ =
0． 85＊＊)，与各类型芍药品种花茎机械强度均呈正
相关，除高机械强度类芍药品种 K 含量与机械强度
呈极显著正相关(Ｒ = 0． 69＊＊)外，其余类型均未达
显著相关水平，低机械强度类品种 K 含量与机械强
度相关系数最低(Ｒ = 0． 05)。
Mg含量与花茎机械强度呈显著正相关(Ｒ = 0．
52* )，但与各类型芍药品种花茎机械强度的相关性
不一致，其中高机械强度类品种 Mg 含量与机械强
度呈负相关，其余类型呈正相关，并均未达显著相关
水平。
Cu含量与花茎机械强度呈极显著正相关(Ｒ =
0． 94＊＊)，与各类型芍药品种花茎机械强度均达正
相关，除中等机械强度品种 Cu 含量与机械强度呈
显著正相关外，其他未达显著相关水平，高机械强度
类芍药品种 Cu含量与机械强度的相关系数最低(Ｒ
= 0． 18)。
Fe含量与花茎机械强度呈负正相关(Ｒ = － 0．
08)，与各类型芍药品种相关性不一致，高机械强度
类品种 Fe含量与机械强度呈负相关(Ｒ = － 0． 44)，
其余均呈正相关。
表 1 不同机械强度类型芍药品种花茎 Ca、K、Mg、Cu、Fe、Mn、Zn、Si的含量
Table 1 Ca，K，Mg，Cu，Fe，Mn，Zn and Si contents in inflorescence stem of herbaceous peony cultivars in different groups
类别
Group
Ca
(mg·g － 1)
K
(mg·g － 1)
Mg
(mg·g － 1)
Cu
(mg·kg －1)
Fe
(mg·kg －1)
Mn
(mg·kg －1)
Zn
(mg·kg －1)
Si
(mg·kg －1)
高机械强度
High strength 10． 43 ± 1． 17a 19． 20 ± 2． 41a 2． 03 ± 0． 42a 14． 47 ± 1． 54a100． 47 ± 14． 80a 7． 25 ± 1． 97b 20． 26 ± 6． 20a 1． 60 ± 0． 13a
中等机械强度
Middle strength 8． 20 ± 0． 49b 16． 25 ± 1． 13b 1． 78 ± 0． 30b 13． 19 ± 2． 59ab103． 36 ± 22． 45a7． 68 ± 2． 74ab 19． 66 ± 4． 11ab 1． 26 ± 0． 07b
低机械强度
Low strength 6． 71 ± 0． 63c 13． 61 ± 0． 76c 1． 41 ± 0． 24c 12． 61 ± 1． 77b104． 46 ± 18． 53a 8． 80 ± 1． 68a 17． 25 ± 2． 79b 1． 03 ± 0． 08c
F值 122． 12＊＊ 72． 21＊＊ 19． 04＊＊ 3． 05 0． 17 2． 33 2． 96 184． 80＊＊
注:多重比较采用 LSD 法，字母不同者表示差异达 5 %显著水平。F0． 05 = 3． 12 F0． 01 = 4． 92。
6121 西 南 农 业 学 报 29 卷
表 2 花茎机械强度与与各矿质元素含量的关系
Table 2 Correlation between contents of some elements contents and inflorescence stem mechanical strength of herbaceous peony cultivars
类别
Group
相关系数 Correlation index
Ca
(mg·g － 1)
K
(mg·g － 1)
Mg
(mg·g － 1)
Cu
(mg·kg －1)
Fe
(mg·kg －1)
Mn
(mg·kg －1)
Zn
(mg·kg －1)
Si
(mg·kg －1)
高机械强度
High strength 0． 77
＊＊ 0． 69＊＊ － 0． 51 0． 18 － 0． 44 － 0． 34 0． 14 0． 80＊＊
中等机械强度
Middle strength 0． 69
＊＊ 0． 22 0． 06 0． 36＊＊ － 0． 07 0． 001 － 0． 11 0． 69＊＊
低机械强度
Low strength 0． 73
＊＊ 0． 05 0． 37 0． 34 0． 24 － 0． 28 － 0． 01 0． 66＊＊
所有品种
Total cultivars 0． 94
＊＊ 0． 85＊＊ 0． 52＊＊ 0． 36＊＊ － 0． 08 － 0． 26 0． 23* 0． 95＊＊
Mn含量与花茎机械强度呈显著负相关(Ｒ = －
0． 26* )，但与各类型芍药品种相关性不一致，中等
机械强度类芍药品种 Mn含量与机械强度呈正相关
(Ｒ = 0． 001)，其余均呈负相关。
Zn含量与花茎机械强度呈显著正相关(Ｒ = 0．
23* )，但与各类型芍药品种相关性不一致，高机械
强度类芍药品种 Zn含量与机械强度呈正相关(Ｒ =
0． 1)，其余均呈负相关。
Si含量与花茎机械强度呈极显著正相关(Ｒ =
0． 95＊＊)，并与各类型芍药品种花茎机械强度均达
极显著正相关，高机械强度类芍药品种 Si含量与机
械强度的相关系数最高(Ｒ = 0． 80＊＊)，低机械强度
类芍药品种 Si含量与机械强度的相关系数最低(Ｒ
= 0． 66＊＊)。
2． 4 变异系数
由表 3 可知，高机械强度类芍药品种变异系数
排列顺序为 Zn ＞ Mn ＞ Mg ＞ Fe ＞ K ＞ Ca ＞ Cu
＞ Si，Zn的变异系数高达 30． 61 %，Si 含量的变异
系数最小，为 8． 17 %，说明高机械强度类芍药品种
花茎 Si含量差异最小，Zn 含量差异最大。中等机
械强度类品种变异系数排列顺序为 Mn ＞ Fe ＞ Zn
＞ Cu ＞ Mg ＞ K ＞ Ca ＞ Si，Mn含量的变异系数高
达 35． 73 %，而 Si含量的变异系数仅为 5． 70 %，说
明中等机械强度类芍药品种花茎 Si含量差异最小，
Mn含量差异最大。至于低机械强度类品种，变异系
数排列顺序为 Mn ＞ Fe ＞ Mg ＞ Zn ＞ Cu ＞ Ca ＞
Si ＞ K，Mn含量的变异系数高达 19． 11 %，而 K 含
量的变异系数仅为 5． 57 %，说明低机械强度类芍药
品种花茎 Mn含量差异最大，K含量差异最小。
3 讨 论
3． 1 芍药花茎机械强度与矿质元素含量的关系
本实验条件下，供试品种顶部花茎的 Ca、Si 含
量与其机械强度关系密切，随着花茎中两种元素的
增加，其花茎机械强度亦显著提高。由此可见，提高
芍药花茎中 Ca和 Si的含量可以显著提高其机械强
度。高机械强度类品种花茎机械强度与 K 含量关
系亦十分密切，随着 K 含量的增加，其花茎机械强
度极显著增加，说明 K含量的增加亦可使高机械强
度类芍药品种花茎机械强度显著升高。这是因为钙
和钾是植物生长发育所需的大量元素，其中钙对维
持细胞壁结构、稳固胞间层、调控细胞壁的合成等方
面起着重要的作用［16 － 17］，充足的钙可以有效避免芍
药［18，9］、香石竹［19］、非洲菊［20 － 22］“弯茎”的发生;钾
能增强植物光合作用和光合产物的运输，加快植株
干物质的积累，有利于细胞的木质化，从而增强了植
物茎秆的机械强度［23］;硅则是植物生长的有益元
素，它通过在细胞壁中的沉积可促使厚壁细胞硅质
化，并使厚角组织细胞加厚，进而增强了植物组织的
机械强度［24 － 25］。
表 3 不同机械强度类型芍药品种花茎矿质元素的变异系数
Table 3 Variation coefficient of elements contents in inflorescence stems of herbaceous peony cultivars in different groups
变异系数
c． v．(%) Ca K Mg Cu Fe Mn Zn Si
高机械强度
High strength 11． 20 12． 56 20． 53 10． 66 14． 73 27． 13 30． 61 8． 17
中等机械强度
Middle strength 5． 98 6． 96 16． 79 19． 61 21． 72 35． 73 20． 90 5． 70
低机械强度
Low strength 9． 33 5． 57 17． 03 14． 00 17． 74 19． 11 16． 15 7． 48
71215 期 李成忠等:芍药花茎矿质元素含量与机械强度的关系
Cu的含量与芍药花茎机械强度呈显著正相关，
且与中等机械强度品种机械强度的相关性亦达显著
水平，这与杨世民在杂交稻上的研究结论部分一
致［26］，其机理尚待进一步研究。至于 Zn 的含量与
机械强度呈显著正相关且 Mn 含量与其呈显著负相
关，但与各类型品种机械强度的相关性并不显著，这
可能是这几种矿质元素在芍药中积累和分配规律存
在较大的品种差异造成的［27］。
3． 2 不同机械强度类芍药花茎矿质元素含量变异
系数分析
通过利用变异系数分析不同机械强度类芍药品
种矿质元素含量的变化可以看出，不同机械强度类
芍药品种花茎 Mg、Fe、Cu、Mn、Zn 5 种矿质元素含量
的变异系数较大，不能较好的反映不同机械强度类
品种的特征，而 Ca、K、Si 3 种矿质元素含量变异系
数较小，品种间差异不大，可以较好的反映不同机械
强度类品种的特征。因此，顶部花茎中 Ca、K、Si 3
种矿质元素含量可作为芍药花茎机械强度预测的品
质初步指标，可为芍药优质切花品种栽培提供部分
理论依据和决策支持。
综上所述，植物“弯茎”现象是一个综合的、复
杂的现象，它受到外界环境、栽培技术、植物本身特
性以及土壤基质等的多重影响［28］。通过栽培措施
调控，如增施钙、钾、硅肥培育壮秆，合理密植以增加
光合作用和光合产物的运输，提高花茎中的物质含
量，控制生育后期氮肥施用水平，防止植物徒长，构
建合理的株型，乃是提高芍药花茎机械强度，防止
“弯茎”发生的有效途径，也是确保芍药切花生产及
园林景观栽培的关键。
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(责任编辑 李 洁)
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