基于多元统计的不同黄瓜品种叶片矿质元素含量分析.pdf
《基于多元统计的不同黄瓜品种叶片矿质元素含量分析.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于多元统计的不同黄瓜品种叶片矿质元素含量分析.pdf(8页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、收稿日期:2023-05-29;修回日期:2023-12-12基金项目:天津市教委社科重大项目(2019JWZD03)作者简介:王红香,女,在读硕士研究生,主要研究方向为植物资源利用与保护。E-mail:通信作者:吴惠惠,女,副研究员,主要研究方向为植物抗逆生理。E-mail:刘海学,男,研究员,主要研究方向为植物生理生化。E-mail:DOI:10.16861/ki.zggc.202423.0340基于多元统计的不同黄瓜品种叶片矿质元素含量分析王红香,张帆,刘海学,吴惠惠(天津农学院园艺园林学院天津300392)摘要:为探明不同黄瓜品种(含品系)叶片矿质元素含量的差异,以不同黄瓜品种叶片作为
2、试验材料,利用原子吸收分光光度计测定 8 种矿质元素含量,并对结果进行多元统计分析与比较。结果表明,不同黄瓜品种叶片中均具有较丰富的矿质元素,其含量分布为 KCaMgNaFeZnMnCu;K 和 Na 元素含量最高的品种为 18-津绿60,Ca 和 Mg 元素含量最高的品种为津早圆润,Fe 和 Mn 元素含量最高的品种为 S312,Zn 元素含量最高的品种为20-津绿 80,Cu 元素含量最高的品种为 WGP91。不同黄瓜品种叶片的矿质元素比例也存在差异,其中 K Na 和 Fe n 差异较大,而 Ca Mg 和 Zn Cu 差异较小。20 个黄瓜品种可聚类成四类:第一类 K、Na、Mn、Cu
3、、Zn、Fe 含量较高,但 Ca、Mg 含量较低;第二类 Ca、Mg 含量较高,但 K 含量较低;第三类 K 含量较高,但 Ca 含量较低;第四类 K、Ca、Mg 含量较高,但品种 S29 的 Mg 含量偏低。相关分析表明,Mg 和 Ca、Na 和 K、Mn 与 Fe 之间存在显著的正相关。主成分分析表明,品种 S312、津早圆润和 20-津绿 60 矿质元素含量综合得分排前 3 位,而 S26、18-津绿 60 和19-津绿 80 排后 3 位。研究结果可为黄瓜品种选育及科学合理施肥提供理论依据和技术支撑。关键词:黄瓜叶片;矿质元素;聚类热图;主成分分析;相关分析中图分类号:S642.2文献
4、标志码:A文章编号:1673-2871(2024)02-038-08Analysis of mineral elements content in different cucumber varietiesbased on multivariate statisticsWANG Hongxiang,ZHANG Fan,LIU Haixue,WU Huihui(College of Horticulture and Landscape,Tianjin Agricultural University,Tianjin 300392,China)Abstract:In order to investig
5、ate the differences in the mineral element content of different cucumber varieties(includingstrains),a multivariate statistical approach was used to examine and compare the eight mineral element content of theleaves of various cucumber varieties,as assessed by an atomic absorption spectrophotometer.
6、The results shown thatmany cucumber varieties have high mineral element content,with a pattern of KCaMgNaFeZnMnCu.The variety with the highest content of K and Na,Ca and Mg,Fe and Mn,Zn,and Cu is 18-Tsumegreen-60,TsubasaMorning Round,S312,20-Tsumegreen 80,and WGP91,respectively.There are also differ
7、ences in the proportion ofmineral elements in the leaves of different cucumber varieties,with significant differences in K:Na and Fe:Mn,whilesmall differences in Ca:Mg and Zn:Cu.Four groups of 20 cucumber types may be identified:the first group has lowerCa and Mg concentration but greater K,Na,Mn,Cu
8、,Zn,and Fe content.The K content is lower in the second category,while the Ca and Mg content is higher.The third group has higher K content and lower Mg content.The fourth group hashigher K,Ca,and Mg content but lower Mg content of S29.According to correlation analysis,a significant positivecorrelat
9、ion existed between Mg and Ca,Na and K,and Mn and Fe.Principal component analysis revealed that the topthree combinations of mineral element content scores were S312,Jin Early Round,and 20-Zin Green 60,while the bottomthree combinations were S26,18-Zin Green 60,and 19-Zin Green 80.The research resul
10、ts may provide a theoreticalfoundation and practical support for scientific and acceptable fertilization as well as cucumber variety breeding.Key words:Cucumber leaves;Mineral elements;Cluster heat map;Principal component analysis;Correlation analysis中中 国国 瓜瓜 菜菜试验研究2024,37(2):38-4538第2期,等:叶片矿质元素含量分析
11、试验研究黄瓜(Cucumis sativus L.)也称胡瓜、青瓜,是葫芦科一年生蔓生或攀援草本植物,在国民经济中占据重要地位1。黄瓜含水量高,亦菜亦果,是重要的菜肴和补水食物,还含有丰富的维生素和矿质元素2。矿质元素是植物生长的必需元素,在植物生长过程中扮演着重要的角色,对维持机体正常的能量转换和新陈代谢等发挥着极其重要的作用3,缺少矿质元素会影响植物正常的生长发育,例如缺 Ca元素会出现植株矮化、节间短的现象;缺 Mg 元素会影响叶绿素的形成;缺 Fe 元素会引起植株叶片黄化等4。近年来,随着科学研究的深入,关于黄瓜矿质元素种类及含量的研究越来越受到人们重视5。郭刚军6研究了黄瓜幼果从开花
12、前 2 d 到开花后 5 d的矿质营养元素含量变化,其中 B、K、Fe 元素在开花授粉后幼果发育期间含量变化相对稳定,Ca、Cu、Mg、Mn、Zn 元素含量则随着果实的发育呈下降趋势。刁春霞等7通过对大黄瓜和荷兰小黄瓜矿质元素含量的测定,表明人体所必需的常量元素 K、Ca、Mg 在两种黄瓜中均大量存在,荷兰小黄瓜中 K、Ca、Cu、Mn 元素的含量高于大黄瓜,而 Fe、Mg、Se元素的含量低于大黄瓜,Zn 元素在两种黄瓜样品中含量相当。孙涌栋等8通过对黄瓜果实膨大生长过程中的矿质元素含量的测定,表明在整个果实膨大过程中,Ca、K、Mg 元素含量最高,Cu、Mn 元素含量最低。综上可知,尽管国内
13、已有关于黄瓜矿质元素的研究,但主要关注点在于果实,而未见基于多元统计以多品种黄瓜为材料对叶片矿质元素含量进行分析的报道。叶片作为黄瓜生长的基础,光合作用产生的能量和有机物是果实生长所需的基本物质。另外,叶片中含有的矿质元素也会随着光合作用产生的有机物向果实转运,为果实的生长和发育提供营养。因此,在黄瓜果实形成过程中,叶片供应的矿质元素对果实的发育和产量具有至关重要的作用。笔者利用原子吸收分光光度计测定不同黄瓜品种初花期叶片中 K、Ca、Mg、Na、Fe、Zn、Mn、Cu 等 8 种矿质元素含量,并经多元统计分析建立20 个黄瓜品种叶片矿质元素综合评价模型,旨在明确其矿质元素含量差异,以期为黄瓜
14、初花期培肥管理和矿质营养诊断提供科学可行的理论依据。1材料与方法1.1材料试验于 2022 年 36 月在天津市绿丰园艺新技术开发有限公司和天津农学院实验室进行。试验材料为天津市绿丰园艺新技术开发有限公司种植的 20 个不同黄瓜品种(品系),分别为 S26、S27、S28、S29、S30、S34、S109、S111、S213、S279、S312、WGP91、WGP53、津早圆润、津绿 25、津绿 30、18-津绿 60、19-津绿 80、20-津绿 60、20-津绿 80。播种前将整齐度一致的种子消毒后在 2830 培养箱内催芽处理 68 h,淘洗干净后播种在育苗盘上,棚室温度控制在 2530
15、,每天喷水 1 次,当黄瓜苗长到 3 叶 1 心时即可定植。在定植前 2 周左右,应对大棚内的土壤进行深耕施底肥,以充分保证黄瓜生长发育所需要的营养物质。定植后管理措施参照史晓燕等9的方法进行。当黄瓜植株长至初花期时(定植 60 d 左右),选取从黄瓜植株根部数第 5 片叶作为试验材料,每个品种随机选取 6 株,3 次重复。样品采集后立即放入冷藏保温箱,并及时带回实验室备用。1.2主要仪器和设备石墨炉原子吸收分光光度仪(TAS-990 super,北京普析通用仪器有限责任公司),火焰光度计(上海仪电分析仪器有限公司),高通量微波消解仪(MARS 6,美国 CEM 公司),消煮炉(EHD-24,
16、北京东 航 科 仪 仪 器 有 限 公 司),电 热 鼓 风 干 燥 箱(XCA-80001,天津市华北实验仪器有限公司)。1.3样品前处理及矿质元素测定将采摘好的初花期黄瓜叶片放入电热鼓风干燥箱中 110 下杀青后,在 70 下烘干至恒质量。将干燥后的样品磨碎,称取 0.5 g 样品加入75%HNO310 mL,用高通量微波消解仪进行消解,消解后在电热炉上进行赶酸,赶酸至剩余 1 mL 后用超纯水定容至 50 mL10。利用原子吸收火焰分光光度计测定 Ca、Mg、Fe、Zn、Mn、Cu 元素含量,用火焰光度计测定 K 和 Na 元素含量11,3 次重复。1.4数据处理采用 Excel 201
17、6 对数据进行统计,用 Omic-Share tool 制作聚类热图12,用 IBM SPSS Statistics26 进行相关性及主成分分析13,采用李跃红等14、李燕等15的方法构建矿质元素综合评价得分模型。2结果与分析2.1不同黄瓜品种矿质元素含量分析通过对 20 个黄瓜品种叶片样品矿质元素含量测定分析,结果表明不同黄瓜品种叶片 K、Ca、Mg、Na、Fe、Zn、Mn、Cu 等 8 种矿质元素含量均不相同(表 1)。20个黄瓜品种叶片中K元素含量较高的有18-津绿 60、王红香,等:基于多元统计的不同黄瓜品种叶片矿质元素含量分析39中国瓜菜第37卷试验研究20-津绿 80 和 19-津
18、绿 80,含量(w,后同)分别为81 708.33、68 537.00、59 041.33 mgkg-1;S213 中K元素含量最低,为 23 209.33 mgkg-1。Na 元素含量较高的品种有 18-津绿 60、19-津绿 80 和 20-津绿 60,含量分别为 2 850.00、2 670.33、2 626.33mgkg-1;S109中 Na 元素含量最低,为 1 220.00 mgkg-1。Ca 元素含量较高的有津早圆润、S34 和 S29,含量分别为45 321.53、44 114.47、40 240.40 mgkg-1;S26 中 Ca元素含量最低,为 21 637.80 mgk
19、g-1。Mg元素含量较高的品种有津早圆润、20-津绿60和 S34,含量分别为40 943.33、38 433.33、37 875.00 mgkg-1;S29 中 Mg元素含量最低,为 22 233.33 mgkg-1。Fe 元素含量较高的有 S312、20-津绿 60 和津绿 25,含量分别为243.53、169.33、148.43 mgkg-1;津绿 30 中 Fe 元素含量最低,为 15.43 mgkg-1。Mn 元素含量较高的有 S312、S28 和 S26,含 量 分 别 为 39.20、34.45、28.71 mg kg-1;WGP53 中 Mn 元素含量最低,为11.85 mgk
20、g-1。Zn 元素含量较高的有 20-津绿 80、津早圆润和S30,含量分别为42.77、42.47、39.34mgkg-1;S26 中 Zn 含量最低,为 26.80 mgkg-1。Cu 元素含量较高的有 WGP91、S30、S312 和 S27,含量分别为18.03、15.73、15.28、15.28 mgkg-1;18-津绿 60 中 Cu元素含量最低,为 10.43 mgkg-1。由表 1 还可以看出,20 个黄瓜品种叶片中矿质元素的平均含量依次为:KCaMgNaFeZnMnCu,其中 K、Ca、Mg 含量较高,Fe、Zn、Mn、Cu 含量较少。从变异系数来看,Fe、Mn 变异系数较大
21、,分别为 58.00%和 40.00%;Mg、Zn 和 Cu 变异系数较小,分别为 15.00%、14.00%和 12.00%。由此可以看出,虽然本试验材料生长的立地条件、水肥管理等情况均相同,但不同黄瓜品种叶片体内矿质元素含量却不相同,这就说明不同黄瓜品种叶片在矿质元素吸收和利用方面存在一定差距。2.2不同黄瓜品种叶片矿质元素比例分析由表 2 可知,不同黄瓜品种叶片的矿质元素比例 K Na 和 Fe Mn 差异较大,其中,K Na 以 S109最大,为 29.61 1,20-津绿 60 的 K Na 最小,为10.35 1。Fe Mn 以 20-津绿 80 最大,为 8.74 1,津绿 30
22、 最小,为 1.25 1。但不同黄瓜品种的 Ca Mg和 Zn Cu 差异较小,分别在 0.82 11.81 1 和1.79 13.03 1。2.3不同黄瓜品种叶片矿质元素热图与聚类分析将不同黄瓜品种叶片的 8 种矿质元素含量进行分析后,按照各元素含量高低,20 个黄瓜品种划分为四类(图 1):20-津绿 80、19-津绿 80、18-津绿60 为第一类,这 3 个黄瓜品种 K、Na、Mn、Cu、Zn、Fe 含量都比较高,且矿质元素种类比较丰富,但Ca、Mg 含量偏低;S34、S213、20-津绿 60 为第二类,这类黄瓜品种 Ca、Mg 含量比较高,但 K 含量偏低;WGP53、S111、S
23、26、S109、S279、WGP91、S27、S312为第三类,这 8 个黄瓜品种 K 含量较高,Ca 含量偏低;S29、津绿 25、S28、津绿 30、S30、津早圆润为第四类,这 6 个黄瓜品种 K、Ca、Mg 含量较高,但品种 S29 Mg 含量偏低。由此看出,不同矿质元素在不同黄瓜品种叶片中含量均存在差异。2.4不同黄瓜品种叶片矿质元素相关性分析20 个黄瓜品种不同矿质元素之间相关性比较见表 3。由表 3 可知,Mg 元素与 Ca 元素、Na 元素与 K 元素之间存在极显著正相关,相关系数 r2分别为 0.650 和 0.678;Mn 元素与 Fe 元素存在显著正相关,相关系数 r2为
24、 0.487。说明在 Mg 元素含量高的黄瓜品种中,Ca 元素含量也高;在 Na 元素含量高的黄瓜品种中,K 元素含量也高;在 Mn 元素含量较高的黄瓜中,Fe 元素含量亦较高。2.5不同黄瓜品种叶片矿质元素主成分分析2.5.1主成分因子的选择由表 4 可知,前 3 个主成分的初始特征值都大于 1,且累积贡献率达到87.729%,说明前 3 项主成分信息可以反映原始数据包含的信息。因此,选取前 3 个主成分作为 20个黄瓜品种叶片综合评价指标。由表 5 可知,在主成分 1 中,Cu、Fe、Mn、Zn 都有较大的正系数值,即主成分 1 变大时,Cu、Fe、Mn、Zn 含量也变大;在主成分 2 中
25、,Ca、Mg 有较大的正系数值,即主成分 2变大时,Ca、Mg 含量升高;在主成分 3 中,K、Na、Zn有较大的正系数值,即主成分 3 变大时,K、Na、Zn含量升高。2.5.220 个黄瓜品种综合评价由主成分因子得分系数矩阵(表 6)得到成分因子得分模型为:F1=-0.417 K-0.259 Na+0.335 Zn+0.479 Fe+0.497 Mn+0.411 Ca-0.022 Mg-0.038 Cu;F2=-0.237 K-0.261 Na+0.068 Zn-0.182Fe-0.077 Mn-0.061 Ca-0.641 Mg-0.646 Cu;F3=0.487 K+0.599 Na+
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 多元 统计 不同 黄瓜 品种 叶片 元素 含量 分析
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。