全 文 :植物营养与肥料学报 2016,22(3):744-751 doi牶1011674/zwyf.15093
JournalofPlantNutritionandFertilizer htp://www.plantnutrifert.org
收稿日期:2015-02-11 接受日期:2015-06-02 网络出版日期:2016-01-26
基金项目:国家科技支撑计划课题(2011BAD11B05);公益性行业(农业)科研专项经费(201103003)资助。
作者简介:丁双双(1989—),女,山东曹县人,硕士研究生,主要从事新型肥料研制与应用。
通信作者 Tel:010-82108664,Email:liyanting@caas.cn
糖醇和氨基酸对小白菜钙营养及生长、品质的影响
丁双双,李燕婷,袁 亮,赵秉强,林治安,杨相东,李 娟,张建君
(中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,农业部植物营养与肥料重点实验室,北京 100081)
摘要:【目的】小分子有机物在农业上的应用研究大多针对其促进作物生长、改善品质等的营养效果,较少研究其
对养分有效性及吸收利用的影响,对中微量元素吸收利用影响的研究更少。本研究选用糖醇和氨基酸为研究对
象,研究了小分子有机物质对小白菜生长、品质和养分吸收以及对钙有效性的影响。【方法】以小白菜为供试作物
进行盆栽试验。试验以喷清水为对照,设置氨基酸(甘氨酸、谷氨酸),糖醇(甘露醇和木糖醇)和硝酸钙单独喷
施,氨基酸(甘氨酸、谷氨酸)和糖醇(甘露醇和木糖醇)分别与硝酸钙配合喷施,共计10个处理,每个处理6次重
复,随机区组排列。试验中氨基酸喷施浓度为250mg/L,糖醇喷施浓度为150mg/L,硝酸钙喷施浓度为 Ca2+130
mg/L。收获后测定植株生物量和维生素C、可溶性糖、硝酸盐和可溶性蛋白的含量,分析植株矿质元素氮、磷、钾
和钙的吸收量。【结果】1)叶面喷施糖醇和氨基酸明显促进了小白菜生长和养分吸收,并改善了其品质。与喷施
清水(CK)相比,喷施糖醇和氨基酸可使小白菜生物量平均增加917%,维生素C、可溶性糖和可溶性蛋白含量分
别平均增加2096%、5078%和3066%,硝酸盐含量平均降低3107%,氮、磷、钾吸收量分别平均增加1243%、
1524%和4216%,钙吸收量增加显著,平均增加2565%;2)糖醇和氨基酸分别与硝酸钙混合施用可有效促进钙
的吸收,提高硝酸钙在小白菜上的应用效果。与单独喷施硝酸钙相比,糖醇和氨基酸与硝酸钙混合喷施可使小白
菜生物量平均增加 1744%,小白菜维生素 C、可溶性糖和可溶性蛋白含量分别平均增加 1423%、4527%、
3343%,对氮、磷、钾养分吸收量分别平均提高 3825%、1613%、2511%,对钙养分的吸收量平均增加
2775%;与单独喷施小分子有机物(氨基酸和糖醇)相比,糖醇和氨基酸与硝酸钙混合喷施使小白菜生物量平均增
加1204%,对钙养分的吸收量平均增加1760%。【结论】叶面喷施糖醇和氨基酸能有效增加小白菜生物量、改善
其品质并促进其对养分的吸收,糖醇和氨基酸分别与硝酸钙混合施用可有效促进钙的吸收,提高硝酸钙在小白菜
上的应用效果。因此,小分子有机物糖醇和氨基酸可用作钙肥的有效助剂,用以促进作物对钙的吸收利用,提高钙
养分的有效性和钙肥的应用效果。
关键词:小分子有机物质;钙营养;生长;品质;养分吸收利用
中图分类号:S1438;S6343 文献标识码:A 文章编号:1008-505X(2016)03-0744-08
Efectsofsugaralcoholsandaminoacidsongrowth,qualityand
calciumnutritionofChinesecabbage
DINGShuangshuang,LIYanting,YUANLiang,ZHAOBingqiang,LINZhian,
YANGXiangdong,LIJuan,ZHANGJianjun
(InstituteofAgriculturalResourcesandRegionalPlanning,ChineseAcademyofAgriculturalSciences/KeyLaboratory
ofPlantNutritionandFertilizer,MinistryofAgriculture,Beijing100081,China)
Abstract:【Objectives】Researchesoflowmolecularorganiccompoundsapplyinginagriculturearemostlyontheir
nutritionalfunctionforcrops,suchaspromotingthegrowth,improvingthequalityandsoon.But,researchesof
lowmoleculeorganiccompoundsefectingonnutrientavailability,absorptionandutilizationforplants,especialy
onabsorptionandutilizationoftraceelementsarefew.Inthisarticle,wehavestudiedtheefectsoflowmolecule
organiccompounds,suchassugaralcoholsandaminoacids,ontheChinesecabbagegrowth,quality,nutrient
absorptionandutilizationandthecalciumavailability.【Methods】Apotexperimentwasconductedandtheplant
3期 丁双双,等:糖醇和氨基酸对小白菜钙营养及生长、品质的影响
wasChinesecabbage.Tentrialtreatmentswerearangedwithsixreplicates,watersprayedasacontrol,amino
acids(GlycineandGlutamate),sugaralcohols(MannitolandXylitol)andcalciumnitratesprayedseparately,and
aminoacids(GlycineandGlutamate)andsugaralcohols(MannitolandXylitoled)sprayedwithcalciumnitrate.
Theconcentrationsofaminoacids,sugaralcoholsandcalciumionforthesprayingwere250mg/L,150mg/Land
130mg/L,respectively.Wemeasuredthebiomass,thecontentsofvitaminC,solublesugar,nitrateandsoluble
proteinofChinesecabbageaftertheharvest,andanalyzedtheaccumulationofnitrogen,phosphorus,potassium
andcalciuminplants.【Results】1)Thefoliarapplicationofsugaralcoholsandaminoacidssignificantlyincreases
thegrowthandnutrientuptake,andimprovesqualityofChinesecabbage.Comparedwiththesprayingwater
(CK),thesprayingofsugaralcoholsandaminoacidsincreasesthebiomassbyanaverageof917%,thecontents
ofvitaminC,solublesugarandsolubleproteinareincreasedbytheaveragesof2096%,5078% and3066%
respectively,thecontentofnitrateisreducedbyanaverageof3107%,theaccumulationamountsofnitrogen,
phosphorusandpotassiumareincreasedbytheaveragesof1243%,1524% and4216% respectively,andthe
accumulationofcalciumisincreasedsignificantlybyanaverageof2565%.2)Thesugaralcoholsoraminoacids
sprayedwithcalciumnitraterespectivelycouldefectivelypromotetheabsorptionofcalcium,andimprovethe
efectsofcalciumnitrateapplyingonChinesecabbage.Comparedwiththesprayingcalciumnitrate,thesugar
alcoholsandaminoacidssprayedwithcalciumnitratecouldincreasethebiomassofChinesecabbagebyanaverage
of1744%,enhancethecontentsofvitaminC,solublesugarandsolubleproteinbytheaveragesof1423%,
4527% and3343% respectively,promotetheaccumulationamountsofnitrogen,phosphorusandpotassiumby
theaveragesof3825%,1613% and2511% respectively,andimprovetheaccumulationoftotalcalciumbyan
averageof2775%;comparedwiththesprayinglowmolecularorganiccompounds,thesugaralcoholsandamino
acidssprayedwithcalciumnitratecouldincreasethebiomassofChinesecabbagebyanaverageof1204%,and
improvetheaccumulationoftotalcalciumbyanaverageof1760%.【Conclusions】Thefoliarapplicationofsugar
alcoholsandaminoacidscanefectivelyincreasethebiomass,thequalityandthenutrientabsorptionofChinese
cabbage.Thesugaralcoholsandaminoacidssprayedwithcalciumnitratecouldsignificantlyincreasethecalcium
uptake,andimprovetheefectsofthecalciumfertilizerapplyingonChinesecabbage.Therefore,lowmolecule
organiccompoundsassugaralcoholsandaminoacidscanbeusedasefectiveadditivesincalciumfertilizerto
promotetheuptakeandutilizationofcalcium,improvetheavailabilityofcalciumandenhancetheefectsofcalcium
fertilizerapplyinginagriculture.
Keywords:smalmoleculeorganics;calciumnutrition;growth;quality;nutrientuptakeandutilization
钙是植物生长的必需营养元素,是植物体内多
种生理生化过程的调控者,对稳定细胞膜和细胞壁
结构起重要作用[1-2]。同时,钙具有促进植物细胞
伸长和根系生长,增强植物对环境胁迫的抗逆能力,
通过活化钙调节蛋白参与作物光合作用及细胞信息
传递等作用[3-4],进而促进作物生长,改善作物品
质。植物体内缺钙会导致其顶芽和根系顶端发育不
良,严重时生长点坏死并出现多种生理病害,如苹果
苦痘病、水心病,大白菜干烧心,梨的黑心病、黑斑
病,番茄脐腐病等[5]。在农业生产中,土壤施用钙
肥,钙离子容易在土壤中被固定,与其他离子存在拮
抗作用,作物对钙离子吸收转移速率慢等问题,造成
钙肥利用率低[6]。将可溶性钙盐作为钙肥叶面喷
施不仅可以解决土壤施用中存在的问题,还能做到
针对容易缺钙或易吸收钙的部位直接喷施,提高钙
肥应用效果。然而叶面喷施时,溶液在作物表面干
燥快,钙离子吸收转移速率慢,钙肥利用率并不理
想。螯(络)合剂能够螯(络)合中微量元素,促进作
物对中微量元素的吸收利用,显著提高叶面施肥的
效果[7]。目前广泛应用的 EDTA、EDDHA、DTPA
等螯(络)合剂虽然螯合性能较好,但存在不能被作
物吸收利用,难以降解,使用不当易对作物造成伤害
等问题。因此,开发既能螯(络)合钙离子,促进钙
吸收利用,又有益于作物生长和品质提高的助剂是
提高钙肥应用效果的主要途径。
植物的根系及叶片不仅可以吸收矿质营养元
素,也可以吸收氨基酸、糖醇等小分子有机物[8-11]。
氨基酸作为蛋白质的基本单位,同时含有碳、氮等
547
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 22卷
多种营养成分,是一种安全有效的动、植物营养
剂[7,12]。糖醇是多种羟基化合物的混合物,天然糖
醇主要来自植物的韧皮部,安全无毒,对植物和人体
无任何伤害,并且分子量低,很容易被叶片吸收,具
有提高作物抗逆性的作用[7]。此外,氨基酸、糖醇
等小分子有机物具有良好的渗透、湿润以及降低溶
液表面张力的功能,叶面喷施后溶液能较好地附着
于叶片并迅速扩展,增大叶片吸收面积,并且对中微
量元素具有螯合/络合作用,促进作物的吸收利用,
提高中微量元素的有效性[7,13-14]。
小分子有机物质在农业上的应用研究大多是针
对其对作物的营养效果,如,促进生长、改善品质
等[15-17],较少针对作物的养分有效性及吸收利用,
尤其是对中微量元素有效性及其吸收利用的影响研
究更少。本研究选用小分子有机物质糖醇和氨基酸
为研究对象,研究了糖醇和氨基酸对小白菜生长、
品质和养分吸收以及对钙有效性的影响,以明确小
分子有机物对作物钙营养和生长品质的影响,为小
分子有机物作为助剂在新型肥料研制中的应用提供
理论依据。
1 材料与方法
11 试验地点与材料
试验于2014年6月至9月在中国农业科学院
德州盐碱土改良实验站禹城试验基地进行。供试作
物小白菜,品种为北京新一号。供试土壤为潮土,取
自禹城试验基地多年未施用任何肥料的匀地试验区
0—20cm耕层土壤,基本肥力情况为有机质1006
g/kg、全氮063g/kg、速效磷(P2O5)1552mg/kg、
速效钾(K2O)9146mg/kg、有效钙 6245mg/kg、
pH795。供试小分子有机物甘氨酸(分子量
7507)、谷氨酸(分子量14713)、甘露醇(分子量
18217)、木糖醇(分子量 15215)、四水硝酸钙
(分子量23615)均为分析纯,由国药集团化学试剂
有限公司生产销售。
12 试验设计
试验设 10个处理,分别为:1)喷清水(CK);
2)喷施甘氨酸(GA);3)喷施谷氨酸(GU);4)喷施
甘露醇(GC);5)喷施木糖醇(MC);6)喷施硝酸钙
(Ca);7)甘氨酸与硝酸钙混合喷施(GA+Ca);8)
谷氨酸与硝酸钙混合喷施(GU+Ca);9)甘露醇与
硝酸钙混合喷施(GC+Ca);10)木糖醇与硝酸钙混
合喷施(MC+Ca)。其中,甘氨酸、谷氨酸的喷施浓
度为250mg/L,甘露醇、木糖醇的喷施浓度为150
mg/L,硝酸钙喷施浓度为Ca2+130mg/L。每个处理
6次重复,随机区组排列。
试验用盆为聚乙烯塑料盆,内径24cm、高15
cm,每盆装土325kg。播种前将过2mm筛的风干
土与肥料混匀后装盆,施肥量为每千克土施氮(N)
025g、磷(P2O5)015g、钾(K2O)015g,所用肥
料分别为尿素(含 N462%)、磷酸二铵(18-46-
0)和硫酸钾(含K2O50%)。
每盆定植小白菜4株。自幼苗3 4片完全展
开叶时开始喷施处理,每隔5天喷施一次,整个生长
期共喷施4次。根据每次喷施时植株大小确定统一
喷施量。喷施时间选择早上8:00 10:00点或者下
午16:00 18:00点。喷施时用塑料膜遮盖盆口并隔
开附近植株,以避免喷施到盆中土壤和相邻植株。
13 样品采集与测定
收获时测定植株新鲜叶片中硝酸盐、可溶性
糖、可溶性蛋白和维生素 C含量;植株烘干后测定
生物量,分析植株全量氮、磷、钾和钙的含量。
分别采用5%水杨酸 -硫酸法[18]测定硝酸盐
含量,蒽酮比色法[18]测定可溶性糖含量,考马斯亮
蓝法[18]测定可溶性蛋白含量;2,6-二氯靛酚滴定
法[19]测定维生素C含量;浓硫酸 -H2O2消煮法
[19]
测定全氮、磷和钾含量;浓硝酸 -高氯酸消煮—原
子吸收分光光度法(GBT23375-2009)测定全钙
含量。
14 数据处理与分析
试验数据采用 MicrosoftExcel2007和 SAS80
软件进行统计分析。
2 结果与分析
21 糖醇和氨基酸对小白菜生长、品质和养分吸
收的影响
211糖醇和氨基酸对小白菜生物量和品质的影响
表1表明,叶面喷施氨基酸和糖醇均可促小白生
长,生物量提高184% 1698%,但不同小分子有
机物促进效果不同。与喷施清水(CK)相比,以谷氨
酸(GU)和甘露醇(GC)促进生长效果最好,小白菜
生物量均增加10%以上,与喷施清水CK差异显著;
而喷施木糖醇(MC)效果稍差,与喷施清水 CK差异
不显著。
叶面喷施氨基酸和糖醇可明显提高小白菜维生
素C、可溶性糖和可溶性蛋白含量,降低硝酸盐含
量。与喷施清水(CK)相比,喷施氨基酸和糖醇使小
白菜维生素C含量平均增加2096%,其中,甘露醇
647
3期 丁双双,等:糖醇和氨基酸对小白菜钙营养及生长、品质的影响
(GC)效果最好,与其他处理差异显著;氨基酸和糖
醇对增加小白菜可溶性糖含量的效果尤为显著,可
溶性糖含量增加幅度达2646% 6965%,各处理
与喷施清水(CK)相比均达显著差异水平;同时也提
高了小白菜可溶性蛋白含量,增加幅度为1794%
3959%,与喷施清水(CK)相比差异显著。由表1
数据可以看出,氨基酸和糖醇叶面喷施可显著降低
小白菜硝酸盐含量,与喷施清水(CK)相比平均降低
了311%,其中,甘氨酸(GA)、谷氨酸(GU)和甘露
醇(GC)效果较好,分别降低了3311%、3546%和
3303%,处理间差异不显著,只有木糖醇(MC)效
果稍差些,但也降低了2269%。
表1 喷施糖醇和氨基酸小白菜生物量和品质
Table1 BiomassandqualityofChinesecabbagesprayedwithsugaralcoholsandaminoacids
处理
Treatment
生物量(g/pot)
Biomass
VC
(mg/100g)
可溶性糖(mg/g)
Solublesugar
NO-3N
(mg/kg)
可溶性蛋白(mg/g)
Solubleprotein
CK 1587±016c 4312±059c 257±005c 56504±526a 11364±089d
GA 1634±022b 5066±091b 325±007b 37795±222c 13403±217c
GU 1846±012a 5178±030b 436±005a 36470±949c 15863±218a
GC 1804±025a 5519±071a 430±038a 37843±934c 15430±319a
MC 1607±013bc 5100±047b 359±007b 43682±586b 14696±371b
注(Note):数值后不同字母代表处理间5%水平显著差异 Valuesfolowedbydiferentletersaresignificantlydiferentamongtreatmentsatthe
5% level.
212糖醇和氨基酸对小白菜养分吸收的影响 叶
面喷施氨基酸和糖醇能有效促进小白菜对矿质元素
氮、磷、钾的吸收(表2)。喷施氨基酸和糖醇使小
白菜全氮吸收量平均增加 124%。与喷施清水
(CK)相比,三种氨基酸中以谷氨酸(GU)和甘露醇
(GC)效果较好,小白菜氮吸收量分别显著增加了
235%和183%,甘氨酸(GA)和木糖醇(MC)效果
稍差,与对照差异不显著;全磷吸收量分别显著增加
了177%、127%、80%和226%,全钾吸收量显
著增加了193% 558%,以喷施甘氨酸(GA)和
谷氨酸(GU)效果最好。
叶面喷施氨基酸和糖醇显著促进了小白菜对钙
的吸收,钙吸收量平均增加2565%。与喷施清水相
比(CK),喷施甘氨酸(GA)、谷氨酸(GU)和木糖醇
(MC)的效果表现出显著差异,三个处理间差异不显
著,喷施甘露醇(GC)效果稍差,但仍显著高于对照。
表2 喷施糖醇和氨基酸小白菜养分吸收量(mg/pot)
Table2 NutrientuptakeofChinesecabbagesprayedwithsugaralcoholsandaminoacids
处理Treatment N P K Ca
CK 52611±812c 5975±124d 69679±816d 31836±639c
GA 56557±981c 7030±215ab 104641±3611ab 40002±317a
GU 64988±863a 6732±110bc 108537±2835a 40841±337a
GC 62242±713b 6456±090c 99901±1543b 38498±659b
MC 52818±229c 7325±134a 83142±1888c 40671±432a
注(Note):数值后不同字母代表处理间5%水平显著差异 Valuesfolowedbydiferentletersaresignificantlydiferentamongtreatmentsatthe
5% level.
22 糖醇和氨基酸与硝酸钙配施对小白菜生长、
品质与养分吸收利用的影响
221糖醇和氨基酸与硝酸钙配施对小白菜生长和
品质的影响 表3为喷施不同小分子有机物小白菜
的生物量与品质分析结果。喷施硝酸钙能有效增加
小白菜生物量,但氨基酸和糖醇与硝酸钙混合喷施
时效果更好。与喷施清水(CK)相比,喷钙处理的小
白菜生物量增加437% 3733%,均表现出显著
差异。与单独硝酸钙喷施(Ca)相比,氨基酸和糖醇
与硝酸钙配施使小白菜生物量平均增加1744%,
其中,甘露醇与硝酸钙混合喷施(GC+Ca)的效果
最好,小白菜生物量增加3691%。
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喷施钙肥能有效改善小白菜品质,增加小白菜
维生素C、可溶性糖和可溶性蛋白的含量,降低硝
酸盐含量,以氨基酸和糖醇与硝酸钙混合喷施的效
果更佳。与单独喷施硝酸钙相比,氨基酸和糖醇与
硝酸钙混合喷施使小白菜维生素 C含量分别增加
1106%、1446%、1056%和 2284%,可溶性蛋
白含量平均增加3343%,均达显著差异水平。氨
基酸和糖醇与硝酸钙混合喷施也显著提高了小白菜
可溶性糖含量,与单独喷施硝酸钙相比,可溶性糖含
量提高了2235% 6439%,差异显著。同时,氨
基酸和糖醇与硝酸钙混合喷施还降低了小白菜硝酸
盐含量,平均降低了1939%,其中,谷氨酸和甘露
醇与硝酸钙配合喷施效果最好,硝酸盐含量分别降
低了2522%和2451%。
综合对比表1和表3中的生物量还可以得出,
氨基酸和糖醇与硝酸钙混合喷施对增加小白菜生物
量及改善小白菜品质的效果好于单独喷施小分子有
机物。与两种氨基酸分别单独喷施(GA和 GU)相
比,两者分别与硝酸钙混合喷施(GA+Ca、GU+
Ca)时,小白菜生物量分别增加1181%和1219%,
均表现显著差异;与两种糖醇(GC、MC)分别单独
喷施相比,两者分别硝酸钙混合喷施(GC+Ca、MC
+Ca)时,小白菜生物量平均增加1208%,其中甘
露醇与硝酸钙混合喷施与其单独喷施表现显著差
异。甘氨酸与硝酸钙混合喷施(GA+Ca)比甘氨酸
单独喷施(GA)使小白菜可溶性糖和可溶性蛋白含
量分别显著增加 3354%和 1480%,与木糖醇
(MC)单独喷施相比,木糖醇与硝酸钙混合喷施
(MC+Ca)使小白菜维生素C和可溶性蛋白含量分
别增加了976%和4168%,且均表现显著差异。
表3 糖醇和氨基酸与钙配施的小白菜生物量和品质
Table3 BiomassandqualityofChinesecabbagesprayedwithsugaralcoholsandaminoacidscooperatedwithcalcium
处理
Treatment
生物量(g/pot)
Biomass
VC
(mg/100g)
可溶性糖(mg/g)
Solublesugar
NO-3N
(mg/kg)
可溶性蛋白(mg/g)
Solubleprotein
CK 1578±016e 4312±059e 257±005d 56504±526a 11364±089e
Ca 1647±025d 4557±054d 264±012d 54412±1186a 12600±311d
GA+Ca 1827±028c 5061±089c 434±009a 49721±1067b 15387±262c
GU+Ca 2071±029b 5216±041b 360±011b 37182±681c 16286±163b
GC+Ca 2167±039a 5038±061c 417±005a 37536±627c 14756±330c
MC+Ca 1672±012d 5598±054a 323±010c 50999±851b 20822±330a
注(Note):数值后不同字母代表处理间5%水平显著差异 Valuesfolowedbydiferentletersaresignificantlydiferentamongtreatmentsatthe
5% level.
222糖醇和氨基酸与硝酸钙配施对小白菜养分吸
收利用的影响 氨基酸和糖醇与硝酸钙混合喷施可
明显增加小白菜对钙的吸收(表 4)。与喷施清水
(CK)相比,硝酸钙单独喷施(Ca)小白菜钙吸收量
增加了155%,而氨基酸和糖醇与硝酸钙混合喷施
钙吸收量分别增加了 346%(GA+Ca)、415%
(GU+Ca)、582%(GC+Ca)和 5610%(MC+
Ca);与硝酸钙单独喷施(Ca)相比,氨基酸(甘氨酸
和谷氨酸)和糖醇(甘露醇和木糖醇)分别与硝酸钙
混合喷施小白菜钙吸收量分别增加了 165%、
225%、369%和 351%,平均增加 278%,均达
到显著性差异水平。两种糖醇与硝酸钙混合喷施效
果优于两种氨基酸单施,二者差异显著,但甘氨酸与
谷氨酸,甘露醇与木糖醇之间差异不显著;与单独
喷施氨基酸和糖醇相比(表2),氨基酸和糖醇与硝
酸钙混合喷施使小白菜钙吸收量分别提高713%、
1030%、3080%和2219%,且均表现显著差异。
试验结果表明,小分子有机物质(氨基酸和糖
醇)和硝酸钙分别单独喷施以及二者混喷都能有效
增加小白菜对氮、磷、钾的吸收(表2和表4),但以
氨基酸和糖醇与硝酸钙混合喷施的增加效果更明
显。与单喷硝酸钙(Ca)相比,氨基酸和糖醇与硝酸
钙混合喷施可使小白菜吸收氮量平均增加
3825%,二者差异显著,其中,甘氨酸与硝酸钙混合
喷施(GA+Ca)效果最好;而甘露醇和木糖醇与硝
酸钙混合喷施对促进小白菜磷吸收效果最好,其吸
收量分别增加3194%和2740%,均达显著差异水
平;氨基酸和糖醇与硝酸钙混合喷施使小白菜全钾
吸收量较硝酸钙单独喷施(Ca)增加 747%
3804%,甘露醇与硝酸钙混合喷施(GC+Ca)效果
847
3期 丁双双,等:糖醇和氨基酸对小白菜钙营养及生长、品质的影响
最好。与氨基酸和糖醇单独喷施相比(表2),氨基
酸和糖醇与硝酸钙混合喷施使小白菜全氮含量平均
增加2691%,均表现显著差异;两种糖醇与硝酸钙
混合喷施使小白菜全磷含量较其单独喷施分别增加
3000%和 1063%,全钾含量分别增加 691%
和 1798%。
表4 糖醇和氨基酸与钙配施小白菜养分吸收量(mg/pot)
Table4 NutrientsuptakeofChinesecabbagesprayedwithsugaralcoholsandaminoacidscooperatedwithcalcium
处理
Treatment
N P K Ca
CK 52611±812d 5975±124c 69679±816e 31836±639d
Ca 53712±761d 6279±201bc 77374±1646d 36782±1024c
GA+Ca 88600±698a 6361±28bc 83154±1111c 42853±991b
GU+Ca 68365±740c 6771±220b 99169±195b 45046±755b
GC+Ca 67659±977c 8393±061a 106807±1633a 50357±901a
MC+Ca 72411±1241b 8104±181a 98094±1668b 49695±1457a
注(Note):数值后不同字母代表处理间5%水平显著差异 Valuesfolowedbydiferentletersaresignificantlydiferentamongtreatmentsatthe
5% level.
综上所述,氨基酸和糖醇与硝酸钙分别单独喷
施以及混合喷施都能有效促进小白菜对钙的吸收和
积累,但以两者混合喷施效果更好,同时对大量元素
氮、磷和钾的吸收也有促进作用。
3 讨论
31 小分子有机物对作物生长、品质和养分吸收
的影响
氨基酸不仅能调节作物营养平衡,促进作物生
长,增加干物质积累,又能促进作物对二氧碳的吸收
利用,增强光合作用,增加维生素 C、可溶性糖等碳
水化合物的积累[7]。氨基酸是合成蛋白质的前体
物质,植物直接吸收外源氨基酸,节省了植物生理代
谢需要的能量,强化新陈代谢和光合作用,从而提高
作物产量,改善产品品质[20]。例如,在小油菜和小
白菜上叶面喷施一定浓度的甘氨酸能有效提高小油
菜和小白菜的产量,降低其硝酸盐含量,同时提高维
生素C、可溶性糖和可溶性蛋白的含量,有效改善
其品质[21-22]。本研究中,叶面喷施甘氨酸和谷氨酸
有效增加了小白菜的生物量并改善其品质。本研究
还表明,叶面喷施糖醇在小白菜上也具有与外源氨
基酸类似的作用。据研究,外源糖醇不仅能够改善
或矫正影响作物正常生长发育的不良现象,提高作
物的抗逆性[23-24],还可以通过光合作用和碳代谢产
生不同的糖信号参与代谢调节,刺激作物生长,进而
起到提高作物产量和改善作物品质的作用[25-26]。
本研究结果表明,小分子有机物不仅能促进小
白菜生长、改善作物品质,还能有效促进小白菜对
氮、磷、钾和钙的吸收利用。氨基酸不仅自身含有
碳、氮等多种元素[12],而且有些氨基酸在植物体内
能够通过苹果酸穿梭作用向硝酸还原酶提供NADH
促进NO-3 的还原,作物叶面喷施氨基酸时能够为作
物提供充足的外源氨基酸,从而提高硝酸还原酶的
活性,促进作物对氮的吸收[20]。氨基酸、糖醇可直
接或间接参与作物代谢,影响根部还原酶活性和代
谢物质的分泌,提高根系活力,增强根系吸收和转运
养分的能力,从而提高作物对养分的吸收和
利用[27-29]。
32 小分子有机物对作物钙营养的影响
叶面喷施钙肥不仅能缓解作物缺钙现象,还能
一定程度上促进作物生长,改善作物品质。例如,叶
面喷施一定浓度的硝酸钙、磷酸二氢钙等可溶性钙
盐使春甜桔产量明显提高,果实酸度降低,糖酸比和
维生素C含量有效增加[30];在黄瓜、小白菜和番茄
等作物上喷施氢氧化钙和硝酸钙明显提高蔬菜产
量,改善蔬菜品质[31]。本研究表明,叶面单独喷施
硝酸钙增加了小白菜干物质累积量,改善了小白菜
品质,与前人研究结果一致。
在本研究结果中,小分子有机物质与硝酸钙混
合喷施对增加小白菜生物量和养分积累量,改善小
白菜品质的效果优于硝酸钙单独喷施的效果。这是
因为,一方面氨基酸和糖醇本身具有促进作物生长、
改善作物品质并促进养分吸收的作用;另一方面,氨
基酸和糖醇具有良好的渗透、湿润、降低溶液表面
947
植 物 营 养 与 肥 料 学 报 22卷
张力的功能,又具有一定的保湿作用,叶面喷施后溶
液能较好地附着于叶片并迅速扩展,增大叶片吸收
面积,同时避免干燥过快而导致养分失效,延长叶片
吸收养分的时间,从而提高了硝酸钙的利用效果。
与硝酸钙和小分子有机物质分别单独喷施相
比,小分子有机物质与硝酸钙混合喷施对促进小白
菜对钙的吸收,提高钙有效性的效果最好。主要原
因是与硝酸钙和小分子有机物质单独喷施相比,两
者混合喷施时,氨基酸和糖醇能螯合钙离子,使钙离
子以氨基酸螯合钙或糖醇螯合钙的形式存在并转移
到植物体内。在植物体内,韧皮部是碱性环境,钙离
子在碱性环境中溶解性和移动性都较差,而氨基酸
和糖醇螯合钙在碱性环境中不仅溶解度较大,而且
具有明显的移动优势,从而克服了钙只能在木质部
进行长距离运输的弊端[14,32],可见,小分子有机物
具有协助、促进钙养分吸收、运转的作用,可有效
提高钙养分的有效性。
4 结论
氨基酸和糖醇既可直接被作物吸收作为小白菜
的碳、氮营养,又由于其良好的渗透作用降低叶面
的表面张力,作为助剂与硝酸钙混合施用时能有效
提高硝酸钙的使用效果,促进小白菜叶片对硝酸钙
的吸收及小白菜对氮、磷、钾和钙的吸收利用,进
而促进小白菜生长并改善其品质。因此,有机小分
子氨基酸和糖醇与硝酸钙配合施用是提高小白菜养
分吸收,防止缺钙性生理病,提高小白菜产量和品质
的有效措施。
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