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糖醇和氨基酸对小白菜钙营养及生长、品质的影响

2016-08-30丁双双李燕婷赵秉强林治安杨相东张建君

植物营养与肥料学报 2016年3期
关键词:糖醇小白菜生物量

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)



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)

【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250 mg/L,糖醇喷施浓度为150 mg/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9.17%,维生素C、 可溶性糖和可溶性蛋白含量分别平均增加20.96%、 50.78%和30.66%,硝酸盐含量平均降低31.07%,氮、 磷、 钾吸收量分别平均增加12.43%、 15.24%和42.16%,钙吸收量增加显著,平均增加25.65%; 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17.44%,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14.23%、 45.27%、 33.43%,对氮、 磷、 钾养分吸收量分别平均提高38.25%、 16.13%、 25.11%,对钙养分的吸收量平均增加27.75%;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12.04%,对钙养分的吸收量平均增加17.60%。【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。

小分子有机物质; 钙营养; 生长; 品质; 养分吸收利用

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

1.1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—20 cm耕层土壤,基本肥力情况为有机质10.06 g/kg、 全氮0.63 g/kg、 速效磷(P2O5)15.52 mg/kg、 速效钾(K2O)91.46 mg/kg、 有效钙6245 mg/kg、 pH 7.95。供试小分子有机物甘氨酸(分子量75.07)、 谷氨酸(分子量147.13)、 甘露醇(分子量182.17)、 木糖醇(分子量152.15)、 四水硝酸钙(分子量236.15)均为分析纯,由国药集团化学试剂有限公司生产销售。

1.2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250 mg/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+130 mg/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24 cm、 高15 cm,每盆装土3.25 kg。播种前将过2 mm筛的风干土与肥料混匀后装盆,施肥量为每千克土施氮(N)0.25 g、 磷(P2O5)0.15 g、 钾(K2O)0.15 g,所用肥料分别为尿素(含N 46.2%)、 磷酸二铵(18-46-0)和硫酸钾(含K2O 50%)。

每盆定植小白菜4株。自幼苗34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8:0010:00点或者下午16:0018:00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。

1.3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(GBT 23375-2009)测定全钙含量。

1.4数据处理与分析

试验数据采用Microsoft Excel 2007和SAS 8.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1糖醇和氨基酸对小白菜生长、 品质和养分吸收的影响

2.1.1 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1.84%16.98%,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20.96%,其中,甘露醇(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26.46%69.65%,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17.94%39.59%,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31.1%,其中,甘氨酸(GA)、 谷氨酸(GU)和甘露醇(GC)效果较好,分别降低了33.11%、 35.46%和33.03%,处理间差异不显著,只有木糖醇(MC)效果稍差些,但也降低了22.69%。

表1 喷施糖醇和氨基酸小白菜生物量和品质

注(Note): 数值后不同字母代表处理间5%水平显著差异 Values followed by different letters are significantly different among treatments at the 5% level.

2.1.2 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12.4%。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23.5%和18.3%,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17.7%、 12.7%、 8.0%和22.6%,全钾吸收量显著增加了19.3%55.8%,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25.65%。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)

注(Note): 数值后不同字母代表处理间5%水平显著差异 Values followed by different letters are significantly different among treatments at the 5% level.

2.2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

2.2.1 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4.37%37.33%,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17.44%,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36.91%。

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11.06%、 14.46%、 10.56%和22.84%,可溶性蛋白含量平均增加33.43%,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22.35%64.39%,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19.39%,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25.22%和24.51%。

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11.81%和12.19%,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12.08%,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33.54%和14.80%,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9.76%和41.68%,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

注(Note): 数值后不同字母代表处理间5%水平显著差异 Values followed by different letters are significantly different among treatments at the 5% level.

2.2.2 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15.5%,而氨基酸和糖醇与硝酸钙混合喷施钙吸收量分别增加了34.6%(GA+Ca)、 41.5%(GU+Ca)、 58.2%(GC+Ca)和56.10%(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16.5%、 22.5%、 36.9%和35.1%,平均增加27.8%,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7.13%、 10.30%、 30.80%和22.19%,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38.25%,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31.94%和27.40%,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7.47%38.04%,甘露醇与硝酸钙混合喷施(GC+Ca)效果最好。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26.91%,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30.00%和10.63%,全钾含量分别增加6.91%和 17.98%。

表4 糖醇和氨基酸与钙配施小白菜养分吸收量(mg/pot)

注(Note): 数值后不同字母代表处理间5%水平显著差异 Values followed by different letters are significantly different among treatments at the 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

3.1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]。

3.2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。

[1]井大炜, 邢尚军, 马丙尧, 等. 土壤与植物中钙营养研究进展[J]. 生物灾害科学, 2012, 4: 0-27.

Jing D W, Xing S J, Ma B Y,etal. Research advances on calcium nutrition in soil and plant[J]. Biological Disaster Science, 2012, 4: 0-27.

[2]Hepler P K. Calcium, a central regulator of plant growth and development[J]. Plant Cell, 2005, 17: 2142-2155.

[3]陆景陵,植物营养学[M]. 北京: 中国农业大学出版社, 2003.

Lu J L. Plant nutrition[M]. Beijing: China Agricultural University Press, 2003.

[4]周卫, 林葆. 植物钙素营养机理研究进展[J]. 土壤学进展, 1995, 23(2): 12-17.

Zhou W, Lin B. Research progress in plant calcium nutrient mechanism[J]. Progress in Soil Science, 1995, 23(2): 12-17.

[5]杨利玲, 张桂兰. 土壤中的钙化学与植物的钙营养[J]. 甘肃农业, 2006, 10: 272-273.

Yang L L, Zhang G L. Chemistry of Calcium and Calcium nutrition of plants soil[J]. Gansu Agriculture, 2006, 10: 272-273

[6]蔡良. 钙肥综述[J]. 磷肥与复肥, 2000, 15(6): 69-71.

Cai L. Calcium review[J]. Phosphate and Compound Fertilizer, 2000, 15(6): 69-71.

[7]李燕婷, 肖艳, 李秀英, 等.作物叶面施肥技术与应用[M]. 北京: 科学出版社, 2009.

Li Y T, Xiao Y, Li X Y,etal.The technology and application of crop foliar fertilizer spraying[M]. Beijing: Science Press, 2009.

[8]刘庆城, 许玉兰, 张玉洁. 氨基酸肥效作用的研究[J]. 氨基酸杂志, 1992, 19(4): 1-4.

Liu Q C, Xu Y L, Zhang Y J. Study on amino acid fertilizer effect[J]. Amino Acid Magazine, 1992, 19(4): 1-4.

[9]张夫道, 孙羲. 氨基酸对水稻作用的研究[J]. 中国农业科学, 1984, (5): 61-66.

Zhang F D, Sun X. Study on the role of amino acids in rice[J]. Scientia Agricultua Sinica, 1984, (5): 61-66.

[10]Chapin F S, Moilanen L, Kielland K. Preferential use of organic nitrogen for growth by a non-mycorrhizal arctic sedge[J]. Nature, 1993, 361: 150-153.

[11]Kraffczyk I, Trolldenier G, Beringer H. Soluble root exudates of maize: influence of potassium supply and rhizosphere micro organisms[J]. Soil Biology and Biochemistry, 1984, 16(4): 315-322.

[12]袁伟, 董元华, 王辉. 植物氨基酸多元素肥料生物效应的研究进展[J]. 土壤, 2009, 41(1): 16-20.

Yuan W, Dong Y H, Wang H. Biological effect of plant amino acids trace-element fertilizers[J]. Soils, 2009, 41(1): 16-20.

[13]肖艳, 曹一平, 王敬国, 等. 提高作物叶面养分吸收的复合型助剂研究[J]. 植物营养与肥料学报, 2004, 10(3): 281-285.

Xiao Y, Cao Y P, Wang J G,etal. Research of mixed adjutants on the absorption of nutrient elements in crop leaf[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2004, 10(3): 281-285.

[14]李燕婷, 李秀英, 肖艳, 等. 叶面肥的营养机理及应用研究进展[J]. 中国农业科学, 2009, 42(1): 162-172.

Li Y T, Li X Y, Xiao Y,etal. Advances in study on mechanism of foliar nutrition and development of foliar fertilizer application[J]. Scientia Agricultura Sinica, 2009, 42(1): 162-172.

[15]吴良欢, 陶勤南. 水稻氨基酸态氮营养效应及其机理研究[J]. 土壤学报, 2000, 37(4): 464-473.

Wu L H, Tao Q N. Effects of amino acid-N on rice nitrogen nutrition and its mechanism[J]. Acta Pedologica Sinica, 2000, 37(4): 464-473.

[16]陈振德, 黄俊杰, 何金明, 等. 土施L-色氨酸对甘蓝产量和养分吸收的影响[J]. 土壤学报, 1997, 34(2): 200-204.

Cheng Z D, Huang J J, He J M,etal. Effects of applying L-tryptophan on cabbage yield growth and its nutrient up-take[J]. Acta Pedologica Sinica, 1997, 34(2): 200-204.

[17]Arshad M, Hussain A, Shakoor A. Effect of soil applied L-tryptophan on growth and chemical composition of cotton[J]. Journal of Plant Nutrition, 1995, 18(2): 317-329.

[18]赵世杰, 史国安, 董新纯, 等. 植物生理学实验指导[M]. 北京: 中国农业科学技术出版社, 2002.

Zhao S J, Shi G A, Dong X C,etal. Guidance of plant physiology experiments[M]. Beijing: China Agricultural Science and Technology Press, 2002.

[19]鲍士旦. 土壤农业化学分析(第三版)[M]. 北京: 中国农业出版社, 2000.

Bao S D. Soil and agricultural chemistry analysis[M]. Beijing: China Agriculture Press, 2000.

[20]王莹, 史振声, 王志斌, 等. 植物对氨基酸的吸收利用及氨基酸在农业中的应用[J]. 中国土壤与肥料, 2008, (1): 6-11.

Wang Y, Shi Z S, Wang Z B,etal. Absorption and utilization of amino acids by plant and application of amino acids on agriculture[J]. Soils and Fertilizers Sciences in China, 2008, (1): 6-11.

[21]于会丽, 林治安, 李燕婷, 等. 喷施小分子有机物对小油菜生长发育和养分吸收的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2014, 20(6): 1560-1568.

Yu H L, Lin Z A, Li Y T,etal. Effects of spraying low molecular organic compounds on growth and nutrients uptake of rape[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science. 2014, 20(6):1560-1568.

[22]张木, 胡承孝, 孙学成, 等. 叶面喷施微量元素和氨基酸对小白菜产量及品质的影响[J]. 华中农业大学学报, 2011, 30(5): 613-617.

Zhang M, Hu C X, Sun X C,etal. Effects of spraying micronutrient and amino acids into surface of leaves on yield and quality of Chinese cabbage[J]. Journal of Huazhong Agricultural University, 2011, 30(5): 613-617.

[23]Rolland F, Baena-Gonzalez E, Sheen J. Sugar sensing and signaling in plants: conserved and novel mechanisms[J]. Annual Review of Plant Biology, 2006, 57: 675-709

[24]Ho S L, Chao Y C, Tong W F,etal. Sugar coordinately and differentially regulates growth- and stress-related gene expression via a complex signal transduction network and multiple control mechanisms[J]. Plant Physiology, 2001, 125(2): 877-890.

[25]谭红梅. 温室豆角落花落果的原因及防治措施[J]. 北方园艺, 2005, (3): 23.

Tan H M. Drop causes of greenhouse carob and its control measures[J]. Northern Horticulture, 2005, (3): 23.

[26]王博, 齐红岩. 叶面肥喷施次数对弱光下番茄蔗糖代谢的影响[J]. 西北农业学报, 2009, 18(6): 201-204.

Wang B, Qi H Y. Effect of spray times of foliar fertilizer on the sucrose metabolism of tomato under low light[J]. Acta Agriculture Boreali-Occidentalis Sinica, 2009, 18(6): 201-204.

[27]王华静, 吴良欢, 陶勤南. 氨基酸部分取代硝态氮对小白菜硝酸盐累积的影响[J]. 中国环境科学, 2004, 24(1): 19- 23.

Wang H J, Wu L H, Tao Q N. Influence of partial replacement of nitrate by amino acids on nitrate accumulation of pakchoi (BrassicachinensisL.)[J]. China Environmental Science, 2004, 24(1): 19-23.

[28]周伟军, 奚海福, 叶庆福, 等. 多元醇对油菜衰老的生理调控及增产作用探讨[J]. 中国农业科学, 1995, 28(3): 8-13.

Zhou W Z, Xi H F, Ye Q F,etal. Studies on physiological regulation of mixtalol to the rape senescence and its yield effect[J]. Scientia Agricultura Sinica, 1995, 28(3): 8-13.

[29]王瑞刚, 张艳春, 张子义, 等. 3种渗透剂对转基因烟草根系枯草芽孢杆菌纤溶酶(BSFE)分泌的调节[J]. 植物资源与环境学报, 2005, 14(2): 1- 5.

Wang R G, Zhang Y C, Zhang Z Y,etal. Regulation of three penetrates on secretion ofBacillussubtitlesfibrinolytic enzyme from transgenic tobacco’s, root system[J]. Journal of Plant Resources and Environment, 2005, 14(2): 1-5.

[30]陈桂芬, 黄玉溢, 熊柳梅, 等. 钙肥对春甜桔产量和品质的影响[J]. 南方农业学报, 2013, 44(1): 92- 95.

Chen G F, Huang Y Y, Xiong L M,etal. Effect of calcium fertilizer on the fruit yield and quality of Chuntian tangerine[J]. Journal of Southern Agriculture, 2013, 44(1): 92-95.

[31]肖常沛, 杨竹青. 不同钙、 镁肥对蔬菜产量和品质的影响[J]. 长江蔬菜, 2000, (4): 27-29.

Xiao C P, Yang Z Q. Effects of different calcium, magnesium fertilizer on the yield and quality of vegetables[J]. Journal of Changjiang Vegetables, 2000, (4): 27-29.

[32]吴文强, 刘瑜, 李萍, 等 .糖醇螯合钙对茄子生长、 产量和品质的影响[J]. 中国蔬菜, 2013, (24): 46-48.

Wu W Q, Liu Y, Li P,etal. Effects of sugar alcohol complex calcium on eggplant growth, yield and quality[J]. Chinese Vegetables, 2013, (24): 46-48.

Effects of sugar alcohols and amino acids on growth, quality and calcium nutrition of Chinese cabbage

DING Shuang-shuang, LI Yan-ting*, YUAN Liang, ZHAO Bing-qiang, LIN Zhi-an,YANG Xiang-dong, LI Juan, ZHANG Jian-jun

(InstituteofAgriculturalResourcesandRegionalPlanning,ChineseAcademyofAgriculturalSciences/KeyLaboratoryofPlantNutritionandFertilizer,MinistryofAgriculture,Beijing100081,China)

【Objectives】 Researches of low molecular organic compounds applying in agriculture are mostly on their nutritional function for crops, such as promoting the growth, improving the quality and so on. But, researches of low molecule organic compounds effecting on nutrient availability, absorption and utilization for plants, especially on absorption and utilization of trace elements are few. In this article, we have studied the effects of low molecule organic compounds, such as sugar alcohols and amino acids, on the Chinese cabbage growth, quality, nutrient absorption and utilization and the calcium availability. 【Methods】 A pot experiment was conducted and the plant was Chinese cabbage. Ten trial treatments were arranged with six replicates, water sprayed as a control, amino acids (Glycine and Glutamate), sugar alcohols (Mannitol and Xylitol) and calcium nitrate sprayed separately, and amino acids (Glycine and Glutamate) and sugar alcohols (Mannitol and Xylitoled) sprayed with calcium nitrate. The concentrations of amino acids, sugar alcohols and calcium ion for the spraying were 250 mg/L, 150 mg/L and 130 mg/L, respectively. We measured the biomass, the contents of vitamin C, soluble sugar, nitrate and soluble protein of Chinese cabbage after the harvest, and analyzed the accumulation of nitrogen, phosphorus, potassium and calcium in plants. 【Results】 1) The foliar application of sugar alcohols and amino acids significantly increases the growth and nutrient uptake, and improves quality of Chinese cabbage. Compared with the spraying water (CK),the spraying of sugar alcohols and amino acids increases the biomass by an average of 9.17%, the contents of vitamin C, soluble sugar and soluble protein are increased by the averages of 20.96%, 50.78% and 30.66% respectively, the content of nitrate is reduced by an average of 31.07%, the accumulation amounts of nitrogen, phosphorus and potassium are increased by the averages of 12.43%, 15.24% and 42.16% respectively, and the accumulation of calcium is increased significantly by an average of 25.65%. 2) The sugar alcohols or amino acids sprayed with calcium nitrate respectively could effectively promote the absorption of calcium, and improve the effects of calcium nitrate applying on Chinese cabbage. Compared with the spraying calcium nitrate, the sugar alcohols and amino acids sprayed with calcium nitrate could increase the biomass of Chinese cabbage by an average of 17.44%, enhance the contents of vitamin C, soluble sugar and soluble protein by the averages of 14.23%, 45.27% and 33.43% respectively, promote the accumulation amounts of nitrogen, phosphorus and potassium by the averages of 38.25%, 16.13% and 25.11% respectively, and improve the accumulation of total calcium by an average of 27.75%; compared with the spraying low molecular organic compounds, the sugar alcohols and amino acids sprayed with calcium nitrate could increase the biomass of Chinese cabbage by an average of 12.04%, and improve the accumulation of total calcium by an average of 17.60%. 【Conclusions】The foliar application of sugar alcohols and amino acids can effectively increase the biomass, the quality and the nutrient absorption of Chinese cabbage. The sugar alcohols and amino acids sprayed with calcium nitrate could significantly increase the calcium uptake, and improve the effects of the calcium fertilizer applying on Chinese cabbage. Therefore, low molecule organic compounds as sugar alcohols and amino acids can be used as effective additives in calcium fertilizer to promote the uptake and utilization of calcium, improve the availability of calcium and enhance the effects of calcium fertilizer applying in agriculture.

small molecule organics; calcium nutrition; growth; quality; nutrient uptake and utilization

2015-02-11接受日期: 2015-06-02网络出版日期: 2016-01-26

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。

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。

Tel: 010-82108664, E-mail: liyanting@caas.cn

S143.8; S634.3

A

1008-505X(2016)03-0744-08

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