不同形态锰对大白菜产量及品质的影响

韩冬芳，王德汉，黄培钊，段继贤，葛仁山

(1华南农业大学资源环境学院，广东广州510642;2深圳市芭田生态工程股份有限公司，广东深圳518105)

锰(Mn)是植物生长代谢所必须的微量元素之一，对蔬菜作物的产量和品质提高有不可替代的作用.缺Mn时，植物的叶绿素含量下降，叶片失绿，光合强度降低，植物体内硝态氮的还原作用受阻，造成体内硝酸盐积累，使氮代谢受到阻碍［1］.据报道，江苏油菜施Mn肥增产9.6%，在江苏和陕西试验施Mn肥豌豆增产10.0% ～26.4%［2］，施Mn肥还可提高蔬菜对立枯病和炭疽病的抗性［3］.随着氮、磷、钾三要素肥料的大量使用，植物缺Mn现象在各地陆续出现，尤其是在蔬菜种植中，已成为限制蔬菜产量和品质提高的一个重要因素.中微量元素与大量元素按比例配合形成均一产品是复混肥发展的一个趋势，本试验采用盆栽方式，以’早熟5号’大白菜Brassica pekinensis Rupr.为试材，研究了复混肥料中添加不同形态Mn对大白菜产量及品质的影响.

1 材料与方法

1.1 试验设计

2009年在深圳芭田生态工程股份有限公司公明试验基地进行2次盆栽试验，种植时间分别在3月21日—4月28日和10月22日—12月16日.土壤条件:赤红壤，pH5.3，w(H2O)7.9%，有机质 14.1 g·kg-1，有效氮136.0 mg·kg-1，有效磷83.5 mg·kg-1，有效钾 78.7 mg·kg-1，交换性镁 110.4 mg·kg-1，交换性钙 206.5 mg·kg-1，有效锰 6.5 mg·kg-1，有效锌2.1 mg·kg-1，有效铁 11.7 mg·kg-1，有效铜 0.9 mg·kg-1，有效硼 10.1 mg·kg-1.每盆装土 5 kg，选用均匀一致的’早熟5号’大白菜秧苗，每盆移栽2株，移栽7 d后穴施肥料.每处理3个重复，每重复4盆.

肥料养分 m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)为 15∶6∶8，分别添加硫酸锰(MnSO4，w(Mn)为27%)、氨基酸螯合锰(Mg-AA，w(Mn)为12%)和EDTA螯合锰(Mn-EDTA，w(Mn)为13%)，肥料中w(Mn)设5个水平，分别为200、500、1 000、1 500 和 2 000 mg·kg-1，按每盆装土5 kg、施肥料5 g计，每盆施锰量分别为0.2、0.5、1.0、1.5 和 2.0 mg·kg-1，对照肥料不添加锰，N、P、K 配比相同.

1.2 测定项目及方法

土壤性状分析:pH的测定采用电位测定法，有机质的测定采用重铬酸钾容量法，有效氮的测定采用碱解扩散法，有效磷测定采用碳酸氢钠提取-钼锑抗比色法，有效钾和交换性钙镁的测定采用乙酸铵提取火焰光度法，有效硼测定采用热水回流浸提法，以上测定均参考鲍士旦［4］的方法;有效锰、锌、铁和铜测定采用DTPA浸提，用电感耦合等离子体-原子发射光谱法(ICP-AES)测定［5］.

大白菜叶片叶绿素相对含量(SPAD值)测定，移栽14 d后，使用SPAD-502叶绿素计(日本美能达)读取每株中部叶片SPAD值，每株3片，每片叶测定5次，平均值作为该株的SPAD值，每14 d测1次，共测4次;可溶性固形物(TSS)使用PAL-1测糖仪(日本爱宕)测定，取每株的中部叶片，去主脉，研磨，4 000 r/min离心，取上清液测定;叶片蛋白质含量的测定采用考马斯亮蓝法测定［6］;叶片维生素C含量的测定参照《GB/T 6195—86》;硝酸盐含量测定参照酚二磺酸光度法［7］.以上项目测试在10月份盆栽试验时进行.大白菜产量分析，去根称鲜质量，统计2次盆栽试验产量.

试验数据采用Microsoft Excel和SAS 9.0统计软件进行统计分析，LSD法检验差异显著性.

2 结果与分析

2.1 添加不同形态锰对大白菜产量的影响

从表1可以看出，添加MnSO4和Mn-EDTA组的处理与对照相比，随着添加浓度的增大，呈先增产后减产的趋势;添加Mn-AA组的处理，呈增产幅度先增大后减小的趋势.施锰水平为1.0 mg·kg-1时，产量增加最多，MnSO4处理组增产12.6%和12.0%，Mn-AA增产 15.7%和 13.8%，Mn-EDTA增产13.2%和 10.3%;施锰为2.0 mg·kg-1时，MnSO4减产4.9%和2.4%，Mn-AA增产6.0%和1.3%，Mn-EDTA减产3.5%和5.0%，施锰水平超过1.0 mg·kg-1时，Mn-AA增产幅度降低，MnSO4和 Mn-EDTA减产.从表1还可看出，2次试验施锰水平为0.2 mg·kg-1时，MnSO4、Mn-AA 和 Mn-EDTA 分别增产1.1%和1.3%、7.0%和7.4%、1.4%和1.7%，表明该添加水平下，氨基酸螯合锰的增产效果较好.

表1 不同形态锰不同施锰水平对大白菜产量的影响Tab.1 Effects of different levels of different combined Mn on yield of Chinese cabbage

2.2 添加不同形态锰对大白菜叶绿素相对含量的影响

图1显示，叶片叶绿素相对含量(SPAD)随着生长期的延长，呈先增加后降低的趋势;与对照相比，施锰0.2和1.0 mg·kg-1时，添加3种形态锰处理的叶片SPAD值均高于对照;施锰2.0 mg·kg-1时，添加MnSO4(图1a)和Mn-EDTA处理(图1c)的叶片SPAD值未高于对照，而添加Mn-AA处理(图1b)略高于对照，表明添加锰在一定范围内可提高植株叶片的叶绿素含量.

图1 不同形态锰不同施锰水平对大白菜叶片SPDA值的影响Fig.1 Effects of different levels of different combined Mn on SPAD value of the leaf of Chinese cabbage

2.3 添加不同形态锰对大白菜品质的影响

可溶性固形物(TSS)的含量直接反映了可溶性糖的含量，是反映蔬菜品质的指标之一.从表2可看出，与对照相比，施锰0.2和1.0 mg·kg-1时，TSS含量略高于对照;施锰2.0 mg·kg-1时，TSS含量略低于对照，但添加3种不同形态锰处理均未显著增加或降低叶片TSS含量(P＜0.05)，表明添加锰对大白菜叶片可溶性固形物含量影响较小.

添加Mn-AA组可溶性蛋白质含量高于Mn-EDTA组和MgSO4组;添加MnSO4组中施锰1.0 mg·kg-1水平的可溶性蛋白含量最高，比对照增加18.2%;添加Mg-AA组中1.0 mg·kg-1水平的可溶性蛋白含量最高，比对照增加45.8%;添加Mn-EDTA组中0.2 mg·kg-1水平的可溶性蛋白质含量最高，比对照增加17.1%.表明适量添加锰能提高叶片中可溶性蛋白的含量，且以添加氨基酸螯合锰效果最佳(表2).

添加3种不同形态的锰均能不同程度提高大白菜叶片维生素C的含量，添加Mn-AA组以0.2 mg·kg-1水平的维生素C含量最高，比对照增加了19.8%;添加MnSO4和Mn-EDTA组中均以1.0 mg·kg-1水平的维生素C含量最高，分别增加了22.5和14.8%，表明适量添加锰能提高叶片维生素C的含量(表2).

表2 不同形态锰不同施锰水平对大白菜品质指标的影响1)Tab.2 Effects of different levels of different combined Mn on the quality of Chinese cabbage

按照国家绿色食品绿叶类蔬菜卫生指标规定，无公害蔬菜安全要求规定亚硝酸盐(以NaNO2计)≤4.0 mg·kg-1，硝酸盐≤3 000 mg·kg-1.本试验条件下，各处理亚硝酸盐和硝酸盐含量均未超过该限量值;添加MnSO4和Mn-EDTA组均降低叶片亚硝酸盐含量，但差异不显著，Mn-AA组中w(Mn)=1.0 mg·kg-1显著降低了亚硝酸盐的含量;添加3种不同形态的锰均能不同程度降低大白菜叶片硝酸盐的含量，Mn-AA组的硝酸盐含量显著低于MnSO4和Mn-EDTA组，表明适量添加锰可降低叶片硝酸盐的含量.

3 讨论

蔬菜产量与土壤中锰元素的含量直接相关，土壤中缺锰时往往生长发育不良、产量低、品质差，所以在缺锰的土壤中施入锰肥后，增产的效果比较明显.与未添加锰的对照相比，适量添加锰可有效增加大白菜的产量，这与前人研究结果［8］一致;本试验中还发现，过量添加MnSO4和Mn-EDTA(施锰1.5和2.0 mg·kg-1)时，会导致大白菜减产，未发现明显中毒症状，这表明添加锰过量时会导致植物生长异常;而添加Mn-AA组的处理，未见有减产，但增产幅度降低，其机理有待进一步研究.

锰是叶绿体的组成物质，它能稳定维持叶绿体的结构，缺锰时膜结构遭破坏而导致叶绿体解体、叶绿素含量下降［9-11］.SPAD值通常又被称作叶色值(Leaf color values)，可代表叶绿素的含量［12-15］.本试验结果显示，适量添加锰可增加大白菜叶片SPAD值，其中以添加Mn-AA组的效果较好.

过量或不足施肥往往是造成蔬菜品质下降的根本原因.缺锰时硝酸还原酶活性下降，植物体内硝态氮的还原作用受阻，从而导致体内硝酸盐积累，蛋白质合成受阻;锰还能促进维生素C的合成［16］.本试验中，适量添加锰可提高大白菜可溶性蛋白质和维生素C的含量，降低硝酸盐的含量，以添加氨基酸螯合锰效果最佳.添加Mn-AA组对提高大白菜的品质好于MnSO4组和Mn-EDTA组，这可能是因为氨基酸螯合锰本身含有碳、氮等营养元素，可被作物直接吸收，在作物体内氨基酸作为配位体，在无需光合作用的情况下直接参与机体的蛋白合成及碳代谢等过程.研究者在水稻、小麦及小白菜上的试验也表明，氨基酸螯合微肥可有效提高作物的品质［17-18］.

综上，本试验条件下，大量元素肥料中适量添加锰可有效提高大白菜的产量和品质，添加MnSO4的处理以施锰1.0 mg·kg-1(肥料中添加锰1 000 mg·kg-1)水平最好，产量比对照增加12.6%，品质指标也高于对照;添加Mn-AA组对提高大白菜的产量和品质最佳，但氨基酸螯合锰成本较高.另外，锰虽然是人体必需的微量元素之一，但含量超出一定范围也会有损人体健康［19］，所以要根据土壤中含锰的实际情况，来确定是否施用锰肥.

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