硅对青蒜苗生长、 光合特性及品质的影响

刘景凯， 刘世琦， 冯 磊， 陈祥伟， 薛小艳， 成 波， 王 越， 李 贺

(山东农业大学园艺科学与工程学院，作物生物学国家重点实验室，农业部黄淮地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室，山东泰安 271018)

大蒜(AlliumsativumL.)又名蒜、 胡蒜，属百合科葱属一、 二年生草本植物，主要以肥大的肉质鳞茎和鲜嫩的花茎器官为产品。大蒜肉质鳞茎中含有较多的蛋白质、 碳水化合物、 维生素和具特殊辛辣味的能帮助消化的大蒜素，是营养价值很高的一种蔬菜。大蒜还具有较高的药用价值，经常食用大蒜能够增进食欲、 消咳止血、 抑菌杀菌和防癌、 抗癌[1]。

1 材料与方法

1.1 试验设计

1.2 分析项目及方法

试验数据采用Microsoft Excel 2003软件进行处理，DPS 6.55软件进行统计分析和处理间显著性检验(Duncan 新复极差法)。

2 结果与分析

2.1 硅对水培青蒜苗生长指标的影响

从表1可以看到硅对青蒜苗生长有明显的促进作用。青蒜苗三个生育时期(90 d、 135 d、 180 d)的植株鲜重、 株高、 假茎长和假茎粗均随营养液中硅浓度的增加先升高后降低，最高值出现在1.5 mmol/L(Si1.5)处理中，与对照(Si0)相比，90 d时分别增加了18.91%，16.83%，9.69%，27.98%； 135 d时分别增加了28.26%，13.99%，26.10%，43.39%； 180 d时分别增加了51.73%，15.88%，38.12%，47.29%(P<0.05)； 并且除株高外，其它指标在生育后期的增加幅度比生育前期更大。可见适宜的硅水平(1.5 mmol/L)能很好地促进青蒜苗的生长，而且后期施用效果更明显，这样就为大蒜合理施用硅肥、 实现高产奠定了基础。

播种后

2.2 硅对水培青蒜苗色素含量的影响

表2 不同硅水平对青蒜苗叶片光合色素含量的影响 (mg/g, FW) Table 2 Effects of different silicon levels on photosynthetic pigments of leaves of garlic seedlings

2.3 硅对水培青蒜苗光合参数的影响

由表3可知， 青蒜苗叶片净光合速率和气孔导度均随硅浓度增加先升高后降低，而蒸腾速率则是先降低后升高。净光合速率、 气孔导度最高值和蒸腾速率的最低值都出现在Si 1.5 mmol/L处理中，与不施硅处理相比，净光合速率和气孔导度分别增加了32.41%和44.62%(P<0.05)，蒸腾速率降低了22.00%(P<0.05)。说明营养液中硅浓度为1.5 mmol/L时，青蒜苗光合性状比较好，有利于光合产物的累积，并且蒸腾作用较低，水分利用率较高。表3还表明: 各施硅处理的胞间CO2浓度虽然都高于不施硅处理，而且随硅浓度升高呈单峰曲线变化，但差别不大，没有达到显著水平。

表3 不同硅水平对青蒜苗叶片光合参数的影响Table 3 Effects of different silicon levels on photosynthetic parameters of leaves of garlic seedlings

2.4 硅对青蒜苗品质的影响

图1中可以看出， 叶片和假茎中可溶性糖含量均随着硅浓度的增加呈先升高后降低的趋势，最高值均出现在Si1.5处理中，播种后180 d时比对照分别增加了41.96%和40.82%，差异显著。由此可见，营养液中硅素水平1.5 mmol/L时对青蒜苗可溶性糖合成最有利。

图1 硅对青蒜苗可溶性蛋白和可溶性糖含量的影响Fig.1 Effect of silicon on the contents of soluble protein and soluble sugar of garlic seedlings

图2 硅对青蒜苗维生素C和游离氨基酸含量的影响Fig.2 Effect of silicon on the contents of vitamin C and free amino acid of garlic seedlings

3 讨论与结论

研究表明硅对于促进植物生长发育有重要作用，它不仅能够促进植物根系生长，增强根系活力，改善通气组织和根部氧化能力，提高其对水分和养分的吸收量，同时还可以增加植株的呼吸率以及叶片和根系中的ATP含量[15]，为植物的生命活动提供能量。本试验中，低浓度硅显著增加了青蒜苗各生育期的植株鲜重、 株高、 假茎长和假茎粗，且当硅浓度为1.5 mmol/L时上述各指标值最大，硅浓度超过1.5 mmol/L时，增加效果则不明显。这与Lee等[16]在大豆、 曹逼力等[17]在番茄、 高熙等[18]在草莓、 Abro等[19]在小麦上的研究结果相似。

可溶性蛋白是衡量青蒜苗营养品质的一个重要生理生化指标，硅对可溶性蛋白的合成有重要的促进作用。李佐同等[28]就研究表明随着硅浓度增加，玉米幼苗根系和叶片中可溶性蛋白含量都显著增加，并且在2 mmol/L硅酸钠处理中最高。周秀杰等[29]也发现硅能显著增加水分胁迫下黄瓜幼苗内的可溶性蛋白含量，从而降低细胞的渗透势，增强其抗旱性。张翠珍等[30]研究了硅对糯玉米品质的影响，发现施用硅肥的糯玉米粗蛋白和赖氨酸含量都有不同程度的增加，改善了玉米的品质和适口性，从而提高了其商品价值。本试验中，青蒜苗叶片可溶性蛋白含量随着硅浓度的增加先降低后升高，Si1.5处理含量最低，而假茎与叶片正好相反，Si1.5处理时含量最高，说明施硅促进了可溶性蛋白的合成及由叶片向假茎中的转移，而假茎作为青蒜苗的主要食用器官，可溶性蛋白的合成与积累，有利于其食用品质的提高。

作为光合的初级产物和植物各种生理代谢途径的前提物质，可溶性糖是干旱胁迫诱导的小分子溶质之一，它不仅参与植物体内渗透调节，在维持植物蛋白质稳定方面也有重要作用。庄国成[31]认为硅能降低甘蔗体内的转化酶、 过氧化酶、 腺苷三磷酸酶的活性，从而利于蔗糖的累积。本试验中一定浓度的Si(1.5 mmol/L)促进了青蒜苗叶片和假茎中可溶性糖的合成。这可能是由于硅提高了叶片中色素含量，增强了光合作用，促进了碳水化合物的合成和累积。本试验结果与石彦召等[32]在葡萄、 薛高峰等在西芹[33]、 番茄[34]上的研究结果相似。

综合分析本试验中硅对青蒜苗植株鲜重、 株高、 假茎长、 假茎粗、 色素含量、 光合特性以及营养品质的影响，认为在水培条件下对青蒜苗优质高产的最佳硅浓度为1.5 mmol/L。

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