硅对大葱矿质元素吸收、分配特性及产量和品质的影响
2016-08-24李炜蔷侯丽丽
李炜蔷， 张 逸， 石 健， 侯丽丽， 王 磊， 徐 坤
(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，山东农业大学园艺科学与工程学院，山东泰安 271018)
硅对大葱矿质元素吸收、分配特性及产量和品质的影响
李炜蔷， 张 逸， 石 健， 侯丽丽， 王 磊， 徐 坤*
(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，山东农业大学园艺科学与工程学院，山东泰安 271018)
【目的】大葱因含有机硫化合物等功效成分而具有重要的保健和药用价值，为此，前人曾就氮、磷、钾、硫等矿质元素与大葱产量、品质及风味物质的关系进行了一些研究。硅作为一种公认的有益元素，在提高作物产量、改善品质等方面具有重要作用，本试验研究了硅对大葱矿质元素吸收、分配特性和产量及品质的影响，以期为大葱高效施肥提供科学依据。【方法】本研究以‘天光’和‘章丘’两个不同类型大葱品种为试材，供试硅源均为Na2SiO3·9H2O，通过盆栽Hoagland营养液培养和大田土壤栽培相结合的方法，分别研究了营养液不同硅水平(SiO20、0.6、1.2、1.8mmol/L)和土壤不同施硅量(SiO20、150、300、450kg/hm2)对大葱生长、产量、品质及硅、氮、磷、钾含量、吸收量的影响。【结果】营养液硅水平在1.8mmol/L范围内，‘天光’和‘章丘’两品种大葱株高、假茎长、假茎粗、植株干重以及单株产量均随硅浓度升高呈先上升后下降的趋势，且均以1.2mmol/L的处理表现最好，其单株产量分别较不施硅提高了19.4%和30.9%; 适量施硅还显著提高了大葱游离氨基酸、可溶性糖、丙酮酸等含量，表明施硅有利于改善大葱品质。随营养液硅水平的升高，两大葱品种各器官硅含量均显著增加，在1.8mmol/L处理时达最高，而钾含量则与之相反，氮、磷含量则呈先上升后下降的趋势，均以1.2mmol/L处理含量较高; 由于施硅促进了大葱生长，所以大葱对硅及氮、磷、钾的吸收量则均随硅水平的升高呈增加趋势。大田施硅试验表明，‘天光’和‘章丘’两品种大葱均以施硅量(SiO2)300kg/hm2时产量较高，分别比对照增产15.4%和25.6%。【结论】大葱增施硅可显著增加大葱对硅及氮、磷、钾的吸收量，促进植株生长，提高产量和品质，但同一硅水平的增产率以‘章丘’品种显著高于‘天光’，且二者随硅水平变化的幅度也不相同，表明不同大葱品种对硅的反应敏感性存在显著差异。本试验条件下，以营养液硅水平1.2mmol/L、土壤施硅300kg/hm2时较有利于大葱的生长及产量和品质的提高。
大葱; 硅; 矿质元素; 产量; 品质
大葱(Allium fistulosumL. var．giganteamMakino)为百合科单子叶植物，以叶片及叶鞘(假茎)为食用器官，是我国人民喜食的调味佳品。孔灵君等[9]、江丽华等[10]曾就氮、磷、钾、硫等矿质元素对大葱生长发育的影响进行了一些研究，并证明合理施肥可显著提高大葱的产量及品质，但关于在大葱上施用硅的研究尚未见报道。为此，本试验以盆栽营养液培养和大田施硅栽培相结合，研究不同硅水平对大葱矿质元素吸收及产量品质的影响，旨在为大葱高效施肥提供科学依据。
1 材料与方法
1.1试验设计
本试验在2012年预备试验基础上，于2013年在山东农业大学蔬菜试验站进行。供试大葱品种为‘天光’和‘章丘’。3月1日播种育苗，6月13日苗高40cm左右、有4片展开真叶时栽植，11月19日收获。试验分盆栽营养液培养和大田土壤栽培两部分，供试硅源均为Na2SiO3·9H2O。
大田试验供试土壤有机质含量11.09g/kg，全氮0.80g/kg，碱解氮(N)141.7mg/kg，速效磷(P2O5)92.2mg/kg，速效钾(K2O)192.3mg/kg，有效硅232mg/kg，pH6.72。试验设施硅量SiO20、150、300、450kg/hm24个处理，在大葱栽植时，按处理量将Na2SiO3·9H2O均匀施入栽植沟中，大葱栽培行距80cm，株距3.5cm，小区面积14.4m2，每处理重复3次，随机区组排列。其他管理均按常规方法进行。
1.2测定项目与方法
大葱收获时，盆栽大葱每小区取10株，测定株高、假茎长、假茎粗及根、假茎、叶片鲜质量，后置干燥箱内105℃杀青30min，75℃烘干至恒重称量干质量，样品备存用于测定氮、磷、钾、硅含量; 另取盆栽大葱假茎测定产品品质。
可溶性糖采用蒽酮法; 可溶性蛋白采用考马斯亮蓝法; 维生素C采用钼蓝比色法[11]; 丙酮酸采用2,4-二硝基苯肼显色法[12]; 游离氨基酸采用茚三酮溶液显色法[12]; 纤维素采用浓酸水解定糖法[13]测定。大葱综合品质评分参考宋春凤等[14]的相对比较法进行，即将各品质指标最大值确定为100分，某处理该指标测定值占最大值的百分数即为该指标的实际得分，各处理所有品质指标得分与其权重值乘积之和，即为该处理的综合品质得分。
将烘干的大葱干样磨碎后，过0.25mm筛，称取0.200g,用H2SO4-H2O2联合消煮法煮至澄清，氮、磷、钾含量分别采用凯氏定氮法[15]、钼锑抗比色法[15]、火焰光度法[15]测定; 称取0.300g烘干样品装入瓷坩埚中，放进高温电炉中进行干灰化，直到样品呈灰白色，采用Vorm法[15]测定硅含量。
大田试验大葱收获时按小区计产，折算公顷产量。
1.3数据处理
试验数据采用MicrosoftExcel2007软件进行处理，SPSS进行统计分析和差异显著性检验。
2 结果与分析
2.1硅水平对盆栽大葱生长量的影响
从表1可以看出，不同硅浓度营养液对大葱生长有显著影响，均表现为随硅浓度的增加，大葱各生长指标先增加后降低，在1.2mmol/L时达最大值，其中‘天光’大葱株高、假茎粗、假茎长、假茎干重较不施硅处理分别增加10.9%、15.8%、12.4%、26.2%; 而‘章丘’大葱则分别增加了12.8%、26.4%、9.3%、35.6%。
2.2硅水平对盆栽大葱不同器官硅含量及吸收分配特性的影响
表2结果显示，两品种大葱各器官硅含量(SiO2)均随营养液硅浓度的升高而持续升高，且硅含量根较高，叶片次之，假茎较低。如营养液硅浓度分别为SiO20.6、1.2、1.8mmol/L时，‘天光’大葱根系硅含量分别达4.31、6.09、6.91mg/g，较不施硅处理分别增加了138.1%、236.5%、281.8%，而假茎硅含量仅为0.47、0.49和0.56mg/g，分别较不施硅处理增加了9.3%、14.0%、30.2%。大葱植株对硅吸收量亦随硅水平的增加而显著提高，其中在1.8mmol/L的硅水平下，‘天光’大葱、‘章丘’大葱全株对硅的吸收量分别达16.73和26.21mg/plant，较不施硅分别增加了82.8%和115.5%; 同时，营养液硅浓度还显著影响了硅在大葱各器官的分配率，较高的硅水平可促进硅向根系的分配，降低向假茎、叶片的分配。相关指标显著性检验结果(表2)显示，两品种除硅在假茎的分配率无显著差异外，各器官硅含量和吸收量均存在显著或极显著差异。
2.3硅水平对盆栽大葱氮磷钾含量及吸收量的影响
2.3.1 硅水平对盆栽大葱氮、磷、钾含量的影响从表3可以看出，营养液硅水平除对大葱根系氮含量无显著影响外，对大葱假茎、叶氮含量及各器官磷、钾含量均有显著影响，但作用的大小不尽相同，施硅显著提高了大葱假茎、叶氮含量，但以1.2mmol/L处理较高，如‘天光’大葱叶片氮含量较不施硅处理增加37.3%，而1.8mmol/L处理仅增加了14.9%。大葱各器官磷含量的变化趋势与氮含量相似，根、假茎、叶中磷含量均在1.2mmol/L时达最大值，随后含量下降。与氮、磷含量不同的是，两品种大葱各器官钾含量均随硅水平的升高呈降低趋势，在1.8mmol/L处理时最低，如两品种假茎钾含量较不施硅处理分别降低了20.4%和30.1%。
表1 不同硅水平对盆栽大葱生长的影响
注(Note): 同列数据后不同字母表示处理间差异达5%显著水平Datafollowedbydifferentlettersinacolumnaresignificantamongtreatmentsatthe5%level.
表2 不同硅水平对盆栽大葱硅含量及吸收分配特性的影响
注(Note): 同列数据后不同字母表示处理间差异达5%显著水平Datafollowedbydifferentlettersinacolumnaresignificantamongtreatmentsatthe5%level.
表3 不同硅水平对盆栽大葱各器官氮磷钾含量的影响
注(Note): 同列数据后不同字母表示处理间差异达5%显著水平Datafollowedbydifferentlettersinacolumnaresignificantamongtreatmentsatthe5%level.
2.3.2 硅水平对盆栽大葱氮、磷、钾吸收量的影响表4表明，大葱植株对氮、磷、钾的吸收量均随硅水平的提高呈先上升后下降的趋势，多在1.2mmol/L时达到最大值，此时‘天光’大葱假茎氮、磷吸收量分别较不施硅增加了36.7%和40.0%; 虽然大葱各器官钾含量随硅水平升高而下降，但由于施硅显著提高了大葱各器官的干质量，故施硅还是提高了大葱对钾的吸收量，如在1.2mmol/L硅水平下，‘天光’大葱和‘章丘’大葱叶片中的钾吸收量分别较不施硅增加了0.5%和14.2%。
表4 不同硅水平对盆栽大葱各器官氮磷钾吸收量的影响
注(Note): 同列数据后不同字母表示处理间差异达5%显著水平Datafollowedbydifferentlettersinacolumnaresignificantamongtreatmentsatthe5%level.
2.4硅水平对大葱产量和品质的影响2.4.1 营养液硅水平对盆栽大葱产量和品质的影响表5表明，随营养液硅水平的升高，两品种大葱产量均显著增加，但硅浓度过高则增产效果降低，其中以1.2 mmol/L处理的产量较高，‘天光’、‘章丘’大葱比不施硅处理分别增产19.4%和30.9%。硅对大葱品质也有显著影响，但对各品质指标的作用方向并不一致，且两个品种之间也存在一定差异。两品种大葱假茎的丙酮酸、氨基酸、可溶性糖、纤维素及维生素C含量均随硅水平的提高基本呈先升高后降低的趋势，多以1.2 mmol/L处理的值最大，‘章丘’大葱可溶性蛋白含量亦表现出相似的趋势，但硅对‘天光’大葱的可溶性蛋白含量无显著影响。从综合品质看，两个品种大葱的品质均以营养液硅水平为1.2 mmol/L时为好。
表5 不同硅水平对盆栽大葱假茎品质及产量的影响
注(Note): 同列数据后不同字母表示处理间差异达5%显著水平Datafollowedbydifferentlettersinacolumnaresignificantamongtreatmentsatthe5%level.
2.4.2 大田施硅对大葱产量的影响表6结果表明，不同施硅量对大田大葱产量均有显著影响，随施硅量的增加，大葱产量先增加后降低，均以施硅300kg/hm2的处理大葱产量较高，‘天光’和‘章丘’大葱的产量分别达82091和94803kg/hm2，分别较不施硅增产15.4%和25.6%，而施硅量为 450kg/hm2时，‘天光’和‘章丘’大葱的产量分别为78818和91815kg/hm2，虽较不施硅分别增产10.8%和21.6%，但较施硅300kg/hm2的处理分别降低了4.0%和3.2%，表明不同大葱品种对硅反应的敏感性不同。
表6 大田施硅对大葱产量的影响
注(Note): 小区面积为14.4m2Plotareais14.4m2. 同列数据后不同字母表示处理间差异达5%显著水平Datafollowedbydifferentlettersinacolumnaresignificantamongtreatmentsatthe5%level.
3 讨论
不同植物间的硅含量差别很大，这可能与植物根系对硅的吸收能力不同有关[16]。由于植物对硅的吸收包括从外部溶液到皮层细胞的径向运输和从皮层细胞释放进入木质部两个过程[17]，因此有研究表明，水稻中较高的硅含量与其含有高密度的径向运输转运蛋白SIT1及木质部卸载转运蛋白SIT2有关[18-19]，而黄瓜和番茄等植物中较低的硅含量，可能是转运蛋白SIT1密度低和SIT2缺失之故[17]。本研究结果表明，大葱根、假茎及叶片中硅含量随营养液硅水平的增加而显著升高，这与其他学者在番茄[20]、生姜[21]、向日葵[22]等作物上的研究结果类似，但‘天光’、‘章丘’两品种大葱各器官硅含量存在显著差异，尤以叶片硅含量差异为甚，表明同一作物不同基因型对硅的吸收分配显著不同。
营养液硅水平不仅影响大葱植株体内的硅含量，也显著影响其对氮、磷、钾的吸收。本研究结果表明，除根系氮含量外，适量施硅可显著提高大葱植株各器官的氮、磷含量，但硅水平过高，则氮、磷含量降低，而大葱各器官钾含量则随硅水平的升高呈降低趋势。梁永超等[23]研究亦证实，硅提高盐胁迫下大麦植株体内的氮、磷含量，与硅可增强其根系活力和H+-ATP酶活性有关; 胡克伟等[24]研究表明，硅可降低土壤对磷的吸附结合能力，增加易解吸磷的含量，从而有利于植物对磷的吸收; 汪传炳等[25]研究表明，施硅对水稻吸收钾素有一定的抑制作用，使植株钾含量降低，这可能是施硅引起植物细胞壁特别是凯氏带发生硅质化，从而阻碍了钾离子进入根系有关[26]。
本试验结果表明，硅可有效促进大葱的生长，并可显著提高大葱产量，这与前人在生姜[26]、水稻[27]、黄瓜[28]等上的研究结果一致。硅促进植物生长的原因可能有以下三方面: 首先，硅能促进细胞伸长，使叶片表皮细胞长度和细胞壁伸展性显著增大，尽管硅不能直接促进细胞的分裂[29]; 第二，硅能促进植物根系的生长，使细胞内线粒体数量增多，有利于氧化磷酸化的进行，使根的呼吸速率和ATP的含量增加，提高其对水分和养分的吸收能力[30]; 第三，硅通过提高植物叶片色素含量促进了光合作用，从而可以合成更多的有机物[21]。本试验盆栽营养液培养的‘天光’和‘章丘’两品种大葱均以1.2mmol/L硅处理下生长量较大、产量较高，分别较对照增产19.4%和30.9%; 大田栽培两品种大葱产量均以施硅(SiO2)300kg/hm2的产量较高，分别较对照增产15.4%和25.6%。不仅两品种大葱施用等量硅肥的增产率显著不同，其产量随施硅量变化的幅度也以‘章丘’大葱显著大于‘天光’大葱，表明‘章丘’大葱对硅的反应更为敏感，且需硅量更高，这与盆栽中‘章丘’大葱茎叶硅含量较‘天光’大葱高的结果一致。同时，适宜的硅水平也显著提高了大葱游离氨基酸、可溶性糖、丙酮酸等含量，而丙酮酸是大葱风味物质有机硫化物的最直观的反映指标[31]，表明适量施硅有利于改善大葱品质。李明德等[32]研究表明，硅对甘蔗有明显的增产和增糖作用; 吴英等[33]研究表明，施硅后稻米精米率提高且风味改善; 张国芹等[26]报道，增施硅肥提高了生姜根茎中的淀粉、可溶性糖、蛋白质及姜油含量。这可能与硅能够调节某些代谢基因的表达有关[26,34]。
4 结论
本试验结果表明，‘天光’、‘章丘’两品种大葱各器官硅含量均随营养液硅水平的升高而增加，钾含量则刚好相反，而氮、磷含量则呈先增加后降低的趋势，但大葱对硅及氮、磷、钾的吸收量则均随硅水平升高呈增加的趋势，这与适量施硅显著促进了大葱的生长有关。虽然两大葱品种的产量均以盆栽营养液硅水平1.2mmol/L、大田土壤栽培300kg/hm2较高，但增产率以‘章丘’大葱显著高于‘天光’大葱，且二者随硅水平变化的幅度也不相同，表明大葱基因型对硅的反应敏感性具有显著差异。
[1]梁永超, 张永春. 植物的硅素营养[J]. 土壤学进展, 1993, 21(3): 7-14.
LiangYC.ZhangYC.Studiesonsiliconnutritionofplant[J].ProgressofSoilSciences, 1993, 21(3): 7-14.
[2]MaJF,TakahashiE.Soil,fertilizer,andplantsiliconresearchinJapan[M].Holland:Elsevier, 2002.
[3]EpsteinE.Theanomalyofsiliconinplantbiology[J].ProceedingsoftheNationalAcademyofSciences, 1994, 91(1): 11-17.
[4]TakahashiE,MaJF,MiyakeY.Thepossibilityofsiliconasanessentialelementforhigherplants[J].CommentsonAgriculturalandFoodChemistry, 1990, 2(2): 99-102.
[5]梁永超, 陈兴华, 马同生, 等. 硅对番茄生长, 产量与品质的影响[J]. 江苏农业科学, 1993,(4): 48-50.
LiangYC,ChenXH,MaTS, et al.Effectsofsiliconongrowth,yieldandqualityoftomato[J].JiangsuAgriculturalSciences, 1993, (4): 48-50.
[6]郝立冬. 硅肥对春小麦生长及产量品质的影响[J]. 黑龙江八一农垦大学学报, 2013, 25(2): 1-4.
HaoLD.Effectsofsiliconfertilizeronthegrowthandyieldofspringwheat[J].HeilongjiangAugustFirstLandReclamationUniversity, 2013, 25(2): 1-4.
[7]邢雪荣, 张蕾. 植物的硅素营养研究综述[J]. 植物学通报, 1998, 15(2): 33-40.
XingXR,ZhangL.Reviewofthestudiesonsiliconnutritionofplants[J].ChineseBulletinofBotany, 1998, 15(2): 33-40.
[8]薛高峰, 孙焱鑫, 陈延华, 等. 叶面施硅对西芹养分吸收, 产量及品质的影响[J]. 核农学报, 2012, 26(1): 176-181.
XueGF,SunYX,ChenYH, et al.Influencesofsprayingdifferentformsofsilicononnutrientabsorption,yieldandqualityofcelery[J].JournalofNuclearAgriculturalSciences, 2012, 26(1): 176-181.
[9]孔灵君, 徐坤, 王磊, 等. 氮硫互作对越冬大葱生长及品质的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2013, 19(5): 1272-1278.
KongLJ,XuK,WangL, et al.InfluenceofnitrogenandsulfurinteractionongrowthandqualityofChinesespringonion[J].JournalofPlantNutritionandFertilizer, 2013, 19(5): 1272-1278.
[10]江丽华, 刘兆辉, 张文君, 等. 氮素对大葱产量影响和氮素供应目标值的研究[J]. 植物营养与肥料学报, 2007, 13(5): 890-896.
JiangLH,LiuZH,ZhangWJ, et al.StudyontheeffectofnitrogenongreenChineseonionyieldandNsupplyingtargetvalue[J].PlantNutritionandFertilizerScience, 2007, 13(5): 890-896
[11]李军. 钼蓝比色法测定还原型维生素C[J]. 食品科学, 2000, 21(8): 42-45.
LiJ.Molybdenumbluecolorimetricmethodforthedeterminationofreducedvitamin[J].FoodSciences, 2000, 21(8): 42-45.
[12]文树基. 基础生物化学实验指导[M]. 西安: 陕西科学技术出版社, 1994.
WenSJ.Guideofbiochemistryexperiment[M].Xi’an:ShanxiScienceandTechnologyPress, 1994.
[13]李合生. 植物生理生化实验原理和技术[M]. 北京: 高等教育出版社, 2000.
LiHS.Theprincipleandtechnologyofplantphysiologyandbiochemistryexperiment[M].Beijing:HighEducationPress, 2000.[14]宋春凤, 徐坤. 氮钾配施对芋头产量和品质的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2004, 10(2): 167-170.
SongCF,XuK.Effectofnitrogenandpotassiumonyieldandqualityoftaro[J].PlantNutritionandFertilizerScience, 2004, 10(2): 167-170.
[15]鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 北京: 中国农业出版社, 2000.
BaoSD.Soilagriculturalchemistryanalysis[M].Beijing:ChinaAgriculturePress, 2000.
[16]MaJF,GotoS,TamaiK, et al.Roleofroothairsandlateralrootsinsiliconuptakebyrice[J].PlantPhysiology, 2001, 127(4): 1773-1780.
[17]MitaniN,MaJF.Uptakesystemofsiliconindifferentplantspecies[J].JournalofExperimentalBotany, 2005, 56(414): 1255-1261.
[18]MaJF,MitaniN,NagaoS, et al.Characterizationofthesiliconuptakesystemandmolecularmappingofthesilicontransportergeneinrice[J].PlantPhysiology, 2004, 136(2): 3284-3289.
[19]MaJF,TamaiK,YamajiN, et al.Asilicontransporterinrice[J].Nature, 2006, 440(7084): 688-691.
[20]曹逼力, 徐坤, 石健, 等. 硅对番茄生长及光合作用与蒸腾作用的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2013, 19(2): 354-360.
CaoBL,XuK,ShiJ, et al.Effectsofsiliconongrowth,photosynthesisandtranspirationoftomato[J].JournalofPlantNutritionandFertilizer, 2013, 19(2): 354-360.
[21]张国芹, 徐坤, 王兴翠, 等. 硅对生姜叶片水, 二氧化碳交换特性的影响[J]. 应用生态学报, 2008, 19(8): 1702-1707.
ZhangGQ,XuK,WangXC, et al.EffectsofsilicononexchangecharacteristicsofH2OandCO2ingingerleaves[J].ChineseJournalofAppliedEcology, 2008, 19(8): 1702-1707.
[22]邹春琴, 高霄鹏, 刘颖杰, 等. 硅对向日葵水分利用效率的影响[J]. 植物营养与肥料学报, 2005, 11(4): 547-550.
ZouCQ,GaoXP,LiuYJ, et al.Effectsofsilicononwateruseefficiencyinsunflowerwithsolutionculture[J].PlantNutritionandFertilizerScience, 2005, 11(4): 547-550.
[23]梁永超, 丁瑞兴, 刘谦. 硅对大麦耐盐性的影响及其机制[J]. 中国农业科学, 1999, 32(6): 75-83.
LiangYC,DingRX,LiuQ.Effectsofsilicononsalttoleranceofbarleyanditsmechanism[J].ScientiaAgriculturaSinica, 1999, 32(6): 75-83.
[24]胡克伟, 关连珠, 颜丽, 等. 施硅对水稻土磷素吸附与解吸特性的影响研究[J]. 植物营养与肥料学报, 2002, 8(2): 214-218.
HuKW,GuanLZ,YanL, et al.Effectofsupplysilicononadsorptionanddesorptionactionofphosphorusinpaddysoil[J].PlantNutritionandFertilizerScience, 2002, 8(2): 214-218.
[25]汪传炳, 茅国芳. 上海地区水稻硅素营养状况及硅肥效应[J]. 上海农业学报, 1999, 15(3): 65-69.
WangCB,MaoGF.StudyonricesiliconnutritionstatusinShanghairegionandeffectsofsiliconfertilizer[J].ActaAgriculturaeShanghai, 1999, 15(3): 65-69.
[26]张国芹. 硅对生姜生长及生理特性的影响[D]. 泰安: 山东农业大学硕士学位论文, 2008.
ZhangGQ.Effectsofsilicononthegrowthandsomephysiologicalcharacteristicsofginger[D].Tai’an:MSThesisofShandongAgricultureUniversity, 2008.
[27]卢维盛, 李华兴, 刘远金. 施硅对水稻产量和稻米品质的影响[J]. 华南农业大学学报, 2002, 23(1): 92.
LuWS,LiHX,LiuYJ.EffectsofSifertilizationonyieldandqualityofpaddyrice[J].JournalofSouthChinaAgriculturalUniversity, 2002, 23(1): 92.
[28]王喜艳, 张玉龙, 虞娜, 等. 硅肥对保护地黄瓜光合特性和产量的影响[J]. 长江蔬菜, 2007, (2): 45-47.
WangXY,ZhangYL,YuN, et al.Effectofsiliconfertilizeroncucumberphotosynthesisandyieldinprotectedfield[J].JournalofChangjiangVegetables, 2007, (2): 45-47.
[29]HossainMT,MoriR,SogaK, et al.GrowthpromotionandanincreaseincellwallextensibilitybysiliconinriceandsomeotherPoaceaeseedlings[J].JournalofPlantResearch, 2002, 115(1): 23-27.
[30]邵长泉. 硅肥对糯玉米根系生长状况、产量及品质的影响[J]. 长江蔬菜, 2007, (5): 50-51.
ShaoCQ.Effectsofsiliconfertilizeronrootsystemandyieldandqualityofwaxycorn[J].JournalofChangjiangVegetables, 2007, (5): 50-51.
[31]SchwimmerS,WestonWJ.Onionflavorandodor,enzymaticdevelopmentofpyruvicacidinonionasameasureofpungency[J].JournalofAgriculturalandFoodChemistry, 1961, 9(4): 301-304.
[32]季明德, 黄湘源. 硅元素对甘蔗增产和增糖作用机理的研究[J]. 甘蔗糖业, 1993, (4): 6-8.
JiMD,HuangXY.Studyonbehaviormechanismofincreaseproductionandsugarofcanecausedbysilicon[J].SugarcaneandCanesugar, 1993 (4): 6-8.
[33]吴英, 魏丹, 高洪生. 硅在水稻营养中的作用及其有效条件的研究[J]. 土壤肥料, 1992, (3): 25-27.
WuY,WeiD,GaoHS.Studyontheeffectsofsilicononricenutritionanditseffectiveconditions[J].SoilandFertilizer, 1992, (3): 25-27.
[34]高丹, 陈基宁, 蔡昆争, 等. 硅在植物体内的分布和吸收及其在病害逆境胁迫中的抗性作用[J]. 生态学报, 2010, 30(10): 2745-2755.
GaoD,ChenJN,CaiKZ, et al.Distributionandabsorptionofsiliconinplantanditsroleinplantdiseaseresistanceunderenvironmentalstress[J].ActaEcologicaSinica, 2010, 30(10): 2745-2755.
Effectsofsilicononmineralelementuptakeanddistribution,yieldandqualityofChinesespringonion
LIWei-qiang,ZHANGYi,SHIJian,HOULi-li,WANGLei,XUKun*
(State Key Laboratory of Crop Biology/Ministry of Agriculture Key Laboratory of Horticultural Crop Biology and Germplasm Creation in Huang-Huai Region/College of Horticulture Science and Engineering, Shandong Agricultural University,Tai’an, Shandong 271018, China)
【Objectives】Chinesespringonionhasimportanthealthfunctionandmedicinalvaluebecauseofitsorganicsulfurcompound.Forthereason,someresearchfocusedontherelationshipbetweenmineralelements,suchasnitrogen,phosphorus,potassiumandsulfur,etc.,andimprovingyield,qualityandflavorsubstancesofChinesespringonions.Asanacceptedbeneficialelement,siliconplaysanimportantroleinimprovingcropyieldandquality,buttheresponseofChinesespringoniontosiliconwasnotreported.Therefore,inthisexperiment,effectsofsilicononmineralelementuptakeanddistribution,yieldandqualityofChinesespringonionswerestudiedforprovidingscientificbasisforeffectivefertilization.【Methods】UndertheconditionofusingNa2SiO3·9H2Oassiliconsource,twovarietiesofChinesespringonion, ‘Tianguang’and‘Zhangqiu’,wereselectedasmaterialstoinvestigatetheeffectsofdifferentsiliconlevelsofnutrientsolution(SiO20, 0.6, 1.2and1.8mmol/L)andsoilsiliconfertilizers(SiO20, 150, 300and450kg/hm2)onmineralelementuptakeanddistribution,yieldandqualitybycombiningpotHoaglandnutrientsolutioncultureandfieldcultivation. 【Results】Theresultsshowthattheplantheights,cauloidlengths,cauloiddiameters,dryweightsandsingleplantyieldsofthetwovarietiesarefirstlyincreasedandthendecreasedintherangeof0-1.8mmol/Lsilicon.Amongalltreatments,the1.2mmol/Lsilicontreatmentisthebest,andthesingleplantyieldsofthetwovarietiesareimprovedby19.4%and30.9%respectivelycomparedwiththecontrol.Moreover,appropriatesiliconalsosignificantlyincreasesthecontentsoffreeaminoacids,solublesugar,pyruvicacidofChinesespringonions,whichindicatesthattheChinesespringonionqualitycouldbeenhancedbyapplyingsilicon.Withtheincreaseofsiliconlevels,thesiliconcontentsindifferentorgansoftwovarietiesareincreasedsignificantly,andthenreachthehighestvaluesunderthe1.8mmol/Lsiliconconcentration,whilethepotassiumcontentsisdecreased.Thenitrogenandphosphoruscontentsareincreasedfirstlyandthendecreased,andtheirmaximumsoccurunderthe1.2mmol/Lsiliconlevel.BecausetheapplicationofsiliconpromotesthegrowthofChinesespringonions,theuptakeamountsofsilicon,nitrogen,phosphorusandpotassiumareraisedwiththeincreaseofsiliconlevels.Inthefieldexperiment,underthetreatmentofsupplying300kg/hm2silicon(SiO2),theyieldsof‘Tianguang’and‘Zhangqiu’arethehighestandareincreasedby15.4%and25.6%comparedwiththecontrol. 【Conclusions】Addingsiliconsignificantlyincreasestheuptakeamountsofsilicon,nitrogen,phosphorusandpotassiumofChinesespringonions,promotestheplantgrowth,yieldandquality.However,theyieldincreasedrateof‘Zhangqiu’issignificantlyhigherthanthatof‘Tianguang’,andthechangesofthetwovarietieswithdifferentsiliconconcentrationsaredifferent,indicatingthatdifferentChinesespringonionvarietieshadasignificantdifferencesinthesensitivityofsilicon.Inthisexperiment,thenutrientsolutioncontainingsilicon1.2mmol/Lorsoilsupplying300kg/hm2siliconfertilizerareoptimalforimprovingthegrowth,yieldandqualityofChinesespringonions.
Chinesespringonion;silicon;mineralelements;yield;quality
2014-10-10接受日期: 2014-12-31网络出版日期: 2015-07-17
山东省现代农业产业技术体系专项资金(SDAIT-02-022-05)资助。
李炜蔷(1990—)，女，山东临沂人，硕士研究生，主要从事蔬菜栽培生理方面的研究。Tel: 0538-8241783，E-mail:li211129@163.com*
E-mail:xukun@sdau.edu.cn
S633.1.601
A
1008-505X(2016)02-0486-09
