糖醇和氨基酸對小白菜鈣營養(yǎng)及生長、品質的影響

丁雙雙， 李燕婷， 袁 亮， 趙秉強， 林治安， 楊相東， 李 娟， 張建君

(中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所, 農(nóng)業(yè)部植物營養(yǎng)與肥料重點實驗室， 北京 100081)

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糖醇和氨基酸對小白菜鈣營養(yǎng)及生長、品質的影響

丁雙雙， 李燕婷*， 袁 亮， 趙秉強， 林治安， 楊相東， 李 娟， 張建君

(中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所, 農(nóng)業(yè)部植物營養(yǎng)與肥料重點實驗室， 北京 100081)

【目的】小分子有機物在農(nóng)業(yè)上的應用研究大多針對其促進作物生長、 改善品質等的營養(yǎng)效果，較少研究其對養(yǎng)分有效性及吸收利用的影響，對中微量元素吸收利用影響的研究更少。本研究選用糖醇和氨基酸為研究對象，研究了小分子有機物質對小白菜生長、 品質和養(yǎng)分吸收以及對鈣有效性的影響。【方法】以小白菜為供試作物進行盆栽試驗。試驗以噴清水為對照，設置氨基酸(甘氨酸、 谷氨酸)， 糖醇(甘露醇和木糖醇)和硝酸鈣單獨噴施，氨基酸(甘氨酸、 谷氨酸)和糖醇(甘露醇和木糖醇)分別與硝酸鈣配合噴施，共計10個處理，每個處理6次重復，隨機區(qū)組排列。試驗中氨基酸噴施濃度為250 mg/L，糖醇噴施濃度為150 mg/L，硝酸鈣噴施濃度為Ca2+130 mg/L。收獲后測定植株生物量和維生素C、 可溶性糖、 硝酸鹽和可溶性蛋白的含量，分析植株礦質元素氮、 磷、 鉀和鈣的吸收量?！窘Y果】 1)葉面噴施糖醇和氨基酸明顯促進了小白菜生長和養(yǎng)分吸收，并改善了其品質。與噴施清水(CK)相比，噴施糖醇和氨基酸可使小白菜生物量平均增加9.17%，維生素C、 可溶性糖和可溶性蛋白含量分別平均增加20.96%、 50.78%和30.66%，硝酸鹽含量平均降低31.07%，氮、 磷、 鉀吸收量分別平均增加12.43%、 15.24%和42.16%，鈣吸收量增加顯著，平均增加25.65%； 2)糖醇和氨基酸分別與硝酸鈣混合施用可有效促進鈣的吸收，提高硝酸鈣在小白菜上的應用效果。與單獨噴施硝酸鈣相比，糖醇和氨基酸與硝酸鈣混合噴施可使小白菜生物量平均增加17.44%，小白菜維生素C、 可溶性糖和可溶性蛋白含量分別平均增加14.23%、 45.27%、 33.43%，對氮、 磷、 鉀養(yǎng)分吸收量分別平均提高38.25%、 16.13%、 25.11%，對鈣養(yǎng)分的吸收量平均增加27.75%；與單獨噴施小分子有機物(氨基酸和糖醇)相比，糖醇和氨基酸與硝酸鈣混合噴施使小白菜生物量平均增加12.04%，對鈣養(yǎng)分的吸收量平均增加17.60%。【結論】葉面噴施糖醇和氨基酸能有效增加小白菜生物量、 改善其品質并促進其對養(yǎng)分的吸收，糖醇和氨基酸分別與硝酸鈣混合施用可有效促進鈣的吸收，提高硝酸鈣在小白菜上的應用效果。因此，小分子有機物糖醇和氨基酸可用作鈣肥的有效助劑，用以促進作物對鈣的吸收利用，提高鈣養(yǎng)分的有效性和鈣肥的應用效果。

小分子有機物質； 鈣營養(yǎng)； 生長； 品質； 養(yǎng)分吸收利用

鈣是植物生長的必需營養(yǎng)元素，是植物體內多種生理生化過程的調控者，對穩(wěn)定細胞膜和細胞壁結構起重要作用[1-2]。同時，鈣具有促進植物細胞伸長和根系生長，增強植物對環(huán)境脅迫的抗逆能力，通過活化鈣調節(jié)蛋白參與作物光合作用及細胞信息傳遞等作用[3-4]，進而促進作物生長，改善作物品質。植物體內缺鈣會導致其頂芽和根系頂端發(fā)育不良，嚴重時生長點壞死并出現(xiàn)多種生理病害，如蘋果苦痘病、 水心病,大白菜干燒心,梨的黑心病、 黑斑病,番茄臍腐病等[5]。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，土壤施用鈣肥，鈣離子容易在土壤中被固定，與其他離子存在拮抗作用，作物對鈣離子吸收轉移速率慢等問題，造成鈣肥利用率低[6]。將可溶性鈣鹽作為鈣肥葉面噴施不僅可以解決土壤施用中存在的問題，還能做到針對容易缺鈣或易吸收鈣的部位直接噴施，提高鈣肥應用效果。然而葉面噴施時，溶液在作物表面干燥快，鈣離子吸收轉移速率慢，鈣肥利用率并不理想。螯(絡)合劑能夠螯(絡)合中微量元素，促進作物對中微量元素的吸收利用，顯著提高葉面施肥的效果[7]。目前廣泛應用的EDTA、 EDDHA、 DTPA等螯(絡)合劑雖然螯合性能較好，但存在不能被作物吸收利用，難以降解，使用不當易對作物造成傷害等問題。因此，開發(fā)既能螯(絡)合鈣離子，促進鈣吸收利用，又有益于作物生長和品質提高的助劑是提高鈣肥應用效果的主要途徑。

植物的根系及葉片不僅可以吸收礦質營養(yǎng)元素，也可以吸收氨基酸、 糖醇等小分子有機物[8-11]。氨基酸作為蛋白質的基本單位，同時含有碳、 氮等多種營養(yǎng)成分，是一種安全有效的動、 植物營養(yǎng)劑[7, 12]。糖醇是多種羥基化合物的混合物，天然糖醇主要來自植物的韌皮部，安全無毒，對植物和人體無任何傷害，并且分子量低，很容易被葉片吸收，具有提高作物抗逆性的作用[7]。此外，氨基酸、 糖醇等小分子有機物具有良好的滲透、 濕潤以及降低溶液表面張力的功能，葉面噴施后溶液能較好地附著于葉片并迅速擴展，增大葉片吸收面積，并且對中微量元素具有螯合/絡合作用，促進作物的吸收利用，提高中微量元素的有效性[7, 13-14]。

小分子有機物質在農(nóng)業(yè)上的應用研究大多是針對其對作物的營養(yǎng)效果，如，促進生長、 改善品質等[15-17]，較少針對作物的養(yǎng)分有效性及吸收利用，尤其是對中微量元素有效性及其吸收利用的影響研究更少。本研究選用小分子有機物質糖醇和氨基酸為研究對象，研究了糖醇和氨基酸對小白菜生長、 品質和養(yǎng)分吸收以及對鈣有效性的影響，以明確小分子有機物對作物鈣營養(yǎng)和生長品質的影響，為小分子有機物作為助劑在新型肥料研制中的應用提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗地點與材料

試驗于2014年6月至9月在中國農(nóng)業(yè)科學院德州鹽堿土改良實驗站禹城試驗基地進行。供試作物小白菜，品種為北京新一號。供試土壤為潮土，取自禹城試驗基地多年未施用任何肥料的勻地試驗區(qū)0—20 cm耕層土壤，基本肥力情況為有機質10.06 g/kg、 全氮0.63 g/kg、 速效磷(P2O5)15.52 mg/kg、 速效鉀(K2O)91.46 mg/kg、 有效鈣6245 mg/kg、 pH 7.95。供試小分子有機物甘氨酸(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)、 四水硝酸鈣(分子量236.15)均為分析純，由國藥集團化學試劑有限公司生產(chǎn)銷售。

1.2試驗設計

試驗設10個處理，分別為： 1)噴清水(CK)； 2)噴施甘氨酸(GA)； 3)噴施谷氨酸(GU)； 4)噴施甘露醇(GC)； 5)噴施木糖醇(MC)； 6)噴施硝酸鈣(Ca)； 7)甘氨酸與硝酸鈣混合噴施(GA+Ca)； 8)谷氨酸與硝酸鈣混合噴施(GU+Ca)； 9)甘露醇與硝酸鈣混合噴施(GC+Ca)； 10)木糖醇與硝酸鈣混合噴施(MC+Ca)。其中，甘氨酸、 谷氨酸的噴施濃度為250 mg/L，甘露醇、 木糖醇的噴施濃度為150 mg/L，硝酸鈣噴施濃度為Ca2+130 mg/L。每個處理6次重復，隨機區(qū)組排列。

試驗用盆為聚乙烯塑料盆，內徑24 cm、 高15 cm，每盆裝土3.25 kg。播種前將過2 mm篩的風干土與肥料混勻后裝盆，施肥量為每千克土施氮(N)0.25 g、 磷(P2O5)0.15 g、 鉀(K2O)0.15 g，所用肥料分別為尿素(含N 46.2%)、 磷酸二銨(18-46-0)和硫酸鉀(含K2O 50%)。

每盆定植小白菜4株。自幼苗34片完全展開葉時開始噴施處理，每隔5天噴施一次，整個生長期共噴施4次。根據(jù)每次噴施時植株大小確定統(tǒng)一噴施量。噴施時間選擇早上8:0010:00點或者下午16:0018:00點。噴施時用塑料膜遮蓋盆口并隔開附近植株，以避免噴施到盆中土壤和相鄰植株。

1.3樣品采集與測定

收獲時測定植株新鮮葉片中硝酸鹽、 可溶性糖、 可溶性蛋白和維生素C含量；植株烘干后測定生物量，分析植株全量氮、 磷、 鉀和鈣的含量。

分別采用5%水楊酸-硫酸法[18]測定硝酸鹽含量，蒽酮比色法[18]測定可溶性糖含量，考馬斯亮藍法[18]測定可溶性蛋白含量；2，6-二氯靛酚滴定法[19]測定維生素C含量；濃硫酸-H2O2消煮法[19]測定全氮、 磷和鉀含量；濃硝酸-高氯酸消煮—原子吸收分光光度法(GBT 23375-2009)測定全鈣含量。

1.4數(shù)據(jù)處理與分析

試驗數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2007和SAS 8.0軟件進行統(tǒng)計分析。

2　結果與分析

2.1糖醇和氨基酸對小白菜生長、 品質和養(yǎng)分吸收的影響

2.1.1 糖醇和氨基酸對小白菜生物量和品質的影響表1表明，葉面噴施氨基酸和糖醇均可促小白生長，生物量提高1.84%16.98%，但不同小分子有機物促進效果不同。與噴施清水(CK)相比，以谷氨酸(GU)和甘露醇(GC)促進生長效果最好，小白菜生物量均增加10%以上，與噴施清水CK差異顯著；而噴施木糖醇(MC)效果稍差，與噴施清水CK差異不顯著。

葉面噴施氨基酸和糖醇可明顯提高小白菜維生素C、 可溶性糖和可溶性蛋白含量，降低硝酸鹽含量。與噴施清水(CK)相比，噴施氨基酸和糖醇使小白菜維生素C含量平均增加20.96%，其中，甘露醇(GC)效果最好，與其他處理差異顯著；氨基酸和糖醇對增加小白菜可溶性糖含量的效果尤為顯著，可溶性糖含量增加幅度達26.46%69.65%，各處理與噴施清水(CK)相比均達顯著差異水平；同時也提高了小白菜可溶性蛋白含量，增加幅度為17.94%39.59%，與噴施清水(CK)相比差異顯著。由表1數(shù)據(jù)可以看出，氨基酸和糖醇葉面噴施可顯著降低小白菜硝酸鹽含量，與噴施清水(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)效果較好，分別降低了33.11%、 35.46%和33.03%，處理間差異不顯著，只有木糖醇(MC)效果稍差些，但也降低了22.69%。

表1　噴施糖醇和氨基酸小白菜生物量和品質

注(Note): 數(shù)值后不同字母代表處理間5%水平顯著差異 Values followed by different letters are significantly different among treatments at the 5% level.

2.1.2 糖醇和氨基酸對小白菜養(yǎng)分吸收的影響葉面噴施氨基酸和糖醇能有效促進小白菜對礦質元素氮、 磷、 鉀的吸收(表2)。噴施氨基酸和糖醇使小白菜全氮吸收量平均增加12.4%。與噴施清水(CK)相比，三種氨基酸中以谷氨酸(GU)和甘露醇(GC)效果較好，小白菜氮吸收量分別顯著增加了23.5%和18.3%，甘氨酸(GA)和木糖醇(MC)效果稍差，與對照差異不顯著；全磷吸收量分別顯著增加了17.7%、 12.7%、 8.0%和22.6%，全鉀吸收量顯著增加了19.3%55.8%，以噴施甘氨酸(GA)和谷氨酸(GU)效果最好。

葉面噴施氨基酸和糖醇顯著促進了小白菜對鈣的吸收，鈣吸收量平均增加25.65%。與噴施清水相比(CK)，噴施甘氨酸(GA)、 谷氨酸(GU)和木糖醇(MC)的效果表現(xiàn)出顯著差異，三個處理間差異不顯著，噴施甘露醇(GC)效果稍差，但仍顯著高于對照。

表2　噴施糖醇和氨基酸小白菜養(yǎng)分吸收量(mg/pot)

注(Note): 數(shù)值后不同字母代表處理間5%水平顯著差異 Values followed by different letters are significantly different among treatments at the 5% level.

2.2糖醇和氨基酸與硝酸鈣配施對小白菜生長、 品質與養(yǎng)分吸收利用的影響

2.2.1 糖醇和氨基酸與硝酸鈣配施對小白菜生長和品質的影響表3為噴施不同小分子有機物小白菜的生物量與品質分析結果。噴施硝酸鈣能有效增加小白菜生物量，但氨基酸和糖醇與硝酸鈣混合噴施時效果更好。與噴施清水(CK)相比，噴鈣處理的小白菜生物量增加4.37%37.33%，均表現(xiàn)出顯著差異。與單獨硝酸鈣噴施(Ca)相比，氨基酸和糖醇與硝酸鈣配施使小白菜生物量平均增加17.44%，其中，甘露醇與硝酸鈣混合噴施(GC+Ca)的效果最好，小白菜生物量增加36.91%。

噴施鈣肥能有效改善小白菜品質，增加小白菜維生素C、 可溶性糖和可溶性蛋白的含量，降低硝酸鹽含量，以氨基酸和糖醇與硝酸鈣混合噴施的效果更佳。與單獨噴施硝酸鈣相比，氨基酸和糖醇與硝酸鈣混合噴施使小白菜維生素C含量分別增加11.06%、 14.46%、 10.56%和22.84%，可溶性蛋白含量平均增加33.43%，均達顯著差異水平。氨基酸和糖醇與硝酸鈣混合噴施也顯著提高了小白菜可溶性糖含量，與單獨噴施硝酸鈣相比，可溶性糖含量提高了22.35%64.39%，差異顯著。同時，氨基酸和糖醇與硝酸鈣混合噴施還降低了小白菜硝酸鹽含量，平均降低了19.39%，其中，谷氨酸和甘露醇與硝酸鈣配合噴施效果最好，硝酸鹽含量分別降低了25.22%和24.51%。

綜合對比表1和表3中的生物量還可以得出，氨基酸和糖醇與硝酸鈣混合噴施對增加小白菜生物量及改善小白菜品質的效果好于單獨噴施小分子有機物。與兩種氨基酸分別單獨噴施(GA和GU)相比，兩者分別與硝酸鈣混合噴施(GA+Ca、 GU+Ca)時，小白菜生物量分別增加11.81%和12.19%，均表現(xiàn)顯著差異；與兩種糖醇(GC、 MC)分別單獨噴施相比，兩者分別硝酸鈣混合噴施(GC+Ca、 MC+Ca)時，小白菜生物量平均增加12.08%，其中甘露醇與硝酸鈣混合噴施與其單獨噴施表現(xiàn)顯著差異。甘氨酸與硝酸鈣混合噴施(GA+Ca)比甘氨酸單獨噴施(GA)使小白菜可溶性糖和可溶性蛋白含量分別顯著增加33.54%和14.80%，與木糖醇(MC)單獨噴施相比，木糖醇與硝酸鈣混合噴施(MC+Ca)使小白菜維生素C和可溶性蛋白含量分別增加了9.76%和41.68%，且均表現(xiàn)顯著差異。

表3　糖醇和氨基酸與鈣配施的小白菜生物量和品質

注(Note): 數(shù)值后不同字母代表處理間5%水平顯著差異 Values followed by different letters are significantly different among treatments at the 5% level.

2.2.2 糖醇和氨基酸與硝酸鈣配施對小白菜養(yǎng)分吸收利用的影響氨基酸和糖醇與硝酸鈣混合噴施可明顯增加小白菜對鈣的吸收(表4)。與噴施清水(CK)相比，硝酸鈣單獨噴施(Ca)小白菜鈣吸收量增加了15.5%，而氨基酸和糖醇與硝酸鈣混合噴施鈣吸收量分別增加了34.6%(GA+Ca)、 41.5%(GU+Ca)、 58.2%(GC+Ca)和56.10%(MC+Ca)；與硝酸鈣單獨噴施(Ca)相比，氨基酸(甘氨酸和谷氨酸)和糖醇(甘露醇和木糖醇)分別與硝酸鈣混合噴施小白菜鈣吸收量分別增加了16.5%、 22.5%、 36.9%和35.1%，平均增加27.8%，均達到顯著性差異水平。兩種糖醇與硝酸鈣混合噴施效果優(yōu)于兩種氨基酸單施，二者差異顯著，但甘氨酸與谷氨酸， 甘露醇與木糖醇之間差異不顯著；與單獨噴施氨基酸和糖醇相比(表2)，氨基酸和糖醇與硝酸鈣混合噴施使小白菜鈣吸收量分別提高7.13%、 10.30%、 30.80%和22.19%，且均表現(xiàn)顯著差異。

試驗結果表明，小分子有機物質(氨基酸和糖醇)和硝酸鈣分別單獨噴施以及二者混噴都能有效增加小白菜對氮、 磷、 鉀的吸收(表2和表4)，但以氨基酸和糖醇與硝酸鈣混合噴施的增加效果更明顯。與單噴硝酸鈣(Ca)相比，氨基酸和糖醇與硝酸鈣混合噴施可使小白菜吸收氮量平均增加38.25%，二者差異顯著，其中，甘氨酸與硝酸鈣混合噴施(GA+Ca)效果最好；而甘露醇和木糖醇與硝酸鈣混合噴施對促進小白菜磷吸收效果最好，其吸收量分別增加31.94%和27.40%，均達顯著差異水平；氨基酸和糖醇與硝酸鈣混合噴施使小白菜全鉀吸收量較硝酸鈣單獨噴施(Ca)增加7.47%38.04%，甘露醇與硝酸鈣混合噴施(GC+Ca)效果最好。與氨基酸和糖醇單獨噴施相比(表2)，氨基酸和糖醇與硝酸鈣混合噴施使小白菜全氮含量平均增加26.91%，均表現(xiàn)顯著差異；兩種糖醇與硝酸鈣混合噴施使小白菜全磷含量較其單獨噴施分別增加30.00%和10.63%，全鉀含量分別增加6.91%和 17.98%。

表4　糖醇和氨基酸與鈣配施小白菜養(yǎng)分吸收量(mg/pot)

注(Note): 數(shù)值后不同字母代表處理間5%水平顯著差異 Values followed by different letters are significantly different among treatments at the 5% level.

綜上所述，氨基酸和糖醇與硝酸鈣分別單獨噴施以及混合噴施都能有效促進小白菜對鈣的吸收和積累，但以兩者混合噴施效果更好，同時對大量元素氮、 磷和鉀的吸收也有促進作用。

3　討論

3.1小分子有機物對作物生長、 品質和養(yǎng)分吸收的影響

氨基酸不僅能調節(jié)作物營養(yǎng)平衡，促進作物生長，增加干物質積累，又能促進作物對二氧碳的吸收利用，增強光合作用，增加維生素C、 可溶性糖等碳水化合物的積累[7]。氨基酸是合成蛋白質的前體物質，植物直接吸收外源氨基酸，節(jié)省了植物生理代謝需要的能量，強化新陳代謝和光合作用，從而提高作物產(chǎn)量，改善產(chǎn)品品質[20]。例如，在小油菜和小白菜上葉面噴施一定濃度的甘氨酸能有效提高小油菜和小白菜的產(chǎn)量，降低其硝酸鹽含量，同時提高維生素C、 可溶性糖和可溶性蛋白的含量，有效改善其品質[21-22]。本研究中，葉面噴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質。本研究還表明，葉面噴施糖醇在小白菜上也具有與外源氨基酸類似的作用。據(jù)研究，外源糖醇不僅能夠改善或矯正影響作物正常生長發(fā)育的不良現(xiàn)象，提高作物的抗逆性[23-24]，還可以通過光合作用和碳代謝產(chǎn)生不同的糖信號參與代謝調節(jié)，刺激作物生長，進而起到提高作物產(chǎn)量和改善作物品質的作用[25-26]。

3.2小分子有機物對作物鈣營養(yǎng)的影響

葉面噴施鈣肥不僅能緩解作物缺鈣現(xiàn)象，還能一定程度上促進作物生長，改善作物品質。例如，葉面噴施一定濃度的硝酸鈣、 磷酸二氫鈣等可溶性鈣鹽使春甜桔產(chǎn)量明顯提高，果實酸度降低，糖酸比和維生素C含量有效增加[30]；在黃瓜、 小白菜和番茄等作物上噴施氫氧化鈣和硝酸鈣明顯提高蔬菜產(chǎn)量，改善蔬菜品質[31]。本研究表明，葉面單獨噴施硝酸鈣增加了小白菜干物質累積量，改善了小白菜品質，與前人研究結果一致。

在本研究結果中，小分子有機物質與硝酸鈣混合噴施對增加小白菜生物量和養(yǎng)分積累量， 改善小白菜品質的效果優(yōu)于硝酸鈣單獨噴施的效果。這是因為，一方面氨基酸和糖醇本身具有促進作物生長、 改善作物品質并促進養(yǎng)分吸收的作用；另一方面，氨基酸和糖醇具有良好的滲透、 濕潤、 降低溶液表面張力的功能，又具有一定的保濕作用，葉面噴施后溶液能較好地附著于葉片并迅速擴展，增大葉片吸收面積，同時避免干燥過快而導致養(yǎng)分失效，延長葉片吸收養(yǎng)分的時間，從而提高了硝酸鈣的利用效果。

與硝酸鈣和小分子有機物質分別單獨噴施相比，小分子有機物質與硝酸鈣混合噴施對促進小白菜對鈣的吸收，提高鈣有效性的效果最好。主要原因是與硝酸鈣和小分子有機物質單獨噴施相比，兩者混合噴施時，氨基酸和糖醇能螯合鈣離子，使鈣離子以氨基酸螯合鈣或糖醇螯合鈣的形式存在并轉移到植物體內。在植物體內，韌皮部是堿性環(huán)境，鈣離子在堿性環(huán)境中溶解性和移動性都較差，而氨基酸和糖醇螯合鈣在堿性環(huán)境中不僅溶解度較大，而且具有明顯的移動優(yōu)勢，從而克服了鈣只能在木質部進行長距離運輸?shù)谋锥薣14, 32]，可見，小分子有機物具有協(xié)助、 促進鈣養(yǎng)分吸收、 運轉的作用，可有效提高鈣養(yǎng)分的有效性。

4　結論

氨基酸和糖醇既可直接被作物吸收作為小白菜的碳、 氮營養(yǎng)，又由于其良好的滲透作用降低葉面的表面張力，作為助劑與硝酸鈣混合施用時能有效提高硝酸鈣的使用效果，促進小白菜葉片對硝酸鈣的吸收及小白菜對氮、 磷、 鉀和鈣的吸收利用，進而促進小白菜生長并改善其品質。因此，有機小分子氨基酸和糖醇與硝酸鈣配合施用是提高小白菜養(yǎng)分吸收，防止缺鈣性生理病，提高小白菜產(chǎn)量和品質的有效措施。

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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網(wǎng)絡出版日期： 2016-01-26

國家科技支撐計劃課題(2011BAD11B05)； 公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項經(jīng)費(201103003)資助。

丁雙雙(1989—)， 女， 山東曹縣人， 碩士研究生， 主要從事新型肥料研制與應用。

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

S143.8； S634.3

A

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