蘆筍種質(zhì)營養(yǎng)器官大量元素含量分析

馬振川 楊克軍 習金根 楊龍 譚施北 高建明 張世清 鄭金龍 陳河龍 易克賢

摘 要 對46份蘆筍種質(zhì)資源各器官中氮、磷、鉀、鈣、鎂含量及其相關(guān)性進行分析。結(jié)果表明：蘆筍各器官中氮、磷元素平均含量為嫩莖>根>葉>母莖；鉀元素平均含量為嫩莖>母莖>葉>根；鈣元素平均含量為嫩莖>根>母莖>葉；鎂元素平均含量由為根≈嫩莖>母莖>葉。蘆筍的嫩莖中5種元素的平均含量均較高，嫩莖中氮的含量范圍是40.68～87.85 g/kg，磷的含量范圍是2.33～15.24 g/kg，鉀的含量范圍是36.15～76.97 g/kg，鈣的含量范圍是4.45～27.61 g/kg，鎂的含量范圍是1.08～6.08 g/kg。其中對人體有益的鈣、鎂元素含量變異程度較大，鈣元素含量最高的品種為‘Purple Passion，鎂元素含量大于5 g/kg的品種有2個，分別是‘UC157、‘JK107。由此可見，蘆筍中的氮、磷、鉀、鈣、鎂元素含量具有明顯的器官差異性和品種差異性。

關(guān)鍵詞 蘆筍；種質(zhì)資源；器官；大量元素

中圖分類號 S644.6 文獻標識碼 A

Abstract Nitrogen， phosphorus， potassium， calcium， magnesium content and their correlation in different organs of 46 Asparagus officinalis L. germplasm resources were analyzed. The results showed that the average content of nitrogen， phosphorus element in different organs of Asparagus was spear>root>leaf>stalks， that of potassium was spear>stalks>leaf>root， that of calcium was spear>root>stalks>leaf， and that of magnesium was root≈spear>stalks>leaf. The average contents of the five elements were higher in spears， namely nitrogen 40.68～87.85 g/kg， phosphorus 2.33～15.24 g/kg， potassium 36.15～76.97 g/kg， calcium 4.45～27.61 g/kg， and magnesium 1.08～6.08 g/kg. The variation range of calcium， magnesium element was different. The accesion with the highest calcium content was Purple Passion. The accesions with magnesium content greater than 5 g/kg were UC157 and JK107. The findings indicated that the distribution of nitrogen， phosphorus， potassium， calcium， magnesium content in asparagus was both organ and cultivar-specific.

Key words Asparagus（Asparagus officinalis L.）； germplasm resources； organ； macronutrients

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.03.013

蘆筍（Asparagus officinalis L.）別名石刁柏、龍須菜[1]，作為一種蔬菜，其主要以嫩莖為食，具有很高的營養(yǎng)保健價值[2]，所含蛋白質(zhì) 、碳水化合物和多種維生素的含量均優(yōu)于普通蔬菜[3]，富含18種氨基酸，還含有天門冬酰胺、蘆丁、多糖、膽堿、多種甾體皂苷、谷胱甘肽、葉酸等成分，且成分含量較高，其中蘆丁、膽堿等是一般蔬菜中沒有的[4-5]，因而具有防癌抗腫瘤[6]、降血壓血脂[7]、降膽固醇及保肝作用[8]，在國際上享有“蔬菜之王”的美稱[7]。隨著生活水平提高，人們對安全、健康、高品質(zhì)的食物需求不斷增加，蘆筍也成為了全世界重要的營養(yǎng)和經(jīng)濟的蔬菜作物[9]，在北美、新西蘭、亞洲和歐洲等世界各地都非常流行[10]，也是日本、東南亞、歐美等地不可替代的高級營養(yǎng)保健食品[8]。由于勞動力方面的獨特優(yōu)勢，中國的蘆筍產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，常年栽培面積在10萬hm2左右，約占世界蘆筍貿(mào)易的50%，是中國加工出口貿(mào)易額最大的單一蔬菜品種，年產(chǎn)值超過100億元[5]。

氮、磷、鉀、鈣、鎂作為植物必需大量元素[11]，合理施用可提高蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)并增加其抗病能力[12]，但目前國內(nèi)研究多集中在不同氮、磷、鉀肥對蘆筍產(chǎn)量及營養(yǎng)品質(zhì)影響和礦質(zhì)元素含量的比較以及化學成分含量方面，但關(guān)于不同蘆筍品種、不同器官部位的大量元素含量及相關(guān)性的比較分析尚未報道。本試驗選擇46份綠蘆筍種質(zhì)資源，對其根、莖、葉、嫩莖各器官的大量元素含量進行比較分析，以期明確大量元素含量在不同蘆筍品種各器官間的差異，為品種篩選和平衡施肥提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試46份蘆筍種質(zhì)由江西農(nóng)業(yè)科學院蔬菜研究所收集提供（表1），試驗田位于海南省儋州國家農(nóng)業(yè)科技園區(qū)，屬于熱帶季風氣候，年平均溫度23.9 ℃，絕對最高溫度38.4 ℃，絕對最低溫度7.1 ℃，年降雨量1 763.2 mm，年日照時數(shù)2 202.6 h。試驗田土壤為磚紅壤，耕層土壤有機質(zhì)含量9.68 g/kg、全氮450 mg/kg、速效磷215.49 mg/kg、速效鉀117.9 mg/kg、有效鈣446.81 mg/kg、有效鎂40.8 mg/kg、pH5.25。蘆筍種質(zhì)于2011年5月播種，2011年7月定植，定植時每666.7 m2施1 t有機肥作為基肥；此后每年每666.7 m2施1 t雞糞、30 kg復合肥3次、5 kg氯化鉀和2 kg鈣鎂磷肥2次，田間管理一致。于2015年11月每個蘆筍種質(zhì)資源隨機選取3株進行取樣，按根、母莖、葉、嫩莖（可食用部分）進行分樣，放入105 ℃烘箱中，殺青30 min，然后于80 ℃烘至恒重，粉碎備用。

1.2 測定項目與方法

礦質(zhì)元素測定：氮元素（N）用奈氏比色法測定[13]，磷元素（P）用鉬銻抗比色法[13]，鉀元素（K）用火焰光度計法[13]，鈣元素（Ca）、鎂元素（Mg）用原子吸收分光光度法測定[13]。

土壤養(yǎng)分測定：土壤有機質(zhì)（Soil organic matter）用重鉻酸鉀容量法[13]，全氮（Total N）用半微量開氏法[13]，速效磷（Available P）用酸性氟化銨浸提-鉬銻抗比色法[13]。速效鉀（Available K）中性醋酸銨浸提-火焰光度法[13]。交換性鈣（Ca）、鎂（Mg）用醋酸銨交換-原子吸收分光光度計法[13]。土壤pH水浸提電位法[13]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用Microsoft Excel 2003與SPSS Statistics 23軟件進行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘆筍根中N、P、K、Ca、Mg元素含量分析

蘆筍根中大量元素含量見表2。由表2可見，46份蘆筍品種根中氮的含量范圍是28.52～71.62 g/kg，其品種‘Mill氮含量最高；磷的含量范圍是4.59～22.90 g/kg，鉀的含量范圍是10.66～43.07 g/kg，其品種‘新世紀磷和鉀含量最高；鈣的含量范圍是2.73～23.35 g/kg，鈣含量最高的品種為‘JK103；鎂的含量范圍是0.88～5.72 g/kg，鎂含量最高的品種為‘井岡紅；各品種根中5種大量元素氮平均含量最高，為52.48 g/kg；其次，鉀平均含量為25.48 g/kg；鎂平均含量最低，為2.94 g/kg；磷和鈣平均含量居中，分別為11.52、12.09 g/kg。蘆筍根中5種元素的變異系數(shù)均較大，范圍在22.92～39.80%，其中鈣、鎂元素的最大值分別是各自最小值的8.55倍和6.50倍。蘆筍根中5種大量元素含量相關(guān)性分析見表3，結(jié)果表明，氮與磷、鈣與鎂含量間呈極顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.590和0.539，鉀與磷含量間呈顯著相關(guān)，鈣與氮、磷、鉀含量間呈負相關(guān)，但不顯著。

2.2 蘆筍母莖中N、P、K、Ca、Mg元素含量分析

蘆筍母莖中大量元素含量見表4。由表4可見，46份蘆筍種質(zhì)母莖中氮的含量范圍是3.84～28.07 g/kg，磷的含量范圍是1.34～12.56 g/kg，鉀的含量范圍是15.62～86.17 g/kg，鈣的含量范圍是2.10～15.81 g/kg，鎂的含量范圍是0.95～4.40 g/kg。各品種母莖中5種大量元素氮平均含量大小順序為K>N>Ca>P>Mg，鉀含量大于50 g/kg的品種有15個品種，占總品種數(shù)的32.61%，其中‘Grolim含量最高達到86.17 g/kg。蘆筍母莖中5種大量元素的變異系數(shù)范圍是39.42%～56.44%，從變異系數(shù)范圍來看，不同品種蘆筍母莖中5種大量元素的變異程度均較大。蘆筍母莖中5種大量元素含量相關(guān)性分析見表5，結(jié)果表明，氮和鈣含量間呈顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.347，氮與鎂含量間呈負相關(guān)，其它元素含量間雖為正相關(guān)關(guān)系，但是相關(guān)不顯著。

2.3 蘆筍葉中N、P、K、Ca、Mg元素含量分析

蘆筍葉中大量元素含量見表6。由表6可見，46份蘆筍種質(zhì)葉中氮的含量范圍是30.57～80.12 g/kg，磷的含量范圍是3.92～11.71 g/kg，鉀的含量范圍是21.93～67.20 g/kg，鈣的含量范圍是2.40～12.98 g/kg，鎂的含量范圍是0.72～3.16 g/kg。5中大量元素中氮的平均含量最高，為52.33 g/kg；鎂含量最低，為1.32 g/kg；鉀、磷、鈣分別為43.97 g/kg、6.28 g/kg、6.04 g/kg。5種大量元素變異系數(shù)范圍是21.38～40.56%，各品種元素含量間變異程度較大，其中鈣元素的變異程度最大最大值是最小值得5.41倍。通過5種元素含量間相關(guān)性分析表7可見，磷與氮、鉀、鈣、鎂和鈣與鎂含量間呈極顯著相關(guān)，氮和鎂、鉀和鈣呈顯著相關(guān)，其它元素含量間呈正相關(guān)，但相關(guān)不顯著。

2.4 蘆筍嫩莖中N、P、K、Ca、Mg元素含量分析

蘆筍嫩莖中大量元素含量見表8。由表8可見，46份蘆筍種質(zhì)嫩莖中氮的含量范圍是40.68～87.85 g/kg，磷的含量范圍是2.33～15.24 g/kg，鉀的含量范圍是36.15～76.97 g/kg，鈣的含量范圍是4.45～27.61 g/kg，鎂的含量范圍是1.08～6.08 g/kg。5種大量元素變異系數(shù)范圍是10.75～39.29%，其中對人體有益的鈣、鎂元素含量變異程度最大，其最大值分別是最小值的6.20倍和5.63倍。鈣元素含量最高的品種為‘Purple Passion，鎂元素含量大于5 g/kg的品種有2個，分別是‘UC157、‘JK107。5中元素含量間相關(guān)性分析表9可見，鈣與鎂元素呈極顯著相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.531。氮與鈣、磷與鉀、鉀與鎂元素含量間呈負相關(guān)，但相關(guān)均不顯著，其它元素含量間呈正相關(guān)關(guān)系，但相關(guān)不顯著。

3 討論

本試驗在相同的立地條件和管理措施下，研究46份綠蘆筍種質(zhì)根、母莖、葉、嫩莖中氮、磷、鉀、鈣、鎂5種大量元素的含量，并分析了各器官中元素含量間相關(guān)性。從試驗結(jié)果可以看出，蘆筍各器官中N、P平均含量由大到小的順序為嫩莖、根、葉、母莖；K平均含量是嫩莖、母莖、葉、根。Ca平均含量由大到小為嫩莖、根、母莖、葉；Mg平均含量由大到小為根、嫩莖、母莖、葉。蘆筍的嫩莖中大量元素的平均含量最高，分別為N的平均含量61.54 g/kg，P的平均含量12.92 g/kg，K的平均含量60.75 g/kg，Ca的平均含量16.12 g/kg，Mg的平均含量2.80 g/kg。其嫩莖中N、P、K平均含量最高的結(jié)果與乜蘭春等[12]的結(jié)果一致。嫩莖大量元素平均含量由大到小依次為N≈K>Ca>P>Mg。N的作用是合成氨基酸、酰胺、蛋白質(zhì)、核酸、核苷酸、輔酶等，以及在細胞、組織、器官建成及產(chǎn)量形成過程中起著作用[11]，K的作用是促進蛋白質(zhì)和糖類的合成及糖類運輸并參與眾多酶促反應(yīng)[14]。因此，綠蘆筍嫩莖生長過程中需要大量的N、K元素。陸錫康等[15]研究發(fā)現(xiàn)蘆筍是一種需氮量較大的蔬菜，施氮水平和施氮時期對蘆筍生長、產(chǎn)量及氮肥利用效率均有一定的影響；張瑞富等[16]研究表明施鉀能顯著提高綠蘆筍的產(chǎn)量；研究表明氮鉀配施顯著增加了蘆筍的產(chǎn)量[17]。嫩莖中對人體有益的Ca、Mg元素在嫩莖中的含量變異程度較大，變異系數(shù)分別為37.78%、39.29%，鈣元素含量最高的品種為‘Purple Passion，鎂元素含量大于5 g/kg的品種有2個，分別是‘UC157、‘JK107。

植物體內(nèi)各種營養(yǎng)元素之間的吸收與分配是相互影響、相互促進的，植物體內(nèi)磷素的增加可以促進氮素的吸收，且鉀離子通道的打開可以促進植物對礦質(zhì)元素的吸收[18]。嫩莖中5種元素含量間相關(guān)性分析可知，Ca與Mg呈極顯著相關(guān)。N與Ca、P與K、K與Mg含量間呈負相關(guān)，其中K與Mg含量間呈負相關(guān)與張瑞富[16]等的結(jié)果一致。而谷永麗[19]等研究表明，施氮能提高綠蘆筍嫩莖中礦質(zhì)元素的含量，但本研究表明N與Ca呈負相關(guān)與其結(jié)果不一致，有待進一步研究。P與Ca、Mg呈正相關(guān)，但不顯著。楊恒山[20]等研究也表明，蘆筍嫩莖中Ca、Mg的含量隨著施磷量的增加均先升高后略有降低。由此可見，在相同的立地條件和管理措施下，蘆筍中的氮、磷、鉀、鈣、鎂元素含量具有明顯的器官差異性和品種差異性，這為蘆筍規(guī)范化種植中基于大量元素含量的優(yōu)質(zhì)品種選擇提供了理論依據(jù)，同時也將為根據(jù)蘆筍對大量元素的吸收利用而平衡施肥奠定了基礎(chǔ)。

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