三种氨基酸对菜心产量和品质的影响

于俊红， 彭智平， 黄继川， 杨少海， 徐培智

(广东省农业科学院农业资源与环境研究所， 农业部南方植物营养与肥料重点实验室，广东省养分资源循环利用与耕地保育重点实验室， 广州 510640)

氨基酸是一种小分子有机氮化合物，越来越多的实验证明农作物能够吸收利用氨基酸[1-5]，其吸收量随着使用量的增加而增加[6]。有研究表明，甘氨酸[4-5]、 亮氨酸[4]、 谷氨酸[5]、 色氨酸[7]、 丙氨酸[1]、 谷氨酰胺[1]和组氨酸[1]等的吸收能促进作物物质积累。甘氨酸、 异亮氨酸、 脯氨酸单独或者三者混合使用可降低不结球白菜和生菜的硝酸盐含量，提高可溶糖和蛋白质含量[8]。谷氨酸、 谷氨酰胺或者两者混合能显著降低小白菜的硝酸盐含量[9]，甘氨酸和丙氨酸能降低菜心的硝酸盐含量[10]。色氨酸能促进植株对氮、 磷、 钾的吸收[7]。甘氨酸、 谷氨酸和赖氨酸能提高高温胁迫下水稻的抗性[11]。甲硫氨酸是乙烯生物合成的前体[12]，参与植物的生长发育，合适的浓度处理能促进黄瓜种子萌发、 幼苗生长及离体子叶成花[13]。氨基酸影响植物物质的积累、 转化以及植物的生长发育，不同种类的氨基酸有不同的生理效应。

目前，蔬菜中硝酸盐和草酸含量对人体健康的影响受到关注，氮素的形态和用量影响蔬菜的硝酸盐和草酸含量。研究表明，施用铵态氮能降低蔬菜的硝酸盐含量，且随供铵比例的升高硝酸盐含量显著下降[14]； 氨基酸部分替代硝态氮也能显著降低蔬菜的硝酸盐含量[8]。菠菜叶片的草酸含量随着硝态氮水平的提高呈先下降后上升的趋势[15]； 配施铵态氮后菠菜的草酸积累量减少，且随着铵硝比值的上升显著下降[14,16]。但有关氨基酸对菜心体内草酸含量的影响少见报道。本文通过盆栽试验，研究甘氨酸、 组氨酸和甲硫氨酸对菜心产量和品质的影响，旨在阐明氨基酸对菜心生长的影响及其对硝酸盐和草酸累积的效应，为氨基酸在蔬菜安全生产上的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验于2009年在广东省农业科学院农业资源与环境研究所网室进行。供试菜心品种为“油青45天”菜心。供试土壤为河流冲积物发育的水稻土，质地砂壤，土壤有机质含量10.3 g/kg、 碱解氮66.6 mg/kg、 有效磷102.3 mg/kg、 速效钾78.3 mg/kg、 pH 5.4。

1.2 测定项目和方法

每次喷施后5 d测定株高，倒4叶叶长、 叶宽。收获期测定地上部鲜重即为产量。

菜心待花时收获地上部，洗净晾干，切碎混匀，用于品质指标的测定。Vc含量采用2,6-二氯靛酚滴定法[17]； 可溶糖采用蒽酮比色法[18]； 蛋白质含量采用考马斯亮兰G-250法测定[18]。草酸和硝酸盐采用离子色谱法测定[19]: 取5 g混匀样品，研磨定容至50 mL，10000 r/min离心10 min，取上清液5 mL，稀释至25 mL的容量瓶，过0.45 μm滤膜后上机测定。色谱仪为美国戴安DX-120型离子色谱仪，IonPacAS11阴离子柱，IonPacAG11保护柱； 淋洗液为12 mmol/L NaOH； 流速1.0 mL/min。

1.3 数据处理

试验数据用Excel软件处理，SAS软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度氨基酸对菜心生长的影响

表1 不同浓度氨基酸对菜心生长的影响(cm)

2.2 不同浓度氨基酸对菜心产量的影响

2.3 不同浓度氨基酸对菜心品质的影响

图1 不同浓度氨基酸对菜心产量的影响 Fig.1 Effect of different amino acid concentrations on yield of Chinese cabbage

表2 不同浓度氨基酸对菜心品质的影响

2.4 不同浓度氨基酸对菜心硝酸盐含量的影响

图2 不同浓度氨基酸对菜心硝酸盐含量的影响 Fig.2 Effect of different amino acid concentrations on nitrate content of Chinese cabbage

2.5 不同浓度氨基酸对菜心草酸含量的影响

图3显示，三种氨基酸不同浓度处理菜心的草酸含量均下降，整体趋势与硝酸盐相反，随氨基酸浓度的提高先上升后下降； 相关分析表明，硝酸盐和草酸的含量呈显著负相关(r=-0.3096)。50、 100、 200、 400、 800 mg/kg低到高浓度组氨酸(His)处理的菜心草酸含量分别比对照下降了26.1%、 12.7%、 32.7%、 29.8%和33.8%。100 mg/kg浓度甘氨酸(Gly)处理菜心草酸含量比对照高1.55 μg/g, FW，其他处理低于对照， 800 mg/kg处理比对照下降64.9%。甲硫氨酸(Met)从低到高5个浓度处理菜心草酸含量分别比对照下降58.1%、 56.5%、 62.3%、 54.5%和68.3%。

3 讨论

图3 不同浓度氨基酸对菜心草酸含量的影响 Fig.3 Effect of different amino acid concentrations on oxalate content of Chinese cabbage

氨基酸态氮进入水稻体内，能促进氨基酸转氨酶和脱氢酶活性，通过转氨基作用形成其他氨基酸[5]，促进蛋白质合成，与本研究结果一致。氨基酸种类对植物体内对应氨基酸转氨酶有不同影响[5,21]，甲硫氨酸处理促进蛋白质合成效果更显著可能是对相关酶影响较大所致。陈贵林[8]采用甘氨酸、 异亮氨酸和脯氨酸替代20%硝态氮水培蔬菜，发现单独用甘氨酸，或者甘氨酸、 脯氨酸、 精氨酸以不同比例混合使用，不结球白菜和生菜的蛋白质含量均会升高，且三者不同比例混合使用对蛋白质含量影响不同，也说明氨基酸种类对蛋白质合成有影响。

草酸在植物细胞液泡中普遍存在，是膨压和渗透调节的重要物质[22]。铵态氮能降低菠菜[14,16]、 猕猴桃[23]和荞麦[24]的草酸含量，氨基酸施用降低植物草酸含量的研究少见报道。氨基酸处理可能引起液泡中游离氨基酸含量上升，为维持细胞膨压和渗透平衡，导致草酸累积量下降。硝酸盐和草酸的含量呈显著负相关，与植物保持细胞内的电荷平衡有关。研究发现滨藜叶片中阴离子(如硝酸根离子)过低引起阳离子过高时，会诱导草酸的合成[22]。

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