芦笋种质营养器官大量元素含量分析

马振川 杨克军 习金根 杨龙 谭施北 高建明 张世清 郑金龙 陈河龙 易克贤

摘 要 对46份芦笋种质资源各器官中氮、磷、钾、钙、镁含量及其相关性进行分析。结果表明：芦笋各器官中氮、磷元素平均含量为嫩茎>根>叶>母茎；钾元素平均含量为嫩茎>母茎>叶>根；钙元素平均含量为嫩茎>根>母茎>叶；镁元素平均含量由为根≈嫩茎>母茎>叶。芦笋的嫩茎中5种元素的平均含量均较高，嫩茎中氮的含量范围是40.68～87.85 g/kg，磷的含量范围是2.33～15.24 g/kg，钾的含量范围是36.15～76.97 g/kg，钙的含量范围是4.45～27.61 g/kg，镁的含量范围是1.08～6.08 g/kg。其中对人体有益的钙、镁元素含量变异程度较大，钙元素含量最高的品种为‘Purple Passion，镁元素含量大于5 g/kg的品种有2个，分别是‘UC157、‘JK107。由此可见，芦笋中的氮、磷、钾、钙、镁元素含量具有明显的器官差异性和品种差异性。

关键词 芦笋；种质资源；器官；大量元素

中图分类号 S644.6 文献标识码 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

芦笋（Asparagus officinalis L.）别名石刁柏、龙须菜[1]，作为一种蔬菜，其主要以嫩茎为食，具有很高的营养保健价值[2]，所含蛋白质 、碳水化合物和多种维生素的含量均优于普通蔬菜[3]，富含18种氨基酸，还含有天门冬酰胺、芦丁、多糖、胆碱、多种甾体皂苷、谷胱甘肽、叶酸等成分，且成分含量较高，其中芦丁、胆碱等是一般蔬菜中没有的[4-5]，因而具有防癌抗肿瘤[6]、降血压血脂[7]、降胆固醇及保肝作用[8]，在国际上享有“蔬菜之王”的美称[7]。随着生活水平提高，人们对安全、健康、高品质的食物需求不断增加，芦笋也成为了全世界重要的营养和经济的蔬菜作物[9]，在北美、新西兰、亚洲和欧洲等世界各地都非常流行[10]，也是日本、东南亚、欧美等地不可替代的高级营养保健食品[8]。由于劳動力方面的独特优势，中国的芦笋产业发展迅猛，常年栽培面积在10万hm2左右，约占世界芦笋贸易的50%，是中国加工出口贸易额最大的单一蔬菜品种，年产值超过100亿元[5]。

氮、磷、钾、钙、镁作为植物必需大量元素[11]，合理施用可提高蔬菜产量和品质并增加其抗病能力[12]，但目前国内研究多集中在不同氮、磷、钾肥对芦笋产量及营养品质影响和矿质元素含量的比较以及化学成分含量方面，但关于不同芦笋品种、不同器官部位的大量元素含量及相关性的比较分析尚未报道。本试验选择46份绿芦笋种质资源，对其根、茎、叶、嫩茎各器官的大量元素含量进行比较分析，以期明确大量元素含量在不同芦笋品种各器官间的差异，为品种筛选和平衡施肥提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试46份芦笋种质由江西农业科学院蔬菜研究所收集提供（表1），试验田位于海南省儋州国家农业科技园区，属于热带季风气候，年平均温度23.9 ℃，绝对最高温度38.4 ℃，绝对最低温度7.1 ℃，年降雨量1 763.2 mm，年日照时数2 202.6 h。试验田土壤为砖红壤，耕层土壤有机质含量9.68 g/kg、全氮450 mg/kg、速效磷215.49 mg/kg、速效钾117.9 mg/kg、有效钙446.81 mg/kg、有效镁40.8 mg/kg、pH5.25。芦笋种质于2011年5月播种，2011年7月定植，定植时每666.7 m2施1 t有机肥作为基肥；此后每年每666.7 m2施1 t鸡粪、30 kg复合肥3次、5 kg氯化钾和2 kg钙镁磷肥2次，田间管理一致。于2015年11月每个芦笋种质资源随机选取3株进行取样，按根、母茎、叶、嫩茎（可食用部分）进行分样，放入105 ℃烘箱中，杀青30 min，然后于80 ℃烘至恒重，粉碎备用。

1.2 测定项目与方法

矿质元素测定：氮元素（N）用奈氏比色法测定[13]，磷元素（P）用钼锑抗比色法[13]，钾元素（K）用火焰光度计法[13]，钙元素（Ca）、镁元素（Mg）用原子吸收分光光度法测定[13]。

土壤养分测定：土壤有机质（Soil organic matter）用重铬酸钾容量法[13]，全氮（Total N）用半微量开氏法[13]，速效磷（Available P）用酸性氟化铵浸提-鉬锑抗比色法[13]。速效钾（Available K）中性醋酸铵浸提-火焰光度法[13]。交换性钙（Ca）、镁（Mg）用醋酸铵交换-原子吸收分光光度计法[13]。土壤pH水浸提电位法[13]。

1.3 数据统计与分析

采用Microsoft Excel 2003与SPSS Statistics 23软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 芦笋根中N、P、K、Ca、Mg元素含量分析

芦笋根中大量元素含量见表2。由表2可见，46份芦笋品种根中氮的含量范围是28.52～71.62 g/kg，其品种‘Mill氮含量最高；磷的含量范围是4.59～22.90 g/kg，钾的含量范围是10.66～43.07 g/kg，其品种‘新世纪磷和钾含量最高；钙的含量范围是2.73～23.35 g/kg，钙含量最高的品种为‘JK103；镁的含量范围是0.88～5.72 g/kg，镁含量最高的品种为‘井冈红；各品种根中5种大量元素氮平均含量最高，为52.48 g/kg；其次，钾平均含量为25.48 g/kg；镁平均含量最低，为2.94 g/kg；磷和钙平均含量居中，分别为11.52、12.09 g/kg。芦笋根中5种元素的变异系数均较大，范围在22.92～39.80%，其中钙、镁元素的最大值分别是各自最小值的8.55倍和6.50倍。芦笋根中5种大量元素含量相关性分析见表3，结果表明，氮与磷、钙与镁含量间呈极显著相关，相关系数分别为0.590和0.539，钾与磷含量间呈显著相关，钙与氮、磷、钾含量间呈负相关，但不显著。

2.2 芦笋母茎中N、P、K、Ca、Mg元素含量分析

芦笋母茎中大量元素含量见表4。由表4可见，46份芦笋种质母茎中氮的含量范围是3.84～28.07 g/kg，磷的含量范围是1.34～12.56 g/kg，钾的含量范围是15.62～86.17 g/kg，钙的含量范围是2.10～15.81 g/kg，镁的含量范围是0.95～4.40 g/kg。各品种母茎中5种大量元素氮平均含量大小顺序为K>N>Ca>P>Mg，钾含量大于50 g/kg的品种有15个品种，占总品种数的32.61%，其中‘Grolim含量最高达到86.17 g/kg。芦笋母茎中5种大量元素的变异系数范围是39.42%～56.44%，从变异系数范围来看，不同品种芦笋母茎中5种大量元素的变异程度均较大。芦笋母茎中5种大量元素含量相关性分析见表5，结果表明，氮和钙含量间呈显著相关，相关系数为0.347，氮与镁含量间呈负相关，其它元素含量间虽为正相关关系，但是相关不显著。

2.3 芦笋叶中N、P、K、Ca、Mg元素含量分析

芦笋叶中大量元素含量见表6。由表6可见，46份芦笋种质叶中氮的含量范围是30.57～80.12 g/kg，磷的含量范围是3.92～11.71 g/kg，钾的含量范围是21.93～67.20 g/kg，钙的含量范围是2.40～12.98 g/kg，镁的含量范围是0.72～3.16 g/kg。5中大量元素中氮的平均含量最高，为52.33 g/kg；镁含量最低，为1.32 g/kg；钾、磷、钙分别为43.97 g/kg、6.28 g/kg、6.04 g/kg。5种大量元素变异系数范围是21.38～40.56%，各品种元素含量间变异程度较大，其中钙元素的变异程度最大最大值是最小值得5.41倍。通过5种元素含量间相关性分析表7可见，磷与氮、钾、钙、镁和钙与镁含量间呈极显著相关，氮和镁、钾和钙呈显著相关，其它元素含量间呈正相关，但相关不显著。

2.4 芦笋嫩茎中N、P、K、Ca、Mg元素含量分析

芦笋嫩茎中大量元素含量见表8。由表8可见，46份芦笋种质嫩茎中氮的含量范围是40.68～87.85 g/kg，磷的含量范围是2.33～15.24 g/kg，钾的含量范围是36.15～76.97 g/kg，钙的含量范围是4.45～27.61 g/kg，镁的含量范围是1.08～6.08 g/kg。5种大量元素变异系数范围是10.75～39.29%，其中对人体有益的钙、镁元素含量变异程度最大，其最大值分别是最小值的6.20倍和5.63倍。钙元素含量最高的品种为‘Purple Passion，镁元素含量大于5 g/kg的品种有2个，分别是‘UC157、‘JK107。5中元素含量间相关性分析表9可见，钙与镁元素呈极显著相关，相关系数为0.531。氮与钙、磷与钾、钾与镁元素含量间呈负相关，但相关均不显著，其它元素含量间呈正相关关系，但相关不显著。

3 讨论

本试验在相同的立地条件和管理措施下，研究46份绿芦笋种质根、母茎、叶、嫩茎中氮、磷、钾、钙、镁5种大量元素的含量，并分析了各器官中元素含量间相关性。从试验结果可以看出，芦笋各器官中N、P平均含量由大到小的顺序为嫩茎、根、叶、母茎；K平均含量是嫩茎、母茎、叶、根。Ca平均含量由大到小为嫩茎、根、母茎、叶；Mg平均含量由大到小为根、嫩茎、母茎、叶。芦笋的嫩茎中大量元素的平均含量最高，分别为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。其嫩茎中N、P、K平均含量最高的结果与乜兰春等[12]的结果一致。嫩茎大量元素平均含量由大到小依次为N≈K>Ca>P>Mg。N的作用是合成氨基酸、酰胺、蛋白质、核酸、核苷酸、辅酶等，以及在细胞、组织、器官建成及产量形成过程中起着作用[11]，K的作用是促进蛋白质和糖类的合成及糖类运输并参与众多酶促反应[14]。因此，绿芦笋嫩茎生长过程中需要大量的N、K元素。陆锡康等[15]研究发现芦笋是一种需氮量较大的蔬菜，施氮水平和施氮时期对芦笋生长、产量及氮肥利用效率均有一定的影响；张瑞富等[16]研究表明施钾能显著提高绿芦笋的产量；研究表明氮钾配施显著增加了芦笋的产量[17]。嫩茎中对人体有益的Ca、Mg元素在嫩茎中的含量变异程度较大，变异系数分别为37.78%、39.29%，钙元素含量最高的品种为‘Purple Passion，镁元素含量大于5 g/kg的品种有2个，分别是‘UC157、‘JK107。

植物体内各种营养元素之间的吸收与分配是相互影响、相互促进的，植物体内磷素的增加可以促进氮素的吸收，且钾离子通道的打开可以促进植物对矿质元素的吸收[18]。嫩茎中5种元素含量间相关性分析可知，Ca与Mg呈极显著相关。N与Ca、P与K、K与Mg含量间呈负相关，其中K与Mg含量间呈负相关与张瑞富[16]等的结果一致。而谷永丽[19]等研究表明，施氮能提高绿芦笋嫩茎中矿质元素的含量，但本研究表明N与Ca呈负相关与其结果不一致，有待進一步研究。P与Ca、Mg呈正相关，但不显著。杨恒山[20]等研究也表明，芦笋嫩茎中Ca、Mg的含量随着施磷量的增加均先升高后略有降低。由此可见，在相同的立地条件和管理措施下，芦笋中的氮、磷、钾、钙、镁元素含量具有明显的器官差异性和品种差异性，这为芦笋规范化种植中基于大量元素含量的优质品种选择提供了理论依据，同时也将为根据芦笋对大量元素的吸收利用而平衡施肥奠定了基础。

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