腐植酸對食用型甘薯塊根硝酸鹽積累的影響

摘要：采用池栽方式，以北京553為試材，研究了腐植酸對甘薯塊根硝酸鹽積累的影響。結果表明，施用腐植酸降低了甘薯塊根中硝酸鹽含量，提高了前、中期功能葉片硝酸還原酶活性和塊根中全氮含量，降低了收獲期塊根全氮含量，提高了塊根和葉片中谷氨酰胺合成酶活性。

關鍵詞：腐植酸；甘薯；硝酸鹽；氮代謝；氮代謝酶

中圖分類號：S531.01文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2013）04-0068-04

食用型甘薯由于口味好，營養平衡，具有抗癌、防衰老等多種保健功能，近年來在國內外市場廣受歡迎[1]。葉菜、根莖類蔬菜硝酸鹽含量超標是目前飲食安全中的潛在危害源[2]。因此，食用型甘薯塊根中的硝酸鹽含量值得我們關注。前人研究表明，合理施用腐植酸能降低葉菜類蔬菜硝酸鹽含量[3]；李永勝等（2011）[4]研究表明，追施腐植酸液肥能顯著提高油麥菜的水溶性氨基酸、可溶性蛋白質含量，顯著降低硝酸鹽的含量；還有研究表明，施用腐植酸尿素可降低生姜[5]、番茄[6]等作物的硝酸鹽含量。然而，有關施用腐植酸影響甘薯塊根硝酸鹽含量的報道尚少[7]，施用腐植酸能降低植物產品硝酸鹽含量的原因也不太清楚。本研究通過設置腐植酸施用量試驗，探討腐植酸用量與食用甘薯塊根硝酸鹽含量的關系、以及施用適量腐植酸降低塊根硝酸鹽含量的生理原因，為有效控制根莖類作物的硝酸鹽含量提供理論依據和技術支撐。

1材料與方法

11試驗設計

試驗于2008～2009年在山東農業大學農學實驗站（山東泰安）進行。

供試土壤質地為砂壤土，含有機質1370 g/kg、堿解氮7286 mg/kg、速效磷2162 mg/kg、速效鉀6579 mg/kg。

供試甘薯品種：北京553。供試腐植酸（HA）來自山西霍州產的風化煤，經實測，風化煤含游離腐植酸3576%、全氮073%、全磷0025%、全鉀0058%。設3個處理：HA0、HA1、HA2，即腐植酸用量分別為0、45、90 g/m2，小區面積16 m2，隨機區組排列，重復3次。行距08 m，株距025 m，5月6日栽秧，10月26日收獲。

12取樣方法

取樣時間為栽秧后50、110、170 d，在每個小區選擇典型且生長正常一致的5株，剪掉地上部，挖出所有的塊根。取功能葉（頂部第四和第五展開葉）和典型塊根的中間部位，經液氮速凍后，置-40℃低溫冰柜中保存，用于測定有關酶活性。將地上部分為葉片、葉柄和莖蔓，將塊根切成薄片，在60℃烘箱中烘干后粉碎用于氮含量的測定。

13測定方法

硝酸鹽含量的測定采用紫外分光光度法；游離氨基酸含量測定采用茚三酮法；可溶性蛋白含量測定采用考馬斯亮藍法；硝酸還原酶（NR）活性采用李合生（2000）[8]的方法測定；谷氨酰胺合成酶（GS）的測定參照Oneal等（1974）[9]的方法。

14數據處理

圖表處理在Excel 2003下進行，統計分析中方差分析檢驗采用DPS（Data Processing System）數據處理系統。

2結果與分析

21施用腐植酸對收獲期塊根硝酸鹽含量的影響

由圖1可知，與對照（HA0）相比，HA1、HA2處理塊根中硝酸鹽含量均顯著降低（P<001），但是HA2降低幅度較HA1處理小。說明，施用腐植酸肥料能有效降低甘薯塊根中的硝酸鹽含量，其中以HA1處理的最好，即每平方米用45 g效果最好。

22施用腐植酸對塊根中全氮、游離氨基酸以及可溶性蛋白質含量的影響

由圖2可看出，在甘薯封壟期（栽秧后50 d）和莖葉生長高峰期（栽秧后110 d），與對照相比，施用腐植酸處理塊根中的全氮含量顯著提高，而兩個腐植酸處理之間差異不顯著。在甘薯收獲期（栽秧后170 d），施用腐植酸處理的塊根中全氮含量則顯著降低，這可能與生長后期腐植酸促進氮素向葉片中分配有關。說明腐植酸處理的塊根氮素積累量減少是其降低硝酸鹽含量的原因之一。

3結論與討論

植物中氮主要由有機氮、硝態氮和亞硝態氮組成。有機氮是構成蛋白質的成分，包括游離氨基酸、可溶性蛋白等；硝態氮是一種儲藏形式的氮，而亞硝態氮很容易被氧化成硝態氮[10]。本研究結果表明，施用腐植酸后，塊根中硝酸鹽含量顯著降低；塊根可溶性蛋白含量沒有明顯變化，而游離氨基酸含量顯著提高。初步分析認為，施用腐植酸具有促進氨基酸合成的作用。本研究結果還表明，與對照相比，在甘薯封壟期和莖葉生長高峰期，施用腐植酸處理提高了塊根中全氮含量，這與其具有活化土壤氮素以及提高甘薯根系吸收能力有關[7，11]；在甘薯收獲期，施用腐植酸處理降低了塊根中全氮含量，這可能與其影響氮素在各個器官中的分配有關，一般認為腐植酸可以增加葉片含氮量和葉綠素含量、延緩作物生育后期葉片的衰老[5]。

硝酸還原酶（NR）是作物氮代謝過程中的關鍵酶，NR的活性水平與植株體內多種代謝過程和生理指標有關[12]。已有研究表明，腐植酸能顯著降低葉菜類蔬菜[3] 、洋蔥[13]、菜豆、黃瓜、番茄[14]的硝酸鹽含量，并認為這主要是通過提高硝酸還原酶活性來達到降低硝酸鹽含量的目的。本研究也發現，施用腐植酸顯著提高了甘薯封壟期和莖葉生長高峰期葉片的硝酸還原酶活性。谷氨酰胺合成酶（GS）是涉及氨同化的關鍵酶[15～17]。GS是處于氮代謝中心的多功能酶，參與多種氮代謝的調節[21]，Becker和González等[18，19]證實，GS活性的提高有利于植物氨同化和氮素轉化。本試驗結果表明，在甘薯塊根膨大過程中，塊根的平均GS活性遠高于葉片；與對照比較，施用腐植酸顯著提高了塊根GS活性，兩個腐植酸處理之間差異不顯著。塊根GS活性升高有利于塊根中銨態氮的同化反應順利進行，減少亞硝酸鹽與銨態氮在塊根中積累。總之，施用適量腐植酸肥料能有效降低甘薯塊根中的硝酸鹽含量，其主要原因是：施用腐植酸提高了前、中期功能葉片硝酸還原酶活性，降低了收獲期塊根全氮含量，提高了塊根和葉片中谷氨酰胺合成酶活性。

參考文獻：

[1]江蘇省農業科學院，山東省農業科學院 中國甘薯栽培學[M] 上海：上海科學技術出版社，1984，75-76

[2]袁麗紅，朱建雯，侯亮，等 不同處理方法對小白菜硝酸鹽含量的影響[J] 新疆農業大學學報，2009，32（4）：22-26

[3]袁磊，許景鋼，劉東銀，等 施用腐植酸對葉菜硝酸鹽含量的影響[J] 東北農業大學學報，2008，39（10）：39-42

[4]李永勝，王浩，杜建軍，等 腐植酸液肥對油麥菜和生菜產量及品質的影響[J] 北方園藝，2011，20：35-37