硅對青蒜苗生長、 光合特性及品質的影響

劉景凱， 劉世琦， 馮 磊， 陳祥偉， 薛小艷， 成 波， 王 越， 李 賀

(山東農業大學園藝科學與工程學院，作物生物學國家重點實驗室，農業部黃淮地區園藝作物生物學與種質創制重點實驗室，山東泰安 271018)

大蒜(AlliumsativumL.)又名蒜、 胡蒜，屬百合科蔥屬一、 二年生草本植物，主要以肥大的肉質鱗莖和鮮嫩的花莖器官為產品。大蒜肉質鱗莖中含有較多的蛋白質、 碳水化合物、 維生素和具特殊辛辣味的能幫助消化的大蒜素，是營養價值很高的一種蔬菜。大蒜還具有較高的藥用價值，經常食用大蒜能夠增進食欲、 消咳止血、 抑菌殺菌和防癌、 抗癌[1]。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

1.2 分析項目及方法

試驗數據采用Microsoft Excel 2003軟件進行處理，DPS 6.55軟件進行統計分析和處理間顯著性檢驗(Duncan 新復極差法)。

2 結果與分析

2.1 硅對水培青蒜苗生長指標的影響

從表1可以看到硅對青蒜苗生長有明顯的促進作用。青蒜苗三個生育時期(90 d、 135 d、 180 d)的植株鮮重、 株高、 假莖長和假莖粗均隨營養液中硅濃度的增加先升高后降低，最高值出現在1.5 mmol/L(Si1.5)處理中，與對照(Si0)相比，90 d時分別增加了18.91%，16.83%，9.69%，27.98%； 135 d時分別增加了28.26%，13.99%，26.10%，43.39%； 180 d時分別增加了51.73%，15.88%，38.12%，47.29%(P<0.05)； 并且除株高外，其它指標在生育后期的增加幅度比生育前期更大。可見適宜的硅水平(1.5 mmol/L)能很好地促進青蒜苗的生長，而且后期施用效果更明顯，這樣就為大蒜合理施用硅肥、 實現高產奠定了基礎。

播種后

2.2 硅對水培青蒜苗色素含量的影響

表2 不同硅水平對青蒜苗葉片光合色素含量的影響 (mg/g, FW) Table 2 Effects of different silicon levels on photosynthetic pigments of leaves of garlic seedlings

2.3 硅對水培青蒜苗光合參數的影響

由表3可知， 青蒜苗葉片凈光合速率和氣孔導度均隨硅濃度增加先升高后降低，而蒸騰速率則是先降低后升高。凈光合速率、 氣孔導度最高值和蒸騰速率的最低值都出現在Si 1.5 mmol/L處理中，與不施硅處理相比，凈光合速率和氣孔導度分別增加了32.41%和44.62%(P<0.05)，蒸騰速率降低了22.00%(P<0.05)。說明營養液中硅濃度為1.5 mmol/L時，青蒜苗光合性狀比較好，有利于光合產物的累積，并且蒸騰作用較低，水分利用率較高。表3還表明: 各施硅處理的胞間CO2濃度雖然都高于不施硅處理，而且隨硅濃度升高呈單峰曲線變化，但差別不大，沒有達到顯著水平。

表3 不同硅水平對青蒜苗葉片光合參數的影響Table 3 Effects of different silicon levels on photosynthetic parameters of leaves of garlic seedlings

2.4 硅對青蒜苗品質的影響

圖1中可以看出， 葉片和假莖中可溶性糖含量均隨著硅濃度的增加呈先升高后降低的趨勢，最高值均出現在Si1.5處理中，播種后180 d時比對照分別增加了41.96%和40.82%，差異顯著。由此可見，營養液中硅素水平1.5 mmol/L時對青蒜苗可溶性糖合成最有利。

圖1 硅對青蒜苗可溶性蛋白和可溶性糖含量的影響Fig.1 Effect of silicon on the contents of soluble protein and soluble sugar of garlic seedlings

圖2 硅對青蒜苗維生素C和游離氨基酸含量的影響Fig.2 Effect of silicon on the contents of vitamin C and free amino acid of garlic seedlings

3 討論與結論

研究表明硅對于促進植物生長發育有重要作用，它不僅能夠促進植物根系生長，增強根系活力，改善通氣組織和根部氧化能力，提高其對水分和養分的吸收量，同時還可以增加植株的呼吸率以及葉片和根系中的ATP含量[15]，為植物的生命活動提供能量。本試驗中，低濃度硅顯著增加了青蒜苗各生育期的植株鮮重、 株高、 假莖長和假莖粗，且當硅濃度為1.5 mmol/L時上述各指標值最大，硅濃度超過1.5 mmol/L時，增加效果則不明顯。這與Lee等[16]在大豆、 曹逼力等[17]在番茄、 高熙等[18]在草莓、 Abro等[19]在小麥上的研究結果相似。

可溶性蛋白是衡量青蒜苗營養品質的一個重要生理生化指標，硅對可溶性蛋白的合成有重要的促進作用。李佐同等[28]就研究表明隨著硅濃度增加，玉米幼苗根系和葉片中可溶性蛋白含量都顯著增加，并且在2 mmol/L硅酸鈉處理中最高。周秀杰等[29]也發現硅能顯著增加水分脅迫下黃瓜幼苗內的可溶性蛋白含量，從而降低細胞的滲透勢，增強其抗旱性。張翠珍等[30]研究了硅對糯玉米品質的影響，發現施用硅肥的糯玉米粗蛋白和賴氨酸含量都有不同程度的增加，改善了玉米的品質和適口性，從而提高了其商品價值。本試驗中，青蒜苗葉片可溶性蛋白含量隨著硅濃度的增加先降低后升高，Si1.5處理含量最低，而假莖與葉片正好相反，Si1.5處理時含量最高，說明施硅促進了可溶性蛋白的合成及由葉片向假莖中的轉移，而假莖作為青蒜苗的主要食用器官，可溶性蛋白的合成與積累，有利于其食用品質的提高。

作為光合的初級產物和植物各種生理代謝途徑的前提物質，可溶性糖是干旱脅迫誘導的小分子溶質之一，它不僅參與植物體內滲透調節，在維持植物蛋白質穩定方面也有重要作用。莊國成[31]認為硅能降低甘蔗體內的轉化酶、 過氧化酶、 腺苷三磷酸酶的活性，從而利于蔗糖的累積。本試驗中一定濃度的Si(1.5 mmol/L)促進了青蒜苗葉片和假莖中可溶性糖的合成。這可能是由于硅提高了葉片中色素含量，增強了光合作用，促進了碳水化合物的合成和累積。本試驗結果與石彥召等[32]在葡萄、 薛高峰等在西芹[33]、 番茄[34]上的研究結果相似。

綜合分析本試驗中硅對青蒜苗植株鮮重、 株高、 假莖長、 假莖粗、 色素含量、 光合特性以及營養品質的影響，認為在水培條件下對青蒜苗優質高產的最佳硅濃度為1.5 mmol/L。

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