不同形態(tài)錳對大白菜產(chǎn)量及品質(zhì)的影響

韓冬芳，王德漢，黃培釗，段繼賢，葛仁山

(1華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，廣東廣州510642;2深圳市芭田生態(tài)工程股份有限公司，廣東深圳518105)

錳(Mn)是植物生長代謝所必須的微量元素之一，對蔬菜作物的產(chǎn)量和品質(zhì)提高有不可替代的作用.缺Mn時(shí)，植物的葉綠素含量下降，葉片失綠，光合強(qiáng)度降低，植物體內(nèi)硝態(tài)氮的還原作用受阻，造成體內(nèi)硝酸鹽積累，使氮代謝受到阻礙［1］.據(jù)報(bào)道，江蘇油菜施Mn肥增產(chǎn)9.6%，在江蘇和陜西試驗(yàn)施Mn肥豌豆增產(chǎn)10.0% ～26.4%［2］，施Mn肥還可提高蔬菜對立枯病和炭疽病的抗性［3］.隨著氮、磷、鉀三要素肥料的大量使用，植物缺Mn現(xiàn)象在各地陸續(xù)出現(xiàn)，尤其是在蔬菜種植中，已成為限制蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)提高的一個(gè)重要因素.中微量元素與大量元素按比例配合形成均一產(chǎn)品是復(fù)混肥發(fā)展的一個(gè)趨勢，本試驗(yàn)采用盆栽方式，以’早熟5號’大白菜Brassica pekinensis Rupr.為試材，研究了復(fù)混肥料中添加不同形態(tài)Mn對大白菜產(chǎn)量及品質(zhì)的影響.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2009年在深圳芭田生態(tài)工程股份有限公司公明試驗(yàn)基地進(jìn)行2次盆栽試驗(yàn)，種植時(shí)間分別在3月21日—4月28日和10月22日—12月16日.土壤條件:赤紅壤，pH5.3，w(H2O)7.9%，有機(jī)質(zhì) 14.1 g·kg-1，有效氮136.0 mg·kg-1，有效磷83.5 mg·kg-1，有效鉀 78.7 mg·kg-1，交換性鎂 110.4 mg·kg-1，交換性鈣 206.5 mg·kg-1，有效錳 6.5 mg·kg-1，有效鋅2.1 mg·kg-1，有效鐵 11.7 mg·kg-1，有效銅 0.9 mg·kg-1，有效硼 10.1 mg·kg-1.每盆裝土 5 kg，選用均勻一致的’早熟5號’大白菜秧苗，每盆移栽2株，移栽7 d后穴施肥料.每處理3個(gè)重復(fù)，每重復(fù)4盆.

肥料養(yǎng)分 m(N)∶m(P2O5)∶m(K2O)為 15∶6∶8，分別添加硫酸錳(MnSO4，w(Mn)為27%)、氨基酸螯合錳(Mg-AA，w(Mn)為12%)和EDTA螯合錳(Mn-EDTA，w(Mn)為13%)，肥料中w(Mn)設(shè)5個(gè)水平，分別為200、500、1 000、1 500 和 2 000 mg·kg-1，按每盆裝土5 kg、施肥料5 g計(jì)，每盆施錳量分別為0.2、0.5、1.0、1.5 和 2.0 mg·kg-1，對照肥料不添加錳，N、P、K 配比相同.

1.2 測定項(xiàng)目及方法

土壤性狀分析:pH的測定采用電位測定法，有機(jī)質(zhì)的測定采用重鉻酸鉀容量法，有效氮的測定采用堿解擴(kuò)散法，有效磷測定采用碳酸氫鈉提取-鉬銻抗比色法，有效鉀和交換性鈣鎂的測定采用乙酸銨提取火焰光度法，有效硼測定采用熱水回流浸提法，以上測定均參考鮑士旦［4］的方法;有效錳、鋅、鐵和銅測定采用DTPA浸提，用電感耦合等離子體-原子發(fā)射光譜法(ICP-AES)測定［5］.

大白菜葉片葉綠素相對含量(SPAD值)測定，移栽14 d后，使用SPAD-502葉綠素計(jì)(日本美能達(dá))讀取每株中部葉片SPAD值，每株3片，每片葉測定5次，平均值作為該株的SPAD值，每14 d測1次，共測4次;可溶性固形物(TSS)使用PAL-1測糖儀(日本愛宕)測定，取每株的中部葉片，去主脈，研磨，4 000 r/min離心，取上清液測定;葉片蛋白質(zhì)含量的測定采用考馬斯亮藍(lán)法測定［6］;葉片維生素C含量的測定參照《GB/T 6195—86》;硝酸鹽含量測定參照酚二磺酸光度法［7］.以上項(xiàng)目測試在10月份盆栽試驗(yàn)時(shí)進(jìn)行.大白菜產(chǎn)量分析，去根稱鮮質(zhì)量，統(tǒng)計(jì)2次盆栽試驗(yàn)產(chǎn)量.

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel和SAS 9.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，LSD法檢驗(yàn)差異顯著性.

2 結(jié)果與分析

2.1 添加不同形態(tài)錳對大白菜產(chǎn)量的影響

從表1可以看出，添加MnSO4和Mn-EDTA組的處理與對照相比，隨著添加濃度的增大，呈先增產(chǎn)后減產(chǎn)的趨勢;添加Mn-AA組的處理，呈增產(chǎn)幅度先增大后減小的趨勢.施錳水平為1.0 mg·kg-1時(shí)，產(chǎn)量增加最多，MnSO4處理組增產(chǎn)12.6%和12.0%，Mn-AA增產(chǎn) 15.7%和 13.8%，Mn-EDTA增產(chǎn)13.2%和 10.3%;施錳為2.0 mg·kg-1時(shí)，MnSO4減產(chǎn)4.9%和2.4%，Mn-AA增產(chǎn)6.0%和1.3%，Mn-EDTA減產(chǎn)3.5%和5.0%，施錳水平超過1.0 mg·kg-1時(shí)，Mn-AA增產(chǎn)幅度降低，MnSO4和 Mn-EDTA減產(chǎn).從表1還可看出，2次試驗(yàn)施錳水平為0.2 mg·kg-1時(shí)，MnSO4、Mn-AA 和 Mn-EDTA 分別增產(chǎn)1.1%和1.3%、7.0%和7.4%、1.4%和1.7%，表明該添加水平下，氨基酸螯合錳的增產(chǎn)效果較好.

表1 不同形態(tài)錳不同施錳水平對大白菜產(chǎn)量的影響Tab.1 Effects of different levels of different combined Mn on yield of Chinese cabbage

2.2 添加不同形態(tài)錳對大白菜葉綠素相對含量的影響

圖1顯示，葉片葉綠素相對含量(SPAD)隨著生長期的延長，呈先增加后降低的趨勢;與對照相比，施錳0.2和1.0 mg·kg-1時(shí)，添加3種形態(tài)錳處理的葉片SPAD值均高于對照;施錳2.0 mg·kg-1時(shí)，添加MnSO4(圖1a)和Mn-EDTA處理(圖1c)的葉片SPAD值未高于對照，而添加Mn-AA處理(圖1b)略高于對照，表明添加錳在一定范圍內(nèi)可提高植株葉片的葉綠素含量.

圖1 不同形態(tài)錳不同施錳水平對大白菜葉片SPDA值的影響Fig.1 Effects of different levels of different combined Mn on SPAD value of the leaf of Chinese cabbage

2.3 添加不同形態(tài)錳對大白菜品質(zhì)的影響

可溶性固形物(TSS)的含量直接反映了可溶性糖的含量，是反映蔬菜品質(zhì)的指標(biāo)之一.從表2可看出，與對照相比，施錳0.2和1.0 mg·kg-1時(shí)，TSS含量略高于對照;施錳2.0 mg·kg-1時(shí)，TSS含量略低于對照，但添加3種不同形態(tài)錳處理均未顯著增加或降低葉片TSS含量(P＜0.05)，表明添加錳對大白菜葉片可溶性固形物含量影響較小.

添加Mn-AA組可溶性蛋白質(zhì)含量高于Mn-EDTA組和MgSO4組;添加MnSO4組中施錳1.0 mg·kg-1水平的可溶性蛋白含量最高，比對照增加18.2%;添加Mg-AA組中1.0 mg·kg-1水平的可溶性蛋白含量最高，比對照增加45.8%;添加Mn-EDTA組中0.2 mg·kg-1水平的可溶性蛋白質(zhì)含量最高，比對照增加17.1%.表明適量添加錳能提高葉片中可溶性蛋白的含量，且以添加氨基酸螯合錳效果最佳(表2).

添加3種不同形態(tài)的錳均能不同程度提高大白菜葉片維生素C的含量，添加Mn-AA組以0.2 mg·kg-1水平的維生素C含量最高，比對照增加了19.8%;添加MnSO4和Mn-EDTA組中均以1.0 mg·kg-1水平的維生素C含量最高，分別增加了22.5和14.8%，表明適量添加錳能提高葉片維生素C的含量(表2).

表2 不同形態(tài)錳不同施錳水平對大白菜品質(zhì)指標(biāo)的影響1)Tab.2 Effects of different levels of different combined Mn on the quality of Chinese cabbage

按照國家綠色食品綠葉類蔬菜衛(wèi)生指標(biāo)規(guī)定，無公害蔬菜安全要求規(guī)定亞硝酸鹽(以NaNO2計(jì))≤4.0 mg·kg-1，硝酸鹽≤3 000 mg·kg-1.本試驗(yàn)條件下，各處理亞硝酸鹽和硝酸鹽含量均未超過該限量值;添加MnSO4和Mn-EDTA組均降低葉片亞硝酸鹽含量，但差異不顯著，Mn-AA組中w(Mn)=1.0 mg·kg-1顯著降低了亞硝酸鹽的含量;添加3種不同形態(tài)的錳均能不同程度降低大白菜葉片硝酸鹽的含量，Mn-AA組的硝酸鹽含量顯著低于MnSO4和Mn-EDTA組，表明適量添加錳可降低葉片硝酸鹽的含量.

3 討論

蔬菜產(chǎn)量與土壤中錳元素的含量直接相關(guān)，土壤中缺錳時(shí)往往生長發(fā)育不良、產(chǎn)量低、品質(zhì)差，所以在缺錳的土壤中施入錳肥后，增產(chǎn)的效果比較明顯.與未添加錳的對照相比，適量添加錳可有效增加大白菜的產(chǎn)量，這與前人研究結(jié)果［8］一致;本試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，過量添加MnSO4和Mn-EDTA(施錳1.5和2.0 mg·kg-1)時(shí)，會導(dǎo)致大白菜減產(chǎn)，未發(fā)現(xiàn)明顯中毒癥狀，這表明添加錳過量時(shí)會導(dǎo)致植物生長異常;而添加Mn-AA組的處理，未見有減產(chǎn)，但增產(chǎn)幅度降低，其機(jī)理有待進(jìn)一步研究.

錳是葉綠體的組成物質(zhì)，它能穩(wěn)定維持葉綠體的結(jié)構(gòu)，缺錳時(shí)膜結(jié)構(gòu)遭破壞而導(dǎo)致葉綠體解體、葉綠素含量下降［9-11］.SPAD值通常又被稱作葉色值(Leaf color values)，可代表葉綠素的含量［12-15］.本試驗(yàn)結(jié)果顯示，適量添加錳可增加大白菜葉片SPAD值，其中以添加Mn-AA組的效果較好.

過量或不足施肥往往是造成蔬菜品質(zhì)下降的根本原因.缺錳時(shí)硝酸還原酶活性下降，植物體內(nèi)硝態(tài)氮的還原作用受阻，從而導(dǎo)致體內(nèi)硝酸鹽積累，蛋白質(zhì)合成受阻;錳還能促進(jìn)維生素C的合成［16］.本試驗(yàn)中，適量添加錳可提高大白菜可溶性蛋白質(zhì)和維生素C的含量，降低硝酸鹽的含量，以添加氨基酸螯合錳效果最佳.添加Mn-AA組對提高大白菜的品質(zhì)好于MnSO4組和Mn-EDTA組，這可能是因?yàn)榘被狎襄i本身含有碳、氮等營養(yǎng)元素，可被作物直接吸收，在作物體內(nèi)氨基酸作為配位體，在無需光合作用的情況下直接參與機(jī)體的蛋白合成及碳代謝等過程.研究者在水稻、小麥及小白菜上的試驗(yàn)也表明，氨基酸螯合微肥可有效提高作物的品質(zhì)［17-18］.

綜上，本試驗(yàn)條件下，大量元素肥料中適量添加錳可有效提高大白菜的產(chǎn)量和品質(zhì)，添加MnSO4的處理以施錳1.0 mg·kg-1(肥料中添加錳1 000 mg·kg-1)水平最好，產(chǎn)量比對照增加12.6%，品質(zhì)指標(biāo)也高于對照;添加Mn-AA組對提高大白菜的產(chǎn)量和品質(zhì)最佳，但氨基酸螯合錳成本較高.另外，錳雖然是人體必需的微量元素之一，但含量超出一定范圍也會有損人體健康［19］，所以要根據(jù)土壤中含錳的實(shí)際情況，來確定是否施用錳肥.

［1］SAYED R M，MOHAMMAD G，GOUDARZ A.Effect of zinc and manganese foliar application on yield，quality and enrichment on potato(Solanum tuberosum L.)［J］.Asian Journal of Plant Sciences，2007，6(8):1256-1260.

［2］顏世銘，吳敬炳.微量元素導(dǎo)論［M］.上海:同濟(jì)大學(xué)出版社，1992:170.

［3］馬新立.溫室瓜類蔬菜無公害栽培［M］.北京:科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2004:158-163.

［4］鮑士旦.土壤農(nóng)化分析［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2000:25-101.

［5］李海鋒，林日強(qiáng)，謝小玲.ICP-AES法測定土壤中的有效銅、鋅、鐵、錳［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009(4):76-77.

［6］湯章城.現(xiàn)代植物生理學(xué)試驗(yàn)指南［M］.北京:科學(xué)出版社，1999:95-140.

［7］譚龍波，李玉美，黃榮茂.酚二磺酸光度法測定西瓜中硝酸鹽含量［J］.貴州大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2006，23(1):98-100.

［8］THAPA U，RAI P，SURESH C P.Effect of the growth and yield of pea in gangetic alluvial soil of west Bengal［J］.Environment＆ Ecology，2003，21(1):179-182.

［9］姜闖道，高輝遠(yuǎn)，鄒琦.缺錳降低大豆葉片葉綠素?zé)晒獾母吣軕B(tài)猝滅［J］.植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報(bào)，2002，28(4):287-291.

［10］裴雪霞，黨建友，王嬌愛.鉀鋅錳配施對冬小麥旗葉葉綠素含量的影響［J］.河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2002，20(3):33-35.

［11］殷憲強(qiáng)，王國棟，孫慧敏.干旱條件下鋅錳肥對玉米葉綠素含量的影響［J］.中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2004，20(6):196-198.

［12］張金恒，王 珂，王人潮.葉綠素計(jì)SPAD-502在水稻氮素營養(yǎng)診斷中的應(yīng)用［J］.西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2003，31(2):177-180.

［13］李佛琳，趙春江，王紀(jì)華.應(yīng)用葉綠素計(jì)診斷烤煙氮素營養(yǎng)狀況［J］.植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2007，13(1):136-142.

［14］李剛?cè)A，丁艷鋒，薛利紅.利用葉綠素計(jì)(SPAD-502)診斷水稻氮素營養(yǎng)和推薦追肥的研究進(jìn)展［J］.植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2005，11(3):412-416.

［15］艾天成，李方敏，周治安.作物葉片葉綠素含量與SPAD值相關(guān)性研究［J］.湖北農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2000，20(1):6-8.

［16］陳侖壽，陸景陵.蔬菜營養(yǎng)與施肥技術(shù)［M］.北京:中國農(nóng)業(yè)出版社，2000:18-19.

［17］劉德輝，趙海燕，鄭秀仁.氨基酸螯合微肥對小麥和后作水稻產(chǎn)量及品質(zhì)的影響［J］.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，28(2):55-58.

［18］穆軍，呼世斌，王永科.豬蹄甲制備氨基酸螯合微肥及其對小白菜生長的影響［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2008，24(7):185-187.

［19］曾琦斐.微量元素與人體健康［J］.健康與生物醫(yī)藥，2008(3):158-159.