鈣對水培青蒜苗生長、光合特性及品質(zhì)的影響

李 賀， 劉世琦， 陳祥偉， 王 越， 馮 磊， 劉景凱

(山東農(nóng)業(yè)大學園藝科學與工程學院，作物生物學國家重點實驗室，農(nóng)業(yè)部黃淮地區(qū)園藝作物生物學與種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室，泰安 271018)

鈣對水培青蒜苗生長、光合特性及品質(zhì)的影響

李 賀， 劉世琦*， 陳祥偉， 王 越， 馮 磊， 劉景凱

(山東農(nóng)業(yè)大學園藝科學與工程學院，作物生物學國家重點實驗室，農(nóng)業(yè)部黃淮地區(qū)園藝作物生物學與種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室，泰安 271018)

青蒜苗； 鈣； 生長； 光合特性； 品質(zhì)

鈣是植物生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素之一，它不僅維持細胞壁、細胞膜的穩(wěn)定性，而且作為第二信使，調(diào)節(jié)植物體內(nèi)部各種生理生化過程[1]。有研究表明，Ca2+參與了葉片氣孔開閉的生理過程，并能增強Rubisco酶和PEP羧化酶的活性，從而提高CO2羧化效率[2-3]，缺鈣可導致葉肉細胞液泡膜破裂，破壞類囊體片層結(jié)構(gòu)，不利于葉片把捕獲的光能轉(zhuǎn)化為化學能[4-5]。Adams認為缺鈣是導致番茄臍腐病的根本原因[6]，Bangerth證實鈣在植物體內(nèi)的不合理分配是造成與鈣有關(guān)的生理失調(diào)癥的主要原因，而不是缺鈣脅迫[7]。增加鈣供應，花生的產(chǎn)量及品質(zhì)明顯提高[8]；對大豆進行氯化鈣拌種或噴施，可明顯提高產(chǎn)量[9]；土施或噴施硝酸鈣均可增加大白菜、生菜、芹菜、甘藍的Ca、Mg、Fe含量，顯著提高產(chǎn)量，還可明顯降低大白菜干燒心病和番茄臍腐病的發(fā)病率[10]；沈志錦等采用不同鈣水平水培蕹菜，表明蕹菜最適合的鈣濃度為80 mg/L[11]。

大蒜(AlliumsativumL.)為百合科蔥屬一、二年生草本植物，是人們非常喜愛且具有諸多保健作用的蔬菜[12]，但傳統(tǒng)的土栽方式使目前大蒜栽培出現(xiàn)很多負面問題，如品種退化、土傳病蟲害嚴重、植株長勢弱及產(chǎn)量和品質(zhì)下降等[13]。無土栽培能克服土壤栽培的缺點，是目前生產(chǎn)綠色蔬菜、高檔蔬菜的有效途徑[14]。針對營養(yǎng)元素對水培大蒜生長特點影響的研究已見報道[15-17]，但關(guān)于鈣與大蒜生長發(fā)育關(guān)系的研究還未見報道。本文探討了溫室水培條件下，不同鈣水平對青蒜苗生長發(fā)育及品質(zhì)的影響，以期為大蒜無土栽培優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗于2011年10月至2012年5月在山東農(nóng)業(yè)大學科技創(chuàng)新園進行。以“金蒜3號”為試材，深液流技術(shù)(DFT)水培。采用微電腦控時器控制時間，每3 h供應營養(yǎng)液6 min，30 min內(nèi)自動回流完畢。營養(yǎng)液以Hoagland和Arnon營養(yǎng)液為基礎(除鈣外)，微量元素參照其通用配方，用去離子水配制，pH控制在6.0。試驗設定6個Ca2+濃度水平：0、 1.0、 2.0、 3.0、 4.0及5.0 mmol/L。鈣由Ca(NO3)2·4H2O和Ca(HCO3)2提供，其他提供大量元素的化合物為KNO3、 MgSO4·7H2O、 NH4H2PO4及NaNO3，使各處理營養(yǎng)液中N、 P、 K、 Mg及S的含量分別為15.0、 1.0、 6.0、 2.0及2.0 mmol/L。幼苗前期每隔7 d更換一次營養(yǎng)液，旺盛生長期則3 d更換一次。試驗所用盆為65 cm(L)×50 cm(W)×35 cm(H)硬質(zhì)塑料盆，每盆定植大蒜12株，每個處理20盆。

1.2 分析測定方法

試驗數(shù)據(jù)采用DPS6.55和Excel進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鈣對青蒜苗鈣含量的影響

圖1 鈣對青蒜苗假莖、葉片鈣含量的影響Fig.1 Effect of calcium in the nutrient solution on calcium content of garlic pseudostems and leaves [注(Note): 柱上不同字母表示同一采樣期處理間差異達5%顯著水平Different letters above the bars at the same sampling date mean significantly different at the 5% level.]

2.2 鈣對青蒜苗生長的影響

2.3鈣對青蒜苗葉片色素含量和光合參數(shù)的影響

2.3.1 鈣對青蒜苗葉片色素含量的影響 圖2顯示，鈣能明顯促進青蒜苗葉片色素的合成，從而有效地促進光合作用。各時期3.0 mmol/L的鈣濃度對葉綠素a、葉綠素b、葉綠素(a+b)及類胡蘿卜素合成的促進作用最大，播種后80 d較不施鈣處理分別增加34.0%、95.5%、42.6%及62.0%；播種后110 d較不施鈣處理分別增加33.3%、130.8%、47.8%及84.3%；播種后140 d較不施鈣處理分別增加28.1%、77.8%、38.8%及80.7%；播種后170 d較不施鈣處理分別增加19.4%、 64.8%、29.3%及77.5%?？梢姡?.0 mmol/L處理對青蒜苗葉片色素合成的促進作用最大，最有利于光合作用的順利進行。

2.4 鈣對青蒜苗營養(yǎng)品質(zhì)的影響

水力壓裂技術(shù)的原理實質(zhì)上就是在透氣性比較差的煤層中利用水作為動力，然后使煤層之間的空間暢通，進而使煤層在開采過程中能夠產(chǎn)生流體動力，讓煤層空間能夠得到膨脹，增強煤層之間的透氣性，另外使煤層破解之后的縫隙能夠相互聯(lián)通，形成透氣性良好的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，提高煤層之間的交聯(lián)，增加煤層與抽采部位之間的聯(lián)通能力。

2.4.1 鈣對青蒜苗大蒜素、可溶性糖及維生素C含量的影響 從圖3可以看出，鈣能顯著促進青蒜苗生成大蒜素，各時期假莖和葉片中大蒜素的含量均隨鈣水平的提高呈先升高后降低的趨勢，且均在T3(3.0 mmol/L)處理處達到最大值；假莖和葉片中可溶性糖和維生素C含量的變化趨勢與大蒜素一致。

表1 鈣對青蒜苗株高、假莖長、假莖粗及葉寬的影響Table 1 Effects of calcium in the nutrient solution on plant height，pseudostem length，pseudostem diameter and leaf width of garlic seedlings

注(Note): 表中同一采樣期同列數(shù)據(jù)后不同小、大寫字母分別表示差異達5%和1%顯著水平Different small and capital letters in a column at the same sampling date mean significantly different at the 5% and 1% levels，respectively.

由此可知， 3.0 mmol/L的鈣濃度最能促進青蒜苗生成可溶性糖、維生素C及大蒜素，鈣過高或過低均不利于這3種營養(yǎng)品質(zhì)指標的提高。

2.4.2 鈣對青蒜苗游離氨基酸和可溶性蛋白含量的影響

圖4表明，各時期青蒜苗假莖和葉片中游離氨基酸的含量隨鈣水平的提高呈先升高后下降的趨勢，在T3(3.0 mmol/L)處理達到最大值。假莖和葉片中可溶性蛋白含量的變化趨勢與游離氨基酸相似，也在T3(3.0 mmol/L)處理達到最大值。由此可見，鈣在提高青蒜苗游離氨基酸和可溶性蛋白這2種營養(yǎng)品質(zhì)指標中發(fā)揮重要作用，3.0 mmol/L的鈣濃度對它們的合成最有利。

圖2 鈣對青蒜苗葉片葉綠素和類胡蘿卜素含量的影響Fig.2 Effects of calcium in the nutrient solution on the contents of chlorophyl and carotenoid in garlic leaves [注(Note): 圖中不同字母表示同一采樣期處理間差異達5%顯著水平 Different letters at the same sampling date mean significantly different at the 5% level.]

處理Treatment凈光合速率(Pn)Netphotosyntheticrate[μmol/(m2·s)]蒸騰速率(Tr)Transpirationrate[mol/(m2·s)]氣孔導度(Gs)Stomatalconductance[mmol/(m2·s)]胞間CO2濃度(Ci)IntercellularCO2conc．(μmol/mol)T01350±030dC297±031eD32633±907eD35700±800aAT11513±055cC361±019dC33100±458eD32500±872bBT21957±115bB454±013bB37533±902dC30933±569cBT32393±061aA526±016aA46067±603aA28167±586dCT41867±107bB443±014bB43100±917bB28033±404dCT51447±074cdC404±018cBC40867±1365cB25800±794eD

注(Note): 表中同列數(shù)據(jù)后不同小、大寫字母分別表示差異達5%和1%顯著水平 Different small and capital letters in a column mean significantly different at the 5% and 1% levels，respectively.

圖3 鈣對青蒜苗大蒜素、可溶性糖及維生素C含量的影響Fig.3 Effects of calcium in the nutrient solution on the contents of allicin，soluble sugar and vitamin C in garlic seedlings [注(Note): 圖中不同字母表示同一采樣期處理間差異達5%顯著水平Different letters at the same sampling date mean significantly different at the 5% level.]

圖4 鈣對青蒜苗游離氨基酸和可溶性蛋白含量的影響Fig.4 Effects of calcium in the nutrient solution on the contents of free amino acid and soluble protein in garlic seedlings [注(Note): 圖中不同字母表示同一采樣期處理間差異達5%顯著水平Different letters at the same sampling date mean significantly different at the 5% level.]

3 討論與結(jié)論

鈣不僅是植物細胞分裂所必需的成分，而且是促進碳水化合物轉(zhuǎn)運、轉(zhuǎn)化以及其他營養(yǎng)元素吸收代謝[10, 22-31]的功能元素，所以，它能有效地促進植物生長。本試驗結(jié)果表明，鈣能顯著促進青蒜苗各生長期的生長，且3.0 mmol/L的鈣濃度對青蒜苗株高、假莖長、假莖粗及葉寬的促進作用最大，鈣過高或過低均不利于青蒜苗生長。這與其他學者在黃瓜[32]、西瓜[33]、紅蔥[34]、煙草[35-36]、番茄[37]、枇杷[38]、大豆[39]、甘蔗[40]等作物上的研究類似。鈣過量影響青蒜苗生長的原因可能是抑制了青蒜苗對其他元素的吸收[26, 41-43]，也可能通過影響光合系統(tǒng)(破壞膜結(jié)構(gòu)并導致電子傳遞鏈受阻)來抑制青蒜苗生長[44]。

鈣以被動吸收為主，主要是在蒸騰作用下通過蒸騰水流進入植物體[45]，植物所處的鈣營養(yǎng)環(huán)境直接影響其對鈣的吸收和分配。前人研究顯示，鈣處理能明顯增加植物體內(nèi)的鈣含量，其與鈣供應量基本成正相關(guān)[28, 30, 46-47]，本試驗結(jié)果與之類似，即鈣顯著提高了青蒜苗假莖和葉片中的鈣含量，并在最大鈣濃度(5.0 mmol/L)時達到最大值。

鈣能提高植物葉片色素含量和促進光合速率在檸檬[48]、牡丹[49]、甘草[50]、紅蔥[34]、花生[25, 51]等作物研究中均有報道。本研究結(jié)果顯示，適量的鈣能顯著提高青蒜苗葉片葉綠素a、葉綠素b、葉綠素(a+b)及類胡蘿卜素的含量，同時能顯著提高青蒜苗葉片的凈光合速率、蒸騰速率、氣孔導度；高鈣或低鈣均導致色素含量和光合速率下降，青蒜苗在3.0 mmol/L鈣濃度時的光合狀態(tài)最佳。缺鈣時，青蒜苗葉片的凈光合速率下降，氣孔導度下降，而胞間CO2濃度升高，說明缺鈣導致光合速率下降的原因是非氣孔限制，即光合機構(gòu)活性降低[52]；高鈣時，青蒜苗葉片的凈光合速率下降，氣孔導度下降，同時胞間CO2濃度也下降，說明高鈣導致光合速率下降的原因是氣孔限制[52-53]。

可溶性糖作為植物組織中的糖代表，是光合作用的初級產(chǎn)物，同時也是植物各種生理生化代謝途徑的前提物質(zhì)。本研究結(jié)果顯示，營養(yǎng)液中一定濃度的鈣能顯著提高青蒜苗假莖和葉片中可溶性糖的含量，缺鈣或高鈣均不利于其合成，這可能與鈣影響光合作用這一前提直接相關(guān)。這與其他學者[46, 54-55]的研究結(jié)果類似。

維生素C為抗氧化物質(zhì)，能清除活性氧自由基，降低膜脂過氧化，保護細胞[56]。本研究結(jié)果得出，營養(yǎng)液中一定濃度的鈣能促進青蒜苗假莖和葉片中維生素C的合成。這與前人在其他作物[10, 26, 46, 55]上的研究結(jié)果類似，而與劉衛(wèi)萍等指出的缺鈣使紅蔥葉片和假莖中維生素C含量升高的觀點不一致[34]。鈣在一定濃度范圍內(nèi)促進維生素C合成的原因可能是鈣提高了促進維生素C合成及積累的相關(guān)酶的活性，缺鈣和高鈣均可能抑制此類酶的活性。

植物體內(nèi)的可溶性蛋白大部分是參與各種代謝的酶類，測定其含量是了解植物抗逆性的一個重要指標[57]；植物組織中的游離氨基酸(尤其是脯氨酸)的含量通常被認為是提高植物抗逆性的生理指標。鈣可以提高農(nóng)作物體內(nèi)賴氨酸、蛋氨酸、脯氨酸、可溶性蛋白的含量，從而提高品質(zhì)和抗逆性[25, 51, 58-59]。牟詠花等認為，缺鈣可引起番茄花期葉片中蛋白質(zhì)降解，阻止了9 kd蛋白組分的形成，而對77 kd蛋白組分的形成并未產(chǎn)生明顯負面影響[60]。本研究結(jié)果顯示，營養(yǎng)液中一定濃度的Ca2+增加了青蒜苗假莖和葉片中游離氨基酸和可溶性蛋白的含量，提高了青蒜苗的品質(zhì)和抗逆性，表明Ca2+參與了氨基酸和蛋白質(zhì)的合成代謝過程，這與張振興等[61]的研究結(jié)果一致。鈣促進氨基酸和蛋白質(zhì)合成的原因可能是鈣加速了植物對N的吸收代謝過程[25, 27]，缺鈣和高鈣均可能抑制此過程。

在水培條件下，鈣對青蒜苗生長、光合特性、品質(zhì)效應的結(jié)果分析表明，3.0 mmol/L的鈣濃度對青蒜苗各方面的影響效果最優(yōu)。

[1] 陸景陵. 植物營養(yǎng)學(第2版)[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)大學出版社, 2003. 61-65. Lu J L. Plant nutrition (2nd Ed.)[M]. Beijing: China Agricultural University Press, 2003. 61-65.

[2] Schwartz A, Ilan N, Grantz D A. Calcium effects on stomatal movements in commelina communis[J]. Plant Physiol., 1988, 87: 583-587.

[3] Assche F V, Clijsters H. Effects of metals on enzyme activity in plants[J]. Plant Cell Environ., 1990, 13(3): 195-206.

[4] 張守仁. 葉綠素熒光動力學參數(shù)的意義及討論[J]. 植物學通報, 1999, 16(4): 444-448. Zhang S R. A discussion on chlorophyll fluorescence kinetics parameters and their significance[J]. Chin. Bull. Bot., 1999, 16(4): 444-448.

[5] 周衛(wèi), 林葆. 植物鈣素營養(yǎng)機理研究進展[J]. 土壤學進展, 1995, 23(2): 12-17. Zhou W, Lin B. The research progress of calcium nutrition mechanisms in plants[J]. Prog. Soil Sci., 1995, 23(2): 12-17.

[6] Adams P, Ho L C. Differential effects of salinity and humidity on growth and Ca status of tomato and cucumber grown in hydroponic culture[J]. Acta Hort., 1995, 401: 357-363.

[7] Bangerth F. Calcium-related physiological disorders of plants[J]. Ann. Rev. Phytopathol., 1979, 17: 97-122.

[8] 張君誠, 張海平, 官德義, 莊偉建. 不同鈣水平水培花生的生長表現(xiàn)及研究方法探討[J]. 種子, 2006, 25(10): 51-52. Zhang J C, Zhang H P, Guan D Y, Zhuang W J. The study of different calcium levels on growth expression of peanut and research methods[J]. Seed, 2006, 25(10): 51-52.

[9] 胡遠富, 王澤奇, 施君信, 鄭桂萍. 氯化鈣對大豆生長發(fā)育及抗逆性的促進效應研究[J]. 黑龍江八一農(nóng)墾大學學報, 2007, 19(3): 39-42. Hu Y F, Wang Z Q, Shi J X, Zheng G P. Study on the promoting effect of calcium chloride on the growth and resistance of soybean[J]. J. Heilongjiang BAYI Agric. Univ., 2007, 19(3): 39-42.

[10] 林葆, 朱海舟, 周衛(wèi). 硝酸鈣對蔬菜產(chǎn)量與品質(zhì)的影響[J]. 土壤肥料, 2000, 2: 20-22. Lin B, Zhu H Z, Zhou W. Effects of calcium nitrate on the yield and quality of vegetables[J]. Soils Fert., 2000, 2: 20-22.

[11] 沈志錦, 彭克勤, 張雪芹, 等. 鈣對蕹菜產(chǎn)量及生理生化指標的影響[J]. 湖南農(nóng)業(yè)科學, 2008, (3): 67-69. Shen Z J, Peng K Q, Zhang X Qetal. Effect of Ca2+on the yield, physiological and biochemical index of water spinach[J]. Hunan Agric. Sci., 2008, (3): 67-69.

[12] 劉世琦. 蔬菜栽培學簡明教程[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2007. 173. Liu S Q. Concise guide of olericulture[M]. Beijing: Chemical Industry Press, 2007. 173.

[13] 李樹和, 王震星, 張洪順. 大蒜有機生態(tài)型無土栽培技術(shù)[J]. 農(nóng)業(yè)與技術(shù), 2003, 23(5): 95-96. Li S H, Wang Z X, Zhang H S. Garlic soilless cultivation techniques[J]. Agric. Tech., 2003, 23(5): 95-96.

[14] 王久興, 王子華. 現(xiàn)代蔬菜無土栽培[M]. 北京: 科學技術(shù)文獻出版社, 2008. 329. Wang J X, Wang Z H. Modern vegetables soilless culture[M]. Beijing: Science and Technology Literature Press, 2008. 329.

[15] 劉中良, 劉世琦, 張自坤, 等. 硫?qū)υO施水培大蒜光合特性和鱗莖品質(zhì)的影響[J]. 園藝學報, 2010, 37(4): 581-588. Liu Z L, Liu S Q, Zhang Z Ketal. Effects of sulfur content in nutrient solution on photosynthetic characteristics and quality of garlic[J]. Acta Hort. Sin., 2010, 37(4): 581-588.

[16] 陳昆, 劉世琦, 張自坤, 等. 鉀素對水培大蒜生理和品質(zhì)的影響[J]. 園藝學報, 2011, 38(3): 556-562. Chen K, Liu S Q, Zhang Z Ketal. Effects of potassium in nutrient solution on physiological characteristics and quality of garlic[J]. Acta Hort. Sin., 2011, 38(3): 556-562.

[17] 張濤, 劉世琦, 孫齊, 等. 水培條件下硼對青蒜苗光合特性及品質(zhì)的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報, 2012, 18(1): 154-161. Zhang T, Liu S Q, Sun Qetal. Effects of boron content in nutrient solution on photosynthetic characteristics and quality of garlic seedling[J]. Plant Nutr. Fert. Sci., 2012, 18(1): 154-161.

[18] 趙世杰, 史國安, 董新純. 植物生理學實驗指導[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)科學技術(shù)出版社, 2002. Zhao S J, Shi G A, Dong X C. Guidance of plant physiology experiments[M]. Beijing: China Agricultural Science and Technology Press, 2002.

[19] 屈姝存, 周樸華. 大蒜油提取及大蒜油與大蒜渣的化學成分分析[J]. 湖南農(nóng)業(yè)大學學報, 1998, 24(3): 235-237. Qu S C, Zhou P H. The extraction of dially thiosulfonate and the analyses of chemical composition of garlic oil and the residue[J]. J. Hunan Agric. Univ., 1998, 24(3): 235-237.

[20] 王學奎. 植物生理生化實驗原理和技術(shù)(第2版)[M]. 北京: 高等教育出版社, 2006. Wang X K. Principles and techniques of plant physiological and biochemical experiments (2nd Ed.)[M]. Beijing: Higher Education Press, 2006.

[21] 鮑士旦. 土壤農(nóng)化分析[M]. 北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2000. Bao S D. Soil agricultural chemistry analysis[M]. Beijing: China Agriculture Press, 2000.

[22] 王麗萍, 任良玉, 王冉, 陳貴林. 鈣對黃瓜幼苗生長及抗氧化系統(tǒng)的影響[J]. 河北農(nóng)業(yè)大學學報, 2004, 27(1): 34-37. Wang L P, Ren L Y, Wang R, Chen G L. Effects of calcium on the growth and antioxidant systems of cucumber seedlings[J]. J. Hebei Agric. Univ., 2004, 27(1): 34-37.

[23] 周恩生, 陳家駒, 王飛, 等. 鈣脅迫下花生莢果微區(qū)特征及植株生理生化反應變化[J]. 福建農(nóng)業(yè)學報, 2008, 23(3): 318-321. Zhou E S, Chen J J, Wang Fetal. Microanalysis characteristics of peanut pods and plant physiological and biochemical responses under Ca stress[J]. Fujian J. Agric. Sci., 2008, 23(3): 318-321.

[24] 肖常沛. 不同供鈣水平對黃瓜生長、養(yǎng)分吸收和酶活性的影響[J]. 廣西熱帶農(nóng)業(yè), 2001, (2): 4-6. Xiao C P. Effects of different calcium application levels on growth, absorption of nutrients and enzymatic activities of cucumber[J]. Guangxi Tropic. Agric., 2001, (2): 4-6.

[25] 周錄英, 李向東, 王麗麗, 等. 鈣肥不同用量對花生生理特性及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 作物學報, 2008, 34(5): 879-885. Zhou L Y, Li X D, Wang L Letal. Effects of different Ca application rates on physiological characteristics, yield and quality of peanut[J]. Acta Agron. Sin., 2008, 34(5): 879-885.

[26] 楊竹青. 鈣鎂肥對番茄產(chǎn)量品質(zhì)和養(yǎng)分吸收的影響[J]. 土壤肥料, 1994, (2): 14-18. Yang Z Q. Effects of calcium and magnesium fertilizer on yield, quality and absorption of nutrient of tomato[J]. Soils Fert., 1994, (2): 14-18.

[28] 宋國菡, 楊力, 劉光棟, 等. 鈣對結(jié)球甘藍鈣鎂硫吸收分配影響的研究[J]. 山東農(nóng)業(yè)大學學報, 1998, 29(4): 495-502. Song G H, Yang L, Liu G Detal. The effect of calcium on the absorption and distribution of calcium, magnesium and sulfur in cabbage[J]. J. Shandong Agric. Univ., 1998, 29(4): 495-502.

[29] 應泉盛, 朱祝軍, 李偉龍, 等. 氮、鈣營養(yǎng)對青花菜花球品質(zhì)的影響[J]. 浙江農(nóng)業(yè)科學, 2005, (5): 346-348. Ying Q S, Zhu Z J, Li W Letal. Effect of nitrogen and calcium nutrition on ball-flower quality of broccoli[J]. J. Zhejiang Agric. Sci., 2005, (5): 346-348.

[30] 鄧蘭生, 涂攀峰, 龔林, 等. 滴施外源鈣對香蕉生長及礦質(zhì)營養(yǎng)吸收的影響[J]. 江西農(nóng)業(yè)大學學報, 2012, 34(1): 34-39. Deng L S, Tu P F, Gong Letal. Effect of calcium treatment by means of drip fertigation on growth and absorption of mineral nutrients in banana[J]. Acta Agric. Univ. Jiangxiensis, 2012, 34(1): 34-39.

[31] 肖常沛, 楊竹青. 不同鈣、鎂肥對蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 長江蔬菜, 2000, (4): 27-29. Xiao C P, Yang Z Q. Effects of different calcium and magnesium fertilizer on the yield and quality of vegetables[J]. J. Changjiang Veget., 2000, (4): 27-29.

[32] 梁文娟, 王美玲, 孫曉琦, 等. 鈣對日光溫室黃瓜生長及產(chǎn)量的影響[J]. 中國蔬菜, 2008, (1): 18-19. Liang W J, Wang M L, Sun X Qetal. Effect of calcium on growth and yield of cucumber in solar greenhouse[J]. China Veget., 2008, (1): 18-19.

[33] 趙曉美, 王紅梅, 楊衛(wèi), 龍明華. 鈣對西瓜幼苗生長、光合特性及保護性酶活性的影響[J]. 北方園藝, 2012, (14): 144-146. Zhao X M, Wang H M, Yang W, Long M H. Effects of different Ca2+concentrations on the growth, photosynthetic characteristics, protective enzyme activity of watermelon seedling[J]. Northern Hort., 2012, (14): 144-146.

[34] 劉衛(wèi)萍, 陳日遠, 孫光聞, 劉厚誠. 不同鈣素水平對紅蔥生長和品質(zhì)的影響[J]. 中國蔬菜, 2008, (2): 25-27. Liu W P, Chen R Y, Sun G W, Liu H C. Effects of calcium levels on growth and nutrition quality of bunching onion[J]. China Veget., 2008, (2): 25-27.

[35] 汪鄧民, 周冀衡, 朱顯靈, 等. K、Ca、Zn離子對烤煙種子萌發(fā)及幼苗抗旱性的影響[J]. 中國煙草科學, 1998, (1): 14-18. Wang D M, Zhou J H, Zhu X Letal. The effects of K, Ca, Zn ions on seed germination of different flue cured tobacco genotypes and seedling drought resistance[J]. Chin. Tob. Sci., 1998, (1): 14-18.

[36] 楊宇虹, 崔國明, 黃必志, 等. 鈣對烤煙產(chǎn)質(zhì)量及其主要植物學性狀的影響[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學學報, 1999, 14(2): 148-152. Yang Y H, Cui G M, Huang B Zetal. Effect of Ca2+on yield, quality and botanical characteristics of tobacco[J]. J. Yunnan Agric. Univ., 1999, 14(2): 148-152.

[37] 楊麗娟, 張玉龍, 楊黽, 常青. 灌水方式與施鈣水平對盆栽番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 灌溉排水學報, 2011, 30(2): 60-62. Yang L J, Zhang Y L, Yang M, Chang Q. Effect of irrigation method on yield and quality of tomato under different calcium levels[J]. J. Irrig. Drain., 2011, 30(2): 60-62.

[38] 廖汝玉, 金光, 尹蘭香, 等. 不同濃度鈣處理對枇杷小苗生長的影響[J]. 福建農(nóng)業(yè)學報, 2007, 22(1): 27-30. Liao R Y, Jin G, Yin L Xetal. Effect of calcium concentration on the growth of loquat seedlings[J]. Fujian J. Agric. Sci., 2007, 22(1): 27-30.

[39] 高向陽, 楊根平, 許志強, 徐鳳彩. 水分脅迫下鈣對大豆膜脂過氧化保護酶系統(tǒng)的影響[J]. 華南農(nóng)業(yè)大學學報, 1999, 20(2): 7-12. Gao X Y, Yang G P, Xu Z Q, Xu F C. Effect of calcium on anti-oxidant enzymes of lipid peroxidation of soybean leaves under water stress[J]. J. South China Agric. Univ., 1999, 20(2): 7-12.

[40] 胡永剛, 常城. 硝酸銨鈣對甘蔗產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 云南化工, 2004, 31(6): 46-47. Hu Y G, Chang C. Effects of calcium ammonium nitrate on yield and quality of sugarcane[J]. Yunnan Chem. Technol., 2004, 31(6): 46-47.

[41] 吳洵. 茶樹的鈣鎂營養(yǎng)及土壤調(diào)控[J]. 茶葉科學, 1994, 14(2): 115-121. Wu X. Calcium and magnesium nutritions for tea plants and their soil controls[J]. J. Tea Sci., 1994, 14(2): 115-121.

[42] 趙鵬, 譚金芳, 介曉磊, 等. 施鉀條件下煙草鉀與鈣鎂相互關(guān)系的研究[J]. 中國煙草學報, 2000, 6(1): 23-26. Zhao P, Tan J F, Jie X Letal. The relationship between potassium and calcium/magnesium in tobacco when potash is applied[J]. Acta Tab. Sin., 2000, 6(1): 23-26.

[43] 范雙喜, 伊東正. 鈣素對葉用萵苣營養(yǎng)吸收和生長發(fā)育的影響[J]. 園藝學報, 2002, 29(2): 149-152. Fan S X, Yi D Z. Effects of calcium on nutrient absorption and growth and development of lactuca sativa var. longifolia lam. in nutrient film technique culture[J]. Acta Hort. Sin., 2002, 29(2): 149-152.

[44] 王躍華, 張麗霞, 孫其遠. 鈣過量對茶樹光合特性及葉綠體超微結(jié)構(gòu)的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報, 2010, 16(2): 432-438. Wang Y H, Zhang L X, Sun Q Y. Effects of excessive calcium fertilization on photosynthetic characteristics and chloroplast ultra-structure of tea tree[J]. Plant Nutr. Fert. Sci., 2010, 16(2): 432-438.

[45] 周衛(wèi), 汪洪. 植物鈣吸收、轉(zhuǎn)運及代謝的生理和分子機制[J]. 植物學通報, 2007, 24(6): 762-778. Zhou W, Wang H. The physiological and molecular mechanisms of calcium uptake, transport, and metabolism in plants[J]. Chin. Bull. Bot., 2007, 24(6): 762-778.

[46] 李中勇, 高東升, 王闖, 李政紅. 土壤施鈣對設施栽培油桃果實鈣含量及品質(zhì)的影響[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報, 2010, 16(1): 191-196. Li Z Y, Gao D S, Wang C, Li Z H. Effects of calcium application on calcium content and quality of nectarine under protected culture[J]. Plant Nutr. Fert. Sci., 2010, 16(1): 191-196.

[47] 周衛(wèi), 林葆, 朱海舟. 硝酸鈣對花生生長和鈣素吸收的影響[J]. 土壤通報, 1995, 26(5): 225-227. Zhou W, Lin B, Zhu H Z. Effects of calcium nitrate on growth and calcium uptake of peanut[J]. Chin. J. Soil Sci., 1995, 26(5): 225-227.

[48] 周家榮, 廖益, 秦煊南. 硼鈣營養(yǎng)對檸檬幼苗光合生理及根系活力的影響[J]. 西南農(nóng)業(yè)大學學報, 1998, 20(4): 315-320. Zhou J R, Liao Y, Qin X N. Effects of boron and calcium on photosynthetic physiology and root vigor of limon seedlings[J]. J. Southwest Agric. Univ., 1998, 20(4): 315-320.

[49] 陳向明, 鄭國生, 張圣旺. 鈣對保護地栽培牡丹光合特性的影響[J]. 園藝學報, 2001, 28(6): 572-574. Chen X M, Zheng G S, Zhang S W. Effect of Ca2+on photosynthetic characteristics of tree peony in protective field[J]. Acta Hort. Sin., 2001, 28(6): 572-574.

[50] 何桂芳, 史秀霞, 馬鳳琴, 吳曉玲. 不同濃度鈣對甘草生長和光合特性的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學, 2012, (6): 384-385. He G F, Shi X X, Ma F Q, Wu X L. Effects of calcium concentration on growth and photosynthetic characteristics of liquorice[J]. Jiangsu Agric. Sci., 2012, (6): 384-385.

[51] 周錄英, 李向東, 王麗麗. 氮、磷、鉀、鈣肥不同用量對花生光合性能及產(chǎn)量品質(zhì)的影響[J]. 花生學報, 2006, 35(2): 11-16. Zhou L Y, Li X D, Wang L L. Effects of different application rates of N, P, K, Ca fertilizers on photosynthesis properties, yield and quality of peanut[J]. J. Peanut Sci., 2006, 35(2): 11-16.

[52] 許大全. 光合作用氣孔限制分析中的一些問題[J]. 植物生理學通訊, 1997, 33(4): 241-244. Xu D Q. Some problems in stomatal limitation analysis of photosynthesis[J]. Plant Physiol. Comm., 1997, 33(4): 241-244.

[53] 胡文海, 喻景權(quán). 低溫弱光對番茄葉片光合作用和葉綠素熒光參數(shù)的影響[J]. 園藝學報, 2001, 28(1): 41-46. Hu W H, Yu J Q. Effects of chilling under low light on photosynthesis and chlorophyll fluorescence characteristic in tomato leaves[J]. Acta Hort. Sin., 2001, 28(1): 41-46.

[54] 張海平. 鈣調(diào)控花生 (ArachishypogaeaL.) 生長發(fā)育的細胞生理機制研究[D]. 福州: 福建農(nóng)林大學碩士學位論文, 2003. Zhang H P. Study on physiology and cytology mechanism of peanut (ArachishypogaeaL.) growth and development regulated by calcium[D]. Fuzhou: MS thesis, Fujian Agriculture and Forestry University, 2003.

[55] 王萌, 許孝瑞, 劉成連, 等. 鈣營養(yǎng)對溫室毛桃果實品質(zhì)及生理生化特性的影響[J]. 中國農(nóng)學通報, 2009, 25(8): 219-222. Wang M, Xu X R, Liu C Letal. The effect of calcium on the fruit quality and physiological and biochemical characteristics of peach in greenhouse[J]. Chin. Agric. Sci. Bull., 2009, 25(8): 219-222.

[56] 由繼紅, 陸靜梅, 楊文杰. 鈣對苜蓿幼苗抗寒性及相關(guān)生理指標影響的研究[J]. 草業(yè)學報, 2003, 12(1): 30-33. You J H, Lu J M, Yang W J. Effects of Ca on cold tolerance and related physiological indices of alfalfa seedlings[J]. Acta Pratac. Sin., 2003, 12(1): 30-33.

[57] 史玉煒, 王燕凌, 李文兵, 等. 水分脅迫對剛毛檉柳可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量變化的影響[J]. 新疆農(nóng)業(yè)大學學報, 2007, 30(2): 5-8. Shi Y W, Wang Y L, Li W Betal. Effects of water stress on soluble protein, soluble sugar and proline content in tamarix hispida[J]. J. Xinjiang Agric. Univ., 2007, 30(2): 5-8.

[58] 汪良駒, 劉友良, 馬凱. 鈣在無花果細胞鹽誘導脯氨酸積累中的作用[J]. 植物生理學報, 1999, 25(1): 38-42. Wang L J, Liu Y L, Ma K. The role of calcium in promotion of proline accumulation induced by salt stress in fig (FicuscaricaL.) cells[J]. Acta Phytophysiol. Sin., 1999, 25(1): 38-42.

[59] 段詠新, 宋松泉, 傅家瑞. 鈣對延緩雜交水稻葉片衰老的作用機理[J]. 雜交水稻, 1997, 12(6): 23-25. Duan Y X, Song S Q, Fu J R. Mechanism of calcium on delaying senescence of leaves in hybrid rice[J]. Hybrid Rice, 1997, 12(6): 23-25.

[60] 牟詠花, 陸定志, 饒立華. 番茄花期缺鈣與果實臍腐病關(guān)系研究[J]. 園藝學報, 1992, 19(3): 251-255. Mu Y H, Lu D Z, Rao L H. Studies on the relationship between Ca-deficiency during flowering stage and blossom-end rot in tomato fruits[J]. Acta Hortic. Sin., 1992, 19(3): 251-255.

[61] 張振興, 孫錦, 郭世榮, 童輝. 鈣對鹽脅迫下西瓜光合特性和果實品質(zhì)的影響[J]. 園藝學報, 2011, 38(10): 1929-1938. Zhang Z X, Sun J, Guo S R, Tong H. Effects of supplemental calcium on the photosynthetic characteristics and fruit quality of watermelon under salt stress[J]. Acta Hort. Sin., 2011, 38(10): 1929-1938.

Effectsofcalciumongrowth,photosyntheticcharacteristicsandqualityofaquiculturalgarlicseedlings

LI He， LIU Shi-qi*， CHEN Xiang-wei， WANG Yue， FENG Lei， LIU Jing-kai

(CollegeofHorticultureScienceandEngineering，ShandongAgriculturalUniversity/StateKeyLaboratoryofCropBiology/MinistryofAgricultureKeyLaboratoryofBiologyandGeneticImprovementofHorticulturalCropsinHuanghuaiRegion，Taian,Shandong271018，China)

Effects of different calcium (Ca) levels on calcium content, growth, photosynthetic characteristics and qualities of garlic seedlings were studied using nutrient solution culture. Six different Ca2+concentration treatments: 0, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 and 5.0 mmol/L(T0, T1, T2, T3, T4, T5) were designed in the experiment. The results show that the Ca contents of garlic seedlings are increased with the increase of calcium concentration, and the Ca content reaches the maximum in the 5.0 mmol/L treatment. Within the calcium adding range of 0-3.0 mmol/L, the increments of pseudostems and leaves, pigment contents and photosynthetic parameters of leaves enhanced correspondently with the calcium concentrations, while in the range of 3.0-5.0 mmol/L, the three items decreased with the increase of the calcium concentrations. The contents of allicin, soluble sugar, vitamin C, free amino acid, soluble protein in pseudostems and leaves improved with the calcium concentrations increased from 0 to 3.0 mmol/L, and the highest increased values of these contents are 50.3%, 84.7%, 92.7%, 53.5%, 69.4% and 66.1%, 113.1%, 105.8%, 66.1%, 60.1%, while these indexes are also reduced when the calcium concentration is higher than 3.0 mmol/L. Thus, calcium could effectively improve the growth, photosynthesis and qualities of garlic seedlings, and the treatment of 3.0 mmol/L calcium concentration is the best.

garlic seedling； calcium； growth； photosynthetic characteristic； quality

2012-12-20接受日期2013-04-28

國家公益性行業(yè)科研專項(200903018)； 山東省農(nóng)業(yè)重大創(chuàng)新項目資助。

李賀(1988—)，男，山東濟寧金鄉(xiāng)人，博士研究生，主要從事蔬菜栽培生理研究。E-mail：137050698@qq.com * 通信作者 E-mail： liusq99@sdau.edu.cn

S663.9; Q945.1

A

1008-505X(2013)05-1118-11