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

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝科學(xué)與工程學(xué)院，作物生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)部黃淮地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(zhì)鱗莖和鮮嫩的花莖器官為產(chǎn)品。大蒜肉質(zhì)鱗莖中含有較多的蛋白質(zhì)、 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(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高的一種蔬菜。大蒜還具有較高的藥用價(jià)值，經(jīng)常食用大蒜能夠增進(jìn)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(yàn)設(shè)計(jì)

1.2 分析項(xiàng)目及方法

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2003軟件進(jìn)行處理，DPS 6.55軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和處理間顯著性檢驗(yàn)(Duncan 新復(fù)極差法)。

2 結(jié)果與分析

2.1 硅對(duì)水培青蒜苗生長(zhǎng)指標(biāo)的影響

從表1可以看到硅對(duì)青蒜苗生長(zhǎng)有明顯的促進(jìn)作用。青蒜苗三個(gè)生育時(shí)期(90 d、 135 d、 180 d)的植株鮮重、 株高、 假莖長(zhǎng)和假莖粗均隨營(yíng)養(yǎng)液中硅濃度的增加先升高后降低，最高值出現(xiàn)在1.5 mmol/L(Si1.5)處理中，與對(duì)照(Si0)相比，90 d時(shí)分別增加了18.91%，16.83%，9.69%，27.98%； 135 d時(shí)分別增加了28.26%，13.99%，26.10%，43.39%； 180 d時(shí)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(biāo)在生育后期的增加幅度比生育前期更大?？梢?jiàn)適宜的硅水平(1.5 mmol/L)能很好地促進(jìn)青蒜苗的生長(zhǎng)，而且后期施用效果更明顯，這樣就為大蒜合理施用硅肥、 實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

播種后

2.2 硅對(duì)水培青蒜苗色素含量的影響

表2 不同硅水平對(duì)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(duì)水培青蒜苗光合參數(shù)的影響

由表3可知， 青蒜苗葉片凈光合速率和氣孔導(dǎo)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(dǎo)度最高值和蒸騰速率的最低值都出現(xiàn)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(dǎo)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(shuō)明營(yíng)養(yǎng)液中硅濃度為1.5 mmol/L時(shí)，青蒜苗光合性狀比較好，有利于光合產(chǎn)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(méi)有達(dá)到顯著水平。

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

2.4 硅對(duì)青蒜苗品質(zhì)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(shì)，最高值均出現(xiàn)在Si1.5處理中，播種后180 d時(shí)比對(duì)照分別增加了41.96%和40.82%，差異顯著。由此可見(jiàn)，營(yíng)養(yǎng)液中硅素水平1.5 mmol/L時(shí)對(duì)青蒜苗可溶性糖合成最有利。

圖1 硅對(duì)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(duì)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(jié)論

研究表明硅對(duì)于促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育有重要作用，它不僅能夠促進(jìn)植物根系生長(zhǎng)，增強(qiáng)根系活力，改善通氣組織和根部氧化能力，提高其對(duì)水分和養(yǎng)分的吸收量，同時(shí)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(dòng)提供能量。本試驗(yàn)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(zhǎng)和假莖粗，且當(dāng)硅濃度為1.5 mmol/L時(shí)上述各指標(biāo)值最大，硅濃度超過(guò)1.5 mmol/L時(shí)，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(jié)果相似。

可溶性蛋白是衡量青蒜苗營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的一個(gè)重要生理生化指標(biāo)，硅對(duì)可溶性蛋白的合成有重要的促進(jìn)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(fā)現(xiàn)硅能顯著增加水分脅迫下黃瓜幼苗內(nèi)的可溶性蛋白含量，從而降低細(xì)胞的滲透勢(shì)，增強(qiáng)其抗旱性。張翠珍等[30]研究了硅對(duì)糯玉米品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)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(zhì)和適口性，從而提高了其商品價(jià)值。本試驗(yàn)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(shí)含量最高，說(shuō)明施硅促進(jìn)了可溶性蛋白的合成及由葉片向假莖中的轉(zhuǎn)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(zhì)的提高。

作為光合的初級(jí)產(chǎn)物和植物各種生理代謝途徑的前提物質(zhì)，可溶性糖是干旱脅迫誘導(dǎo)的小分子溶質(zhì)之一，它不僅參與植物體內(nèi)滲透調(diào)節(jié)，在維持植物蛋白質(zhì)穩(wěn)定方面也有重要作用。莊國(guó)成[31]認(rèn)為硅能降低甘蔗體內(nèi)的轉(zhuǎn)化酶、 過(guò)氧化酶、 腺苷三磷酸酶的活性，從而利于蔗糖的累積。本試驗(yàn)中一定濃度的Si(1.5 mmol/L)促進(jìn)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(qiáng)了光合作用，促進(jìn)了碳水化合物的合成和累積。本試驗(yàn)結(jié)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(jié)果相似。

綜合分析本試驗(yàn)中硅對(duì)青蒜苗植株鮮重、 株高、 假莖長(zhǎng)、 假莖粗、 色素含量、 光合特性以及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響，認(rèn)為在水培條件下對(duì)青蒜苗優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的最佳硅濃度為1.5 mmol/L。

參考文獻(xiàn):

[1] 劉世琦. 蔬菜栽培學(xué)簡(jiǎn)明教程[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2007, 173.

Liu S Q. Concise guide of olericulture[M]. Beijing: Chemical Industry Press, 2007. 173.

[2] 周鳴錚. 土壤肥力學(xué)概論[M]. 浙江科學(xué)技術(shù)出版社, 1985, 283.

Zhou M Z. Introduction to soil fertility study[M]. Zhejiang Science and Technology Press, 1985, 283.

[3] 何念祖, 孟賜福. 植物營(yíng)養(yǎng)原理[M]. 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社, 1985, 315-317.

He N Z, Meng C F. The principles of plant nutrition[M]. Shanghai Science Technology Press, 1985, 315-317.

[4] 鄧接樓, 王艾平, 何長(zhǎng)水, 等. 硅肥對(duì)水稻生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量品質(zhì)的影響[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué), 2011, (12): 58-61.

Deng J L, Wang A P, He C Setal. Effect of silicon fertilizer on growth and development, yield and quality of rice[J]. Guangdong Agriculture Science, 2011, (12): 58-61.

[5] 梁永超, 陳興華, 馬同生, 等. 硅對(duì)番茄生長(zhǎng)、 產(chǎn)量與品質(zhì)的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 1993, (4): 48-50.

Liang Y C, Chen X H, Ma T Setal. Effect of silicon on growth, yield and quality of tomato[J]. Jiangsu Agriculture Science, 1993, (4): 48-50.

[6] 盧鋼, 曹家樹. 硅對(duì)甜瓜早熟性及光合特性的影響[J]. 園藝學(xué)報(bào), 2001, 28(5): 421-424.

Lu G, Cao J S. Effect of silicon on prematurity and photosynthetic characteristics of melon[J]. Acta Horticulture Sinica, 2001, 28(5): 421-424.

[7] 王耀晶, 劉鳴達(dá), 李冬. 施硅對(duì)草莓光合特性和產(chǎn)量的影響[J]. 北方園藝, 2009(12): 90-92.

Wang Y J, Liu M D, Li D. Effect of silicon on photosynthetic characteristic and yield of strawberry[J]. North Horticulture, 2009, (12): 90-92.

[8] Janislampi K W. Effect of silicon on plant growth and drought stress tolerance[D]. USA: MS thesis, Utah State University, 2012.

[9] 余曄, 杜金萍, 杜相革. 硅對(duì)黃瓜霜霉病抑制效果和抗性相關(guān)酶活性的影響[J]. 植物保護(hù)學(xué)報(bào), 2010, 37(1): 37-41.

Yu Y, Du J P, Du X G. Effects of silicon on the efficacy of downy mildew control and the activities of defense-related enzymes in cucumber[J]. Acta Phytophy Sinica, 2010, 37(1): 37-41.

[10] 周建華, 王永銳. 硅營(yíng)養(yǎng)緩解水稻幼苗Cd、 Cr毒害的生理研究[J]. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào), 1999, 5(1): 11-15.

Zhou J H, Wang Y R. Physiological studies on recieving effects of Cd and Cr poisoning on rice seeding through silicon nutrition[J]. Chinese Journal of Applied Environment and Biology, 1995, 5(1): 11-15.

[11] 李春花, 劉新保, 褚天鐸, 等. 高產(chǎn)玉米硅鋅錳營(yíng)養(yǎng)及效應(yīng)研究[J]. 土壤肥料, 1999(5): 15-17.

Li C H, Liu X B, Chu T Detal. Study of silicon manganese zinc on nutrition and effects of high yield corn[J]. Soil and Fertilizer, 1999, (5): 15-17.

[12] 王顯, 張國(guó)良, 霍中洋, 等. 氮硅配施對(duì)水稻葉片光合作用和氮代謝酶活性的影響[J]. 揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)(農(nóng)業(yè)與生命科學(xué)版), 2010, 31(3): 44-49.

Wang X, Zhang G L, Huo Z Yetal. Effects of application of nitrogen combined with silicon on the photosynthesis and activities of nitrogen metabolic enzyme of rice leaf[J]. Journal of Yangzhou University (Agriculture﹠Life Science), 2010, 31(3): 44-49.

[13] 趙世杰, 史國(guó)安, 董新純. 植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)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.

[14] 王學(xué)奎. 植物生理生化實(shí)驗(yàn)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 biochemical experiments (2nd Ed)[M]. Beijing: Higher Education Press, 2006.

[15] 饒立華, 覃蓮祥, 朱玉賢. 硅對(duì)雜交稻形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理的效應(yīng)[J]. 植物生理學(xué)通訊, 1986, (3): 20-24.

Rao L H, Tan L X, Zhu Y X. The effect of silicon on the morphological structure and physiology of hybrid rice[J]. Plant Physiol. Comm, 1986, (3): 20-24.

[16] Lee S K, Sohn E Y, Hamayun Metal. Effect of silicon on growth and salinity stress of soybean plant grown under hydroponic system[J]. Agroforestry Syst, 2010, 80(3): 333-340.

[17] 曹逼力, 徐坤, 石健, 等. 硅對(duì)番茄生長(zhǎng)及光合與蒸騰作用的影響[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2013, 19(2): 354-360.

Cao B L, Xu K, Shi Jetal. Effects of silicon on growth, photosynthesis and transpiration of tomato[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2013, 19(2): 354-360.

[18] 高熙, 武華文. 硅對(duì)草莓品質(zhì)和產(chǎn)量的影響研究[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技, 2010, (16): 122-123.

Gao X, Wu H W. Study of silicon effects on quality and yield of strawberry[J]. Modern Agricultural Science and Technology, 2010, (16): 122-123.

[19] Abro S A, Qureshi R, Soomro F Metal. Effects of silicon levels on growth and yield of wheat in silty loam soil[J]. Pakistan Journal of Botany, 2009, 41(3): 1385-1390.

[20] Liang Y, Yin C L, Jiang X Qetal. Effects of different Si concentrations on the growth and chlorophyll fluorescence of Chaetoceros gracilis and Phaeodactylum tricornutum[J]. Marina Fish Research, 2007, 28(5).

[21] 馬成倉(cāng), 李清芳, 束良佐, 張經(jīng)余. 硅對(duì)玉米種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)作用機(jī)制初探[J]. 作物學(xué)報(bào), 2002, 28(5): 665-669.

Ma C C, Li Q F, Shu L Z, Zhang J Y. Preliminary explanation of the mechanism about effect of silicon on maize seed germination and seeding growth[J]. Acta Agronomy Sinica, 2002, 28(5): 665-669.

[22] 張國(guó)芹, 徐坤, 王興翠, 等. 硅對(duì)生姜水、 二氧化碳交換特性的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2008, 19(8): 1702-1707.

Zhang G Q, Xu K, Wang X Cetal. Effect of silicon on exchange characteristics of H2O and CO2in ginger leaves[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2008, 19(8): 1702-1707.

[23] 李清芳, 馬成倉(cāng), 李韓平, 等. 土壤有效硅對(duì)大豆生長(zhǎng)發(fā)育和生理功能的影響[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2004, 15(1): 73-76.

Li Q F, Ma C C, Li H Petal. Effects of soil available silicon on growth, development and physiological functions of soybean[J]. Chinese Journal of Applied Ecology, 2004, 15(1): 73-76.

[24] 牟英輝, 陳志梁, 程艷波, 等. 硅肥對(duì)大豆農(nóng)藝性狀、 產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 大豆科學(xué), 2012, 31(4): 625-629.

Mou Y H, Chen Z L, Cheng Y Betal. Effects of silicon fertilization on agronomic traits, yield and quality of soybean[J]. Soybean Science, 2012, 31(4): 625-629.

[25] 朱佳, 梁永超, 丁燕芳, 李兆君. 硅對(duì)低溫脅迫下冬小麥幼苗光合作用及相關(guān)生理特性的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2006, 39(9): 1780-1788.

Zhu J, Liang Y C, Ding Y F, Li Z J. Effect of silicon on photosynthesis and its related physiological parameters in two winter wheat cultivars under cold stress[J]. Scienta Agricultura Sinica, 2006, 39(9): 1780-1788.

[26] 李清芳, 馬成倉(cāng). 土壤有效硅對(duì)棉花幼苗營(yíng)養(yǎng)代謝的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 2003, 36(6): 726-730.

Li Q F, Ma C C. Effect of available silicon in soil on nutritive metabolism of cotton seeding[J]. Scienta Agricultrea Sinica, 2003, 36(6): 726-730.

[27] 鄒春琴, 高霄鵬, 劉穎杰, 等. 硅對(duì)向日葵水分利用效率的影響[J]. 植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào), 2005, 11(4): 547-550.

Zhou C Q, Gao X P, Liu Y Jetal. Effects of silicon on water use efficiency in sunflower with solution culture[J]. Plant Nutrition and Fertilizer Science, 2005, 11(4): 547-550.

[28] 李佐同, 高聚林, 王玉鳳, 楊克軍. 外源硅對(duì)NaCl脅迫下玉米幼苗滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量影響[J]. 玉米科學(xué), 2011, 19(3): 91-97.

Li Z T, Gao J L, Wang Y F, Yang K J. Effects of silicon application on the content of osmotic adjustable substances of maize seedlings under NaCl stress[J]. J. Maize Science, 2011, 19(3): 91-97.

[29] 周秀杰, 趙紅波, 馬成倉(cāng). 硅提高黃瓜幼苗抗旱性的研究[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào), 2010, 26(9): 195-197.

Zhou X J, Zhao H B, Ma C C. Studies on silicon increased drought resistance of cucumber seedlings[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2010, 26(9): 195-197.

[30] 張翠珍, 鄭國(guó)紅, 邵長(zhǎng)泉, 等. 硅肥對(duì)糯玉米產(chǎn)量, 品質(zhì)及抗倒性的影響[J]. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2007, 38(3): 360-362.

Zhang C Z, Zheng G H, Shao C Qetal. Effect of silicon fertilizer on yield, quality and lodging resistance of waxy corn[J]. Journal of Shandong Agriculture University (Natural Science), 2007, 38(3): 360-362.

[31] 莊國(guó)成, 張金雨. 施用爐渣灰(硅肥)對(duì)甘蔗產(chǎn)量和糖分含量的影響[J]. 甘蔗, 1998, 5(2): 41-43.

Zhuang G C, Zhang J Y. Effect of deshydratees (silicon) on yield and sugar content of sugarcane[J]. Sugarcane, 1998, 5(2): 41-43.

[32] 石彥召, 榮嬌風(fēng), 蘇利, 等. 增施硅肥對(duì)葡萄生理、 品質(zhì)的影響研究[J]. 吉林農(nóng)業(yè), 2010, (11): 98-100.

Shi Y Z, Rong J F, Shu Letal. Effect of silicon on physiology and quality of grape[J]. Jilin Agric, 2010, (11): 98-100.

[33] 薛高峰, 孫焱鑫, 陳延華, 等. 葉面施硅對(duì)西芹養(yǎng)分吸收、 產(chǎn)量及品質(zhì)的影響[J]. 核農(nóng)學(xué)報(bào), 2012, 26(1): 176-181.

Xue G F, Sun Y X, Chen Y Hetal. Influences of spraying different forms of silicon on nutrient absorption, yield and quality of celery[J]. Acta Agriculturea Nuclear Sinica, 2012, 26(1): 176-181.

[34] 薛高峰, 張貴龍, 孫焱鑫, 等. 噴施不同形態(tài)硅對(duì)溫室番茄生長(zhǎng)發(fā)育及品質(zhì)的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào), 2012, 28(16): 272-276.

Xue G F, Zhang G L, Sun Y Xetal. Influences of spraying two different forms of silicon on plant growth and quality of tomato in solar greenhouse[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2012, 25(16): 272-276.

[35] 胡京昂, 張建國(guó), 支慧, 等. 施用硅肥對(duì)芥藍(lán)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 中國(guó)瓜菜, 2011, 24(4): 37-38.

Hu J A, Zhang J G, Zhi Hetal. Effect of silicon on yield and quality of cabbage mustard[J]. China Cucurbits and Vegetable, 2011, 24(4): 37-38.

[36] 王明祖, 何生根. 施用硅酸鈉對(duì)甜瓜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響[J]. 農(nóng)業(yè)與技術(shù), 2004, 24(3): 91-92.

Wang M Z, He S G. Effect of silicon on yield and quality of melon[J]. Agriculture and Technology, 2004, 24(3): 91-92.

[37] 張國(guó)芹. 硅對(duì)生姜生長(zhǎng)及生理特性的影響[D]. 泰安: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文, 2008.

Zhang G Q. Effect of silicon on the growth and some physiological characteristics of ginger[D]. Taian: MS thesis, Shandong Agricultural University, 2008.