钙肥不同用量对花生生理特性及产量和品质的影响_周录英
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1 材料与方法
1.1 试验材料与设计 试验于 2004—2005 年在山东农业大学农学实
验站进行。试验田基础地力为碱解氮 87.74 mg kg−1, 速效磷 13.48 mg kg−1, 速效钾 76.99 mg kg−1, 代换 性钙 86.59 mg kg−1。选用大花生品种丰花 1 号, 于 5 月 10 日播种, 行距 40 cm、穴距 20 cm, 每穴播 2 粒, 每公顷 25 万株; 钙肥用硫酸钙, 按纯 CaO 计设 150 kg hm−2、300 kg hm−2 和 450 kg hm−2 3 个处理, 以不 施肥为对照, 硫酸钙于苗期一次性浅施在结果层, 以免 Ca 影响 K 的吸收, 所有处理于播种前基施有机 肥 15 000 kg hm−2。小区面积 15 m2, 3 次重复, 随机 区组排列。
的要求。而实质上, 我国花生随着需求量和出口量 的增加, 其品质不但没有提高反而有所下降[2]。
合理施肥是提高作物产量和改善品质的有效途 径, 只追求高的产量而过多地施用化肥对产品品质 的负面影响日趋突出[3]。近年来, 有关花生施肥的研 究多集中在对产量的影响方面, 对花生籽仁蛋白质 和油脂含量等主要品质性状影响的研究较少且不深
0.5 g 放入研钵中, 加 5 mL pH 7.8 的磷酸缓冲液, 冰
浴研磨至匀浆, 倒入离心管, 20 000×g、冷冻离心 20
min, 上清液即为酶液, 于 0~4℃保存待用。参照王
爱国方法[30]测定 SOD 活性, 利用 SOD 抑制氮蓝四
唑(NBT)在荧光下的还原作用, 酶活性以抑制 NBT
(College of Agronomy, State Key Laboratory of Crop Biology, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, Shandong, China)
Abstract: Calcium, associated with the yield formation and quality improvement in peanut, is one of the important nutrient ele-
钙肥不同用量对花生生理特性及产量和品质的影响
周录英 李向东* 王丽丽 汤 笑 林英杰
(山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室, 山东泰安 271018)
摘 要: 在大田试验条件下研究了钙肥不同用量对花生生理特性及产量品质的影响, 结果表明, 施用钙肥降低了花 生主茎高和侧枝长度, 提高了叶片叶绿素含量和光合速率, 增加了叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、 过氧化氢酶(CAT)活性和可溶性蛋白含量, 降低了丙二醛(MDA)积累量。施钙肥可明显增加花生荚果和籽仁产量, 其 增产原因主要是增加了单株结果数和出仁率、提高了果重。施钙不仅提高了花生籽仁中脂肪和蛋白质含量, 而且可 提高脂肪中油酸/亚油酸(O/L)的比值, 增加蛋白质组分中含量不足的赖氨酸和蛋氨酸含量, 从而延长花生制品货架 寿命, 改善花生蛋白质品质。以每公顷施 CaO 300 kg 花生产量最高、籽仁品质最好。 关键词: 花生; 钙肥; 生理特性; 产量品质
基金项目: 国家“十五”科技攻关项目(2001BA507A-07); 国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAD21B04-9); 山东省自然科学基金资助项 目(Y2003D02)
作者简介: 周录英(1980–)，山东安丘人，硕士，从事花生栽培生理生态研究。 * 通讯作者(Corresponding author): 李向东(1963–)，教授，博士生导师。Tel：0538-8241194；E-mail：lixdong@sdau.edu.cn
还原 50%为一个酶活性单位; 采用愈创木酚法[31]测
定 POFra Baidu bibliotek 活性; 参照 Chance 方法[32]测定 CAT 活性;
采用考马斯亮蓝 G250 法[33]测定可溶性蛋白质含量;
采用林植芳方法[34]测定 MDA 含量。
2 结果与分析
2.1 Ca 对花生植株性状的影响 由表 1 可以看出, 施钙可明显降低花生主茎高
再加 1 mL KOH-甲醇溶液和 4 mL 蒸馏水(或重蒸水),
摇匀后静置 1~2 h; 取上清液放入离心管, 4℃、化气
20 000×g 离心 10 min; 取上清液用岛津 GC-2010 气
相色谱仪分析, 色谱柱长 30.0 m、内径 0.53 mm、薄
膜厚 1 µm, 载气为 N2, 测定时氮气流量 27 mL min−1、氢气流量 40 mL min−1、空气流量 400 mL min-1,
于结荚期和饱果期取主茎倒 3 叶测定叶片叶绿 素含量等生理指标, 考察不同处理花生结果情况、 植株性状和干物质积累情况; 于开花后 40 d (幼果)、 55 d (秕果)和 70 d (饱果)挑选发育一致的荚果 10 个 烘干、保存, 以备测定籽仁蛋白质含量、粗脂肪含 量、脂肪酸组分及含量、油酸/亚油酸比、氨基酸组 分及含量、可溶性糖含量。于收获期(9 月 20 日)选 有代表性地段收获荚果, 自然风干, 用于调查荚果 产量、单株结果数、公斤果数、公斤仁数和出仁率。 1.2 测定项目与方法 1.2.1 净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs) 采用英国 产 CIRAS-2 型光合测定系统在结荚期和饱果期于晴 朗无风天气 10:00—14:00 时进行测定。 1.2.2 叶绿素含量 采用 Arnon 法[27]测定。
1.2.3 籽仁品质
采 用 微 量 凯 氏 法 [28] 测 定 蛋 白
质含量, 采用蒽酮比色法[29]测定可溶性糖含量, 参
考何照范方法[28]测定脂肪含量。
用气相色谱法测定脂肪酸组分。将索氏提取法
得到的脂肪－石油醚溶液旋转蒸发后, 用石油醚定
容至 25 mL; 用移液管吸取 1 mL 放入 7 mL 离心管,
表 1 钙肥不同用量对花生植株性状的影响 Table 1 Effect of different Ca application amounts on some
花生是我国农产品出口的重要经济作物之一。 花生蛋白是一种较完全的蛋白, 富含亮氨酸、苯丙 氨酸, 还含有较多的谷氨酸和天门冬氨酸, 而蛋氨 酸、赖氨酸、苏氨酸含量较低[1]。另外花生籽仁还 含有丰富的维生素, 营养价值比较高。随着人民生 活水平的不断提高及食品加工业的快速发展, 对花 生的需求日益增多, 对花生籽仁品质也提出了更高
FID 检测器, 柱温 200 ℃保持 10 min, 然后升温至
230 ℃(10℃ min−1)保持 7 min, 进样口温度 250℃,
检测器温度 250℃, 柱前压 75 kPa, 进样量 1 µL。
用氨基酸自动分析仪测定氨基酸组分。
1.2.4 SOD、POD、CAT 活性及可溶性蛋白质和 MDA 含量测定 叶片鲜样去主脉, 剪碎, 称取
作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2008, 34(5): 879−885 ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9
http://www.chinacrops.org/zwxb/ E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2008.00879
ments in peanut growth and development. To investigate the proper calcium applying amount and the effects on physiological characteristics, yield and quality in peanut (Arachis hypogea), four treatments of 0 (CK), 150, 300, and 450 kg ha−1 of CaO were set by top dressing at seedling stage using peanut cultivar Fenghua 1 in the Experimental Station of Shandong Agricultural University in 2004 and 2005 with randomized complete block design and three replications. The results showed the main stem height and branch length were shortened, chlorophyll content and leaf photosynthetic rate raised, the activities of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), and catlase (CAT), and the soluble protein content increased but the content of a lipid peroxidation product, malondialdeyde (MDA) content decreased with the Ca application. The Ca treatment significantly increased total pod and kernel weight because of the increase of pod weight, kernel rate and pod number per plant. The Ca treatment increased not only the content of fat and protein in peanut kernel, but also the ratio of oleic acid to linoleic acid (O/L), and the contents of lysine and methionine. It was suggested that 300 kg ha−1 Ca application gave the highest yield and the good quality in the peanut seed. Keywords: Peanut; Ca fertilizer; Physiological characteristics; Yield and quality
Effects of Different Ca Applications on Physiological Characteristics, Yield and Quality in Peanut
ZHOU Lu-Ying, LI Xiang-Dong*, WANG Li-Li, TANG Xiao, and LIN Ying-Jie
Received(收稿日期): 2007-05-18; Accepted(接受日期): 2007-11-15.
880
作物学报
第 34 卷
入[4-25]。钙素是花生生长发育需要量较大的营养元素 之一, 每形成 100 kg 荚果产量吸收的钙高达 2.0~2.5 kg, 比磷还多[20]。钙对花生荚果和种子发育十分重 要, 荚果缺钙时, 果小仁秕, 种子发育受阻, 果壳肥 厚, 种子败育或形成秕瘦的“空果”; 有时种子虽然 外观正常, 但胚芽坏死, 成为“黑胚芽”; 缺钙还会 导致果壳组织疏松, 容易造成“烂果”[26]。我国南 方花生因缺钙导致空荚是生产上的普遍现象, 有关 缺钙导致花生等作物花而不实的原因已有研究, 但 钙对花生植株生长和产量品质影响的研究不够系统 深入[16-24]。本研究在大田条件下, 研究钙不同施肥 水平对花生生理特性和籽仁蛋白质、油脂含量、油 脂中油酸/亚油酸比值等主要品质性状的影响, 提出 改善花生籽仁品质的合理施钙量, 以期为花生合理 施肥提供理论依据和技术指导。
1.1 试验材料与设计 试验于 2004—2005 年在山东农业大学农学实
验站进行。试验田基础地力为碱解氮 87.74 mg kg−1, 速效磷 13.48 mg kg−1, 速效钾 76.99 mg kg−1, 代换 性钙 86.59 mg kg−1。选用大花生品种丰花 1 号, 于 5 月 10 日播种, 行距 40 cm、穴距 20 cm, 每穴播 2 粒, 每公顷 25 万株; 钙肥用硫酸钙, 按纯 CaO 计设 150 kg hm−2、300 kg hm−2 和 450 kg hm−2 3 个处理, 以不 施肥为对照, 硫酸钙于苗期一次性浅施在结果层, 以免 Ca 影响 K 的吸收, 所有处理于播种前基施有机 肥 15 000 kg hm−2。小区面积 15 m2, 3 次重复, 随机 区组排列。
的要求。而实质上, 我国花生随着需求量和出口量 的增加, 其品质不但没有提高反而有所下降[2]。
合理施肥是提高作物产量和改善品质的有效途 径, 只追求高的产量而过多地施用化肥对产品品质 的负面影响日趋突出[3]。近年来, 有关花生施肥的研 究多集中在对产量的影响方面, 对花生籽仁蛋白质 和油脂含量等主要品质性状影响的研究较少且不深
0.5 g 放入研钵中, 加 5 mL pH 7.8 的磷酸缓冲液, 冰
浴研磨至匀浆, 倒入离心管, 20 000×g、冷冻离心 20
min, 上清液即为酶液, 于 0~4℃保存待用。参照王
爱国方法[30]测定 SOD 活性, 利用 SOD 抑制氮蓝四
唑(NBT)在荧光下的还原作用, 酶活性以抑制 NBT
(College of Agronomy, State Key Laboratory of Crop Biology, Shandong Agricultural University, Tai’an 271018, Shandong, China)
Abstract: Calcium, associated with the yield formation and quality improvement in peanut, is one of the important nutrient ele-
钙肥不同用量对花生生理特性及产量和品质的影响
周录英 李向东* 王丽丽 汤 笑 林英杰
(山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室, 山东泰安 271018)
摘 要: 在大田试验条件下研究了钙肥不同用量对花生生理特性及产量品质的影响, 结果表明, 施用钙肥降低了花 生主茎高和侧枝长度, 提高了叶片叶绿素含量和光合速率, 增加了叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、 过氧化氢酶(CAT)活性和可溶性蛋白含量, 降低了丙二醛(MDA)积累量。施钙肥可明显增加花生荚果和籽仁产量, 其 增产原因主要是增加了单株结果数和出仁率、提高了果重。施钙不仅提高了花生籽仁中脂肪和蛋白质含量, 而且可 提高脂肪中油酸/亚油酸(O/L)的比值, 增加蛋白质组分中含量不足的赖氨酸和蛋氨酸含量, 从而延长花生制品货架 寿命, 改善花生蛋白质品质。以每公顷施 CaO 300 kg 花生产量最高、籽仁品质最好。 关键词: 花生; 钙肥; 生理特性; 产量品质
基金项目: 国家“十五”科技攻关项目(2001BA507A-07); 国家“十一五”科技支撑计划项目(2006BAD21B04-9); 山东省自然科学基金资助项 目(Y2003D02)
作者简介: 周录英(1980–)，山东安丘人，硕士，从事花生栽培生理生态研究。 * 通讯作者(Corresponding author): 李向东(1963–)，教授，博士生导师。Tel：0538-8241194；E-mail：lixdong@sdau.edu.cn
还原 50%为一个酶活性单位; 采用愈创木酚法[31]测
定 POFra Baidu bibliotek 活性; 参照 Chance 方法[32]测定 CAT 活性;
采用考马斯亮蓝 G250 法[33]测定可溶性蛋白质含量;
采用林植芳方法[34]测定 MDA 含量。
2 结果与分析
2.1 Ca 对花生植株性状的影响 由表 1 可以看出, 施钙可明显降低花生主茎高
再加 1 mL KOH-甲醇溶液和 4 mL 蒸馏水(或重蒸水),
摇匀后静置 1~2 h; 取上清液放入离心管, 4℃、化气
20 000×g 离心 10 min; 取上清液用岛津 GC-2010 气
相色谱仪分析, 色谱柱长 30.0 m、内径 0.53 mm、薄
膜厚 1 µm, 载气为 N2, 测定时氮气流量 27 mL min−1、氢气流量 40 mL min−1、空气流量 400 mL min-1,
于结荚期和饱果期取主茎倒 3 叶测定叶片叶绿 素含量等生理指标, 考察不同处理花生结果情况、 植株性状和干物质积累情况; 于开花后 40 d (幼果)、 55 d (秕果)和 70 d (饱果)挑选发育一致的荚果 10 个 烘干、保存, 以备测定籽仁蛋白质含量、粗脂肪含 量、脂肪酸组分及含量、油酸/亚油酸比、氨基酸组 分及含量、可溶性糖含量。于收获期(9 月 20 日)选 有代表性地段收获荚果, 自然风干, 用于调查荚果 产量、单株结果数、公斤果数、公斤仁数和出仁率。 1.2 测定项目与方法 1.2.1 净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs) 采用英国 产 CIRAS-2 型光合测定系统在结荚期和饱果期于晴 朗无风天气 10:00—14:00 时进行测定。 1.2.2 叶绿素含量 采用 Arnon 法[27]测定。
1.2.3 籽仁品质
采 用 微 量 凯 氏 法 [28] 测 定 蛋 白
质含量, 采用蒽酮比色法[29]测定可溶性糖含量, 参
考何照范方法[28]测定脂肪含量。
用气相色谱法测定脂肪酸组分。将索氏提取法
得到的脂肪－石油醚溶液旋转蒸发后, 用石油醚定
容至 25 mL; 用移液管吸取 1 mL 放入 7 mL 离心管,
表 1 钙肥不同用量对花生植株性状的影响 Table 1 Effect of different Ca application amounts on some
花生是我国农产品出口的重要经济作物之一。 花生蛋白是一种较完全的蛋白, 富含亮氨酸、苯丙 氨酸, 还含有较多的谷氨酸和天门冬氨酸, 而蛋氨 酸、赖氨酸、苏氨酸含量较低[1]。另外花生籽仁还 含有丰富的维生素, 营养价值比较高。随着人民生 活水平的不断提高及食品加工业的快速发展, 对花 生的需求日益增多, 对花生籽仁品质也提出了更高
FID 检测器, 柱温 200 ℃保持 10 min, 然后升温至
230 ℃(10℃ min−1)保持 7 min, 进样口温度 250℃,
检测器温度 250℃, 柱前压 75 kPa, 进样量 1 µL。
用氨基酸自动分析仪测定氨基酸组分。
1.2.4 SOD、POD、CAT 活性及可溶性蛋白质和 MDA 含量测定 叶片鲜样去主脉, 剪碎, 称取
作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2008, 34(5): 879−885 ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9
http://www.chinacrops.org/zwxb/ E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2008.00879
ments in peanut growth and development. To investigate the proper calcium applying amount and the effects on physiological characteristics, yield and quality in peanut (Arachis hypogea), four treatments of 0 (CK), 150, 300, and 450 kg ha−1 of CaO were set by top dressing at seedling stage using peanut cultivar Fenghua 1 in the Experimental Station of Shandong Agricultural University in 2004 and 2005 with randomized complete block design and three replications. The results showed the main stem height and branch length were shortened, chlorophyll content and leaf photosynthetic rate raised, the activities of superoxide dismutase (SOD), peroxidase (POD), and catlase (CAT), and the soluble protein content increased but the content of a lipid peroxidation product, malondialdeyde (MDA) content decreased with the Ca application. The Ca treatment significantly increased total pod and kernel weight because of the increase of pod weight, kernel rate and pod number per plant. The Ca treatment increased not only the content of fat and protein in peanut kernel, but also the ratio of oleic acid to linoleic acid (O/L), and the contents of lysine and methionine. It was suggested that 300 kg ha−1 Ca application gave the highest yield and the good quality in the peanut seed. Keywords: Peanut; Ca fertilizer; Physiological characteristics; Yield and quality
Effects of Different Ca Applications on Physiological Characteristics, Yield and Quality in Peanut
ZHOU Lu-Ying, LI Xiang-Dong*, WANG Li-Li, TANG Xiao, and LIN Ying-Jie
Received(收稿日期): 2007-05-18; Accepted(接受日期): 2007-11-15.
880
作物学报
第 34 卷
入[4-25]。钙素是花生生长发育需要量较大的营养元素 之一, 每形成 100 kg 荚果产量吸收的钙高达 2.0~2.5 kg, 比磷还多[20]。钙对花生荚果和种子发育十分重 要, 荚果缺钙时, 果小仁秕, 种子发育受阻, 果壳肥 厚, 种子败育或形成秕瘦的“空果”; 有时种子虽然 外观正常, 但胚芽坏死, 成为“黑胚芽”; 缺钙还会 导致果壳组织疏松, 容易造成“烂果”[26]。我国南 方花生因缺钙导致空荚是生产上的普遍现象, 有关 缺钙导致花生等作物花而不实的原因已有研究, 但 钙对花生植株生长和产量品质影响的研究不够系统 深入[16-24]。本研究在大田条件下, 研究钙不同施肥 水平对花生生理特性和籽仁蛋白质、油脂含量、油 脂中油酸/亚油酸比值等主要品质性状的影响, 提出 改善花生籽仁品质的合理施钙量, 以期为花生合理 施肥提供理论依据和技术指导。