張雨萌 程智慧 王曦奧 李夏夏 張思語(yǔ) 高京草

（西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院，陜西楊凌 712100）

大蒜具有較高的保健價(jià)值，其主要功能成分是含硫有機(jī)化合物大蒜素。提高大蒜素含量是優(yōu)質(zhì)大蒜生產(chǎn)、加工和消費(fèi)的迫切需求（張濤，2012）。在完整未受損大蒜里并不含有大蒜素，而是含硫化合物蒜氨酸，只有當(dāng)大蒜受到機(jī)械破損后，蒜酶被激活并催化分解蒜氨酸形成大蒜素（康雅，2010）。蒜氨酸是一種易溶于水，不溶于有機(jī)物的獨(dú)特非蛋白類含硫氨基酸（王德振 等，2019）。大蒜是需氮和需硫較多的蔬菜，氮素和硫素對(duì)青蒜（蒜苗）生長(zhǎng)有重要作用，單獨(dú)施氮肥對(duì)蒜苗生長(zhǎng)促進(jìn)作用顯著，適當(dāng)水平的氮不僅有利于大蒜地上部分的快速生長(zhǎng)和地下鱗莖的發(fā)育，而且有利于氨基酸的積累和全氮含量的提高，但高氮素處理的蒜苗生長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)早衰現(xiàn)象；單獨(dú)施硫肥時(shí)，隨著硫濃度升高可促進(jìn)葉片和鱗莖蒜氨酸的合成（Bloem et al.，2005），而硫元素缺乏或過量也會(huì)影響大蒜碳水化合物代謝和某些酶類的合成（陳能煜 等，2000；王越，2014）。還有研究表明，在氮硫配施時(shí)，隨著二者濃度的升高，大蒜幼苗的株高、莖粗、生物量及分配、根系活力等均呈先上升后下降的趨勢(shì)（許建 等，2016）。所以，合理施用氮肥硫肥對(duì)蒜苗的生長(zhǎng)至關(guān)重要。前人的研究主要集中在氮硫互作對(duì)大蒜生長(zhǎng)及代謝的影響，對(duì)大蒜素含量的影響研究甚少。本試驗(yàn)在秋播露地蒜苗越冬前葉面噴施不同濃度的氮和硫，在處理后不同時(shí)期采收蒜苗，測(cè)定大蒜素、蒜氨酸等營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)，分析氮硫互作對(duì)蒜苗品質(zhì)的影響并篩選適宜配比，為優(yōu)質(zhì)蒜苗生產(chǎn)提供氮硫施肥的理論和技術(shù)依據(jù)。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2018 年9—12 月在陜西省楊凌示范區(qū)西北農(nóng)林科技大學(xué)楊凌綜合試驗(yàn)示范站進(jìn)行。前茬為大蒜，夏季深翻曬垡，播種前旋地整地，旋地前每667 m施撒三元復(fù)合肥（N-P-K 為17-17-17）50 kg、生物有機(jī)肥400 kg 作基肥，平畦栽培，畦長(zhǎng)4 m，寬4 m。供試品種為陜西大蒜主栽品種G025（陜西早年引種并長(zhǎng)期繁殖栽培的蒼山大蒜），試驗(yàn)大蒜于2018 年9 月1 日播種，每畦種植10 行，株距10 cm。蒜苗4～5 葉期（11 月26 日）實(shí)施葉面噴施氮、硫處理。

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)采用雙因素隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，雙因素分別為氮素、硫素，氮素由硝酸鈉（NaNO）提供，設(shè)450、650、850 mg·L（分別記作N1、N2、N3）3 個(gè)濃度水平；硫素由硫酸鈉（NaSO）提供，設(shè)100、300、500 mg·L（分別記作S1、S2、S3）3個(gè)濃度水平，共9 個(gè)組合處理，以噴清水為對(duì)照。每處理小區(qū)長(zhǎng)4 m，寬4 m，噴施處理時(shí)各小區(qū)用泡沫板隔離，每處理3 次重復(fù)。蒜苗4～5 葉期葉面噴施1 次，每次噴施至溶液附著葉面并且葉面上溶液可以自然滴下，平均每株噴施約14 mL。分別于噴施后10 d 和20 d 采收冬蒜苗，測(cè)定生長(zhǎng)指標(biāo)及葉片和假莖中大蒜素、蒜氨酸、硫元素、可溶性蛋白、可溶性糖的含量。

1.2 測(cè)定指標(biāo)與方法

每小區(qū)隨機(jī)取10 株，用直尺分別測(cè)定株高、葉長(zhǎng)、假莖長(zhǎng)，用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量假莖粗和葉寬（李錫香和朱德蔚，2006）。

采用高效液相法（HPLC）測(cè)定大蒜素含量，色譜柱型號(hào)為Diamonsil C18（2）5 μ（150 mm ×4.6 mm）；流動(dòng)相：乙腈∶水=70∶30；流速：1.0 mL·min；柱溫：30 ℃；柱壓：50 Mpa；檢測(cè)波長(zhǎng)：220 nm；進(jìn)樣體積：10 μL。研磨打漿后取0.5 g 加8 mL 無水乙醇，95 ℃恒溫水浴30 min，離心10 min，取1 mL 上清，過0.22 μm 有機(jī)濾膜于1.5 mL 棕色進(jìn)樣瓶中進(jìn)行測(cè)定（張民 等，2009；劉瑩，2014；趙勇強(qiáng)，2018）。

采用高效液相（HPLC）微波滅酶法測(cè)定蒜氨酸含量，參考前人方法（王曉明和陳堅(jiān)，2003；常軍民 等，2004；趙榮梅 等，2008；張民 等，2009）篩選優(yōu)化測(cè)定條件。色譜柱型號(hào)為Diamonsil C18（2）5 μ（150 mm × 4.6 mm）；流動(dòng)相∶甲醇∶水=5∶95；流速：0.8 mL·min；柱溫：30 ℃；柱壓：50 Mpa；檢測(cè)波長(zhǎng)：214 nm；進(jìn)樣體積：10 μL。蒜苗假莖與葉片中火微波滅酶2 min后研磨打漿，取0.3 g 加1.8 mL 水，離心10 min，取1 mL 上清，過0.22 μm 水系濾膜于1.5 mL 棕色進(jìn)樣瓶中進(jìn)行測(cè)定。

采用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICPAES）測(cè)定硫元素含量（蔣天成，2007）。

采用考馬斯亮藍(lán)G-250 方法測(cè)定可溶性蛋白含量（李合生，2000；周振和周能，2011）。

采用蒽銅比色法測(cè)定可溶性糖含量（李合生，2000；張勝珍和馬艷芝，2009）。

1.3 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析方法

利用Excel 軟件整理數(shù)據(jù)和做表，用SPSS 17和Statistix 8.1 軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮硫組合處理對(duì)蒜苗生長(zhǎng)的影響

氮硫互作對(duì)處理后10 d 蒜苗株高的影響表現(xiàn)為同一個(gè)氮水平，隨著硫濃度的升高株高呈先下降后上升的趨勢(shì)，組合N3S3 株高最大，較對(duì)照高10.0%；N2S3 葉長(zhǎng)最長(zhǎng)，較對(duì)照高5.8%；N2S3 假莖長(zhǎng)最大，高于對(duì)照25.6%。氮硫組合處理后10 d，不同濃度氮處理對(duì)葉寬、假莖粗有極顯著影響；不同濃度硫處理對(duì)株高、葉長(zhǎng)有極顯著影響，對(duì)葉寬、假莖粗有顯著影響；氮硫互作對(duì)株高有顯著影響，對(duì)葉寬、假莖粗有極顯著影響（表1）。

表1 不同氮硫組合處理后10 d 蒜苗生長(zhǎng)情況

不同氮硫組合處理后20 d 蒜苗生長(zhǎng)情況見表2。組合N1S3 株高最大，較對(duì)照高13.5%；對(duì)葉長(zhǎng)的影響表現(xiàn)在N1、N2 水平下隨著硫濃度升高葉長(zhǎng)呈增加趨勢(shì)，在N3 水平下隨著硫濃度升高葉長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)；組合N2S2 假莖粗最大，高于對(duì)照10.2%；假莖長(zhǎng)表現(xiàn)為對(duì)照與處理間沒有顯著性差異。氮硫組合處理后20 d，氮水平對(duì)蒜苗株高、葉長(zhǎng)、假莖粗有極顯著影響；氮硫互作對(duì)葉長(zhǎng)有顯著影響，對(duì)株高和假莖粗有極顯著影響。

表2 不同氮硫組合處理后20 d 蒜苗生長(zhǎng)情況

2.2 氮硫組合處理對(duì)蒜苗營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

不同氮硫組合處理后10 d，葉片中大蒜素含量較高的組合是N1S3 和N2S1，分別比對(duì)照高71.4%和64.3%；假莖中大蒜素含量較高的組合是N2S1，比對(duì)照高23.8%；N1S2 葉片中蒜氨酸含量較高，比對(duì)照高189.3%；N1S3 假莖中蒜氨酸含量較高，比對(duì)照高182.1%；N3S2 葉片和假莖中硫元素含量均較低，N3S3 葉片和假莖中硫元素含量均較高。組合N1S2 和N3S2 葉片中可溶性蛋白含量較高，分別較對(duì)照高91.2%和88.2%，N2S1 假莖中可溶性蛋白含量最高，較對(duì)照高41.2%；N2S1葉片中可溶性糖含量最高，較對(duì)照高19.1%，N2S3假莖中可溶性糖含量最高，較對(duì)照高67.0%；假莖中可溶性糖含量普遍高于葉片。氮硫組合處理后10 d，氮和硫濃度及氮硫互作對(duì)葉片和假莖中大蒜素、蒜氨酸、硫、可溶性蛋白含量有顯著或極顯著影響。氮和硫濃度及氮硫互作對(duì)葉片中可溶性糖含量無顯著影響，對(duì)假莖中可溶性糖含量有極顯著影響（表3）。

表3 不同氮硫組合處理后10 d 蒜苗營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)

由表4 可以看出，不同氮硫組合處理后20 d，組合N1S2 葉片和假莖中大蒜素含量最高，分別比對(duì)照高164.7%和100.0%；組合N1S1 葉片中蒜氨酸含量最高，較對(duì)照高108.5%，組合N3S1 假莖中蒜氨酸含量最高，較對(duì)照高102.2%；組合N1S3 葉片中硫含量最高，較對(duì)照高16.0%，組合N1S2 假莖中硫含量最高，較對(duì)照高11.8%。組合N3S1 假莖中可溶性蛋白含量最高，較對(duì)照高35.7%；N3S3葉片和假莖中可溶性糖含量均較高，分別比對(duì)照高54.9%和56.2%。氮硫組合處理后20 d，除了氮濃度對(duì)葉片中大蒜素含量無顯著影響外，氮、硫處理和氮硫互作對(duì)葉片和假莖中大蒜素、蒜氨酸、硫、可溶性蛋白和可溶性糖含量有極顯著影響。

表4 不同氮硫組合處理后20 d 蒜苗營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)

3 討論與結(jié)論

硫元素與氮元素的同化途徑相似且相互協(xié)調(diào)，兩途徑間有顯著的交互作用，一個(gè)元素供給水平的變化會(huì)影響另一元素的同化（張翔 等，1997；孔靈君 等，2013；許建 等，2016）。施氮可以有效提高植物對(duì)肥料的利用率，但大劑量的氮會(huì)導(dǎo)致硫的缺乏（Jamal et al.，2010），氮硫之間既存在相互促進(jìn)，又有水平過高時(shí)相互抑制的作用（周杰 等，2012）。合理增加施氮量可增加植株丙酮酸含量（Randle，2000；Freeman &Mossadeghi，2010）。施用氮肥和硫肥可以提高玉米籽粒蛋白和氨基酸含量，在高氮條件下施硫也可以明顯改善籽粒營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)（謝瑞芝 等，2003），同時(shí)提升小麥光合同化能力、同化干物質(zhì)能力和籽粒產(chǎn)量（王麗 等，2016），但過量氮硫肥反而會(huì)導(dǎo)致小麥蛋白及各組分含量降低（蒿呈龍，2014）。氮硫互作對(duì)大蔥產(chǎn)量和品質(zhì)也有顯著影響（孔靈君 等，2014），隨著氮硫水平提高，大蔥硫化物含量顯著增加，綜合品質(zhì)明顯改善（孔靈君 等，2013）。氮硫互作對(duì)大蒜株高、莖粗、植株干鮮質(zhì)量等都有不同促進(jìn)效果，對(duì)葉綠素含量及根系活力也有顯著性影響；隨著氮、硫互作濃度的升高，大蒜幼苗的株高、莖粗、生物量分配及根系活力等均呈先上升后下降的趨勢(shì)（許建 等，2016，2017）。前人試驗(yàn)表明氮硫互作對(duì)多種作物的生長(zhǎng)都有顯著性影響。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，氮素、硫素、氮硫互作對(duì)處理后10 d 和20 d 蒜苗生長(zhǎng)及大蒜素、蒜氨酸、硫、可溶性蛋白和可溶性糖含量等營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)有顯著性影響。處理后20 d 蒜苗大蒜素、蒜氨酸含量高于處理后10 d，低氮（450 mg·L）與中硫（300 mg·L）組合可顯著提高葉片和假莖大蒜素含量，高氮（850 mg·L）與低硫（100 mg·L）組合或低氮（450 mg·L）與低硫（100 mg·L）組合可顯著提高蒜氨酸含量。這一結(jié)果可為蒜苗生產(chǎn)中氮硫營(yíng)養(yǎng)管理提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。