1840年李比希創(chuàng)立礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說后，人們對(duì)礦質(zhì)養(yǎng)分的重視度極高。隨著研究的深入及試驗(yàn)手段的改進(jìn)，越來越多的證據(jù)證明了無機(jī)態(tài)氮也可被植物吸收利用。華恒生物也在此理論與實(shí)踐基礎(chǔ)上，做出更多的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐研究。

研究發(fā)現(xiàn)，氨基酸是土壤中主要的有機(jī)氮化合物，雖然可被作物吸收利用，但不同種類氨基酸對(duì)不同科屬植物會(huì)產(chǎn)生不同的影響。張夫道、孫羲研究表明，水稻對(duì)組氨酸的吸收效果要優(yōu)于硫酸銨，谷氨酸、精氨酸、天冬氨酸劣于硫酸銨，而蛋氨酸、苯丙氨酸則會(huì)顯著抑制水稻生長[1]。陳貴林和高繡瑞試驗(yàn)結(jié)果得出，在采收前12d分別用甘氨酸、異亮氨酸、脯氨酸替代20%的硝態(tài)氮可使生菜硝酸鹽含量降低，提高葉片可溶性糖和蛋白質(zhì)含量[2]。Arshad等研究發(fā)現(xiàn)，L-蛋氨酸會(huì)顯著增加豆科植物的株高、莖粗、地上和地下部分的干物重、分枝數(shù)及生物產(chǎn)量[3]。

隨著對(duì)氨基酸研究工作的不斷開展和深入，各類氨基酸對(duì)植物的作用機(jī)理逐漸被挖掘，但丙氨酸與植物之間的研究報(bào)告屈指可數(shù)，為了探尋丙氨酸對(duì)植物促生增產(chǎn)的效果，本試驗(yàn)以黃瓜幼苗為試驗(yàn)材料，發(fā)掘氨基酸與無機(jī)肥配施的最佳配比，為L-丙氨酸肥料新產(chǎn)品的研發(fā)奠定基礎(chǔ)。

華恒生物研究人員以黃瓜品種安迪4號(hào)為試驗(yàn)材料，研究L-丙氨酸不同濃度下浸種（0mg/L、15mg/L、30mg/L、45 mg/L）與沖施（0g/L，0.05g/L，0.1g/L，0.2g/L，0.4 g/L，0.8 g/L）對(duì)種子萌發(fā)及幼苗生長的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

（1） L-丙氨酸浸種對(duì)種子萌發(fā)的影響

由圖1可知，在浸種處理下，隨著L-丙氨酸濃度的增加發(fā)芽率呈先上升后下降趨勢，在45mg/L濃度處理下達(dá)到峰值，為82%，較對(duì)照提高60%；當(dāng)L-丙氨酸濃度增加至50mg/L時(shí)，萌發(fā)率下降。

圖 1 丙氨酸浸種濃度對(duì)種子萌發(fā)率的影響

（2） L-丙氨酸添加量對(duì)葉面積的影響

由圖2可知，在土培條件下，0.05g/L-0.8g/L處理范圍內(nèi)隨著丙氨酸含量增加葉面積呈先上升后下降的趨勢，峰值出現(xiàn)在0.1g/L處理為122.89cm2，0.05g/L、0.1g/L、0.2g/L丙氨酸處理下黃瓜幼苗葉面積均高于ck，分別提高2.89%、1.63%、0.61%；在0.4g/L、0.8g/L丙氨酸處理下黃瓜幼苗葉面積較ck分別降低1.53%、13.08%。

在水培條件下，0.1g/L-0.8g/L處理范圍內(nèi)隨著丙氨酸含量增加葉面積呈先上升后下降趨勢，峰值出現(xiàn)在0.2g/L處理為28.89cm2，0.05g/L、0.1g/L、0.2g/L丙氨酸處理下黃瓜幼苗葉面積均高于ck，分別提高12.69%、18.39%、18.48%；在0.4g/L、0.8g/L丙氨酸處理下黃瓜幼苗葉面積較ck分別降低12.27%、23.18%。

圖 2 不同丙氨酸處理的葉面積

（3） 丙氨酸添加量對(duì)幼苗重量的影響

由圖3可知，在土培條件下，0.1g/L-0.8g/L處理范圍內(nèi)隨著丙氨酸含量增加地上鮮重、根鮮重、地上干重均呈先上升后下降趨勢，峰值均出現(xiàn)在0.1g/L處理，分別為13.4g、1.54g、1.06g。與CK相比，在0.05g/L、0.1g/L與0.2g/L丙氨酸處理下，地上鮮重分別提高0.86%、5.5%、3.86%，根鮮重分別提高13.71%、30.52%、15.07%，地上干重分別提高1.96%、5.66%、3.85%。

在水培條件下，0.1g/L-0.8g/L處理范圍內(nèi)隨著丙氨酸含量增加地上鮮重、根鮮重、地上干重均呈先上升后下降趨勢，峰值均出現(xiàn)在0.1g/L處理，分別為3.28g、0.93g、0.22g。與CK相比，在0.05g/L、0.1g/L與0.2g/L丙氨酸處理下，地上鮮重分別提高29.94%、30.78%、30.15%，根鮮重分別提高19.48%、33.33%、21.52%，地上干重分別提高11.11%、27.27%、15.79%。

圖 3 不同丙氨酸處理對(duì)幼苗重量的影響

（4） 丙氨酸添加量對(duì)葉綠含量的影響

由圖4可知，在土培條件下，0.1g/L丙氨酸處理下葉綠素含量最高，可達(dá)0.59spad，其次為0.2g/L、0.05g/L，與對(duì)照相比，葉綠素含量分別提高11.86%、7.14%、3.7%。其他濃度處理下葉綠素含量均低于對(duì)照。

在水培條件下，0.1g/L丙氨酸處理下葉綠素含量最高，可達(dá)0.424spad，其次為0.2g/L、0.05g/L，與對(duì)照相比，葉綠素含量分別提高19.05%、12.82%、5.56%。其他濃度處理下葉綠素含量均低于對(duì)照。

圖 4 不同丙氨酸處理對(duì)葉綠素含量的影響

（5）丙氨酸添加量對(duì)根系活力的影響

由圖5可知，在土培條件下，0.1g/L丙氨酸處理下根系活力最強(qiáng)，可達(dá)151.12ug/g×h，其次為0.2g/L、0.05g/L，與對(duì)照相比，葉綠素含量分別提高45.53%、15.6%、9.97%。其他濃度處理下葉綠素含量均低于對(duì)照。

在水培條件下，0.1g/L丙氨酸處理下葉綠素含量最高，可達(dá)80.03ug/g×h，其次為0.2g/L、0.05g/L，與對(duì)照相比，葉綠素含量分別提高25.22%、17.27%、12.97%。其他濃度處理下葉綠素含量均低于對(duì)照。

圖 5 丙氨酸處理對(duì)根系活力的影響

隨著對(duì)氨基酸作用機(jī)理研究的不斷深入，形色各異的氨基酸肥料逐漸應(yīng)用于農(nóng)作物栽培生產(chǎn)當(dāng)中，但是氨基酸類型不同，其作用存在差異。本植物研究試驗(yàn)結(jié)果表明，L-丙氨酸可明顯促進(jìn)黃瓜種子萌發(fā)及幼苗生長。在L-丙氨酸15mg/L-45mg/L濃度范圍內(nèi)浸種，可明顯提高發(fā)芽率，發(fā)芽率隨L-丙氨酸濃度增加而上升；在L-丙氨酸0.05g/L-0.8g/L濃度范圍內(nèi)，葉面積、葉綠素含量、地上部鮮重、干重隨L-丙氨酸濃度的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在0.05g/L-0.2g/L濃度處理下均高于對(duì)照，0.4g/L-0.8g/L濃度處理下，幼苗生長明顯收到抑制，各指標(biāo)表現(xiàn)均低于對(duì)照。

這一結(jié)果與現(xiàn)有研究結(jié)論相一致。楊洪兵研究認(rèn)為適宜濃度的谷氨酸和天冬酰胺可以促進(jìn)蕎麥種子萌發(fā)及幼苗生長[4]。適宜濃度的外源氨基酸（單一氨基酸或復(fù)合氨基酸）能夠促進(jìn)作物幼苗生長，增加株高、促進(jìn)根系生長、增強(qiáng)作物葉片光合作用等［5］。于會(huì)麗等研究發(fā)現(xiàn)，葉面噴施甘氨酸能顯著促進(jìn)小油菜生長發(fā)育，增加株高、葉面積和葉綠素含量，從而增強(qiáng)光合作用［6］。許猛等研究表明復(fù)合氨基酸可促進(jìn)棉花植株生長，增加葉面積和葉片 SPAD值，促進(jìn)地上部干物質(zhì)的積累，促進(jìn)棉花對(duì)氮磷鉀養(yǎng)分的吸收利用［7］。

本試驗(yàn)結(jié)果另一方面表現(xiàn)為，根系重量及根系活力隨L-丙氨酸濃度的增加，呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，0.05g/L-0.2g/L濃度下表現(xiàn)最高均高于對(duì)照，但在超過該濃度范圍后對(duì)幼苗根系發(fā)育產(chǎn)生抑制作用。氨基酸中含有作物生長發(fā)育所需的營養(yǎng)元素及大量游離氨基酸、蛋白質(zhì)、糖分等活性有機(jī)小分子物質(zhì)，可直接被作物根系吸收，促進(jìn)根系生長發(fā)育，間接增強(qiáng)地上部生長效果，發(fā)揮增效作用[4,8,9]。

本試驗(yàn)說明L-丙氨酸可促進(jìn)黃瓜種子萌發(fā)及幼苗生長，對(duì)于L-丙氨酸在全生育過程中的增效作用，還需進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。

安徽華恒生物是一家以合成生物技術(shù)為核心,國家火炬重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè),2021年在科創(chuàng)板上市。華恒生物承擔(dān)了科技部“合成生物學(xué)”重點(diǎn)專項(xiàng)、國家發(fā)改委生物產(chǎn)業(yè)示范專項(xiàng)等國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目,榮獲工信部單項(xiàng)冠軍產(chǎn)品、國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利優(yōu)勢企業(yè)及中國專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。經(jīng)過多年的創(chuàng)新發(fā)展,華恒生物已經(jīng)成為全球領(lǐng)先的通過生物制造方式規(guī)模化生產(chǎn)氨基酸等生物基產(chǎn)品的生物創(chuàng)新企業(yè)之一。

參考文獻(xiàn)

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