1840年李比希創立礦質營養學說后，人們對礦質養分的重視度極高。隨著研究的深入及試驗手段的改進，越來越多的證據證明了無機態氮也可被植物吸收利用。華恒生物也在此理論與實踐基礎上，做出更多的實驗實踐研究。

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

隨著對氨基酸研究工作的不斷開展和深入，各類氨基酸對植物的作用機理逐漸被挖掘，但丙氨酸與植物之間的研究報告屈指可數，為了探尋丙氨酸對植物促生增產的效果，本試驗以黃瓜幼苗為試驗材料，發掘氨基酸與無機肥配施的最佳配比，為L-丙氨酸肥料新產品的研發奠定基礎。

華恒生物研究人員以黃瓜品種安迪4號為試驗材料，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）對種子萌發及幼苗生長的影響。實驗結果如下：

（1） L-丙氨酸浸種對種子萌發的影響

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

圖 1 丙氨酸浸種濃度對種子萌發率的影響

（2） L-丙氨酸添加量對葉面積的影響

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 不同丙氨酸處理對幼苗重量的影響

（4） 丙氨酸添加量對葉綠含量的影響

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0.59spad，其次為0.2g/L、0.05g/L，與對照相比，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0.424spad，其次為0.2g/L、0.05g/L，與對照相比，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照。

圖 4 不同丙氨酸處理對葉綠素含量的影響

（5）丙氨酸添加量對根系活力的影響

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，可達151.12ug/g×h，其次為0.2g/L、0.05g/L，與對照相比，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80.03ug/g×h，其次為0.2g/L、0.05g/L，與對照相比，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照。

圖 5 丙氨酸處理對根系活力的影響

隨著對氨基酸作用機理研究的不斷深入，形色各異的氨基酸肥料逐漸應用于農作物栽培生產當中，但是氨基酸類型不同，其作用存在差異。本植物研究試驗結果表明，L-丙氨酸可明顯促進黃瓜種子萌發及幼苗生長。在L-丙氨酸15mg/L-45mg/L濃度范圍內浸種，可明顯提高發芽率，發芽率隨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，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，各指標表現均低于對照。

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

本試驗結果另一方面表現為，根系重量及根系活力隨L-丙氨酸濃度的增加，呈現先上升后下降的趨勢，0.05g/L-0.2g/L濃度下表現最高均高于對照，但在超過該濃度范圍后對幼苗根系發育產生抑制作用。氨基酸中含有作物生長發育所需的營養元素及大量游離氨基酸、蛋白質、糖分等活性有機小分子物質，可直接被作物根系吸收，促進根系生長發育，間接增強地上部生長效果，發揮增效作用[4,8,9]。

本試驗說明L-丙氨酸可促進黃瓜種子萌發及幼苗生長，對于L-丙氨酸在全生育過程中的增效作用，還需進一步試驗驗證。

安徽華恒生物是一家以合成生物技術為核心,國家火炬重點高新技術企業,2021年在科創板上市。華恒生物承擔了科技部“合成生物學”重點專項、國家發改委生物產業示范專項等國家重點科技攻關項目和高新技術產業化項目,榮獲工信部單項冠軍產品、國家知識產權局專利優勢企業及中國專利優秀獎。經過多年的創新發展,華恒生物已經成為全球領先的通過生物制造方式規模化生產氨基酸等生物基產品的生物創新企業之一。

參考文獻

[1]張夫道,孫羲.氨基酸對水稻營養作用的研究[J].中國農業科學, 1984,(5): 61- 66.

[2]陳貴林,高繡瑞.氨基酸和尿素替代硝態氮對水培不結球白菜和生菜硝酸鹽含量的影響[J].中國農業科學, 2002,35(2): 187- 191.

[3]ArshadM, HussainA, JaverM, eta1. Effectof soil applied L-methionine on growth, nodulation and chemica1 composition of Al-bizia lebbeck L[J]. Plant and Soil, 1993, 148: 129- 135.

[4]楊洪兵．2014．高溫脅迫下外源氨基酸對蕎麥種子萌發及幼苗生長的影響．河南農業科學，43（11）：20-23．

[5]張健，李絮花，李燕婷，等．氨基酸發酵尾液在水溶肥料中的應用及其效果［J］ ．中國土壤與肥料，2017（4）：66-71．

[6]于會麗，林治安，李燕婷，等．噴施小分子有機物對小油菜生長發育和養分吸收的影響［J］ ．植物營養與肥料學報，2014，20（6）：1560-1568．

[7]許猛，袁亮，李偉，等．復合氨基酸肥料增效劑對新疆棉花生長、產量和養分利用的影響［J］ ．中國土壤與肥料，2018（4）：87-92．

[8]黃繼川，彭智平，吳雪娜，等．施用氨基酸對大白菜根系及土壤生物活性的影響［J］ ．中國農學通報，2014，30（28）：194-198．

[9]鞏元勇，瞿小青，宋奇超，等．谷氨酸調節根系形態建成的研究進展［J］ ．中國農業科技導報，2011，13（1）：34-43．

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