施肥对谷子氨基酸组分的影响及营养评价

Effects of fertilization on the amino acid composition of foxtail millet and nutrition evaluation

摘要

为探究不同有机无机肥配施对小米氨基酸含量及营养品质的影响，采用随机区组试验设计，设置常规减氮（120（N₁）和180 kg/hm²（N₂）），常规施氮（240（N₃）和360 kg/hm²（N₄）），生物有机肥（A）和发酵黄粉虫粪（B）处理均各2个水平分别为3 750 （A₁、B₁）、7 500 kg/hm²（A₂、B₂）以及减氮配施有机肥（N₁A₁、N₁A₂、N₂A₁、N₂A₂和N₁B₁、N₁B₂、N₂B₁、N₂B₂）处理，以不施肥为对照（CK），测定各处理小米中17种氨基酸含量，运用氨基酸比值系数法及多元统计法分析谷子氨基酸组成及含量的变化特征，并以联合国粮食及农业组织和世界卫生组织（FAO/WHO）氨基酸标准评价营养价值。结果表明：减氮配施有机肥各处理均可改善小米的氨基酸组成，显著提高必需氨基酸（EAA）含量（P<0.05），与FAO/WHO提出的全鸡蛋蛋白标准的贴近度为0.823~0.834。与CK相比，N₂A₂的小米鲜味氨基酸和甜味氨基酸含量分别增加6.47%和32.7%。与常规施氮（N₄）相比，减氮配施有机肥处理（N₁A₁、N₁A₂、N₁B₁、N₁B₂、N₂A₁、N₂A₂、N₂B₁、N₂B₂）EAA含量增加范围在13.79%~22.41%，贴近度增加3.26%~5.01%，EAA/TAA和EAA/NEAA分别接近0.400和0.600。综上，施用有机肥可以显著提高小米氨基酸含量，进而提升小米的营养价值，其中尿素180 kg/hm² +生物有机肥或发酵黄粉虫粪7 500 kg/hm²处理（N₂A₂、N₂B₂）的效果最佳。

Abstract

In order to explore the effects of different combinations of organic and inorganic fertilizers on the amino acid content and nutritional value of foxtail millet， a randomized block experiment design was used in this study， and different treatments were set. The treatments were the conventional nitrogen reduction of 120 （N₁）， 180 kg/hm² （N₂）， conventional nitrogen application of 240 （N₃）， 360 kg/hm² （N₄）， biological organic fertilizer （A） and fermented mealworm excrements （B） including 2 levels of 3 750 （A₁， B₁） and 7 500 kg/hm² （A₂， B₂）， respectively， and the treatments of nitrogen reduction combined with organic fertilizer （N₁A₁， N₁A₂， N₂A₁， N₂A₂ and N₁B₁， N₁B₂， N₂B₁， N₂B₂）. No fertilization was taken as the control （CK）. The content of 17 amino acids in millet of each treatment was measured， and the changing characteristics of composition and content of millet amino acid were analyzed by amino acid ratio coefficient method and multivariate statistical method. The nutritional value was evaluated through the Food and Agriculture Organization of the United Nations and the World Health Organization （FAO/WHO） amino acid standards. The results showed that the treatments of nitrogen reduction combined with organic fertilizer significantly improved the composition of millet amino acid and significantly increased the content of essential amino acids （EAA）， and its closeness to the whole egg protein standard proposed by FAO/WHO was between 0.823 and 0.834. Compared with CK， the content of fresh and sweet amino acids in millet of the N₂A₂ treatment increased by 6.47% and 32.7%， respectively. Compared with conventional nitrogen application N₄， the increasing range of EAA content in the treatments of nitrogen reduction combined organic fertilizer （N₁A₁， N₁A₂， N₁B₁， N₁B₂， N₂A₁， N₂A₂， N₂B₁， N₂B₂） was from 13.79% to 22.41%， with a closeness increase of 3.51% to 5.01%. EAA/TAA and EAA/NEAA were close to 0.400 and 0.600， respectively. In summary， the application of organic fertilizer significantly increased the millet amino acid content， thereby enhanced the nutritional value of millet. Among them， the treatment of 180 kg/hm² of urea + 7 500 kg/ hm² of biological organic fertilizer or fermented yellow mealworm manure （N₂A₂， N₂B₂） had the best effect.

Graphical abstract

关键词

谷子 / 施肥 / 氨基酸比值系数法 / 多元统计法 / 营养评价

Key words

foxtail millet / fertilization / amino acid ratio coefficient method / multivariate statistical method / nutritional evaluation

谷子是起源于我国的一年生禾本科作物，在我国北方有着较大的种植面积，被称为“杂粮之首”^［1-3］。谷子脱壳后为小米，富含蛋白质、维生素、矿物质和氨基酸等营养成分，具有健脾暖胃、抗氧化、改善血清胆固醇、血脂等功能^［4-5］，对调整膳食结构起着较为重要的作用^［6］。小米的氨基酸种类齐全，含量丰富，含有的人体必需氨基酸含量比玉米、大米和小麦粉分别高出42.6%、56.5%和80.6%^［1］。氨基酸组分和含量对小米营养品质起着关键作用。近年来，随着人们生活水平的提升，在提高谷子产量的同时，迫切需要提高小米品质^［7］。黄伟等^［1］通过分析不同小米品种主要营养成分及氨基酸组分发现，不同小米品种主要营养成分存在差异。Matsumoto等^［8］研究表明，小米中亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸等人体必需氨基酸在蛋白质合成方面有明显的增强作用。此外，小米中富含的甲硫氨酸在抗脂肪肝和促进人体胰岛素分泌方面有重要作用^［9］，并且可以促进血清素的分泌，还有助睡眠的功效^［10-11］。黄伟等^［1］研究发现，小米必需氨基酸含量中除赖氨酸含量偏低外，其他氨基酸比例均接近或符合WHO标准。因此，研究氨基酸含量丰富且均衡的施肥方式是改善人们膳食结构多样性的有利保障，并且对提高小米品质、指导科学合理施肥具有重要意义。

作物产量和品质受作物品种、施肥等因素的影响，合理施肥可以改善土壤环境，提高作物产量和品质^［3］。孙文彦等^［11］通过对玉米有机无机配施的长期定位试验发现，有机、无机肥配施可实现玉米产量和氨基酸品质的协同提高；黄清梅等^［12］研究表明，施用氮肥可显著影响玉米籽粒氨基酸组分和含量；彭熙等^［13］通过有机无机肥配施对百香果氨基酸组分影响的研究表明，配施有机肥处理百香果总氨基酸、必需氨基酸及鲜味氨基酸含量分别显著增加82.40%、78.35%及87.18%。

关于谷子的研究多集中于不同品种小米氨基酸含量及组分的差异，而有机肥和化学氮减量配施对小米氨基酸组分及营养评价的相关研究鲜有报道。本研究以‘晋谷21’为试验材料，测定常规施氮、减氮、生物有机肥和发酵黄粉虫粪以及减氮配施有机肥等处理的小米氨基酸含量，运用氨基酸比值系数法及多元统计法比较不同处理小米氨基酸组分含量的变化特征，旨在探究不同有机无机肥配施对小米氨基酸含量及营养价值的影响，以期为提高谷子品质提供参考。

1　材料与方法

1.1　试验地概况

试验地位于山西农业大学申奉试验基地山西省晋中市太谷区申奉村（112°28′E，37°12′N），海拔847 m。该地属于温带大陆性气候，年平均气温10.4 ℃，年平均总降雨量397.1 mm，年无霜期179 d。土壤为石灰性褐土，土壤pH 7.80、有机质含量20.85 g/kg、全氮含量0.974 g/kg、碱解氮含量50.74 mg/kg、有效磷含量38.72 mg/kg、速效钾含量122.65 mg/kg。

1.2　试验材料

供试谷子‘晋谷21号’为粮用常规品种，购于山西汾都香种业科技有限公司。其幼苗绿色，单秆，主茎高146~157 cm，主茎节数23节，茎粗0.66 cm，单株草重46 g，谷草比1.0∶2.3，穗长22~25 cm，穗重22.0~24.5 g，出谷率75%~90%，出米率70%~80%，千粒重3.0~3.3 g。抗旱性强。粗蛋白含量15.12%，粗脂肪含量5.76%，总淀粉含量73.84%，赖氨酸含量0.28%。

生物有机肥购于京台四方（北京）生物科技有限公司，有机质含量≥60 g/100 g，有效活菌数（CFU）≥ 3亿个/g，N+P₂O₅+K₂O含量≥6 g/100 g；自制发酵黄粉虫粪（干燥黄粉虫粪与水质量比1∶1，添加过磷酸钙质量为黄粉虫粪质量的3%，搅拌均匀，然后装在不透气塑料袋，扎紧袋口，厌氧发酵至褐色，发酵过程中打开口翻动一次）有机质含量67 g/100 g，氮2.87 g/100 g，磷1.98 g/100 g，钾1.26 g/100 g；尿素（N 46 g/100 g）由山西天泽煤化工集团股份公司生产。

1.3　试验设计

试验采用完全随机区组试验设计，每个处理小区面积3 m×5 m=15 m²，3次重复，周围各设1 m保护行。设置不施肥、有机肥和尿素单施、有机肥和无机肥配施共17个处理（表1），设置常规减氮（120（N₁）和180 kg/hm₂（N₂）），常规施氮（240（N₃）和360 kg/hm²（N₄）），生物有机肥（A）和发酵黄粉虫粪（B）处理均各2个水平分别为3 750 （A₁、B₁）、7 500 kg/hm²（A₂、B₂）以及减氮配施有机肥（N₁A₁， N₁A₂， N₁B₁， N₁B₂， N₂A₁， N₂A₂， N₂B₁， N₂B₂）处理，以不施肥为对照（CK）。播种前，将所有肥料均作为基肥一次全部施入，旋地、播种。采用覆膜条播，1膜2行，行距50 cm，株距6 cm，出苗后4~6叶期间苗，留苗密度45万株/hm²，谷子全生育期间不浇水，不追肥，中耕除草2次。5月3日播种，10月3日收获。

1.4　测定指标及方法

成熟期每个小区随机选取1个2 m²（1 m×2 m）样方，每个样方2行，将其谷穗剪下自然风干至恒重，脱粒称重（含水率<13%），使用砻谷机碾2次去掉谷壳，去除杂质后保存至-20 ℃冰箱备用。

采用福斯华（北京）科贸有限公司的NIRS^TMDS2500近红外分析仪测定小米氨基酸组分；根据FAO/WHO 1973年提出的EAA蛋白质评价标准^［14］和中国医学科学院营养与食品卫生研究所提出的鸡蛋蛋白氨基酸模式标准^［15］，按照氨基酸比值系数法^［16］，分别计算氨基酸比值系数（Ratio Coefficient，RC）、氨基酸比值（Ratio of amino acid，RAA）、谷子蛋白质的比值系数分（score of ratio coefficient，SRC）、必需氨基酸指数（essential amino acids index，EAAI）。

1.5　数据分析

采用Microsoft Excel 2010对数据进行处理，用Origin 2021作图，用SPSS 20.0进行显著性（Duncan）分析。

2　结果与分析

2.1　不同处理下小米氨基酸组分及含量的变化

由表2可知，小米中7种必需氨基酸含量较高的为异亮氨酸（Ile）和苯丙氨酸（Phe），Ile含量的变化范围为1.45~1.55 g/100 g，Phe含量在0.55~1.00 g/100 g。单施生物有机肥处理（A₁、A₂）的Ile和Phe的平均含量为1.525和0.935 g/100 g，单施黄粉虫粪处理（B₁、B₂）为1.515和0.910 g/100 g；减氮配施生物有机肥处理N₂A₂的Ile含量最高为1.55 g/100 g，N₁B₂的Phe含量最高为1.00 g/100 g，在同一施氮水平下，谷子Ile和Phe含量均随着生物有机肥（A）施用量的增加而增加，高氮处理的Ile和Phe含量均高于低氮处理，配施黄粉虫粪（N₂B₁、N₂B₂）的变化规律则相反。单施氮肥处理（N₁、N₂、N₃、N₄）中，小米Lys、Met和Thr含量随着氮肥用量的增加呈逐渐降低，N₄的这3种氨基酸含量分别比不施肥的对照（CK）低28.00%、52.63%、14.28%（P<0.05）；减氮配施生物有机肥处理（N₁A₁、N₁A₂、N₂A₁、N₂A₂）及减氮配施发酵黄粉虫粪处理（N₁B₁、N₁B₂、N₂B₁、N₂B₂）的这3种氨基酸含量均高于N₄，但差异不显著。

由表3可知，小米10种非必需氨基酸（NEAA）中含量较高的为谷氨酸（Glu）、天冬氨酸（Asp）、丙氨酸（Ala），在单施氮肥处理（N₁、N₂、N₃、N₄）中，脯氨酸（Pro）、酪氨酸（Tyr）、精氨酸（Arg）和胱氨酸（Cys）含量均随氮肥施用量增加而增加，天冬氨酸（Asp）、甘氨酸（Gly）、丝氨酸（Ser）和亮氨酸（Leu）含量则表现为降低，单施有机肥处理（A₁、A₂、B₁、B₂）中，在相同施肥量下，B₁、B₂的小米Glu、Ala、Tyr、Arg和Leu含量均高于A₁、A₂。N₁A₁、N₁A₂、N₂A₁、N₂A₂及N₁B₁、N₁B₂、N₂B₁、N₂B₂的Pro、Tyr、Arg和Gys含量比N₄分别降低18.18%~58.18%、24.05%~29.11%、3.23%~14.52%和5.56%~33.33%；Ala、Ser和Leu含量分别比N₄增加14.89%~18.09%、10.20%~18.37%和10.00%~25.00%。

2.2　不同处理下小米必需氨基酸营养评价

由表4可知，小米中的总氨基酸（TAA）含量在11.35%~11.94%，必需氨基酸（EAA）含量为4.06%~4.84%。EAA与TAA含量比值范围在0.34~0.42，EAA与非必需氨基酸（NEAA）比值范围在0.52~0.67，这分别与FAO/WHO提出的EAA/TAA（0.400）和EAA/NEAA（0.600）的标准相接近。单施氮肥处理，EAA和TAA含量由高到低为N₁>N₂>N₃>N₄；氮肥减量配施生物有机肥处理的EAA随着生物有机肥施用量的增加而升高，即N₁A₂>N₁A₁和N₂A₂>N₂A₁；氮肥减量配施发酵黄粉虫粪处理则相反，即N₁B₁>N₁B₂和N₂B₁>N₂B₂。减氮配施生物有机肥处理 （N₁A₁、N₁A₂、N₂A₁、N₂A₂）的EAA含量比N₄增加13.79%~22.41%，配施发酵黄粉虫粪处理（N₁B₁、N₁B₂、N₂B₁、N₂B₂）的EAA含量增加15.52%~17.73%。N₁A₁、N₁B₁、N₁B₂、N₂B₂、N₂B₁的EAA/TAA、EAA/NEAA比值更接近0.400和0.600的标准，因此，这5个处理小米的蛋白质为优质蛋白，且营养价值较高。

由表5可知，不同施肥处理小米必需氨基酸占总氨基酸含量的40.38%~46.24%，接近鸡蛋蛋白49.70%的标准，但高于FAO/WHO模式蛋白35.00%的标准。与CK相比，单施氮肥处理（N₁、N₂、N₃、N₄）使小米中的必需氨基酸占总氨基酸的比例下降，且随着施氮量的增加而降低；单施有机肥处理（A₁、A₂、B₁、B₂）可增加必需氨基酸的含量，必需氨基酸总量占氨基酸总含量比值由高到低为A₁>A₂>B₁>B₂，且Ile和Phe +Tyr比例极高，分别占总氨基酸含量的12.20%~13.29%和11.40%~13.44%，其中Ile含量是鸡蛋蛋白标准的2倍多，Phe+Tyr含量是FAO/WHO蛋白标准的2倍多，是鸡蛋蛋白标准的1倍以上。减氮与生物有机肥配施处理（N₁A₁、N₁A₂、N₂A₁、N₂A₂）Ile和（Phe+Tyr）比例分别比N₄高出2.95%~7.87%和11.84~14.39%；减氮与发酵黄粉虫粪配施处理（N₁B₁、N₁B₂、N₂B₁、N₂B₂）的Ile和Phe+Tyr比例分别比N₄高出3.19%~7.89%和11.84%~14.39%。各处理小米中的亮氨酸（Leu）、缬氨酸（Val）、赖氨酸（Lys）、苏氨酸（Thr）分别占总氨基酸含量的3.71%~4.43%、3.84%~4.56%、1.52%~2.23%和3.02%~3.70%，与FAO/WHO蛋白标准相近，低于鸡蛋蛋白标准含量。

由图1可知，所有处理中风味氨基酸含量从高到低为：苦味氨基酸>鲜味氨基酸>甜味氨基酸，且差异显著（P<0.05）。施肥处理可显著提高小米鲜味氨基酸含量和氨基酸差值，含量最高的处理为N₂A₂，分别为3.54和1.16。甜味和鲜味氨基酸含量随着氮肥用量的增加呈先升后降的趋势，最高值均出现在N₂，分别为2.85%和3.44%；单施有机肥（A₁、A₂）处理，苦味氨基酸含量随着有机肥施用量的增加而增加，发酵黄粉虫粪施肥处理（B₁、B₂）苦味氨基酸含量均显著低于生物有机肥处理，N₂A₂、N₁B₁小米苦味氨基酸含量均显著降低（P<0.05）；所有的减氮配施有机肥处理（N₁A₁、N₁A₂、N₂A₁、N₂A₂）小米甜味氨基酸含量均显著高于CK，在相同施氮量下配施黄粉虫粪处理均高于生物有机肥处理，分别升高1.77%~6.47%和4.31%~8.27%。

2.3　不同处理下小米蛋白营养价值评价

由图2可知，17个施肥处理小米蛋白的贴近度范围在0.798~0.838，其中处理N₂A₂最高，处理N₄最低。单施氮肥处理小米蛋白贴近度随着施用量的增加而减小，单施有机肥处理（A₁、A₂）小米蛋白贴近度在0.832~0.834，处理间差异不显著，与N₄相比蛋白贴近度增加4.26%~4.51%。与N₄相比，减氮配施有机肥处理（N₁A₁、N₁A₂、N₂A₁、N₂A₂）提高了小米蛋白的贴近度，有机肥有助于改善小米氨基酸的比例，与鸡蛋蛋白的贴近度升高，改善了小米蛋白营养价值。

由表6可知，17个施肥处理，有3种氨基酸的RAA及RC均在1左右，有2种氨基酸指标>1，有2种氨基酸指标<1，单施有机肥处理（A₁、A₂、B₁、B₂）以及N₁A₂、N₂B₁的EAAI相比于其他处理的较大（>0.80），其中N₁A₂和N₂B₁的SRC较大。表明N₁A₂、N₂B₁的蛋白质更接近人体所需的氨基酸组成比例。

由图3可知，以鸡蛋蛋白标准评价各施肥处理，小米的氨基酸SRC和EAAI较大的处理为N₁B₁、N₂A₂和N₂B₂；因此，这3个处理的小米营养价值与利用率较高，为良好蛋白源。

FAO/WHO模式下各施肥处理小米的氨基酸的SRC由高到低为：N₄>N₃>N₁B₁>N₂A₂>CK>N₁A₂>A₁>N₂B₁>A₂>B₂>N₂B₂>B₁>N₁B₂>N₂>N₂A₂；按照EAAI，各处理小米蛋白含量由高到低为N₂A₂>A₂>B₁>N₁>B₂>N₂B₁>A₁>N₁A₂>N₂B₂>N₁B₂>N₂>N₂A₁>N₁B₁>CK>N₁A₁>N₃>N₄（图3和表7）。SRC、EAAI均较大的处理为N₁A₂，与鸡蛋蛋白标准一致。2种评价模式下SRC分别为51.84和52.24，因此，N₁A₂的小米必需氨基酸的相对营养价值更高；EAAI分别为0.82和0.73比较接近1.00，说明N₁A₂的小米必需氨基酸比例符合人体所能吸收利用的标准，是较优质的氨基酸组成。

3　讨　论

氮、磷是氨基酸合成的重要元素，罗凡等^［17］、黄清梅等^［12］研究表明，氮、磷肥配施能显著提高玉米、春茶中总氨基酸含量以及苏氨酸、丝氨酸、天冬氨酸（鲜味、甜味氨基酸）等主要氨基酸含量。赵艳岭^［18］研究表明，不同施肥方法，特别是氮肥用量和施肥时期都能显著影响稻米氨基酸含量，增加施氮量、施肥时期适当后移均可有效提高籽粒蛋白质和氨基酸含量。有机肥的添加增加了土壤中氮肥的含量，同时也保证了作物生育后期的养分需求^［19-20］。本研究中，不同施肥处理的小米中检测出17种氨基酸，其中包含人体所需的7种必需氨基酸，10种非必需氨基酸。与CK相比，有机无机肥配施处理均提高了氨基酸的含量。其原因可能在于：1）有机无机肥配施有利于植株进行正常的生理代谢，能不同程度地提升小米品质；2）有机无机肥配施可有效提升作物叶绿素相对含量，增强作物各生育期的光合功能，进而改善小米品质；3）有机无机肥配施可有效改善土壤质量，增加土壤养分有效性，维持养分平衡，改善作物生长的土壤环境，促进其产品器官营养物质的积累，促进作物对N、P、K的吸收，进而改善小米品质^［21］。同时本研究还发现，在同一有机肥施肥水平下，与生物有机肥处理相比，单施发酵黄粉虫粪处理总氨基酸含量增加0.43%~3.79%；发酵黄粉虫配施处理氨基酸总含量相较于生物有机肥配施处理高出0.52%~3.86%，其中N₂B₁和N₂B₂的氨基酸含量最高分别为11.84%、11.86%。本研究中，发酵黄粉虫粪处理的氨基酸总量较高的原因，主要是因为黄粉虫粪作为一种优质的有机肥原料，含有丰富的营养物质，与生物有机肥相比，钾含量较高，与尿素配施具有改性和促进肥效的功能。钾肥可明显提高籽粒氨基酸总含量^［22］，只有在钾充足时，才能促进作物生长，提高作物产量，加速氨基酸和蛋白质的合成^［23］。这是由于钾参与了ATP的代谢和通过韧皮部的运输而供应了碳链。本研究发现，与常规施肥处理相比，发酵黄粉虫粪与尿素配施处理小米所含必需氨基酸赖氨酸（Lys）、蛋氨酸（Met）、苯丙氨酸（Phe）、苏氨酸（Thr）、缬氨酸（Val）含量都有不同程度的升高，分别增加了127.78%、68.18%、16.67%、11.67%，发酵黄粉虫粪与氮肥配施可以显著提高谷子赖氨酸（Lys）含量，弥补了常规小米赖氨酸含量较低的不足；在同一尿素水平下，随着生物有机肥施用的增加这5种氨基酸含量均增加；与常规施肥处理相比，减氮配施有机肥缓解了谷子生长后期脱肥，增加了谷子穗期的养分供给。戴平安等^［24］研究表明，适当增加穗肥比例可提高稻谷籽粒中必需氨基酸含量，其中异亮氨酸和亮氨酸含量增加较多，赖氨酸次之。本试验中，必需氨基酸含量增加最多的是赖氨酸（Lys），其次是蛋氨酸（Met）、苏氨酸（Thr）。与N₄相比，有机无机肥配施处理的非必需氨基酸脯氨酸（Pro）、酪氨酸（Tyr）、精氨酸（Arg）、半胱氨酸（Cys）含量都有不同程度的降低，分别降低37.50%、26.26%、9.48%、24.31%；并且在相同施肥水平下，发酵黄粉虫粪施肥处理的这4种氨基酸含量均低于生物有机肥配施处理。相较于N₂，尿素与有机肥配施处理鲜味氨基酸含量增加3.44%~3.54%，甜味氨基酸含量增加1.72%~3.75%，其中N₁A₁、N₁B₁、N₁B₂、N₂B₁处理氨基酸差值较大，减氮配施有机肥提高了小米鲜味。

蛋白质中的氨基酸达到一定比例才能被人体吸收和利用。当蛋白质中的某种氨基酸不能达到这个比例时，即使食物中的蛋白质含量很高，也不能被人体充分利用。近年来，已有对氨基酸营养品质的研究结果表明，氨基酸营养品质的主要表征指蛋白质含量和氨基酸组成及其平衡状态，氨基酸营养品质的关键决定点是必需氨基酸含量的多少^［25-27］。本试验中，较高的有机肥替代比例条件下可以提升小米总氨基酸含量、必需氨基酸含量以及鲜味氨基酸在总氨基酸含量的占比，蛋白质贴近度和氨基酸比值系数也较高。减氮配施有机肥处理小米EAA增加了0.43%~7.11%，EAA/TAA在0.40~0.41，EAA/NEAA在0.61~0.65；减氮配施有机肥处理小米的贴近度在0.824~0.838，相较于N₄处理贴近度增加了3.26%~5.01%，与FAO/WHO提出的EAA/TAA=0.40，EAA/NEAA=0.60的建议值接近，说明减氮配施有机肥处理的小米中的必需氨基酸含量增多，营养价值升高更加均衡。当RAA/RC=1，显示出小米蛋白与模式蛋白中EAA的推荐值更加接近。当RC>1，则EAA超过了标准模式，相对过剩；当RC<1，则EAA低于标准，相对不足^［27］。SRC代表了食物蛋白质相对营养价值，SRC越大，表明在生理平衡分析中，必需氨基酸所做的贡献越大，营养价值就会更高^［26］。EAAI也是评价蛋白质的指标之一，EAAI=1，证明此蛋白质越优质^［28］，相应的营养价值越高，被人体所吸收的比例就越大。相较于其他施肥处理高有机肥替代比例处理小米蛋白质质量提升明显，其原因可能是有机肥所含营养元素的形态、数量以及比例均衡，可以为作物提供更全面、平衡的养分，为实现作物的高品质提供了物质基础^［29-30］。也有研究表明，有机无机肥配施对作物品质的提升效应主要取决于供肥模式，其中供氮模式尤为重要，在较高的有机肥替代比例下，较温和的供氮模式可以提高果实中蛋白质质量，供氮速率过快则不利于蛋白质质量升高^［31-33］。本试验研究结果表明，减氮配施有机肥处理小米的SRC和EAAI升高，相较于N₂处理分别升高9.22%~24.73%和5.41%~93.24%。通过对不同施肥处理的小米SRC、EAAI和贴近度的氨基酸评价筛选出氨基酸评价值较优的处理为N₁B₁、N₁A₂和N₂A₂，其必需氨基酸组成模式更接近标准蛋白质氨基酸组成模式，理论上更容易被人体吸收和利用。

4　结　论

有机、无机肥配施改善了小米氨基酸的组成，提高了必需氨基酸（EAA）含量，与N₄相比，有机无机肥配施处理的EAA含量增加了13.79%~22.41%，EAA/TAA和EAA/NEAA分别接近0.400和0.600，尿素180 kg/hm² +生物有机肥7 500 kg/hm²处理（N₂A₂）总氨基酸、必需氨基酸、鲜味氨基酸和甜味氨基酸含量分别增加7.25%、7.11%、6.47%和32.7%，17个施肥处理的各类呈味氨基酸含量由高到低均表现为减氮配施有机肥处理（N₁A₁、N₁A₂、N₁B₁、N₁B₂、N₂A₁、N₂A₂、N₂B₁、N₂B₂）>单施有机肥处理（A₁、A₂、B₁、B₂）>N₁、N₂>CK>N₃、N₄，其中N₁A₁、N₁B₁、N₁B₂、N₂B₁的氨基酸差值较大，提高了小米鲜味。通过氨基酸比值系数法发现，在不同施肥处理中，异亮氨酸（Ile）和赖氨酸（Lys）的氨基酸比值系数均<1，说明这2种氨基酸在小米中较缺乏，是主要限制氨基酸；Leu（亮氨酸）和苯丙氨酸+酪氨酸（Phe+Tyr）的RC均>1，说明这2种氨基酸在小米中含量过剩；有机无机肥配施处理小米必需氨基酸与全鸡蛋蛋白的贴近度在0.823~0.834，与N₄相比贴近度增加了4.26%~4.51%，有机肥有助于改善小米氨基酸的比例，改善了小米蛋白营养价值；N₁A₂、N₂B₁、N₁B₁、N₁A₂和N₂A₂的SRC较大。因此，减氮配施有机肥处理小米营养价值更高。

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基金资助

山西省重点研发计划(2022ZDYF119)

山西省科技创新人才队伍专项计划(202204051002036)

山西省现代农业产业技术体系建设专项(2024CYJSTX04)

山西农业大学学术恢复专项(2020xshf42┫┣20162210)