供氮水平對(duì)富貴菜產(chǎn)量和品質(zhì)的影響

楊 毅，彭克勤，梁 雄，楊 麗，彭春霞，彭 瓊

(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長(zhǎng)沙 410128)

富貴菜(Gynura divaricata D(L.)C.)[1]為菊科三七草屬多年生宿根草本植物， 主要分布于廣東、廣西等省，為半野生蔬菜。20世紀(jì)90年代中后期，富貴菜逐漸從自然野生發(fā)展成為人工栽培生產(chǎn)，其人工繁殖一般以扦插為主。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)富貴菜的研究主要集中在栽培技術(shù)方面，如黃蘭芬等[2]采用疊層管道水培技術(shù)栽培富貴菜，但尚未見有關(guān)富貴菜氮素營(yíng)養(yǎng)吸收及需氮規(guī)律的報(bào)道。本研究采用水培方法，探討了不同氮素營(yíng)養(yǎng)水平對(duì)富貴菜產(chǎn)量、硝酸鹽含量及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響，以期為富貴菜合理施肥及無土栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

供試富貴菜幼苗于2009年4月采摘自長(zhǎng)沙浩博農(nóng)莊。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)地點(diǎn)為湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物激素與生長(zhǎng)發(fā)育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)室。以華南農(nóng)業(yè)大學(xué)葉菜B配方為基礎(chǔ)，于2009年5月15日選取大小均一、10 cm左右的富貴菜幼苗，將每根枝條的基部剪成45°斜面進(jìn)行水培。插條基部置于700 mg/L的NAA溶液中30 s( 預(yù)備試驗(yàn)表明700 mg/L濃度的NAA最適于富貴菜生根)，定植于含1/2營(yíng)養(yǎng)液的塑料桶中進(jìn)行預(yù)培養(yǎng)，塑料桶外壁涂1層黑色油漆，每桶3株，重復(fù)3次。植株生根成活，并長(zhǎng)出4～6片新葉后，于6月1日換成處理營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行不同氮處理，設(shè)6個(gè)氮濃度梯度：4，8，10，14，16，20 mmol/L，(根據(jù)預(yù)備試驗(yàn)，4～6，10～12，16～18 mmol/L的處理之間無明顯差異)。每周更換1次營(yíng)養(yǎng)液，pH值調(diào)至6.2，溫度控制在20～35℃，濕度在45%～65%，每天白天連續(xù)通氣10 h。分別于2009年6月15日、6月30日、7月14進(jìn)行3次收獲取樣(摘取頂部5片葉)。

1.3 測(cè)定方法

紫外分光光度法測(cè)硝酸鹽含量；活體分光光度法測(cè)硝酸還原酶活性；總黃酮的測(cè)定參照蔡建秀[3]的方法，以蘆丁作標(biāo)準(zhǔn)曲線；濕法消化后，采用美國(guó)熱電公司產(chǎn) IRIS Interpid II XPS 型全譜直讀電感耦合等離子體院子發(fā)射光譜分析儀(ICP)測(cè)Ca，F(xiàn)e，K，Mg，P，Zn；考馬斯亮藍(lán)G-250法測(cè)定可溶性蛋白質(zhì)含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

全部試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel軟件初步計(jì)算處理，再用DPS數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同氮素水平對(duì)富貴菜產(chǎn)量的影響

三次測(cè)產(chǎn)結(jié)果表明(圖1)，氮素水平為4 mmol/L時(shí)，產(chǎn)量最低；14 mmol/L時(shí)，產(chǎn)量最高；10，14，16 mmol/L的氮素水平處理間，富貴菜產(chǎn)量差異不顯著。因此，從產(chǎn)量看，適宜富貴菜的氮素水平為10～16 mmol/L。

圖1 不同氮素水平下的富貴菜產(chǎn)量Fig. 1 Effects of different nitrogen concentrations on the yield ofGynura divancata

2.2 不同氮素水平對(duì)富貴菜硝酸鹽含量和硝酸還原酶活性的影響

從圖2可知，隨營(yíng)養(yǎng)液氮素水平的提高，富貴菜葉片硝酸鹽含量呈逐漸上升趨勢(shì)。氮素濃度在4～8 mmol/L范圍內(nèi)，富貴菜葉片硝酸鹽含量上升緩慢；當(dāng)?shù)貪舛瘸^10 mmol/L時(shí)，富貴菜葉片硝酸鹽含量急速升高。8～20 mmol/L氮素水平范圍內(nèi)，各處理葉片硝酸鹽含量分別比4 mmol/L氮素處理提高了11.1%，41.62%，60.25%，77.16%和97.66%。

圖2 不同氮素水平下的富貴菜硝酸鹽含量Fig 2 Effect of different nitrogen concentrations on the nitrate content

由圖3可知，隨營(yíng)養(yǎng)液供氮水平提高，富貴菜葉片硝酸還原酶活性迅速升高，在8～20 mmol/L氮素水平范圍內(nèi)，各處理葉片硝酸還原酶活性分別比4 mmol/L氮素水平處理提高了13.9%、38.7%、91.4%、126.2%和126.3%。這表明營(yíng)養(yǎng)液氮素水平對(duì)富貴菜葉片硝酸還原酶活性有重要影響。

圖3 不同氮素水平下的富貴菜硝酸還原酶活性Fig 3 Effect of different nitrogen concentrations on activity of nitrate reductase

2.3 氮素水平對(duì)富貴菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

2.3.1 氮素水平對(duì)富貴菜總黃酮含量的影響

黃酮含量是評(píng)定富貴菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[4,5]。從圖4可知，氮濃度與富貴菜內(nèi)總黃酮含量呈負(fù)相關(guān)。在4～10 mmol/L氮素水平范圍內(nèi)，各處理葉片總黃酮含量變化差異不顯著。但當(dāng)?shù)厮缴叩?4 mmol/L后，富貴菜總黃酮含量迅速下降。這與臧小云[6]等在蕎麥葉上的研究一致，蕎麥葉片中蘆丁和黃酮含量及莖中黃酮含量皆隨供氮水平上升而下降。然而吳家勝[7]等人在銀杏葉中的研究則不同，其分析表明，適宜的施氮能夠提高銀杏苗木葉片的黃酮總量，缺氮或施氮過量均不利于葉片黃酮的積累。

圖4 不同氮素水平下的富貴菜黃酮含量Fig 4 Effect of different nitrogen concentrations on the flavone content

2.3.2 氮素水平對(duì)富貴菜可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

圖5 不同氮素水平下的富貴菜可溶性蛋白質(zhì)含量Fig 5 Effect of different nitrogen concentrations on the Soluble protein content

由圖5可知，隨著硝態(tài)氮水平的提高，富貴菜可溶性蛋白質(zhì)含量呈逐漸升高的變化趨勢(shì)。但在4～20 mmol/L氮素水平范圍內(nèi)，變化不顯著。這與煙草方面研究的結(jié)果不同[8,9]，研究認(rèn)為單施硝態(tài)氮處理下，葉片可溶性蛋白質(zhì)含量隨氮素濃度的增大而減小。

2.3.3 氮素水平對(duì)富貴菜游離氨基酸含量的影響

由圖6可知，施氮量與游離氨基酸含量呈正相關(guān)關(guān)系，即高氮>中氮>低氮，隨著硝態(tài)氮水平的上升氨基酸含量呈現(xiàn)上升的變化趨勢(shì)。4～8 mmol/L處理差異不明顯，10 mmol/L時(shí)有明顯增幅。但總的來說，游離氨基酸含量在富貴菜生長(zhǎng)發(fā)育過程中變化幅度較小。這與聞?chuàng)馵10]在幼齡茶樹上的研究結(jié)果相同。

圖6 不同氮素水平下的富貴菜游離氨基酸總量Fig 6 Effect of different nitrogen concentrations on the total free amino acids

2.4 氮素水平對(duì)富貴菜礦物質(zhì)含量的影響

由表1可知，氮素水平對(duì)富貴菜葉片中礦質(zhì)元素含量有顯著影響。隨氮素水平的升高，富貴菜葉片中P，K，F(xiàn)e，Zn含量呈先上升后下降的變化趨勢(shì)，而Ca，Mg，Cu的含量則逐漸減少。這與申蓮英[11]在棗樹方面的研究結(jié)果一致，N與Ca，Mg，Cu表現(xiàn)為明顯拮抗作用。

表1 不同氮素水平下富貴菜礦質(zhì)元素的含量(mg/kg·FW)Table1 Mineral elements in different nitrogen concentrations

3 結(jié)論與討論

本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，不同氮素水平顯著影響富貴菜的生長(zhǎng)。富貴菜產(chǎn)量、硝酸鹽含量和硝酸還原酶活性，均隨氮素水平升高而上升，這與白菜和菠菜的研究結(jié)果一致。一般認(rèn)為，硝酸還原酶活性受底物誘導(dǎo)。孫興祥等[12]的研究結(jié)果顯示，不同菠菜品種地上部硝酸鹽含量與硝酸還原酶活性呈負(fù)相關(guān)，而袁麗紅等[13]對(duì)水培小白菜的研究認(rèn)為，隨硝酸鹽積累增多，小白菜的硝酸鹽含量和硝酸還原酶活性隨著氮水平的增加而增加。兩報(bào)道截然相反，因此葉菜植株硝酸鹽含量與其對(duì)應(yīng)的硝酸還原酶活性之間的關(guān)系還有待進(jìn)一步研究，而葉片硝酸鹽含量與硝酸還原酶活性存在相關(guān)性。

蔬菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)包括礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)元素、蛋白質(zhì)、維生素、碳水化合物等，富貴菜富含黃酮和氨基酸，幼葉中黃酮含量高達(dá)3.338%。因此判斷是否適合富貴菜生長(zhǎng)發(fā)育應(yīng)從以上方面綜合考慮。本研究結(jié)果表明，當(dāng)?shù)厮綖?0～14 mmol/L時(shí)，富貴菜產(chǎn)量、維生素C、游離氨基酸含量均處于較高水平，總黃酮含量以及礦質(zhì)元素均處于中等偏上水平。本研究在氮素水平為10～14 mmol/L時(shí)硝酸鹽含量和硝酸還原酶活性處于較低水平，這與鄭軍[14]等研究結(jié)果恰恰相反，這可能是由于物種間的差異而引起的，不同物種所需的氮素營(yíng)養(yǎng)水平不同。因此，以產(chǎn)量和品質(zhì)作為衡量指標(biāo)，水培富貴菜的最佳氮素水平為10～14 mmol/L。

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