遮陽網覆蓋對菜心產量及抗氧化特性的影響

閆秋艷，陳日遠，董 飛，劉厚誠，宋世威，孫光聞

(1 華南農業(yè)大學園藝學院，廣東廣州 510642;2 中國科學院土壤研究所，江蘇南京 210008）

光環(huán)境的變化對蔬菜生長、光合特性、品質及組織結構均產生一定影響［1-4］.菜心Brassica campestris L.ssp.chinensis var.utilis Tsen et Lee為廣東特產蔬菜，是栽培面積最大、全年生產供應的重要蔬菜之一，以幼嫩的菜薹為食用部分，風味獨特.菜心葉片生長的適宜溫度為20～25℃，菜薹形成期以15～20℃最適宜［5］.南方夏季強光照、高溫高濕天氣對菜心生長造成一定逆境脅迫.夏季覆蓋遮陽網能夠減弱內環(huán)境光照度和溫、濕度，從而調節(jié)蔬菜生長的環(huán)境條件，但不適宜的遮光度會造成弱光逆境，特別是普通黑色遮陽網覆蓋后的陰暗環(huán)境，內環(huán)境光照度弱，抑制蔬菜生長.光是自由基產生的重要誘因，而自由基的迅速累積會造成質膜受損，抗氧化酶體系能清除自由基，保護膜系統(tǒng)，所以抗氧化酶體系和植物抗逆性關系密切.遮陰對假儉草［6］、半夏［7］以及高羊茅和沿階草［8］抗氧化酶特性的影響已有研究報道.近年來，不同光質對作物抗氧化特性的影響有所報道，如杜洪濤等［9］對彩色甜椒、蒲高斌等［10］對番茄幼苗抗氧化酶活性研究表明，不同光質可改變作物抗氧化能力.

彩色生物遮陽網是一種新型遮光材料，由以色列國家農業(yè)研究中心與Polysack公司研制的新型多功能、不同光學特性的遮陽網，可以提高作物對光輻射的利用，提供多種多樣的由天然的、未經處理的光和按光譜調整過的散射光混合而成的光，改變可見光和非可見光譜與(或)提高光的擴散能力，從而調節(jié)作物的生長［11］，目前主要在國外應用［12］，在國內報道較少.本文以廣東特產蔬菜——菜心為試驗材料，研究彩色生物遮陽網對采收期菜心葉片及薹莖內抗氧化能力的影響，為菜心高效栽培以及彩色遮陽網應用提供參考.

1 材料與方法

1.1 材料

紅色、藍色和銀灰色生物遮陽網，由以色列Polysack公司出品，黑色遮陽網由市場購買.晴天多點實測，各顏色遮陽網的平均遮光率為紅網53.96%、藍網55.78%、銀灰網55.18%、黑網59.72%.供試菜心品種為“油青12號早菜心”.

1.2 方法

試驗在華南農業(yè)大學蔬菜塑料大棚內進行，采用盆栽方式.2009年7月6日育苗，幼苗“三葉一心”時定植.每盆裝4 kg水稻土，定植3株，定植后覆蓋不同顏色遮陽網.試驗設5個處理:覆蓋紅網、藍網、銀灰網和黑網，以不覆蓋為對照.遮陽處理為長、寬、高分別為5、1和1 m的箱體加以覆蓋，每處理間隔1.2 m以避免相互遮陰.每8盆菜心放在一起作為1個重復，每處理重復3次，共計24盆.菜心的栽培管理按常規(guī)方法進行.待“齊口花”［13］采收測定葉片及薹莖內各項抗氧化指標.

1.3 指標測定

丙二醛(MDA)含量、可溶性糖(SS)含量參照李合生［14］硫代巴比妥酸(TBA)比色法、蒽酮乙酸乙酯法測定.活性氧、超氧陰離子(·)生成速率及過氧化氫(H2O2)含量參照宋松泉［15］的方法測定.氮藍四唑(NBT)還原法測定超氧化物歧化酶(SOD)活性，以抑制光化還原50%為1個酶活性單位(U);愈創(chuàng)木酚法測定過氧化物酶(POD)活性，以D470nm每分鐘增加1為一個酶活力單位(U);過氧化氫酶(CAT)活性參照李合生［14］的方法測定，以D240nm每分鐘減少0.1為一個酶活力單位(U);抗壞血酸過氧化物酶(APX)活性參照沈文飚等［16］方法測定，以 D290nm每分鐘減少0.1為一個酶活力單位(U);抗壞血酸(ASA)含量采用2，6－二氯酚靛酚比色法［14］測定.

1.4 數(shù)據分析

用EXCEL處理數(shù)據及作圖分析，SPSS軟件對數(shù)據進行單因素方差分析，并用Duncan’s法對顯著性差異進行多重比較.

2 結果與分析

2.1 不同顏色遮陽網對菜心產量的影響

不同顏色遮陽網覆蓋均使菜心地上部鮮質量降低，紅網、銀灰網、藍網、黑網分別降低 4.82%、25.64%、38.03%、44.62%.其中，覆蓋紅網使地上部鮮質量減小最少，與對照差異不顯著，黑網覆蓋菜心地上部鮮質量顯著低于銀灰網和紅網處理(圖1).

圖1 不同顏色遮陽網覆蓋對菜心地上部鮮質量的影響Fig.1 Effects of different shading-nets on fresh mass of flowering Chinese cabbage

2.2 不同顏色遮陽網對菜心丙二醛含量的影響

丙二醛(MDA)含量的高低可反映出細胞質膜脂過氧化水平和質膜受傷害的程度.遮陽網覆蓋使菜心葉片及薹莖內MDA含量降低(圖2)，而對照葉片及薹莖內MDA含量顯著高于其他處理，遮陽網覆蓋處理的葉片及薹莖內MDA含量則紅網＞銀灰網＞藍網＞黑網，黑網的葉片MDA含量顯著低于紅網;菜心葉片內MDA含量明顯比薹莖高.

圖2 不同顏色遮陽網對菜心丙二醛含量的影響Fig.2 Effects of different shading-nets on MDA content of flowering Chinese cabbage

2.3 不同顏色遮陽網對菜心活性氧產物的影響

表1 不同顏色遮陽網對菜心O2－·生成速率及H2O2含量的影響Tab.1 Effects of different shading-nets on O2－·generation and H2O2contents of flowering Chinese cabbage

2.4 不同顏色遮陽網對菜心抗氧化酶活性的影響

不同遮陽網覆蓋處理明顯影響了菜心抗氧化酶活性(圖3).對照葉片內SOD活性顯著高于遮陽網覆蓋處理，葉片SOD活性各遮陽網處理間差異不顯著，對照薹莖SOD活性顯著高于遮陽網覆蓋處理(黑網與對照差異不顯著);葉片SOD活性明顯高于薹莖.葉片CAT活性各處理差異顯著，紅網覆蓋與對照無顯著差異，但顯著高于其他處理，薹莖CAT活性差異相對較小，對照最高，黑網最低;葉片CAT活性顯著高于薹莖.對照葉片POD活性顯著高于遮陽網覆蓋處理，覆蓋處理中紅網和黑網顯著高于銀灰網和藍網，對照薹莖POD活性顯著高于遮陽網覆蓋處理，遮陽網覆蓋處理間差異不顯著;葉片POD活性顯著低于薹莖.對照葉片APX活性顯著高于遮陽網覆蓋，紅網覆蓋顯著高于藍網和銀灰網，薹莖APX活性各處理間差異不顯著;除對照外各處理葉片內APX活性差異不明顯.

圖3 不同顏色遮陽網對菜心SOD、CAT、POD、APX活性的影響Fig.3 Effects of different shading-nets on SOD，CAT，POD，APX activities of flowering Chinese cabbage

2.5 不同顏色遮陽網對菜心可溶性糖及抗壞血酸含量的影響

可溶性糖(SS)含量在植物遭受逆境脅迫時通常會增加.遮陽網覆蓋不同程度地降低了菜心葉片及薹莖內可溶性糖含量(圖4)，葉片可溶性糖含量對照顯著高于遮陽網覆蓋，藍網覆蓋的顯著低于其他網覆蓋，薹莖為對照＞紅網＞黑網＞銀灰網＞藍網;葉片內可溶性糖含量明顯低于薹莖.

抗壞血酸(ASA)可以作為抗氧化劑直接清除活性氧，是植物非酶促清除系統(tǒng)的主要成員之一.紅網和黑網覆蓋的菜心葉片內ASA含量顯著高于對照(圖4)，銀灰網與藍網則顯著低于對照;薹莖內ASA含量各處理間差異顯著，紅網和藍網覆蓋較對照增加，黑網和銀灰網則降低.

圖4 不同顏色遮陽網對菜心SS和ASA含量的影響Fig.4 Effects of different shading-nets on SS and ASA contents of flowering Chinese cabbage

3 討論與結論

當植物處于逆境條件時，會導致活性氧在體內過量積累，從而對植物造成傷害.而植物體為保護自身免受活性氧的傷害，形成了內源保護系統(tǒng)，包括酶保護系統(tǒng)和非酶抗氧化劑［17］.SOD的主要功能是催化自由基發(fā)生歧化反應，生成H2O2和O2，使植物免受由于含量過高而引起的氧化傷害，體內水平提高，SOD的活性也增加，從而對植物進行保護反應，再由 CAT、POD、APX等分解清除H2O2，從而降低體內活性氧水平［18-20］.

遮陰處理后，假儉草葉片的POD、SOD、APX等保護酶活性、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性以及MDA含量隨遮陰程度的加大逐漸下降［6］.遮陰處理后半夏葉片SOD、POD活性和MDA含量均低于全光照處理，CAT活性則表現(xiàn)為先高于后低于全光照處理［7］.78%遮陰處理對高羊茅和沿階草都會造成脅迫，高羊茅受害明顯，生活力顯著下降，酶系統(tǒng)活力降低，質膜受損［8］.可見遮陰對植物生長造成的脅迫，特別是對抗氧化酶體系的影響存在普遍性.

綜上結果可以看出，夏季高溫強光照導致菜心抗氧化酶活性升高，但并不能完全清除高的活性氧產物，導致菜心組織內MDA含量顯著升高，膜系統(tǒng)損傷.所以夏季設施大棚內覆蓋遮陽網可以起到減少MDA的累積，降低膜脂過氧化作用，尤以銀灰網和藍網減弱效果較明顯.

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