摘要:以盆栽小白菜(Brassica rapa L.)為試驗材料,研究葉面噴施不同體積分數(shù)(0%、0.1%、0.3%、0.5%、1.0%、3.0%)丙三醇對小白菜生長及生理特性的影響。結(jié)果表明,小白菜地上部鮮重和干重均隨丙三醇體積分數(shù)的提高呈先上升后下降的趨勢,以0.3%處理的效果最好。與對照相比,隨丙三醇處理體積分數(shù)的提高,各處理小白菜硝酸鹽含量顯著降低,可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)、可溶性總酚和類黃酮含量均有所增加,超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)活性均顯著提高。
關(guān)鍵詞:小白菜(Brassica rapa L.); 丙三醇; 生長; 生理特性
中圖分類號:S634.3;Q945.79 文獻標識碼:A 文章編號:0439-8114(2015)09-2146-03
丙三醇,又稱甘油、洋密,是一種無色、無臭、甜味的黏稠狀液體,其冰點低、吸濕性好、溶解性強,具有醇類物質(zhì)的一般化學(xué)性質(zhì)[1],據(jù)報道,丙三醇有2 000多種用途[2],廣泛應(yīng)用于食品業(yè)(包括飲料)、醫(yī)藥業(yè)和化妝品等行業(yè)。
丙三醇因含三個醇羥基,極性很強,故極易溶于水, 能與水以任何比例混溶, 可隨水被植物吸收[3]。適宜濃度的丙三醇可以提高低溫逆境條件下煙草種子發(fā)芽和幼苗的生長[4];鄭群等[5]發(fā)現(xiàn)1%的丙三醇可以促進瓜爾豆種子的萌發(fā),提高種子活力;50%丙三醇處理對梔子花的干燥效果最好,觀賞效果最佳[6];適宜濃度的丙三醇可以增加苗木束縛水含量,提高樟子松春季造林成活率[3];徐廣輝等[7]研究表明,葉面噴施丙三醇可以降低韭菜硝酸鹽含量,同時提高可溶性蛋白質(zhì)含量。試驗以小白菜為供試材料,采用基質(zhì)培養(yǎng)條件下葉面噴施的方法,研究不同施用濃度下丙三醇對小白菜生長及生理特性的影響,旨在為丙三醇在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用提供理論依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 試驗設(shè)計
試驗于2013年10~12月在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院試驗基地進行。供試小白菜(Brassica rapa L.)為市售四季矮腳黑葉甜白菜。2013年10月17日播種,以珍珠巖為基質(zhì)進行穴盤育苗。幼苗長到三葉一心時,選取生長一致的健壯幼苗移至栽培袋(直徑28 cm,高24 cm)中,盆中基質(zhì)為泥炭和椰糠,體積比2∶1。試驗丙三醇處理共設(shè)6個,體積分數(shù)分別為0%(CK)、0.1%、0.3%、0.5%、1.0%和3.0%,各處理均3次重復(fù),對照噴施等量清水。移植5 d以后進行噴施處理,以后每隔10 d噴1次,共噴3次,噴霧時以葉片正反兩面均勻布滿小液滴為準。于最后一次噴施后3 d采收取樣,測定小白菜相關(guān)生長和生理指標。
1.2 測定項目及方法
地上部鮮重用天平稱量;地上部放入烘箱中,105 ℃殺青 15 min,然后在80 ℃烘至恒重,用萬分之一分析天平稱取干重;采用李合生等[8]的方法測定硝酸鹽含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)活性,類黃酮和可溶性酚含量采用Pirie等[9]的方法測定。
1.3 數(shù)據(jù)處理
試驗所得數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0和Microsoft Excel 2003進行統(tǒng)計分析,單因素分析采用Duncan法。
2 結(jié)果與分析
2.1 不同體積分數(shù)丙三醇對小白菜生長的影響
由表1可知,與對照相比,小白菜地上部鮮重隨丙三醇體積分數(shù)的提高呈先升高后降低的趨勢。當丙三醇體積分數(shù)為0.3%時,地上部鮮重最高,比對照增加17.03%,與對照差異顯著;丙三醇體積分數(shù)為3.0%時,小白菜地上部鮮重比對照降低52.20%,與對照差異顯著。小白菜干重與鮮重變化趨勢相同,干重在丙三醇體積分數(shù)為0.3%時最高,體積分數(shù)為3.0%時最低。
2.2 不同體積分數(shù)丙三醇對小白菜品質(zhì)的影響
由表2可知,與對照相比,不同體積分數(shù)丙三醇均可顯著降低小白菜的硝酸鹽含量,體積分數(shù)越低效果越好,各處理與對照相比降幅為28.21%~52.14%;不同體積分數(shù)丙三醇處理顯著提高了可溶性糖含量,但不同處理提高程度不同,體積分數(shù)為1.0%時可溶性糖含量最高,比對照增加80.67%。不同體積分數(shù)丙三醇處理的小白菜可溶性蛋白質(zhì)含量均高于對照,除體積分數(shù)為3.0%時與對照相比無顯著差異外,其他各處理均與對照差異顯著,其中體積分數(shù)0.3%處理的可溶性蛋白質(zhì)含量最高,比對照增加39.91%。
2.3 不同體積分數(shù)丙三醇對小白菜可溶性總酚和類黃酮含量的影響
由表3可以看出,葉面噴施丙三醇顯著增加了小白菜可溶性總酚含量,其中以體積分數(shù)3.0%處理的噴施效果最佳,比對照增加37.28%,但各處理間差異不顯著。與對照相比,噴施丙三醇顯著提高了小白菜類黃酮含量,各處理增幅為60.53%~71.39%,其中以體積分數(shù)3.0%的處理效果最好。
2.4 不同體積分數(shù)丙三醇對小白菜抗氧化酶活性的影響
由表4可知,丙三醇各處理小白菜POD、SOD和CAT活性(以鮮重計)均顯著高于對照,但不同處理提高程度有所不同。與對照相比,各處理POD活性增幅為21.51%~54.73%;SOD活性增幅為7.89%~ 49.04%,且兩種酶活性隨丙三醇體積分數(shù)的增大而增加;CAT活性增幅為56.70%~114.44%。
3 小結(jié)與討論
徐廣輝等[7]研究發(fā)現(xiàn),當丙三醇體積分數(shù)為1.0%~3.0%時,韭菜產(chǎn)量較高,增產(chǎn)最高可達31.71%,同時1.0%的丙三醇可顯著降低韭菜硝酸鹽含量,提高可溶性蛋白質(zhì)含量。徐廣輝[10]的研究也表明,1.0%的丙三醇處理可顯著降低茄子硝酸鹽含量。基質(zhì)培養(yǎng)條件下,噴施丙三醇對小白菜品質(zhì)和產(chǎn)量均有明顯的促進效果,隨丙三醇體積分數(shù)的增加,小白菜產(chǎn)量先升高后降低,丙三醇體積分數(shù)為0.3%時小白菜產(chǎn)量最高;硝酸鹽含量與丙三醇體積分數(shù)呈負相關(guān),丙三醇處理下可溶性糖含量顯著提高,可溶性蛋白質(zhì)含量除3.0%處理外, 其余處理均顯著提高。
類黃酮等酚類物質(zhì)是所有高等植物中含有的次生代謝物,具有很強的自由基清除能力,對植物適應(yīng)環(huán)境脅迫起著重要的作用。試驗結(jié)果表明,所有處理中可溶性總酚和類黃酮含量均顯著高于對照,但各處理間差異不顯著。
SOD、POD和CAT是植物抗氧化物酶,是防御膜脂過氧化的主要酶[11],主要作用是清除植株體內(nèi)的活性氧自由基,當其作用失衡時會導(dǎo)致膜脂過氧化產(chǎn)物的積累。正常情況下SOD活性穩(wěn)定,當植物遭受逆境脅迫時,體內(nèi)超氧陰離子水平提高,SOD活性也增加,從而對植物進行保護。在清除超氧陰離子的時候,同時又有H2O2生成。H2O2可產(chǎn)生氧化能力極強的羥基自由基和單線態(tài)分子氧,這將對植物細胞造成很大的傷害,產(chǎn)生的H2O2由POD和CAT去除[12]。研究結(jié)果表明,SOD和POD活性與丙三醇體積分數(shù)呈正相關(guān),CAT活性也不同程度增加,表明通過葉面噴施丙三醇促進了SOD、POD和CAT活性氧清除酶的活性,從而提高了小白菜對逆境的抵抗能力。
綜上所述,試驗條件下葉面噴施丙三醇可提高小白菜的產(chǎn)量,改善小白菜的品質(zhì),并可增加可溶性總酚和類黃酮含量,提高活性氧清除酶SOD、POD和CAT的活性。丙三醇體積分數(shù)為0.3%時小白菜的增產(chǎn)效果最好。
參考文獻:
[1] 沈 偉.甘油的生產(chǎn)應(yīng)用現(xiàn)狀及技術(shù)開發(fā)新進展[J].廣州化工,2009,37(6):62-64.
[2] 范 凱.甘油的生產(chǎn)、應(yīng)用及國內(nèi)市場[J].現(xiàn)代化工,1996(5):33-36.
[3] 李大林,魯艷華,戴繼先,等.丙三醇處理苗木提高樟子松造林成活率試驗研究[J].河北林果研究,2002,17(4):323-324.
[4] 馬文廣,崔華威,李永平,等.不同藥劑處理對低溫逆境下煙草種子發(fā)芽和幼苗生長的影響[J].科技通報,2011,27(6):873-880.
[5] 鄭 群,呂國華,李 輝,等.CaCl2和甘油對瓜爾豆種子活力的影響[J].石河子大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2001,5(1):20-23.
[6] 傅 平,沈永梅,夏晶暉.2種液劑對梔子花的干燥效果研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,38(17):9185-9221.
[7] 徐廣輝,高志奎,李祥莉,等.葉面噴施丙三醇對韭菜硝酸鹽含量的影響[J].河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2007,30(1):13-16.
[8] 李合生,孫 群,趙世杰.植物生理生化實驗原理和技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2000.
[9] PIRIE A,MULLINS M G.Changes in anthocyanin and phenolics content of grapevine leaf and fruit tissues treated with sucrose, nitrate,and abscisic acid[J].Plant Physiology,1976,58(4):468-472.
[10] 徐廣輝.碳素對韭菜和茄子硝酸鹽含量及有關(guān)生理生化指標的影響[D].河北保定:河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2005.
[11] APEL K,HIRT H. Reactive oxygen species:Metabolism,oxidative stress, and singnal transduction[J].Annual Review of Plant Biology,2004,55:373-399.
[12] 張美萍,陜永杰,江玉珍,等.稀土微肥對鹽脅迫下黃豆幼苗抗氧化酶的影響[J].稀土,2009,30(6):53-56.