京尼平苷對(duì)蘿卜光合反應(yīng)及生物量的影響

錢(qián)善勤+陳剛+朱梅+莊國(guó)昌+朱建文+朱潛榮

摘要： 為了研究京尼平苷對(duì)蘿卜光合反應(yīng)及生物量的影響，采用0、10、25、50、100 mg/L的京尼平苷水溶液噴施蘿卜幼苗，并測(cè)定處理后蘿卜葉片光合速率，葉片葉綠素含量SPAD值，莖葉及塊根的鮮干質(zhì)量、含水率，結(jié)果顯示：京尼平苷能有效促進(jìn)蘿卜葉片光合速率及葉綠素含量SPAD值的提高，促進(jìn)地上部莖葉和地下塊根生物量的增加，且對(duì)塊根中光合產(chǎn)物的積累具有更為顯著的作用，從而達(dá)到促進(jìn)蘿卜收獲產(chǎn)量的增加。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，低質(zhì)量濃度（25 mg/L）對(duì)蘿卜生長(zhǎng)的促進(jìn)作用顯著，高質(zhì)量濃度（100 mg/L）京尼平苷的促進(jìn)效果不顯著。

關(guān)鍵詞： 京尼平苷；蘿卜；光合反應(yīng)；光合速率；SPAD值

中圖分類(lèi)號(hào)： S482.8；S631.101 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2016）03-0171-03

京尼平苷是從茜草科植物梔子（Gardenia jasminoides Ellis）中提取出的一種環(huán)烯醚萜葡萄糖苷[1-2]，無(wú)毒，易溶于水。京尼平苷除可用作食用色素、生物檢測(cè)顯色劑和生物材料交聯(lián)劑或生物載體外[3-4]，還具有鎮(zhèn)痛降壓、抑菌抗炎等功效[5-8]。隨著研究的深入，京尼平苷已在醫(yī)藥、生物檢測(cè)、農(nóng)業(yè)和生物醫(yī)學(xué)技術(shù)等方面得到廣泛應(yīng)用[6]。

京尼平苷具有很強(qiáng)的生理活性，是迄今人們發(fā)現(xiàn)的天然含量最高的植物激素，可用作生根促進(jìn)劑和作物增產(chǎn)劑，促進(jìn)多種不易生根植物的插穗生根，提高扦插成活率[9]。利用京尼平苷制成的一系列新型復(fù)方增產(chǎn)劑，先后對(duì)小麥、棉花、黃瓜等農(nóng)作物進(jìn)行了試驗(yàn)，增產(chǎn)效果明顯，平均增產(chǎn)30%左右[9-12]。京尼平苷使用安全方便，其降解產(chǎn)物無(wú)毒副作用，因而受到日益關(guān)注。為了研究京尼平苷對(duì)蔬菜生長(zhǎng)的影響，本試驗(yàn)選取蘿卜作為試驗(yàn)材料，研究不同質(zhì)量濃度京尼平苷對(duì)蘿卜光合反應(yīng)及生物量的影響，以探明京尼平苷是否對(duì)蘿卜的生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用，為京尼平苷在蔬菜生產(chǎn)上的進(jìn)一步應(yīng)用提供理論與實(shí)踐依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)所用京尼平苷由廣西山云生化科技有限公司惠贈(zèng)（純度>98%），蘿卜（Raphanus sativus L.）品種為揚(yáng)州園白，種子購(gòu)于揚(yáng)州揚(yáng)子種業(yè)有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 播種及田間管理 試驗(yàn)在揚(yáng)州大學(xué)實(shí)驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)大棚內(nèi)進(jìn)行。2013年11月1日上午進(jìn)行翻耕，施用適量的復(fù)合肥，再翻耕，平整。11月11日下午播種，澆水。11月15日上午蘿卜出芽。12月15日在蘿卜幼苗生長(zhǎng)至2～3葉時(shí)，對(duì)蘿卜進(jìn)行間苗，并使其均勻分布，生長(zhǎng)密度適宜，光照均等。

1.2.2 試驗(yàn)處理方法 將蘿卜按種植區(qū)域等面積隨機(jī)分成5組，每組再分為2個(gè)等面積平行處理，在2014年1月15日和2月15日分別用0（對(duì)照）、10、25、50、100 mg/L 的京尼平苷溶液分別對(duì)蘿卜進(jìn)行每組噴灑500 mL試液處理，保證每組噴灑相同劑量的京尼平苷溶液；2014年4月1日收獲蘿卜并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)定。

1.2.3 蘿卜生物量、葉綠素SPAD值及光合速率的測(cè)定 生物量的測(cè)定：對(duì)于5組蘿卜每種質(zhì)量濃度處理分別隨機(jī)采取6株樣品，共選取30株樣品。將所選樣品帶到實(shí)驗(yàn)室，清凈晾干。將蘿卜的枝葉和塊根分開(kāi)，分別測(cè)定每株樣品的全株鮮質(zhì)量、地上部分鮮質(zhì)量、地下塊根的鮮質(zhì)量，將其放入烘箱105 ℃殺青30 min，然后80 ℃烘干過(guò)夜，測(cè)其干質(zhì)量，同時(shí)計(jì)算其根冠比和含水率。

葉片光合速率的測(cè)定[13-14]：取蘿卜的固定葉片的固定部位，采用LI-6400XT便攜式光合作用測(cè)定系統(tǒng)分別測(cè)定各處理的葉片光合速率。

葉綠素SPAD值的測(cè)定[15]：取蘿卜的固定葉片的固定部位，用SPAD-502葉綠素測(cè)定儀分別測(cè)定各處理葉片的葉綠素SPAD值。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理與分析 用Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，用方差分析軟件對(duì)其進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 京尼平苷對(duì)蘿卜葉片光合速率的影響

植物葉片光合速率與植物的生長(zhǎng)有密切關(guān)系，反映了植物光合物質(zhì)積累的速率[13-14]。從圖1可以看出，不同質(zhì)量濃度京尼平苷處理的蘿卜葉片光合速率均大于對(duì)照，隨著質(zhì)量濃度的增大，葉片光合反應(yīng)速率呈現(xiàn)先增大后降低的趨勢(shì)。在京尼平苷質(zhì)量濃度為0 mg/L（對(duì)照）時(shí)達(dá)到極小值 19.2 μmol/（m2·s），在25 mg/L時(shí)達(dá)到最大值 24.0 μmol/（m2·s），隨后光合速率呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，葉片光合作用速率在京尼平苷質(zhì)量濃度為100 mg/L時(shí)下降到 19.8 μmol/（m2·s），京尼平苷的促進(jìn)效果較為明顯。由此可見(jiàn)，京尼平苷在低質(zhì)量濃度（25 mg/L）時(shí)對(duì)葉片光合反應(yīng)速率的促進(jìn)效果最為明顯。

2.2 京尼平苷對(duì)蘿卜葉片葉綠素SPAD值的影響

葉綠素是高等植物葉片的主要光合色素，葉綠素含量的高低對(duì)植物的光合反應(yīng)以及植物的生長(zhǎng)狀態(tài)具有重要的意義[15]。植物葉片SPAD值反映了植物葉綠素含量的相對(duì)大小，已成為一種用于評(píng)價(jià)植被長(zhǎng)勢(shì)的有效手段[16-18]。

由圖2可知，經(jīng)方差分析，在不同質(zhì)量濃度京尼平苷溶液處理下蘿卜葉片中的葉綠素SPAD值均高于對(duì)照，且SPAD值隨京尼平苷質(zhì)量濃度的增大呈現(xiàn)先增大后降低的趨勢(shì)。在0 mg/L時(shí)SPAD值達(dá)極小值36.3，蘿卜葉片SPAD值在京尼平苷質(zhì)量濃度為25 mg/L時(shí)達(dá)到最大值41.8后，SPAD值開(kāi)始呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，葉片葉綠素SPAD值在京尼平苷質(zhì)量濃度為100 mg/L時(shí)下降到37.6。結(jié)果說(shuō)明京尼平苷處理對(duì)蘿卜葉片葉綠素相對(duì)含量SPAD值具有顯著的促進(jìn)作用。

2.3 京尼平苷對(duì)蘿卜鮮質(zhì)量的影響

鮮質(zhì)量是是蘿卜生長(zhǎng)的重要指標(biāo)，是生物量的主要參數(shù)。本試驗(yàn)分別測(cè)定了蘿卜莖葉、塊根及全株的鮮質(zhì)量，研究京尼平苷分別對(duì)莖葉與塊根生長(zhǎng)的影響。

塊根是蘿卜主要的收獲器官，是光合反應(yīng)物質(zhì)存儲(chǔ)的主要器官。從圖3可見(jiàn)，不同質(zhì)量濃度京尼平苷對(duì)蘿卜塊根的鮮質(zhì)量均有促進(jìn)作用，隨著質(zhì)量濃度的增大呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。塊根鮮質(zhì)量在對(duì)照處理時(shí)達(dá)到極小值9.2 g/株，在25 mg/L時(shí)達(dá)到最大值19.1 g/株后，隨后呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，在京尼平苷質(zhì)量濃度為100 mg/L時(shí)下降到11.5 g/株。

莖葉是蘿卜主要的光合反應(yīng)器官。由圖3可知，用京尼平苷處理過(guò)的蘿卜地上部鮮質(zhì)量均比對(duì)照組高。隨著京尼平苷濃度的增大，莖葉鮮質(zhì)量呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。在京尼平苷質(zhì)量濃度為0 mg/L時(shí)達(dá)到極小值77.2 g/株，莖葉鮮質(zhì)量在為25 mg/L時(shí)達(dá)到最大值125.6 g/株后開(kāi)始呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，在京尼平苷質(zhì)量濃度為100 mg/L時(shí)下降到102.3 g/株，京尼平苷的促進(jìn)效果較為明顯。

由圖3可見(jiàn)，京尼平苷對(duì)蘿卜莖葉、塊根和全株鮮質(zhì)量具有相似的促進(jìn)趨勢(shì)，表明京尼平苷對(duì)蘿卜產(chǎn)量具有顯著促進(jìn)作用，均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在25 mg/L時(shí)達(dá)到最大值。

2.4 京尼平苷對(duì)蘿卜干質(zhì)量的影響

干質(zhì)量表征蘿卜干物質(zhì)的累積，表征其光合產(chǎn)物的積累程度。從圖4可見(jiàn)，京尼平苷對(duì)蘿卜莖葉及塊根的干質(zhì)量均有促進(jìn)作用，且具有同樣的趨勢(shì)，均隨著質(zhì)量濃度的增大呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，且均在質(zhì)量濃度為25 mg/L時(shí)達(dá)到最大值。蘿卜塊根在京尼平苷質(zhì)量濃度為0 mg/L時(shí)達(dá)到極小值0.9 g/株，蘿卜塊根干質(zhì)量在京尼平苷質(zhì)量濃度為 25 mg/L 時(shí)達(dá)到最大值1.8 g/株后，干質(zhì)量開(kāi)始呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，在京尼平苷質(zhì)量濃度為100 mg/L時(shí)下降到1.1 g/株，效果較為明顯，說(shuō)明用GD處理有利于蘿卜塊根干物質(zhì)的積累，從而有利于蘿卜產(chǎn)量的提高。

由圖4可知，京尼平苷對(duì)莖葉干質(zhì)量的影響和鮮質(zhì)量類(lèi)似，經(jīng)方差分析，隨著京尼平苷質(zhì)量濃度的增大，蘿卜莖葉干質(zhì)量依次呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，其中蘿卜莖葉干質(zhì)量在京尼平苷質(zhì)量濃度為25 mg/L時(shí)達(dá)到最大值10.3 g/株，在京尼平苷質(zhì)量濃度為0 mg/L時(shí)達(dá)到極小值5.7 g/株，蘿卜莖葉干質(zhì)量在京尼平苷質(zhì)量濃度為25 mg/L時(shí)達(dá)到最大值 10.3 g/株后，干質(zhì)量開(kāi)始呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，在京尼平苷質(zhì)量濃度為100 mg/L時(shí)下降到7.2 g/株，效果較為明顯，說(shuō)明用京尼平苷處理有利于蘿卜莖葉干物質(zhì)的積累。

由圖4可知，京尼平苷對(duì)蘿卜地上莖葉部分和地下塊根干物質(zhì)的積累均具有顯著作用，可見(jiàn)京尼平苷對(duì)蘿卜的光合反應(yīng)具有促進(jìn)作用，從而促進(jìn)其干物質(zhì)的積累。

2.5 京尼平苷對(duì)蘿卜含水率的影響

通過(guò)對(duì)蘿卜地上部分、地下部分含水率的研究，探討京尼平苷處理是否會(huì)影響蘿卜植株的水分含量。由圖5可見(jiàn)，不同質(zhì)量濃度的京尼平苷處理雖然對(duì)蘿卜塊根及莖葉的含水率有一定的影響，但通過(guò)方差分析，并未發(fā)現(xiàn)有顯著差異。說(shuō)明京尼平苷處理對(duì)蘿卜塊根含水率沒(méi)有顯著影響。京尼平苷對(duì)蘿卜塊根生物量的增加是由于促進(jìn)了其干物質(zhì)的積累。

2.6 京尼平苷對(duì)蘿卜根冠比的影響

根冠比是指植物地下部分與地上部分生物量的比例，塊根是蘿卜的主要收獲器官，也是葉片光合產(chǎn)物的主要儲(chǔ)存器官，研究京尼平苷對(duì)蘿卜根冠比的影響就是探討京尼平苷是否能夠促進(jìn)光合產(chǎn)物向塊根中積累，對(duì)地上地下部分的促進(jìn)作用是否等同。

由圖6可見(jiàn)，京尼平苷對(duì)蘿卜的根冠比均具有顯著的促進(jìn)作用，由此可見(jiàn)，京尼平苷確實(shí)能夠促進(jìn)光合物質(zhì)向貯藏器官中的累積。低質(zhì)量濃度京尼平苷對(duì)根冠比有顯著促進(jìn)作用。由此可見(jiàn)，京尼平苷能促進(jìn)蘿卜中光合產(chǎn)物在塊根中的累積。特別是25 mg/L質(zhì)量濃度時(shí)對(duì)促進(jìn)光合產(chǎn)物向塊根中的輸送具有顯著作用。無(wú)論對(duì)于鮮質(zhì)量，還是對(duì)于干物質(zhì)的積累均具有顯著的作用。

3 討論

塊根是蘿卜的收獲器官，也是蘿卜光合產(chǎn)物存儲(chǔ)器官，在本研究中發(fā)現(xiàn)，京尼平苷對(duì)蘿卜塊根的鮮質(zhì)量和干質(zhì)量均具有顯著的促進(jìn)作用，即對(duì)蘿卜生物量及干物質(zhì)的積累均具有顯著的作用，促進(jìn)了光合產(chǎn)物在體內(nèi)的累積。同時(shí)京尼平苷處理對(duì)蘿卜莖葉及塊根的含水率并沒(méi)有顯著影響，同時(shí)通過(guò)蘿卜根冠比的影響發(fā)現(xiàn)，京尼平苷處理能夠顯著提高蘿卜根冠比?？梢?jiàn)，京尼平苷對(duì)促進(jìn)光合產(chǎn)物在塊根中的存儲(chǔ)具有顯著作用。京尼平苷能夠顯著促進(jìn)蘿卜葉片的葉綠素含量及光合速率，可見(jiàn)京尼平苷促進(jìn)了葉片的光合反應(yīng)速率以及葉片葉綠素含量，從而提高了葉片單位時(shí)間內(nèi)光合產(chǎn)物的量，使得葉片中光合產(chǎn)物積累增加。在研究中發(fā)現(xiàn)，京尼平苷對(duì)蘿卜生長(zhǎng)的促進(jìn)作用不是呈線性變化，而是隨著質(zhì)量濃度升高呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，在25 mg/L時(shí)達(dá)到最顯著效果。

本研究結(jié)果表明，京尼平苷對(duì)蘿卜的生長(zhǎng)和產(chǎn)量的提高具有明顯的促進(jìn)作用，京尼平苷通過(guò)促進(jìn)蘿卜葉片光合速率與葉片葉綠素含量的提高，從而促進(jìn)光合反應(yīng)合成物質(zhì)的生成，促進(jìn)光合反應(yīng)合成物質(zhì)在塊根中的累積，同時(shí)也提高了蘿卜的根冠比，但對(duì)含水率沒(méi)有顯著影響。由于本試驗(yàn)從京尼平苷的處理到取樣測(cè)定時(shí)間較短，取樣時(shí)蘿卜并未達(dá)到收獲標(biāo)準(zhǔn)。因此本試驗(yàn)也只是獲得了一個(gè)初步的結(jié)果，對(duì)于京尼平苷對(duì)蘿卜具體的增產(chǎn)效果以及增產(chǎn)的機(jī)理還有待進(jìn)一步的研究。

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