臭氧水澆灌對(duì)韭菜幼苗抗氧化酶活性及營(yíng)養(yǎng)成分的影響

宋琎楠 陸啟環(huán) 王中新 王雅琦 楊洪兵

摘 要： 以大棚韭菜為試驗(yàn)材料，采用1.0 mg·L-1臭氧水澆灌處理，測(cè)定韭菜幼苗氮含量、葉綠素含量、SOD活性、POD活性、CAT活性、水分含量、維生素C含量、總蛋白含量、可溶性糖含量和礦質(zhì)元素含量等指標(biāo)，研究臭氧水澆灌對(duì)韭菜幼苗抗氧化酶活性及營(yíng)養(yǎng)成分的影響。結(jié)果表明，臭氧水澆灌使韭菜葉片葉綠素含量和SPAD值顯著增加，分別比對(duì)照增加了49.06%和21.34%；SOD、POD和CAT活性顯著增加，分別比對(duì)照增加了85.92%、108.09%和66.16%；維生素C含量、可溶性糖含量及Ca、Fe、Mn含量顯著增加，分別比對(duì)照增加了27.41%、20.61%及33.13%、15.79%、67.45%。說(shuō)明臭氧水澆灌不但提高了韭菜幼苗的光合能力和抗逆能力，還可以明顯提高韭菜營(yíng)養(yǎng)和品質(zhì)。

關(guān)鍵詞： 韭菜；臭氧水；澆灌；抗逆性；營(yíng)養(yǎng)；品質(zhì)

Abstract： The greenhouse leek was used as experimental material and was irrigated with ozone water at 1.0 mg·L-1. The effects of ozone water irrigating on antioxidant enzyme activity and nutrients of leek seedlings were studied through measuring indexes of the content of N and chlorophyll， the activity of SOD， POD and CAT， the content of water， vitamin C， total protein， soluble sugar and mineral elements of leek seedlings. The results showed that compared with the control， the content of chlorophyll and SPAD value in leek leaves was increased significantly by 49.06% and 21.34% respectively， and the activity of SOD， POD and CAT was increased significantly by 85.92%， 108.09% and 66.16% respectively and the content of vitamin C， soluble sugar， Ca， Fe and Mn was increased significantly， which was increased by 27.41%， 20.61%， 33.13%， 15.79% and 67.45% respectively. It indicated that the irrigation of ozone water could not only improve the photosynthetic capability and stress resistant capability of leek seedlings， but also obviously improve the nutrients and quality of leek.

Key words： Leek； Ozone water irrigation； Stress resistance； Nutrients； Quality

韭菜（Allium tuberosum Rottl. ex Spr.），屬百合科（Liliaceae）多年生草本植物，具有特殊強(qiáng)烈氣味，具有一定藥用價(jià)值，是一種味道鮮美的蔬菜。近年來(lái)，越來(lái)越多的韭菜種植戶(hù)使用農(nóng)藥防治病蟲(chóng)害，尤其是韭菜遲眼蕈蚊幼蟲(chóng)，又稱(chēng)為韭蛆，是我國(guó)韭菜安全生產(chǎn)的主要限制因子[1]?；瘜W(xué)農(nóng)藥本身毒副作用較大，而且使用效果越來(lái)越差，找到一條有效的防治方法來(lái)提高韭菜產(chǎn)量和品質(zhì)是該產(chǎn)業(yè)亟待迫切解決的問(wèn)題[2]。通過(guò)使用臭氧水澆灌韭菜，可以減少韭菜生產(chǎn)上對(duì)農(nóng)藥使用的依賴(lài)。研究表明，臭氧具有強(qiáng)氧化能力，可以通過(guò)氧化反應(yīng)殺滅細(xì)菌、真菌和病毒等微生物，臭氧水施用后40 min左右會(huì)分解為氧氣和水，具有安全無(wú)毒、無(wú)刺激性的優(yōu)點(diǎn)[3]，臭氧處理還可以去除蔬菜上的農(nóng)藥殘留等有害物質(zhì)[4]。目前臭氧水影響果蔬的研究多集中于保鮮和殺菌作用，而對(duì)施用后影響果蔬生理和營(yíng)養(yǎng)方面的報(bào)道較少，筆者以大棚韭菜為試材，采用臭氧水澆灌處理，測(cè)定韭菜幼苗相關(guān)生理和營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)，探討臭氧水澆灌對(duì)韭菜幼苗抗氧化酶活性及營(yíng)養(yǎng)成分的影響，為提高有機(jī)韭菜營(yíng)養(yǎng)和品質(zhì)研究提供一定依據(jù)。

1 材料及方法

1.1 材料及處理

供試大棚韭菜‘大金鉤由山東省高密市五龍河農(nóng)場(chǎng)農(nóng)業(yè)科技有限公司提供，2017年3月進(jìn)行試驗(yàn)，每個(gè)大棚面積為500 m2，韭菜幼苗株行距約10 cm×20 cm。韭菜收割后對(duì)土壤澆灌1.0 mg×L-1臭氧水，至韭菜根部土壤澆透為止，澆灌等量自來(lái)水地塊為對(duì)照，晝夜溫度18 ℃/10 ℃，相對(duì)濕度60%左右，韭菜生長(zhǎng)25 d后，隨機(jī)取樣，3次重復(fù)（每重復(fù)10株），測(cè)定韭菜幼苗葉片相關(guān)生理和營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)。

1.2 試驗(yàn)方法

采用PJ-4N型植物營(yíng)養(yǎng)測(cè)定儀測(cè)定葉片氮含量（ω，后同）和SPAD值；參照汪希堯[5]的方法測(cè)定葉綠素含量（ω，后同）；采用NBT光還原法測(cè)定SOD活性[6]；參照劉筱等[7]的方法測(cè)定POD活性；參照何冰等[8]的方法測(cè)定CAT活性；參照張志良和瞿偉菁[9]的方法測(cè)定水分含量（ω，后同）；參照王艷穎等[10]高效液相色譜法（HPLC）測(cè)定維生素C含量（ω，后同）；參照曾碧濤等[11]的方法測(cè)定總蛋白含量（ω，后同）；參照郭曉蕾等[12]方法測(cè)定可溶性糖含量（ω，后同）；參照董志剛[13]的方法測(cè)定礦質(zhì)元素含量（ω，后同）。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Office 2003 Excel軟件成組數(shù)據(jù)T檢驗(yàn)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 臭氧水澆灌對(duì)韭菜葉片氮含量、葉綠素含量和SPAD值的影響

SPAD值可直接反映葉綠素含量，它是采用光電無(wú)損檢測(cè)方法來(lái)測(cè)定的，但它表示的只是植物葉片中葉綠素含量，而傳統(tǒng)的分光光度法所測(cè)量的葉綠素含量更為精確。表1所示，臭氧水澆灌后韭菜葉片氮含量增加幅度較小，與對(duì)照無(wú)顯著差異；葉片葉綠素含量和SPAD值均顯著增加，分別比對(duì)照增加了49.06%和21.34%，說(shuō)明澆灌臭氧水有利于韭菜葉片光合能力的提高。

2.2 臭氧水澆灌對(duì)韭菜葉片抗氧化酶活性的影響

表2可見(jiàn)，臭氧水澆灌后，韭菜葉片SOD、POD和CAT活性均顯著增加，分別比對(duì)照增加了85.92%、108.09%和66.16%，POD活性增加幅度最大。說(shuō)明臭氧水澆灌能夠明顯增加韭菜葉片抗氧化酶活性，從而提高了韭菜幼苗的抗逆性。

2.3 臭氧水澆灌對(duì)韭菜葉片水分含量和維生素C含量的影響

人體本身無(wú)法合成維生素C，只能從食物中攝取。表3可見(jiàn)，臭氧水澆灌后，韭菜葉片維生素C含量顯著增加，比對(duì)照增加了27.41%；而水分含量增加幅度較小，與對(duì)照無(wú)顯著差異，說(shuō)明臭氧水處理對(duì)韭菜葉片水分含量影響較小。

2.4 臭氧水澆灌對(duì)韭菜葉片總蛋白和可溶性糖含量的影響

總蛋白和可溶性糖含量是衡量果蔬品質(zhì)的重要標(biāo)準(zhǔn)，含糖量高的蔬菜水果具有較好的口感，尤其受到消費(fèi)者的喜愛(ài)，而蛋白質(zhì)更是人體內(nèi)不可或缺的基礎(chǔ)物質(zhì)。如表4所示，臭氧水澆灌后韭菜葉片可溶性糖含量顯著增加，比對(duì)照增加了20.61%；而總蛋白含量增加幅度較小，與對(duì)照無(wú)顯著差異，說(shuō)明臭氧水處理對(duì)韭菜葉片總蛋白含量影響較小。

2.5 臭氧水澆灌對(duì)韭菜葉片礦質(zhì)元素含量的影響

表5可見(jiàn)，臭氧水澆灌后，韭菜葉片B含量增加幅度較小，與對(duì)照無(wú)顯著差異；而Ca、Fe和Mn含量均顯著增加，分別比對(duì)照增加了33.13%、15.79%和67.45%，其中Mn含量增加幅度最大。

3 討論與結(jié)論

葉綠素含量高低是反應(yīng)植物光合作用強(qiáng)弱的重要指標(biāo)[14]，也是反映植物健康狀況的標(biāo)準(zhǔn)[15]；葉綠素含量可通過(guò)傳統(tǒng)分光光度法和SPAD值法2種方法測(cè)量[16]。本試驗(yàn)中，臭氧水澆灌后韭菜葉片葉綠素含量和SPAD值均顯著增加，很可能是臭氧水澆灌對(duì)葉綠素的合成有促進(jìn)作用，說(shuō)明澆灌臭氧水可以明顯提高韭菜葉片的光合能力。

植物體內(nèi)代謝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生多余的活性氧，需要通過(guò)有關(guān)的酶類(lèi)來(lái)清除，這些酶主要有超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過(guò)氧化物酶（peroxidase，POD）和過(guò)氧化氫酶（catalase，CAT）等[17]；SOD、POD和CAT被稱(chēng)為植物保護(hù)酶，植物在逆境中時(shí)，它們會(huì)共同協(xié)調(diào)清除植物體內(nèi)自由基，從而保護(hù)膜系統(tǒng)[18]。本試驗(yàn)中，臭氧水澆灌后韭菜葉片SOD、POD和CAT活性均顯著增加，其中POD活性增加幅度最大，說(shuō)明臭氧水澆灌能夠明顯增加韭菜幼苗的抗氧化酶活性，從而提高了韭菜幼苗的抗逆能力。臭氧水澆灌可能引起植株產(chǎn)生抗氧化的自身應(yīng)答，導(dǎo)致抗氧化酶基因的表達(dá)量增加，從而提高了相關(guān)酶的活性。

維生素C又稱(chēng)為抗壞血酸，是生物體代謝中的關(guān)鍵角色，主要參與氨基酸代謝、神經(jīng)遞質(zhì)和膠原蛋白細(xì)胞間質(zhì)合成等[19]；維生素C是一種具有強(qiáng)還原性的水溶性物質(zhì)，能夠減輕自由基對(duì)人體的傷害，并可提高人體免疫力[20]。臭氧水澆灌后韭菜葉片維生素C含量顯著增加，可以增加韭菜的抵抗力，這與臭氧水澆灌后增加韭菜的抗逆能力相輔相成。

可溶性糖是植物體內(nèi)的能源物質(zhì)，是最便捷的能量補(bǔ)給源[21]，它直接決定植物的內(nèi)在品質(zhì)。礦質(zhì)元素對(duì)維護(hù)人體健康具有重要作用，它們不能在人體內(nèi)合成，只能從食物中攝取[22]；植物含有許多礦質(zhì)元素，這些礦質(zhì)元素主要是根系從土壤中吸收來(lái)的[23]。礦質(zhì)元素與生物體生長(zhǎng)息息相關(guān)，人體必需大量元素主要有C、H、O、N、P、S、K、Ca等，它們?cè)谌梭w中行使重要生理功能，對(duì)人體健康起到積極的作用[24]。本試驗(yàn)中臭氧水澆灌后韭菜葉片可溶性糖含量及Ca、Fe、Mn含量均顯著增加，其中Mn含量增加幅度最大，說(shuō)明臭氧水澆灌可明顯提高韭菜的營(yíng)養(yǎng)和品質(zhì)。韭菜葉片礦質(zhì)元素含量增加可能與臭氧水處理增強(qiáng)韭菜根系吸收能力有關(guān)。

綜上所述，臭氧水澆灌顯著增加韭菜葉片葉綠素含量，提高韭菜葉片的光合能力；顯著增加韭菜葉片SOD、POD和CAT活性，提高韭菜幼苗的抗逆能力；還能顯著增加韭菜葉片維生素C含量、可溶性糖含量及Ca、Fe、Mn含量。說(shuō)明臭氧水澆灌可明顯提高韭菜的營(yíng)養(yǎng)和品質(zhì)。

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