氨基多糖水溶肥對青蘿卜生長、品質(zhì)性狀及抗氧化酶活性的影響

王瑋 程瑞 吳傳萬 汪國蓮 王林闖 梁雙林 趙建鋒

摘要：以江蘇淮安地方青蘿卜品種紫芽青為材料，在蘿卜“破肚”后噴施氨基多糖水溶肥，研究不同濃度的氨基多糖水溶肥處理對青蘿卜生長、品質(zhì)及抗氧化酶活性的影響。結(jié)果表明，適宜濃度的氨基多糖水溶肥處理可以增加青蘿卜肉質(zhì)根莖粗、地上部鮮質(zhì)量和肉質(zhì)根鮮質(zhì)量，提高蘿卜的根冠比;增強(qiáng)蘿卜葉片的抗氧化酶活性，降低MDA的含量，提高植株對逆境的抗性;提高蘿卜肉質(zhì)根中可溶性總糖、干物質(zhì)、可溶性蛋白、維生素C的含量，降低有機(jī)酸含量。不同濃度處理均以100 mg/mL效果最好，200 mg/mL處理反而對肉質(zhì)根鮮質(zhì)量及根冠比的增加有一定的抑制作用。由此可見，適宜濃度的氨基多糖水溶肥處理可以促進(jìn)青蘿卜肉質(zhì)根生長，提高根冠比，增強(qiáng)植株對逆境的抗性，改善蘿卜品質(zhì)性狀，在水果蘿卜高效栽培中具有一定的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：氨基多糖;蘿卜;抗氧化酶;品質(zhì)性狀;生長發(fā)育

中圖分類號： S631.106 ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號：1002-1302（2021）09-0095-05

蘿卜是原產(chǎn)于我國的一類重要蔬菜，在我國的栽培歷史悠久，據(jù)文字記載有2 700多年的歷史[1]，無論是常年食用、藥用，還是救災(zāi)救荒，或在特別困難時(shí)期食不果腹時(shí)，蘿卜都起到過十分重要的作用。青蘿卜，又稱綠皮蘿卜、水果蘿卜，其品質(zhì)新鮮、皮色翠綠、口感脆嫩多汁、甘甜微辣，既可熟食，也可鮮食，因此，格外受到市場追捧。隨著農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)調(diào)整和人民對生活品質(zhì)要求的提高，我國蘿卜生產(chǎn)面臨著新的發(fā)展機(jī)遇，營養(yǎng)價(jià)值高、品質(zhì)性狀優(yōu)良、可供鮮食的品種越來越受到民眾的歡迎。

氨基多糖又稱糖胺聚糖、黏多糖，是雜多糖的一種，最早在哺乳動物體內(nèi)發(fā)現(xiàn)，主要存在于高等動物的結(jié)締組織中[2]。甲殼素（幾丁聚糖）是一類天然高分子聚合物，結(jié)構(gòu)上屬于氨基多糖，在自然界中廣泛存在于節(jié)肢動物等低等生物中，每年生命合成資源可達(dá)2 000億t，是地球上第2大天然生物質(zhì)資源[3]。甲殼素脫N-乙?；蟪蔀闅ぞ厶?。目前，這一類物質(zhì)已被廣泛應(yīng)用于食品添加劑、生物制藥、環(huán)保、飼料等多個(gè)領(lǐng)域[4-6]。在農(nóng)業(yè)上氨基多糖類物質(zhì)的應(yīng)用前景同樣較為廣泛，相關(guān)報(bào)道主要集中在作物生長調(diào)控[7-9]、貯藏保鮮[10-12]、土壤改良[13]、抗性誘導(dǎo)[14]等方面。近年來，水溶性肥料因具有溶解性好、易被植物直接吸收、肥料利用率高的顯著優(yōu)勢，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中逐漸受到關(guān)注。同時(shí)，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展中面臨的水資源短缺和肥料利用率低的問題日趨嚴(yán)重，“節(jié)水減肥”的水肥一體化正成為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的重要方向。本試驗(yàn)以江蘇淮安本地青蘿卜品種紫芽青為材料，研究不同濃度的氨基多糖水溶肥處理對青蘿卜生長、品質(zhì)及抗氧化酶活性的影響，旨在為改善青蘿卜營養(yǎng)品質(zhì)、調(diào)控生理代謝以及促進(jìn)蘿卜高效栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2018年下半年于江蘇省淮安市現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技綜合創(chuàng)新基地進(jìn)行。蘿卜使用經(jīng)提純復(fù)壯后的紫芽青蘿卜（江蘇徐淮地區(qū)淮陰農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供）。供試藥劑氨基多糖水溶肥由江蘇雙林海洋生物藥業(yè)有限公司生產(chǎn)提供，質(zhì)量濃度≥20 g/L，產(chǎn)品形態(tài)為水劑。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用單因素隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)。共設(shè)4個(gè)處理，每個(gè)處理3次重復(fù)，共12個(gè)小區(qū)，每小區(qū)面積14 m2（7 m×2 m），小區(qū)之間設(shè)保護(hù)行。蘿卜做畦，穴播2～3粒種子，株距35 cm，行距40 cm，常規(guī)管理，齊苗時(shí)進(jìn)行間苗，蘿卜“破肚”期時(shí)再間苗1次。按照壯苗標(biāo)準(zhǔn)，最終每小區(qū)僅選留長勢一致的幼苗100株。將氨基多糖水溶肥分別用水稀釋為低、中、高3個(gè)濃度梯度：50 mg/mL（A）、100 mg/mL（B）和200 mg/mL（C），每個(gè)濃度梯度為1個(gè)處理，以清水處理為空白對照，于蘿卜“破肚”后5 d時(shí)對準(zhǔn)植株葉面均勻噴施，每隔5 d噴1次，共噴3次，每小區(qū)噴施1 L，噴施量以葉面濕潤不產(chǎn)生徑流為準(zhǔn)。分別于處理結(jié)束后的5、10、20、30 d時(shí)測定不同處理蘿卜的植物學(xué)性狀，于處理后20 d時(shí)每個(gè)小區(qū)選取10株生長一致的植株，取同一位置復(fù)葉中間小葉放入冰盒，帶回實(shí)驗(yàn)室用于測定丙二醛（MDA）含量及超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、過氧化物酶（POD）活性。蘿卜收獲后每處理隨機(jī)取肉質(zhì)根3根用于測定肉質(zhì)根品質(zhì)相關(guān)指標(biāo)。

1.3 測定指標(biāo)與方法

1.3.1 植物學(xué)性狀測定 每個(gè)處理隨機(jī)選取3株，測定其肉質(zhì)根莖粗、地上部鮮質(zhì)量、地下部鮮質(zhì)量，并計(jì)算根冠比。

1.3.2 丙二醛（MDA）含量測定 丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法[15]測定，以nmol/g表示。

1.3.3 抗氧化酶活性測定 取0.5 g葉片，加入預(yù)冷的0.05 mol/L的磷酸緩沖液（pH值7.8），冰上研磨，定容至8 mL。使用高速離心機(jī)10 000 r/min低溫離心10 min，取上清液用于后續(xù)酶活性測定。超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍(lán)四唑（NBT）法[16]測定，以氮藍(lán)四唑（NBT）光還原50%為1個(gè)酶活單位（U），酶活性單位以U/g表示。過氧化氫酶（CAT）活性采用過氧化氫比色法[16]測定，以1 min D240 nm變化0.01為1個(gè)酶活性單位（U），酶活性以U/（g·min）表示。過氧化物酶（POD）活性采用愈創(chuàng)木酚法[16]測定，以1 min D470 nm變化0.01為1個(gè)酶活性單位，酶活性以U/（g·min）表示。

1.3.4 肉質(zhì)根品質(zhì)指標(biāo)的測定 蘿卜肉質(zhì)根達(dá)到商品性狀后及時(shí)收獲，收獲時(shí)每處理取樣3株，測定肉質(zhì)根中的可溶性總糖、干物質(zhì)、可溶性蛋白、維生素C、有機(jī)酸、葉綠素的含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

原始數(shù)據(jù)使用Excel 2010進(jìn)行平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤計(jì)算，采用DPS v14.10高級版對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，使用SigmaPlot 12.0軟件進(jìn)行制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 對肉質(zhì)根莖粗的影響

由表1可知，不同處理的蘿卜肉質(zhì)根莖粗均隨著生育期的增加而逐漸增加，處理20 d后莖粗增長速度明顯加快，處理30 d時(shí)肉質(zhì)根已達(dá)膨大盛期。高濃度氨基多糖（C）處理下蘿卜肉質(zhì)根莖粗初期（5 d）增加較快，處理10 d后增長幅度明顯減弱，處理30 d時(shí)肉質(zhì)根莖粗低于對照。中濃度處理（B）5 d 時(shí)肉質(zhì)根莖粗與其他處理無顯著差異，處理 10 d 后肉質(zhì)根莖粗顯著大于對照及高濃度處理（C）（P<0.05），并一直保持到肉質(zhì)根膨大盛期（30 d），較對照增加了5.07%。

2.2 對地上部鮮質(zhì)量的影響

由表2可知，隨著生育期延長，不同處理蘿卜地上部鮮質(zhì)量逐漸增加，處理后10～20 d時(shí)地上部鮮質(zhì)量增加最快，處理20 d 后鮮質(zhì)量增加趨勢明顯變緩。低濃度氨基多糖水溶肥處理（A）不同時(shí)期的蘿卜鮮質(zhì)量均明顯高于對照，且顯著高于高濃度處理（除處理當(dāng)天外），處理30 d時(shí)的地上部鮮質(zhì)量比對照增加了4.75%。中濃度處理（B）前10 d地上部鮮質(zhì)量增加最快，處理20 d后鮮質(zhì)量增長緩慢，低于A處理，處理30 d時(shí)與對照無明顯差異。高濃度（C）除處理當(dāng)天外，其余時(shí)期均明顯低于其他2個(gè)濃度處理，肉質(zhì)根膨大盛期（30 d）時(shí)顯著低于對照，表明隨著生育期的延長，高濃度氨基多糖水溶肥處理明顯強(qiáng)化了對蘿卜地上部生長的抑制。

2.3 對肉質(zhì)根鮮質(zhì)量的影響

由表3可知，所有處理的蘿卜肉質(zhì)根鮮質(zhì)量均隨著生育期延長而迅速增加，但不同濃度氨基多糖水溶肥處理后5 d的肉質(zhì)根鮮質(zhì)量即表現(xiàn)出差異性，按肉質(zhì)根鮮質(zhì)量從高到低排序：處理C>處理B>處理A>CK。處理后10 d，中濃度處理（B）的肉質(zhì)根鮮質(zhì)量明顯高于其他幾個(gè)處理，且這種優(yōu)勢一直保持到肉質(zhì)根膨大盛期（30 d），該時(shí)期B處理肉質(zhì)根鮮質(zhì)量比對照（CK）、低濃度（A）和高濃度（C）處理分別提高了17.8%、11.20%、27.55%。高濃度（C）處理的初期（5 d）其肉質(zhì)根鮮質(zhì)量增加較其他3個(gè)處理相對較快，但處理10 d后其肉質(zhì)根鮮質(zhì)量的增加值明顯低于其他2個(gè)濃度處理，處理30 d時(shí)的肉質(zhì)根鮮質(zhì)量甚至低于對照。表明適宜濃度的氨基多糖水溶肥處理可以顯著提高蘿卜肉質(zhì)根的鮮質(zhì)量，但高濃度下不僅不能提高肉質(zhì)根鮮質(zhì)量，反而會抑制肉質(zhì)根的生長。

2.4 對蘿卜根冠比的影響

不同濃度氨基多糖水溶肥處理對蘿卜根冠比的影響如圖1所示。不同處理當(dāng)天蘿卜根冠比基本一致，處理10 d后根冠比迅速增加。其中中濃度氨基多糖水溶肥處理（B）20 d后根冠比明顯高于其他處理，至30 d時(shí)根冠比達(dá)2.735;而高濃度（C）下處理前5 d根冠比相對較大，但處理10 d后根冠比則低于中低濃度處理，肉質(zhì)根膨大盛期（30 d）時(shí)也明顯低于對照。分析可知，適當(dāng)濃度的氨基多糖水溶肥處理可以有效提高蘿卜的根冠比，但高濃度處理卻不利于蘿卜根冠比的增加。

2.5 對抗氧化酶活性的影響

SOD、POD和CAT是植物體內(nèi)3種最常見的抗氧化酶，在誘導(dǎo)植物體免受活性氧危害、維持植物體抗逆性方面起著重要的作用，其活性的大小代表了清除細(xì)胞內(nèi)活性氧能力的高低[17]。對不同濃度氨基多糖水溶肥處理20 d后的蘿卜葉片抗氧化酶活性測定結(jié)果（圖2）表明，中濃度氨基多糖水溶肥處理（B）的SOD、POD和CAT活性均高于其他幾個(gè)處理，3種酶活性相比對照分別增加了16.47%、10.83%和22.62%。高濃度氨基多糖水溶肥處理（C）的蘿卜葉片SOD和CAT活性低于低濃度氨基多糖水溶肥處理（C），不同濃度處理的SOD、POD和CAT的活性均高于對照。

2.6 對蘿卜葉片中MDA含量的影響

丙二醛（MDA）是膜脂過氧化物的重要產(chǎn)物，其含量的變化可以反映細(xì)胞膜脂過氧化的水平及細(xì)胞受傷害的程度。由圖3可知，氨基多糖水溶肥處理20 d后的蘿卜葉片中MDA含量隨著氨基多糖處理濃度的增加呈先降低再升高趨勢。中濃度氨基多糖水溶肥處理（B）的葉片中MDA含量最低，并與其他處理差異顯著，且不同濃度處理的蘿卜葉片MDA含量均低于對照。

2.7 對蘿卜營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的影響

肉質(zhì)根營養(yǎng)品質(zhì)的高低決定了蘿卜的實(shí)際經(jīng)濟(jì)價(jià)值。如表4所示，與對照相比，不同濃度的氨基多糖水溶肥處理均可以提高蘿卜肉質(zhì)根中的可溶性總糖、干物質(zhì)、可溶性蛋白的含量，且相關(guān)指標(biāo)均隨著氨基多糖水溶肥處理濃度的上升呈先增加再降低的趨勢。中等濃度處理（B）的肉質(zhì)根中可溶性總糖、干物質(zhì)、可溶性蛋白、維生素C及葉綠素含量均高于其他幾個(gè)處理，且分別比對照提高了21.03%、24.56%、37.72%、23.63%和24.0%，其有機(jī)酸含量顯著低于對照，也低于其他濃度處理。高濃度處理（C）的蘿卜肉質(zhì)根中可溶性總糖、干物質(zhì)、維生素C和葉綠素含量僅次于中等濃度處理（B）;可溶性蛋白含量低于A、B 2個(gè)處理，僅比對照略高;有機(jī)酸含量低于對照和低濃度處理（A），僅比中等濃度處理（B）略高。

3 討論與結(jié)論

植物生長調(diào)節(jié)劑在調(diào)控植物的光合作用、光合產(chǎn)物分配及植物抗逆性等方面具有十分重要的作用[18]。近年來，越來越多的天然或人工合成的化合物被發(fā)現(xiàn)具有類似植物生長調(diào)節(jié)劑的功能。氨基多糖是雜多糖的一種，現(xiàn)有研究認(rèn)為其在促進(jìn)作物生長、提高抗逆性、抗菌保鮮等方面具有一定作用[19-20]。由于氨基多糖類物質(zhì)與多數(shù)生長調(diào)節(jié)劑相比具有天然、無毒、環(huán)境相容性好、活性高、易降解等優(yōu)點(diǎn)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有很大的發(fā)展前景，因此正在成為研究的熱點(diǎn)[21-22]。

劉建民等以番茄合作908為試材，研究了不同分子量殼聚糖對番茄生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，結(jié)果表明，殼聚糖對番茄幼苗的株高和鮮質(zhì)量影響顯著，但對根長和根鮮質(zhì)量影響達(dá)不到顯著水平[8]。于仁竹等研究發(fā)現(xiàn)，噴施不同濃度的水溶性殼聚糖可顯著提高黃瓜幼苗的株高、莖粗、葉面積，提高黃瓜幼苗的干物質(zhì)質(zhì)量[23]。本研究發(fā)現(xiàn)，適宜濃度的氨基多糖水溶肥處理對蘿卜肉質(zhì)根莖粗、地上部鮮質(zhì)量、肉質(zhì)根鮮質(zhì)量和根冠比的增加均有一定的促進(jìn)作用，中等濃度的促生長效應(yīng)最顯著，高濃度處理反而對肉質(zhì)根鮮質(zhì)量與根冠比的增加產(chǎn)生一定的抑制效應(yīng)，表明適宜濃度的氨基多糖水溶肥處理對促進(jìn)蘿卜營養(yǎng)器官生長、調(diào)控同化產(chǎn)物在“源-庫”間的分配具有一定的積極作用。

植物體在長期進(jìn)化過程中形成了一套獨(dú)特的抗逆調(diào)節(jié)系統(tǒng)。SOD、POD、CAT作為植物體內(nèi)3種重要的抗氧化酶，在植物體內(nèi)主要起著清除活性氧自由基、抵抗逆境環(huán)境對植物體傷害的作用。本研究發(fā)現(xiàn)，使用氨基多糖水溶肥處理后20 d，蘿卜葉片中的SOD、POD、CAT的活性與對照相比均有不同程度升高，MDA含量的變化則剛好相反，且酶活性與MDA含量的變化均存在一個(gè)明顯的濃度效應(yīng)。說明氨基多糖處理可以有效提高蘿卜葉片的抗氧化酶活性，降低MDA含量。在自然界中，植物體為抵抗各種逆境造成的傷害，發(fā)展了一整套的活性氧清除機(jī)制，包括酶促系統(tǒng)和非酶促系統(tǒng)等。本試驗(yàn)中，噴施的氨基多糖水溶肥可能被植物體視為誘發(fā)其提高抗逆境脅迫的誘導(dǎo)因子，或者氨基多糖本身就被植物體視為一種逆境脅迫因子，從而激發(fā)植株通過提高抗氧化酶活性、降解脂質(zhì)氧化最終產(chǎn)物MDA的方式，來提高植株的生理生化活性，增強(qiáng)植株對逆境條件的抗性。

可溶性總糖、可溶性蛋白、有機(jī)酸等的含量是衡量植物果實(shí)品質(zhì)的重要指標(biāo)。現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)，適宜濃度的殼聚糖灌根可以顯著增加黃瓜的產(chǎn)量，改善黃瓜果實(shí)的品質(zhì)[7]。文廷剛等使用不同分子量的氨基多糖處理西瓜，發(fā)現(xiàn)中分子量的氨基多糖可以顯著提高西瓜中的可溶性糖、維生素C和番茄紅素含量，降低可滴定酸含量[24]。本研究表明，噴施氨基多糖水溶肥可以有效提高蘿卜肉質(zhì)根中可溶性總糖、干物質(zhì)、可溶性蛋白、維生素C的含量，降低了有機(jī)酸含量，明顯改善了青蘿卜營養(yǎng)品質(zhì)。同時(shí)，葉綠素的含量明顯增加，表現(xiàn)為肉質(zhì)根色澤更濃綠，感官品質(zhì)更好，這為生食水果蘿卜栽培技術(shù)研究、品質(zhì)改良工作積累了研究基礎(chǔ)。

綜上所述，適宜濃度的氨基多糖水溶肥處理可以有效增加青蘿卜肉質(zhì)根莖粗、地上部鮮質(zhì)量和肉質(zhì)根鮮質(zhì)量，提高蘿卜的根冠比;增強(qiáng)蘿卜葉片中的抗氧化酶活性、降低MDA的含量，增強(qiáng)了植株對逆境的抗性;有效提高蘿卜肉質(zhì)根中可溶性總糖、干物質(zhì)、可溶性蛋白、維生素C的含量，降低了有機(jī)酸含量，改善了蘿卜營養(yǎng)品質(zhì)。

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