閆秋艷，陳日遠(yuǎn)，董 飛，劉厚誠(chéng)，宋世威，孫光聞

(1 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，廣東廣州 510642;2 中國(guó)科學(xué)院土壤研究所，江蘇南京 210008）

光環(huán)境的變化對(duì)蔬菜生長(zhǎng)、光合特性、品質(zhì)及組織結(jié)構(gòu)均產(chǎn)生一定影響［1-4］.菜心Brassica campestris L.ssp.chinensis var.utilis Tsen et Lee為廣東特產(chǎn)蔬菜，是栽培面積最大、全年生產(chǎn)供應(yīng)的重要蔬菜之一，以幼嫩的菜薹為食用部分，風(fēng)味獨(dú)特.菜心葉片生長(zhǎng)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(qiáng)光照、高溫高濕天氣對(duì)菜心生長(zhǎng)造成一定逆境脅迫.夏季覆蓋遮陽(yáng)網(wǎng)能夠減弱內(nèi)環(huán)境光照度和溫、濕度，從而調(diào)節(jié)蔬菜生長(zhǎng)的環(huán)境條件，但不適宜的遮光度會(huì)造成弱光逆境，特別是普通黑色遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋后的陰暗環(huán)境，內(nèi)環(huán)境光照度弱，抑制蔬菜生長(zhǎng).光是自由基產(chǎn)生的重要誘因，而自由基的迅速累積會(huì)造成質(zhì)膜受損，抗氧化酶體系能清除自由基，保護(hù)膜系統(tǒng)，所以抗氧化酶體系和植物抗逆性關(guān)系密切.遮陰對(duì)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(bào)道.近年來(lái)，不同光質(zhì)對(duì)作物抗氧化特性的影響有所報(bào)道，如杜洪濤等［9］對(duì)彩色甜椒、蒲高斌等［10］對(duì)番茄幼苗抗氧化酶活性研究表明，不同光質(zhì)可改變作物抗氧化能力.

彩色生物遮陽(yáng)網(wǎng)是一種新型遮光材料，由以色列國(guó)家農(nóng)業(yè)研究中心與Polysack公司研制的新型多功能、不同光學(xué)特性的遮陽(yáng)網(wǎng)，可以提高作物對(duì)光輻射的利用，提供多種多樣的由天然的、未經(jīng)處理的光和按光譜調(diào)整過(guò)的散射光混合而成的光，改變可見(jiàn)光和非可見(jiàn)光譜與(或)提高光的擴(kuò)散能力，從而調(diào)節(jié)作物的生長(zhǎng)［11］，目前主要在國(guó)外應(yīng)用［12］，在國(guó)內(nèi)報(bào)道較少.本文以廣東特產(chǎn)蔬菜——菜心為試驗(yàn)材料，研究彩色生物遮陽(yáng)網(wǎng)對(duì)采收期菜心葉片及薹莖內(nèi)抗氧化能力的影響，為菜心高效栽培以及彩色遮陽(yáng)網(wǎng)應(yīng)用提供參考.

1 材料與方法

1.1 材料

紅色、藍(lán)色和銀灰色生物遮陽(yáng)網(wǎng)，由以色列Polysack公司出品，黑色遮陽(yáng)網(wǎng)由市場(chǎng)購(gòu)買(mǎi).晴天多點(diǎn)實(shí)測(cè)，各顏色遮陽(yáng)網(wǎng)的平均遮光率為紅網(wǎng)53.96%、藍(lán)網(wǎng)55.78%、銀灰網(wǎng)55.18%、黑網(wǎng)59.72%.供試菜心品種為“油青12號(hào)早菜心”.

1.2 方法

試驗(yàn)在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)蔬菜塑料大棚內(nèi)進(jìn)行，采用盆栽方式.2009年7月6日育苗，幼苗“三葉一心”時(shí)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(yáng)網(wǎng).試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理:覆蓋紅網(wǎng)、藍(lán)網(wǎng)、銀灰網(wǎng)和黑網(wǎng)，以不覆蓋為對(duì)照.遮陽(yáng)處理為長(zhǎng)、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(gè)重復(fù)，每處理重復(fù)3次，共計(jì)24盆.菜心的栽培管理按常規(guī)方法進(jìn)行.待“齊口花”［13］采收測(cè)定葉片及薹莖內(nèi)各項(xiàng)抗氧化指標(biāo).

1.3 指標(biāo)測(cè)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(cè)定.活性氧、超氧陰離子(·)生成速率及過(guò)氧化氫(H2O2)含量參照宋松泉［15］的方法測(cè)定.氮藍(lán)四唑(NBT)還原法測(cè)定超氧化物歧化酶(SOD)活性，以抑制光化還原50%為1個(gè)酶活性單位(U);愈創(chuàng)木酚法測(cè)定過(guò)氧化物酶(POD)活性，以D470nm每分鐘增加1為一個(gè)酶活力單位(U);過(guò)氧化氫酶(CAT)活性參照李合生［14］的方法測(cè)定，以D240nm每分鐘減少0.1為一個(gè)酶活力單位(U);抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)活性參照沈文飚等［16］方法測(cè)定，以 D290nm每分鐘減少0.1為一個(gè)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(cè)定.

1.4 數(shù)據(jù)分析

用EXCEL處理數(shù)據(jù)及作圖分析，SPSS軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，并用Duncan’s法對(duì)顯著性差異進(jìn)行多重比較.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同顏色遮陽(yáng)網(wǎng)對(duì)菜心產(chǎn)量的影響

不同顏色遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋均使菜心地上部鮮質(zhì)量降低，紅網(wǎng)、銀灰網(wǎng)、藍(lán)網(wǎng)、黑網(wǎng)分別降低 4.82%、25.64%、38.03%、44.62%.其中，覆蓋紅網(wǎng)使地上部鮮質(zhì)量減小最少，與對(duì)照差異不顯著，黑網(wǎng)覆蓋菜心地上部鮮質(zhì)量顯著低于銀灰網(wǎng)和紅網(wǎng)處理(圖1).

圖1 不同顏色遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋對(duì)菜心地上部鮮質(zhì)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(yáng)網(wǎng)對(duì)菜心丙二醛含量的影響

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

圖2 不同顏色遮陽(yáng)網(wǎng)對(duì)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(yáng)網(wǎng)對(duì)菜心活性氧產(chǎn)物的影響

表1 不同顏色遮陽(yáng)網(wǎng)對(duì)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(yáng)網(wǎng)對(duì)菜心抗氧化酶活性的影響

不同遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋處理明顯影響了菜心抗氧化酶活性(圖3).對(duì)照葉片內(nèi)SOD活性顯著高于遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋處理，葉片SOD活性各遮陽(yáng)網(wǎng)處理間差異不顯著，對(duì)照薹莖SOD活性顯著高于遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋處理(黑網(wǎng)與對(duì)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(wǎng)覆蓋與對(duì)照無(wú)顯著差異，但顯著高于其他處理，薹莖CAT活性差異相對(duì)較小，對(duì)照最高，黑網(wǎng)最低;葉片CAT活性顯著高于薹莖.對(duì)照葉片POD活性顯著高于遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋處理，覆蓋處理中紅網(wǎng)和黑網(wǎng)顯著高于銀灰網(wǎng)和藍(lán)網(wǎng)，對(duì)照薹莖POD活性顯著高于遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋處理，遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋處理間差異不顯著;葉片POD活性顯著低于薹莖.對(duì)照葉片APX活性顯著高于遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋，紅網(wǎng)覆蓋顯著高于藍(lán)網(wǎng)和銀灰網(wǎng)，薹莖APX活性各處理間差異不顯著;除對(duì)照外各處理葉片內(nèi)APX活性差異不明顯.

圖3 不同顏色遮陽(yáng)網(wǎng)對(duì)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(yáng)網(wǎng)對(duì)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(shí)通常會(huì)增加.遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋不同程度地降低了菜心葉片及薹莖內(nèi)可溶性糖含量(圖4)，葉片可溶性糖含量對(duì)照顯著高于遮陽(yáng)網(wǎng)覆蓋，藍(lán)網(wǎng)覆蓋的顯著低于其他網(wǎng)覆蓋，薹莖為對(duì)照＞紅網(wǎng)＞黑網(wǎng)＞銀灰網(wǎng)＞藍(lán)網(wǎng);葉片內(nèi)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(wǎng)和黑網(wǎng)覆蓋的菜心葉片內(nèi)ASA含量顯著高于對(duì)照(圖4)，銀灰網(wǎng)與藍(lán)網(wǎng)則顯著低于對(duì)照;薹莖內(nèi)ASA含量各處理間差異顯著，紅網(wǎng)和藍(lán)網(wǎng)覆蓋較對(duì)照增加，黑網(wǎng)和銀灰網(wǎng)則降低.

圖4 不同顏色遮陽(yáng)網(wǎng)對(duì)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(jié)論

當(dāng)植物處于逆境條件時(shí)，會(huì)導(dǎo)致活性氧在體內(nèi)過(guò)量積累，從而對(duì)植物造成傷害.而植物體為保護(hù)自身免受活性氧的傷害，形成了內(nèi)源保護(hù)系統(tǒng)，包括酶保護(hù)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(yīng)，生成H2O2和O2，使植物免受由于含量過(guò)高而引起的氧化傷害，體內(nèi)水平提高，SOD的活性也增加，從而對(duì)植物進(jìn)行保護(hù)反應(yīng)，再由 CAT、POD、APX等分解清除H2O2，從而降低體內(nèi)活性氧水平［18-20］.

遮陰處理后，假儉草葉片的POD、SOD、APX等保護(hù)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(duì)高羊茅和沿階草都會(huì)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(zhì)膜受損［8］.可見(jiàn)遮陰對(duì)植物生長(zhǎng)造成的脅迫，特別是對(duì)抗氧化酶體系的影響存在普遍性.

綜上結(jié)果可以看出，夏季高溫強(qiáng)光照導(dǎo)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(chǎn)物，導(dǎo)致菜心組織內(nèi)MDA含量顯著升高，膜系統(tǒng)損傷.所以夏季設(shè)施大棚內(nèi)覆蓋遮陽(yáng)網(wǎng)可以起到減少M(fèi)DA的累積，降低膜脂過(guò)氧化作用，尤以銀灰網(wǎng)和藍(lán)網(wǎng)減弱效果較明顯.

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