母養(yǎng)秀，張久盤，穆蘭海，杜燕萍，?？饲?/p>

(寧夏農(nóng)林科學(xué)院固原分院，寧夏固原 756000)

蕎麥(FagopyrumesculentumMoench.)是廖科(Polygonaceae)蕎麥屬(FagopyrumMill.)一年生雙子葉禾谷類作物[1-2]，營養(yǎng)豐富，且具有多種生物學(xué)功能[3-6]。在寧夏南部山區(qū)的糧食生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。植物葉片的衰老與植物體內(nèi)的活性酶含量有關(guān)[7-9]，活性酶含量的高低表示植物體本身清除有害物質(zhì)的能力強(qiáng)弱。眾多研究表明，由于葉片早衰在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中造成作物減產(chǎn)[10-11]，蕎麥葉片早衰的快慢和功能期的長短，對蕎麥產(chǎn)量形成有重要作用[12]。

關(guān)于播種密度對植株衰老的影響在玉米[13-14]、小麥[15-16]、水稻[17]等作物上均有相關(guān)研究，但關(guān)于播種密度對蕎麥植株衰老的影響研究還未見報(bào)道。本試驗(yàn)重點(diǎn)研究不同播種密度對蕎麥植株葉片衰老生理及產(chǎn)量的影響，探索蕎麥植株葉片的衰老規(guī)律，播種密度與蕎麥葉片衰老之間的關(guān)系，以期為蕎麥高產(chǎn)高效栽培技術(shù)的制訂提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)于2016年6—9月在寧夏固原市原州區(qū)彭堡鎮(zhèn)彭堡村燕麥?zhǔn)w麥試驗(yàn)基地進(jìn)行，位于106°9′E，36°5′N，海拔 1 660 m，供試品種為寧蕎1號。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)3個密度梯度，分別為T1：60萬株/hm2(每行40株，株距5 cm)；T2：90萬株/hm2(每行60株，株距 3.33 cm)；T3：120萬株/hm2(每行80株，株距2.5 cm)。試驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，每處理3次重復(fù)，播種方式為開溝條播，人工間定苗。小區(qū)面積10 m2，每個小區(qū)9短行，行距為 33 cm，肥、水、病蟲草害的管理按國家蕎麥區(qū)域試驗(yàn)要求進(jìn)行。

待植株生長至始花期后，每隔7 d采樣1次。始花后1、8、15、22 d對蕎麥植株葉片的葉綠素含量、可溶性蛋白質(zhì)含量、丙二醛(MDA)含量、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)活性進(jìn)行測定，每項(xiàng)測定3次重復(fù)，取其平均值。

1.3 測定項(xiàng)目與方法

葉綠素含量按照80%的丙酮浸提法測定[18]；可溶性蛋白質(zhì)含量測采用考馬斯亮蘭G-250法測定[19]；SOD活性、POD活性、CAT活性采用高俊鳳主編的《植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》方法測定[20]；丙二醛含量采用硫代巴比妥酸(TBA)顯色法測定[21]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2007進(jìn)行初步處理，用SPSS 16.0軟件對不同處理進(jìn)行LSD多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同播種密度對蕎麥植株葉片生理特性的影響

2.1.1 不同播種密度對蕎麥葉綠素含量的影響 葉綠素存在于葉綠體中，葉綠素含量的高低影響對光能的吸收和轉(zhuǎn)換。從圖1可以看出，不同密度處理下，葉綠素含量隨生育期的推進(jìn)均呈先上升后下降的趨勢。葉綠素含量在開花后 1 d 隨密度的增加而升高，開花后22 d隨密度的增加而降低，表明低密度處理葉綠素降解較緩，高密度處理葉綠素降解較快。

2.1.2 不同播種密度對蕎麥可溶性蛋白質(zhì)含量的影響 可溶性蛋白質(zhì)含量的變化是反映葉片功能及衰老的指標(biāo)之一。從圖2可以看出，在不同密度處理?xiàng)l件下，可溶性蛋白質(zhì)的含量隨生育期的推進(jìn)均呈下降趨勢?？扇苄缘鞍踪|(zhì)含量在開花后1 d隨密度的增加而降低，T1處理比T2、T3處理分別高出18.4%、21.6%。在開花后22 d，T1處理可溶性蛋白質(zhì)含量為 0.21 mg/g，比T2、T3處理分別高5.0%、16.7%，但差異不明顯。表明低密度處理植株葉片的可溶性蛋白質(zhì)含量高，能有效延緩葉片衰老。

2.1.3 不同播種密度對蕎麥超氧化物歧化酶活性的影響 超氧化物歧化酶(SOD)是細(xì)胞內(nèi)防御系統(tǒng)的關(guān)鍵酶，SOD活性的高低標(biāo)志著植物細(xì)胞自身抗衰老能力的強(qiáng)弱。從圖3可以看出，在不同播種密度條件下，SOD活性呈先上升后下降的趨勢。但在高密度T3處理下，SOD活性在開花后 8 d 達(dá)到最高，開花后22 d SOD活性最低，且在開花8 d開始下降，而低密度T1、T2處理在開花后15 d后才開始下降，表明高密度處理SOD活性降低速度較快，且加速植株衰老進(jìn)程。

2.1.4 不同播種密度對蕎麥過氧化物酶活性的影響 過氧化物酶(POD)是植物保護(hù)酶系統(tǒng)另一種重要的酶，可分解細(xì)胞內(nèi)的膜脂過氧化物，減少其積累，對于維持葉片的正常生理功能具有重要作用。從圖4可以看出，不同播種密度條件下，POD活性呈上升趨勢。在開花后22 d，T1處理POD活性最高，為679.7 U/(g·min)，比T2、T3處理分別高89.2%、42.7%，表明低密度處理能有效提高POD活性，延緩蕎麥葉片衰老。

2.1.5 不同播種密度對蕎麥過氧化氫酶活性的影響 過氧化氫酶(CAT)能清除植物體內(nèi)的過氧化氫，是植物酶保護(hù)系統(tǒng)重要的酶。從圖5可以看出，在不同密度條件下，隨著生育期的推進(jìn)CAT活性呈先下降再上升再下降的趨勢。在開花后22 d，高密度T3處理CAT活性最低，為 217.3 U/(g·min)，比T1、T2處理分別低2.3%、8.9%，表明高密度處理CAT活性下降速度比低密度快，高密度處理能加速植株葉片的衰老進(jìn)程。

2.1.6 不同播種密度對蕎麥丙二醛含量的影響 丙二醛(MDA)含量的高低能表明葉片細(xì)胞膜脂的過氧化程度，其含量越低，說明植株的抗逆性越強(qiáng)。從圖6可以看出，3個密度條件下，丙二醛的含量隨生育進(jìn)程的推進(jìn)均呈先下降后上升的趨勢。在開花后1 d，隨密度的增加，MDA含量降低；在開花后22 d，隨密度的增加，MDA含量增高，但相互之間差異不明顯，表明在高密度處理?xiàng)l件下，MDA的積累速度較快，能加速植株的衰老進(jìn)程。

2.2 不同播種密度對蕎麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

從表1可以看出，高密度T3處理單株粒數(shù)、單株粒質(zhì)量、千粒質(zhì)量及產(chǎn)量降低。單株粒數(shù)較T1、T2處理分別降低了 34.9%、38.8%，與T1、T2處理差異極顯著。T3處理千粒質(zhì)量較T1、T2處理分別降低了6.1%、11.1%，與T2處理差異極顯著。T3處理的單株粒質(zhì)量和小區(qū)產(chǎn)量均低于T1、T2處理，但3個處理間差異不顯著。說明在干旱條件下，低密度處理有助于提高蕎麥產(chǎn)量。

表1 不同播種密度對蕎麥產(chǎn)量及其構(gòu)成因素的影響

注：同列數(shù)據(jù)后不同小寫、大寫字母分別表示差異顯著(P<0.05)、極顯著(P<0.01)。

3 討論與結(jié)論

葉片衰老常見指標(biāo)是葉綠素和蛋白質(zhì)含量下降[12]，能延緩葉綠素含量和蛋白質(zhì)含量下降的因素，也即延緩了蕎麥植株葉片的衰老。本研究結(jié)果表明，高密度處理有效加快葉綠素分解和蛋白質(zhì)含量的下降，本結(jié)論與前人研究的密度對葉片葉綠素含量和可溶性蛋白質(zhì)含量的影響具有負(fù)效應(yīng)的結(jié)論[14，22-23]一致。在低密度T1、T2處理?xiàng)l件下，葉片衰老的速度緩慢。

葉片衰老與活性氧代謝呈正相關(guān)[24]，SOD活性、POD活性、CAT活性、丙二醛含量均是衡量葉片衰老的重要指標(biāo)[22，25]。植物葉片衰老伴隨著酶活性的降低和膜脂過氧化物MDA含量的增高。本研究中高密度處理會降低SOD、POD、CAT的活性，不能有效清除細(xì)胞內(nèi)自由基，且降低細(xì)胞膜的抗氧化能力，加速葉片衰老，同時加快MDA含量的積累，本結(jié)論與張榮萍等的研究結(jié)果[17]一致。

蕎麥產(chǎn)量往往受氣候條件影響[2]，2016年6—10月，在蕎麥生育期內(nèi)無降雨，一直處于干旱狀態(tài)。本研究結(jié)果表明，低密度處理有效地提高了單株粒數(shù)、單株粒質(zhì)量和千粒質(zhì)量，本結(jié)論與王志和等的研究結(jié)果[16]一致。但密度要結(jié)合產(chǎn)量進(jìn)行適宜組合，本研究結(jié)果表明，在干旱條件下，T2處理蕎麥單株粒數(shù)、單株粒質(zhì)量、千粒質(zhì)量及產(chǎn)量最高。

蕎麥?zhǔn)俏覈匾男∽诩Z豆作物和傳統(tǒng)的出口商品，但長期以來，由于從事蕎麥研究的科研人員較少，重視程度不夠，因此，在蕎麥栽培生理研究方面較落后[26]。生產(chǎn)實(shí)踐中，有效控制或延緩蕎麥葉片的衰老進(jìn)程，延長葉片功能期，對提高蕎麥產(chǎn)量有重要作用。

[1]張美莉，胡小松.蕎麥生物活性物質(zhì)及其功能研究進(jìn)展[J].雜糧作物，2004，24(1)：26-29.

[2]母養(yǎng)秀，陳彩錦，杜燕萍，等.寧南山區(qū)不同甜蕎麥品種產(chǎn)量和品質(zhì)的比較研究[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015(16)：3860-3863.

[3]趙明和，何玲玲，李慧娟.韃靼蕎食用藥用的研究[J].糧食與油脂，1995(4)：4-7.

[4]Deschner E E，Ruperto J，Wong G，et al.Quercetin and rutin as inhibitors of azoxymethanol-induced colonic neoplasia[J].Carcinogenesis，1991，12(7)：1193-1196.

[5]Husain S R，Cillard J，Cillard P.Hydroxyl radical-scavenging activity of flavonoids[J].Phytochemistry，1987，26(9)：2489-2491.

[6]盧丞文.蕎麥中D-手性肌醇分離提取與純化研究[D].長春：吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，2007.

[7]趙麗英，鄧西平，山 侖.活性氧清除系統(tǒng)對干旱脅迫的響應(yīng)機(jī)制[J].西北植物學(xué)報(bào)，2005，25(2)：413-418.

[8]許長成，鄒 琦.大豆葉片旱促衰老及其與膜脂過氧化的關(guān)系[J].作物學(xué)報(bào)，1993，19(4)：359-364.

[9]Zhang J X，Kirkham M B.Drought-stress-induced changes in activities of superoxide dismutase，catalase，and peroxidase in wheat species[J].Plant & Cell Physiology，1994，35(5)：785-791.

[10]李少昆，陳天茹，肖 璐，等.不同時期干旱脅迫對棉花生長和產(chǎn)量的影響 Ⅰ.棉花受旱減產(chǎn)原因分析[J].石河子大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，1999，3(3)：178-182.

[11]高小麗，高金鋒，馮佰利，等.不同綠豆品種生育后期葉片衰老的研究[J].西北植物學(xué)報(bào)，2007，27(5)：947-953.

[12]鞏巧玲，馮佰利，高金鋒，等.不同基因型蕎麥生育后期葉片衰老特性研究[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2008，26(5)：27-31，35.

[13]胡 萌.密度對春玉米光合與衰老生理及產(chǎn)量的影響[D].哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

[14]羅瑤年，張建華.種植密度對玉米葉片衰老的影響[J].玉米科學(xué)，1994，2(4)：23-25.

[15]于振文，岳壽松，沈成國，等.不同密度對冬小麥開花后葉片衰老和粒重的影響[J].作物學(xué)報(bào)，1995，21(4)：412-418.

[16]王志和，姜麗娜，李春喜，等.種植密度和植物生長調(diào)節(jié)劑對小麥衰老及產(chǎn)量構(gòu)成的影響[J].作物雜志，2003(2)：15-17.

[17]張榮萍，戴紅燕，馬 均，等.栽培密度對有色稻抽穗后劍葉一些衰老生理特性的影響[J].西昌學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2009，23(3)：13-16.

[18]陳毓荃.生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法和技術(shù)[M].北京：科學(xué)出版社，2002：197-199.

[19]李合生.植物生理生化實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2000.

[20]高俊鳳.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M].北京：高等教育出版社，2006.

[21]Heath R L，Packer L.Photoperoxidation in isolated chloroplasts.I.Kinetics and stoichiometry of fatty acid peroxidation[J].Archives of Biochemistry and Biophysics，1968，125(1)：189-198.

[22]丁四兵，朱碧巖，吳冬云，等.溫光對水稻抽穗后劍葉衰老和籽粒灌漿的影響[J].華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2004(1)：117-121，128.

[23]胡文河，王興錄，劉振庫.不同密度水稻抽穗后生理特性的研究[J].吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，28(6)：594-596，605.

[24]宋松泉，傅家瑞.雜交水稻葉片衰老與膜脂過氧化作用的關(guān)系[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)論叢，1995(1)：15-19.

[25]李奕松，黃丕生，黃仲青，等.兩系秈型雜交水稻齊穗后光合作用和衰老特性的研究[J].中國水稻科學(xué)，2002，16(2)：141-145.

[26]馮佰利，柴 巖，高金鋒.中國蕎麥栽培研究進(jìn)展與展望[J].蕎麥動態(tài)，2001(1)：8-10.