張彩艷

作為生態(tài)環(huán)境的因子，光照對(duì)植物的生長(zhǎng)過(guò)程具有較大的影響.燕麥?zhǔn)且环N優(yōu)質(zhì)的世界性栽培作物，其品質(zhì)優(yōu)良且糧飼兼用，具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值.燕麥穗籽粒中的β?聚葡萄糖、蛋白質(zhì)含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他作物，此外還富含碳水化合物、鈣、磷、鐵等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)［1?2]，這些都是初級(jí)代謝產(chǎn)物，能夠體現(xiàn)燕麥作物自身的營(yíng)養(yǎng)經(jīng)濟(jì)學(xué)價(jià)值.燕麥在生長(zhǎng)過(guò)程中耐寒、耐旱，因此在我國(guó)高寒地區(qū)得到廣泛種植.燕麥作物的生物學(xué)產(chǎn)量，有90%～95%來(lái)自光合作用，可見光照對(duì)于燕麥作物的新陳代謝和生長(zhǎng)發(fā)育有著不可替代的作用.因此，了解燕麥在生長(zhǎng)過(guò)程中光照情況的最佳點(diǎn)，對(duì)于提高燕麥作物營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和質(zhì)量具有重要意義［3?4].隨著 現(xiàn)代 農(nóng)業(yè) 科技 水平 的不 斷 提 高，人們?cè)谀骋患竟?jié)對(duì)作物進(jìn)行遮光處理，會(huì)獲得高產(chǎn)且優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品.將這種技術(shù)應(yīng)用在燕麥作物的種植中，以期提高燕麥作物的功能性營(yíng)養(yǎng)，增加經(jīng)濟(jì)效益.本文針對(duì)光合作用下燕麥穗營(yíng)養(yǎng)成分變化進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，通過(guò)對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行研究，以期獲得最適合燕麥作物生長(zhǎng)的光照條件.

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

在本實(shí)驗(yàn)中，使用的燕麥植株品種為白燕2號(hào)，試驗(yàn)土壤為風(fēng)沙土［5?6]，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用的主要設(shè)備如表1所示.

表1 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備

在營(yíng)養(yǎng)成分分析過(guò)程中，需要使用的實(shí)驗(yàn)試劑如表2所示.

表2 實(shí)驗(yàn)試劑

在上述實(shí)驗(yàn)條件下，對(duì)燕麥穗的生長(zhǎng)試驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì).

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

將實(shí)驗(yàn)選取的燕麥植株白燕2號(hào)在實(shí)驗(yàn)基地進(jìn)行栽培，早春時(shí)節(jié)取燕麥植株草根莖在實(shí)驗(yàn)土壤中育苗，4月中旬出苗之后，在白燕2號(hào)燕麥植株上方約80 cm設(shè)置遮陽(yáng)網(wǎng)，面積能夠覆蓋整片植株［7?8].在光照射強(qiáng)度處理方面，分為自然光（無(wú)遮擋全光）、遮網(wǎng)一層（遮光60%）、遮網(wǎng)兩層（遮光80%），這三種光照射強(qiáng)度處理分別設(shè)置三個(gè)實(shí)驗(yàn)小區(qū)作為對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)小區(qū)的面積為1×1 m2.在生長(zhǎng)的過(guò)程中，按需施肥澆水，中耕除草，控制病蟲害，將外部除光照之外的因素盡可能降到最低.在不同的光照處理下，使得燕麥穗的不同時(shí)期下的光合指標(biāo)有一定差異［9?11].使用便攜光合儀在每日的固定時(shí)間對(duì)試驗(yàn)燕麥植株進(jìn)行測(cè)定，本文選取的是上午9：00—10：00之間，光合指標(biāo)測(cè)試結(jié)果如表3所示.

表3 不同時(shí)期不同光照強(qiáng)度下試驗(yàn)燕麥植株的光合指標(biāo)

本文主要通過(guò)燕麥生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中對(duì)光照強(qiáng)度的控制來(lái)改變光合作用的相關(guān)指標(biāo).在不同光照強(qiáng)度下的試驗(yàn)田中，每塊試驗(yàn)田隨機(jī)抽取10株燕麥穗，并將植株進(jìn)行密封保存冷藏，回到實(shí)驗(yàn)室后在80℃條件下烘干［12?13].

1.3 營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定方法

本文在對(duì)燕麥進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定的過(guò)程中，主要對(duì)可溶性總糖、蔗糖、葡萄糖、果糖以及β?聚葡萄糖這幾類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定.采用蒽酮法測(cè)定可溶性總糖；采用間苯二酚法測(cè)定蔗糖；采用蒽酮比色法測(cè)定葡萄糖和果糖.葡萄糖和果糖的測(cè)試方法如下：分別往兩只試管中加入樣品的稀釋液各1 mL，并向其中的一支試管中加入3 mL的蒽酮試劑，并將其搖勻后同在沸水水浴鍋中放置5 min，立即取出，使用冷水浴降溫至室溫，并使用分光光度計(jì)在660 nm下測(cè)定100℃情況下的光密度；另外一支試管加入3 mL蒽酮試劑后搖勻，在室溫狀態(tài)下放置5 min之后顯色，并同樣測(cè)定室溫時(shí)光密度，得到果糖工作曲線，從而計(jì)算出樣品液中的果糖含量；在葡萄糖的計(jì)算中，需要將100℃情況下的光密度與室溫的光密度作差，得到葡萄糖工作曲線，從而計(jì)算出樣品液中的葡萄糖含量［14?15].

β?聚葡萄糖的含量測(cè)定主要使用的是混聯(lián)試劑盒法.在上述實(shí)驗(yàn)條件與測(cè)定方法下，對(duì)不同光合作用下的燕麥穗進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)成分分析，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，得出適宜光照條件.

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 可溶性總糖含量的測(cè)定

本文選擇的燕麥植株品種白燕2號(hào)在開花之后，燕麥穗中的可溶性總糖含量會(huì)隨著時(shí)間的推移而發(fā)生變化.在不同光照強(qiáng)度下，燕麥植株中燕麥穗的可溶性總糖的變化情況如圖1所示.

圖1 不同光照強(qiáng)度下燕麥穗中可溶性總糖的變化情況

從上圖可以看出，在不同光照強(qiáng)度下，燕麥穗在開花后0天的可溶性糖含量差別不大，燕麥穗中的可溶性總糖均在開花之后有明顯增多，開花后10天，遮光60%的燕麥穗可溶性總糖含量最低，全光處理下的燕麥穗可溶性總糖含量最高；在開花后20天左右，三種不同光照強(qiáng)度處理下的燕麥穗中可溶性總糖含量均達(dá)到最高點(diǎn)，全光處理下的燕麥穗可溶性總糖含量最高達(dá)到61.3%，遮光80%的燕麥穗在三種處理?xiàng)l件下可溶性總糖含量最低為28.1%；20天后，可溶性總糖含量開始下降，在第40天收獲時(shí)，遮光60%的燕麥穗可溶性總糖含量最高，為33.4%，遮光80%的燕麥穗可溶性總糖含量最低，為16.7%.

2.2 蔗糖含量的測(cè)定

在不同光照的處理下，燕麥植株白燕2號(hào)開花后不同天數(shù)的蔗糖含量變化如圖2所示.

圖2 不同光照強(qiáng)度下燕麥穗中蔗糖的變化情況

白燕2號(hào)燕麥穗中蔗糖含量在開花后0天時(shí)，全光處理下比遮光60%處理下的蔗糖含量高10.13%，比遮光80%處理下的蔗糖含量高83.6%；開花后10天只有遮光60%處理下蔗糖含量升高，遮光80%處理的蔗糖含量變化不明顯，全光處理下的蔗糖含量有所降低；開花后20天，三種條件下的蔗糖含量均有一定程度上升；開花后40天，遮光60%處理下的燕麥穗蔗糖含量最高，為143 mg/g，全光處理下次之，為121 mg/g，遮光80%處理下燕麥穗蔗糖含量最低，為87 mg/g.

2.3 葡萄糖含量測(cè)定

不同光照處理下的燕麥穗中，開花后不同天數(shù)的葡萄糖含量變化如圖3所示.

區(qū)域構(gòu)造發(fā)育，主要為一套趨于NNE向的構(gòu)造體系(圖1)。區(qū)域巖漿巖不甚發(fā)育，僅在局部地段見有煌斑巖細(xì)脈出露。

圖3 不同光照強(qiáng)度下燕麥穗中葡萄糖的變化情況

從上圖可以看出，三種不同光照強(qiáng)度處理下的燕麥穗的葡萄糖變化趨勢(shì)相差不多，開花后0天時(shí)，遮光60%處理下葡萄糖含量最高，比遮光80%處理?xiàng)l件下高出18.3%；開花后10～20天，三種處理?xiàng)l件下葡萄糖含量顯著增長(zhǎng)，在開花后20天，遮光80%處理下葡萄糖含量最高，達(dá)到16.1 mg/g，全光處理下葡萄糖含量最低，為13.7 mg/g；開花后40天，遮光60%處理下葡萄糖含量最高，為7.7 mg/g，剩余兩種處理?xiàng)l件下葡萄糖含量比較相近，都在7.0mg/g左右.

2.4 果糖含量的測(cè)定

不同光照處理?xiàng)l件下的燕麥穗中，開花后不同天數(shù)的果糖含量變化如圖4所示.

圖4 不同光照強(qiáng)度下燕麥穗中果糖的變化情況

不同處理?xiàng)l件下，開花后0～10天的燕麥穗果糖含量的變化并不顯著，開花后20天時(shí)，遮光60%處理下的果糖含量有顯著升高，比遮光80%處理下的含量高出16.8%，比全光處理下的果糖含量高出57.6%；在開花后40天時(shí)，將成熟燕麥穗的果糖含量進(jìn)行對(duì)比，遮光60%處理下的果糖含量最高.

2.5 β-聚葡萄糖含量的測(cè)定

不同光照處理下的燕麥穗中，開花后不同天數(shù)的β?聚葡萄糖含量變化如圖5所示.

圖5 不同光照強(qiáng)度下燕麥穗中β-聚葡萄糖的變化情況

本文選擇的試驗(yàn)燕麥植株在開花后40天的收獲期中，β?聚葡萄糖的含量是最高的，在開花后0天幾乎檢測(cè)不出β?聚葡萄糖的含量，因此本文從開花后10天開始制作β?聚葡萄糖的含量變化曲線.經(jīng)過(guò)軟件的方差分析可以發(fā)現(xiàn)，在開花后10天時(shí)，遮光60%處理下的β?聚葡萄糖含量最低，遮光80%處理下含量最高；在開花后10～20天時(shí)，只有遮光60%處理下β?聚葡萄糖的含量在增長(zhǎng)，全光處理與遮光80%處理下有明顯的下降；開花后20～30天開始顯著增長(zhǎng)，而在這段時(shí)間遮光60%處理下，β?聚葡萄糖的含量比較平穩(wěn)，無(wú)明顯下降或增長(zhǎng)；在開花后30～40天，全光處理的β?聚葡萄糖含量略微下降，遮光60%處理、遮光80%處理有顯著增加，收獲時(shí)遮光60%處理下的β?聚葡萄糖含量最高，達(dá)到4.0%.

2.6 討論

3 結(jié)語(yǔ)

本文以白燕2號(hào)作為研究對(duì)象，在實(shí)驗(yàn)基地條件下，對(duì)其進(jìn)行不同光照強(qiáng)度的處理，并在開花后的不同時(shí)期對(duì)燕麥穗的可溶性總糖、蔗糖、葡萄糖、果糖以及β?聚葡萄糖這幾類營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，以期得到最適合白燕2號(hào)植株生長(zhǎng)的光照條件與光合作用指標(biāo).本文雖然取得了一定的成果，但是還有很多不足之處，光合作用指標(biāo)的選擇不夠細(xì)致，燕麥品種的選擇不夠具有代表性，在今后的研究中還要不斷深入.