2021, Vol. 48文章信息
引用本文 |
基金项目
- 广东省自然科学基金（2018A0303130316）；广东省现代农业产业技术体系创新团队项目（2020KJ122）；广州市级财政补助资金农业农村项目（19300800）；广东省科技计划项目（2018B020202010）
作者简介
- 郭巨先（1970—），女，硕士，研究员，研究方向为蔬菜种质资源，E-mail：823522867@qq.com.
通讯作者
- 杨暹（1964—），男，博士，教授，研究方向为蔬菜栽培生理，E-mail：yx16@tom.com.
文章历史
- 收稿日期：2020-11-26
2. 华南农业大学园艺学院，广东 广州 510642
2. College of Horticulture, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China
【研究意义】菜心（Brassica parachinensis Bailey）是我国华南地区的特产蔬菜，在广州有“蔬品之冠”的美誉，仅广州市的菜心栽培面积就达1万~2万hm2，占全年蔬菜总栽培面积的60% 以上，对华南地区的周年供应及出口创汇起着举足轻重的作用[1]。但生产者在栽培生产过程中为了片面追求产量，导致菜薹的品质问题成为影响产业发展的瓶颈。【前人研究进展】近年国内外学者针对菜心品种、肥水管理等方面对改善菜心品质进行了大量研究[2-6]。油菜素内酯（Brassinolide，简称BR）也称为芸苔素内酯，是一类以甾醇为骨架的植物內源甾体类生物活性物质，被公认为第六大类植物激素[7-9]，广泛存在于植物中。人工合成的高活性油菜素内酯类似物称为2, 4-表油菜素内酯（2, 4-epi-Brassinolide，简称EBR），是一种具有高生理活性的植物生长调节剂，被广泛应用于促进幼苗萌发、作物生长、改善品质、缓解药害、提高作物抗逆性等研究上[10-14]。油菜素内酯在蔬菜、水果等园艺作物上的报道较多，研究表明，喷施EBR能提高黄心菜、辣椒、黄瓜等蔬菜作物的光合特性，从面提高产量和品质[15-17]。并能提高仔姜、蓝莓、黄花菜等园艺作物的储藏品质，延长贮藏期[18-20]。EBR应用在十字花科蔬菜作物上的研究较少，大多是关注提高作物的产量和品质。王廷芹等发现EBR能增加青花菜的抗氧化活性，提高产品的产量和品质[21-22]。韩云等[23]、顾安生[24]发现EBR能在一定程度上提高小白菜可溶性糖和可溶性蛋白的含量，降低粗纤维含量。李蒙等[15]研究表明，弱光胁迫下外源EBR可有效改善黄心菜的营养指标。【本研究切入点】本课题组在前期的研究表明，EBR能提高菜薹产量，降低硝酸盐含量[25]。但关于EBR对菜薹生长和营养品质的影响还未见报道。【拟解决的关键问题】本研究拟在前期试验的基础上，进一步研究其对菜薹营养品质的影响，筛选出最佳的施用浓度和时期，为EBR在菜心生产上的应用提供理论依据和技术支持。
1 材料与方法 1.1 试验材料本试验于2019年8－9月在华南农业大学园艺学院蔬菜试验基地进行。以四九-油青菜心为试验材料（广州市农业科学研究院提供），EBR（＞95.0%）购于美国Sigma公司。
1.2 试验方法试验设置EBR 0.01、0.05、0.09、0.14、0.17 mg/L共6个浓度，分苗期喷施、抽薹前喷施、苗期+ 抽薹前喷施3个时期处理，以清水喷施为对照（CK），盆栽直播，每个处理3次重复，每个重复6盆，每盆播5株。盆的规格为下口径20 cm、上口径28 cm、高25 cm，体积7.85 L。每盆装经过晒干混匀的砂壤土6.0 kg，种植前供试土壤pH 4.95，有机质含量1.38%、全氮0.096%、全磷0.101%、有效磷215.3 mg/kg、有效钾50.0 mg/kg。8月14日下午播种，整个生长期内每盆追施海藻素复合肥0.8 g，分8月25日（1~2片真叶）、9月1日（3~4片真叶）、9月7日（6~7片真叶）、9月13日（抽薹前）4次追施，4次追肥量分别占总追肥量的20%、25%、25%、30%。EBR处理于晴天下午光照较弱且无风时进行，采用人工喷雾方法，将各浓度EBR用微型喷雾器喷洒到植株叶片和主薹表面上，以叶面和主薹布满小水珠而不形成液流滴下为度（约50 mL/盆）。
9月20 － 22日菜薹采收期，测定主薹长（cm）、节数和主薹粗度（mm）；测定菜薹产量，“齐口花”采收，取第4节以上的菜薹鲜样分成两份，一份鲜样用于测定叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、Vc的含量；另一份鲜样将薹叶切碎、烘干，用于测定氮、磷、钾及纤维素含量。其中，菜薹叶绿素含量采用95.0% 乙醇浸泡法测定，可溶性糖含量采用苯酚法测定，可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝染色法测定，Vc含量采用比色法测定，纤维素含量采用蒽酮比色法[26]测定。菜薹全氮含量量采用凯氏定氮法测定，全磷含量采用钼锑抗比色法测定，全钾含量采用火焰光度法[27]测定。
试验数据采用SPSS 23.0版软件统计，采用Excel 2016版软件作图。
2 结果与分析 2.1 EBR处理对菜心植株生长的影响从表 1可以看出，喷施不同浓度EBR对菜薹节数和薹粗没有显著影响；相同喷施时期内比较，随着EBR喷施浓度的提高，菜薹薹长和薹粗呈先增加后降低的趋势。苗期喷施0.05 mg/L EBR，菜薹薹长达33.64 cm，比CK1显著增加17.54%；抽薹前喷施0.05、0.09 mg/L EBR，菜薹薹长分别达31.74、31.38 cm，比CK2显著增加10.90%、9.64%。苗期喷施0.05 mg/L EBR，菜薹平均节数、薹长和薹粗均达最高，说明苗期喷施0.05 mg/L EBR对菜薹植株生长的效果最好。
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2.2 EBR处理对菜心营养品质的影响
2.2.1 Vc含量 从图 1可以看出，相同喷施时期内比较，随着EBR喷施浓度的提高，菜薹Vc含量呈先增加后降低的趋势，均高于CK；苗期喷施、抽薹前喷施、苗期+ 抽薹前喷施均以喷施0.05 mg/L EBR菜薹的Vc含量最高，每100 g菜薹分别达到125.42、141.74、128.09 mg，分别比CK增加20.68%、36.38% 和23.25%，差异显著。
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| 图 1 EBR处理对菜薹Vc含量的影响 Fig. 1 Effects of EBR treatments on Vc contents of Brassica parachinensis Bailey 同一喷施时期小写英文字母不同者表示差异显著 Different lowercase letters of the same spraying, period represent significant differences |
2.2.2 叶绿素含量 从图 2可以看出，除抽薹前喷施、苗期+ 抽薹前喷施0.17 mg/L EBR处理菜薹叶绿素含量降低外，其余各处理菜薹的叶绿素含量均有所增加。相同喷施时期内比较，随着EBR浓度提高，苗期喷施EBR菜薹的叶绿素含量呈上升-下降趋势，抽薹前喷施、苗期+ 抽薹前喷施菜薹的叶绿素含量均呈升-降-升-降变化。其中，苗期喷施、苗期+ 抽薹前喷施的效果较好，苗期喷施0.01~0.17 mg/L EBR菜薹的叶绿素含量为44.30~46.87 mg/g，比CK增加4.89%~10.10%，差异极显著；苗期+ 抽薹前喷施0.05~0.14 mg/L EBR菜薹的叶绿素含量为44.20~45.37 mg/g，比CK增加4.68%~7.13%，差异显著；抽薹前喷施不同浓度EBR，菜薹的叶绿素含量与CK相比无显著差异。
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| 图 2 EBR处理对菜薹叶绿素含量的影响 Fig. 2 Effects of EBR treatments on chlorophyll contents of Brassica parachinensis Bailey 同一喷施时期小写英文字母不同者表示差异显著，大写英文字母不同者表示差异极显著 Different lowercase letters of the same spraying period represent significant differences; and the different capital letters represent extremely significant differences |
2.2.3 可溶性糖含量 由图 3可知，喷施EBR提高了菜薹可溶性糖含量，相同喷施时期内比较，随着EBR浓度的提高，苗期喷施EBR的菜薹可溶性糖含量呈上升-下降趋势，抽薹前喷施、苗期+ 抽薹前喷施菜薹可溶性糖含量均呈升-降- 升-降变化；苗期、抽薹前、苗期+ 抽薹前均以喷施0.01 mg/L EBR菜薹的可溶性糖含量最高，分别达到24.96、19.49、19.38 mg/g，比CK增加172.36%、112.68% 和111.51%，差异显著。各喷施处理间综合比较，以苗期喷施0.01 mg/L EBR菜薹的可溶性糖含量最高。
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| 图 3 EBR处理对菜薹可溶性糖含量的影响 Fig. 3 Effects of EBR treatments on soluble sugar contents of Brassica parachinensis Bailey 同一喷施时期小写英文字母不同者表示差异显著 Different lowercase letters of the same spraying period represent significant differences |
2.2.4 可溶性蛋白含量 表 2显示，喷施EBR影响了菜薹可溶性蛋白含量，相同喷施时期内比较，随着EBR浓度的提高，苗期喷施菜薹的可溶性蛋白含量呈升-降-升趋势，抽薹前喷施菜薹可溶性蛋白含量呈先升高后降低变化，苗期+ 抽薹前各喷施处理间变化规律不明显。苗期喷施0.05、0.14、0.17 mg/L EBR菜薹可溶性蛋白含量分别达15.45、14.84、15.56 mg/g，与CK比较差异显著；抽薹前喷施0.01 mg/L EBR菜薹可溶性蛋白含量达14.50 mg/g，与CK相比差异显著；苗期+ 抽薹前各喷施处理间菜薹可溶性蛋白含量差异不显著。
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2.2.5 纤维素含量 从表 3可以看出，喷施EBR降低了菜薹的纤维素含量，各喷施时期内比较，菜薹喷施0.01~0.17 mg/L EBR后纤维素含量在3.88%~5.27%，与CK相比差异显著。苗期、抽薹期、苗期+抽薹期喷施0.05 mg/L EBR，菜薹纤维素含量分别为3.88%、4.24%、4.21%，与同一喷施时期相比纤维素含量最低，其中以苗期喷施0.05 mg/L EBR的菜薹纤维素含量最低（3.88%），比CK显著降低32.76%。
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2.3 EBR处理对菜心矿质元素含量的影响
2.3.1 全氮含量 由表 4可知，喷施EBR提高了菜薹的氮吸收量，相同喷施时期内比较，随着EBR喷施浓度的提高，菜薹全氮含量呈升- 降-升的趋势，3个喷施时期处理菜薹的全氮含量均显著高于CK。苗期喷施0.17 mg/L EBR、抽薹前喷施0.17 mg/L EBR、苗期+ 抽薹前喷施0.05 mg/L EBR，菜薹全氮含量分别达0.91%、1.09%、1.19%，与同一喷施时期内相比菜薹全氮含量最高，与CK差异显著。
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2.3.2 全磷含量 从表 5可以看出，喷施EBR对菜薹磷吸收有较大影响，相同喷施时期内比较，随着EBR喷施浓度的增加，菜薹的全磷含量呈降- 升-降的“S”型变化趋势，苗期喷施0.09 mg/L EBR、抽薹前喷施0.14 mg/L EBR、苗期+ 抽薹前喷施0.14 mg/L EBR，菜薹全磷含量分别达0.24%、0.36%、0.31%，同一喷施时期内相比菜薹全磷含量最高，与CK相比差异显著。
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2.3.3 全钾含量 从表 6可以看出，喷施EBR处理可增加菜薹的钾含量，相同喷施时期内比较，菜薹全钾含量随着EBR喷施浓度的提高而增加。苗期喷施0.17mg/L EBR、抽薹前、苗期+ 抽薹前喷施0.14 mg/L EBR，菜薹全钾含量分别达6.50%、7.00%、6.00%，与同一喷施时期内相比菜薹全钾含量最高，与CK相比差异显著。
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3 讨论
油菜素内酯作为一种新型激素，可调节作物生长发育，在蔬菜作物的应用主要集中在促进生长、提高结实率、提高抗逆性、改善品质等方面。目前我国投入大量生产的EBR在蔬菜上的使用方法主要有浸种、喷施和浸渍3种，一般认为植物苗期、开花期、结果期、结球期是最佳喷施时期[28-29]。Dolezalova等[30]研究表明，喷施EBR处理能显著提高洋葱地上部高度和茎部直径，进而提高洋葱的产量和品质。顾安生[24]在小白菜生长期喷施0.01% 芸苔素内酯提高了小白菜叶长、叶宽和叶片数。冯韬等[31]在甘蓝型油菜上素随着EBR浓度的提高，呈先增加后降低的变化趋势，喷施低浓度EBR能促进菜薹植株的生长，而高浓度EBR抑制菜薹生长，这与激素类物质的作用机理相一致。因此，喷施EBR可以通过调节植株的生长来影响菜薹的外观品质，但喷施浓度不宜过高。
王廷芹等[21-22]研究发现，0.01 mg/L EBR处理青花菜叶片能提高叶片叶绿素含量和花球总糖含量，但降低了花球Vc和蛋白质含量。李蒙等[15]认为，施用EBR显著提高了弱光胁迫下黄心菜植株的Vc、可溶性糖、可溶性蛋白质含量，降低了叶绿素含量。韩云等[23]指出芸苔素内酯能提高小白菜可溶性糖和可溶性蛋白的含量，降低粗纤维含量。本试验结果表明，苗期喷施0.01~0.05 mg/L EBR提高了菜薹Vc、叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量，降低纤维素含量，苗期喷施0.05 mg/L EBR后纤维素含量较CK降低32.76%，这与上述研究结果一致。抽薹前喷施0.14 mg/L EBR菜薹全磷、全钾含量分别较CK提高61.6%、40.0%。苗期+ 抽薹前喷施0.05 mg/L EBR菜薹全氮含量达到1.18%，较CK提高58.3%。表明不同时期喷施EBR对菜薹的营养品质和矿质元素的积累影响不同，苗期喷施低浓度（0.01~0.05 mg/L）EBR能促进植株的营养积累，抽薹前喷施一定浓度的EBR能促进菜薹氮、磷、钾含量积累。因此，可以通过在苗期喷施低浓度的EBR来提高菜薹植株营养品质。
4 结论采用低浓度（0.01~0.05 mg/L）EBR处理菜心，各个喷施时期均能促进菜薹生长，提高菜薹Vc、叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量以及植株全氮、全钾含量，降低纤维素含量，提高菜薹的综合品质。而抽薹前喷施、苗期+ 抽薹前喷施高浓度（0.14 mg/L）EBR可促进菜薹对氮、磷、钾元素的吸收。综合考虑，菜心生产上施用EBR以低浓度（0.01~0.05 mg/L）为宜，苗期喷施或苗期+ 抽薹前喷施效果较好。
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