臭氧水澆灌和噴施對馬鈴薯幼苗生理特性的影響

王雅琦 宋琎楠 陸啟環 馮濤 楊洪兵

摘要：為研究臭氧水處理對馬鈴薯幼苗生理特性的影響，本試驗以清水為對照，采用1.0 mg/L臭氧水土壤澆灌和0.6 mg/L臭氧水葉面噴施處理，測定了幼苗生長35 d后葉片質膜透性、SOD、POD和CAT活性及礦質元素含量等指標。結果表明，臭氧水澆灌和噴施處理均能顯著降低馬鈴薯葉片質膜透性，顯著增加馬鈴薯葉片POD和CAT活性，明顯提高馬鈴薯幼苗抗逆性；臭氧水噴施處理的馬鈴薯葉片Ca含量顯著降低，臭氧水澆灌和噴施處理的馬鈴薯葉片Fe含量顯著增加，且臭氧水澆灌處理增加幅度更大。

關鍵詞：臭氧水；澆灌；噴施；馬鈴薯幼苗；生理特性

中圖分類號：S532.01文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2018）05-0043-03

Abstract The potato seedlings were used as experimental materials， and the ozone water treatments were designed as irrigation at 1.0 mg/L and spraying at 0.6 mg/L. The indicators of membrane permeability， SOD， POD and CAT activities and mineral element content of leaves were determined to study the effects of ozone water irrigation and spraying on physiological characteristics of potato seedlings after treated for 35 days. The results showed that both irrigation and spraying of ozone water could significantly decrease the leaf membrane permeability of potato， and significantly increase the leaf POD and CAT activities. It indicated that ozone water treatment could obviously improve the stress resistance of potato seedlings. After spraying treatment of ozone water， the content of Ca in potato leaves was decreased significantly. The content of Fe in potato leaves was increased significantly after irrigation and spraying treatments with ozone water， and the increase of former treatment was larger than that of the later one.

Keywords Ozone water； Irrigation； Spraying； Potato seedlings； Physiological characteristics

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）是茄科茄屬一年生草本植物，又稱山藥蛋、地蛋、洋芋、芋頭、土豆等。馬鈴薯是中國五大主食之一，所含蛋白質好于大豆，最接近動物蛋白，營養價值高，適應力強，產量高，是全球第三大重要糧食作物，僅次于小麥和玉米。土豆塊莖，可入藥，性平味甘，可治胃痛、痄肋、癰腫等疾病。根據2016年農業部發布的《關于推進馬鈴薯產業開發的指導意見》，2020年我國適宜主食加工的品種種植比例達到30%，主食消費占馬鈴薯總消費量的30%[1]。由于生產經營的分散性，生產技能不能適應蔬菜生產的新要求，蔬菜生產中不合理施用農藥導致殘留超標問題依然存在[2]，探索新的病害防治方法已成為馬鈴薯產業亟需解決的難題。相關研究表明，臭氧具有強氧化性，是廣譜高效殺菌劑，溶于水后具有更好的殺菌作用[3]，且對蔬菜表面附著微生物有良好殺滅效果，處理后可自然分解成無毒的氧氣，不會帶來有害殘留[4]。本研究通過臭氧水土壤澆灌及葉面噴施處理，比較處理后馬鈴薯幼苗生理特性及礦質元素含量的變化，旨在為馬鈴薯病害綠色防控提供一定理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試馬鈴薯品種為“紫玫瑰”，由高密市五龍河農場農業科技有限公司提供。

1.2 試驗處理

本試驗具體處理及方法見表1。試驗階段保持白天溫度20～25℃、夜間溫度15～18℃，相對濕度50%左右，自然光照，常規管理。于幼苗生長35 d后測定相關指標，每處理重復3次。

1.3 測定指標及方法

參照鄭險峰等[5]方法測定質膜透性；采用NBT光還原法測定SOD活性[6]；參照劉筱等[7]方法測定POD活性；參照何冰等[8]方法測定CAT活性；參照董志剛[9]的方法測定Ca、Fe、Zn、B、Mn含量。

1.4 數據分析

采用Microsoft Excel 2007和SPSS 12.0進行數據處理及分析[10]。

2 結果與分析

2.1 臭氧水澆灌和噴施對馬鈴薯葉片質膜透性的影響

臭氧水澆灌和葉面噴施處理的馬鈴薯葉片質膜透性均顯著降低，分別比對照降低25.98%和22.48%（表1）。

2.2 臭氧水澆灌和噴施對馬鈴薯葉片抗氧化酶活性的影響

臭氧水澆灌和噴施處理的馬鈴薯葉片SOD活性增加幅度較小，與對照無顯著差異；而葉片POD活性顯著增加，分別比對照增加27.93%和26.74%；葉片CAT活性極顯著增加，分別比對照增加128.37%和86.65%（表3）。

2.3 臭氧水澆灌和噴施對馬鈴薯葉片礦質元素含量的影響

臭氧水噴施處理的馬鈴薯葉片Ca含量極顯著降低，比對照降低26.08%，而臭氧水澆灌處理的無顯著變化。臭氧水澆灌和噴施處理的馬鈴薯葉片Fe含量均極顯著增加，分別比對照增加18.61%和14.66%（表4）。

3 討論與結論

質膜透性是反映植物抗逆性強弱的重要指標之一，當細胞膜結構與功能受到傷害時，相對電導率會升高，表現為質膜透性增加[11]。本研究發現臭氧水澆灌和噴施處理均能顯著降低馬鈴薯葉片質膜透性，說明臭氧水處理可以提高馬鈴薯幼苗的抗逆性。

超氧化物歧化酶（SOD）是廣泛存在于微生物、植物、動物中的一種重要抗氧化酶，能有效防止活性氧等有害物質對生物體的傷害[12]；過氧化物酶（POD）的增加有利于保持細胞膜的完整和穩定，減緩有毒物質侵害，提高植物抗逆性[13]；過氧化氫酶 （CAT） 廣泛存在動植物組織內，催化多余的過氧化氫分解成水和氧氣，從而保護細胞膜系統和維護細胞結構完整，進而延緩細胞衰老[14]。SOD、POD和CAT是維持生物自由基平衡的重要物質，三者協調一致才會使生物體內自由基維持在一個較低水平上，從而控制自由基毒害作用[15]。本研究中臭氧水澆灌和噴施處理的馬鈴薯葉片POD和CAT活性顯著增加，臭氧水澆灌處理增加幅度較大。說明臭氧水澆灌和噴施處理均能提高馬鈴薯幼苗抗氧化酶活性，且臭氧水澆灌處理效果更好。

Ca作為一種礦質元素，具有極其特殊的作用，它不僅作為細胞結構物質，而且作為第二信使調節植物對環境變化的響應過程[16]；Fe是光合系統中鐵氧還原蛋白的組分；Zn間接參與生長素合成[17]；B在維持細胞膜結構和功能完整性中起著重要的作用，也參與植物生長素和酚類物質的代謝[18]；Mn能夠在很大程度上緩解鹽害對作物的不利影響，大幅度提高作物耐鹽能力[19]。本研究發現臭氧水噴施處理的馬鈴薯葉片Ca含量顯著降低；臭氧水澆灌和噴施處理的馬鈴薯葉片Fe含量顯著增加，且臭氧水澆灌處理增加幅度較大。

綜上所述，臭氧水澆灌和噴施處理均能顯著降低馬鈴薯葉片質膜透性，顯著增加馬鈴薯葉片POD和CAT活性，明顯提高馬鈴薯幼苗抗逆性；臭氧水噴施處理的馬鈴薯葉片Ca含量顯著降低，臭氧水澆灌和噴施處理的馬鈴薯葉片Fe含量顯著增加，且臭氧水澆灌處理增加幅度較大，因而臭氧水澆灌處理的植株Fe吸收效果更好。

參 考 文 獻：

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