氨基多糖水溶肥對青蘿卜生長、品質性狀及抗氧化酶活性的影響

王瑋 程瑞 吳傳萬 汪國蓮 王林闖 梁雙林 趙建鋒

摘要：以江蘇淮安地方青蘿卜品種紫芽青為材料，在蘿卜“破肚”后噴施氨基多糖水溶肥，研究不同濃度的氨基多糖水溶肥處理對青蘿卜生長、品質及抗氧化酶活性的影響。結果表明，適宜濃度的氨基多糖水溶肥處理可以增加青蘿卜肉質根莖粗、地上部鮮質量和肉質根鮮質量，提高蘿卜的根冠比;增強蘿卜葉片的抗氧化酶活性，降低MDA的含量，提高植株對逆境的抗性;提高蘿卜肉質根中可溶性總糖、干物質、可溶性蛋白、維生素C的含量，降低有機酸含量。不同濃度處理均以100 mg/mL效果最好，200 mg/mL處理反而對肉質根鮮質量及根冠比的增加有一定的抑制作用。由此可見，適宜濃度的氨基多糖水溶肥處理可以促進青蘿卜肉質根生長，提高根冠比，增強植株對逆境的抗性，改善蘿卜品質性狀，在水果蘿卜高效栽培中具有一定的應用價值。

關鍵詞：氨基多糖;蘿卜;抗氧化酶;品質性狀;生長發育

中圖分類號： S631.106 ?文獻標志碼： A ?文章編號：1002-1302（2021）09-0095-05

蘿卜是原產于我國的一類重要蔬菜，在我國的栽培歷史悠久，據文字記載有2 700多年的歷史[1]，無論是常年食用、藥用，還是救災救荒，或在特別困難時期食不果腹時，蘿卜都起到過十分重要的作用。青蘿卜，又稱綠皮蘿卜、水果蘿卜，其品質新鮮、皮色翠綠、口感脆嫩多汁、甘甜微辣，既可熟食，也可鮮食，因此，格外受到市場追捧。隨著農業種植結構調整和人民對生活品質要求的提高，我國蘿卜生產面臨著新的發展機遇，營養價值高、品質性狀優良、可供鮮食的品種越來越受到民眾的歡迎。

氨基多糖又稱糖胺聚糖、黏多糖，是雜多糖的一種，最早在哺乳動物體內發現，主要存在于高等動物的結締組織中[2]。甲殼素（幾丁聚糖）是一類天然高分子聚合物，結構上屬于氨基多糖，在自然界中廣泛存在于節肢動物等低等生物中，每年生命合成資源可達2 000億t，是地球上第2大天然生物質資源[3]。甲殼素脫N-乙酰基后成為殼聚糖。目前，這一類物質已被廣泛應用于食品添加劑、生物制藥、環保、飼料等多個領域[4-6]。在農業上氨基多糖類物質的應用前景同樣較為廣泛，相關報道主要集中在作物生長調控[7-9]、貯藏保鮮[10-12]、土壤改良[13]、抗性誘導[14]等方面。近年來，水溶性肥料因具有溶解性好、易被植物直接吸收、肥料利用率高的顯著優勢，在農業生產中逐漸受到關注。同時，我國農業發展中面臨的水資源短缺和肥料利用率低的問題日趨嚴重，“節水減肥”的水肥一體化正成為農業現代化發展的重要方向。本試驗以江蘇淮安本地青蘿卜品種紫芽青為材料，研究不同濃度的氨基多糖水溶肥處理對青蘿卜生長、品質及抗氧化酶活性的影響，旨在為改善青蘿卜營養品質、調控生理代謝以及促進蘿卜高效栽培提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2018年下半年于江蘇省淮安市現代農業科技綜合創新基地進行。蘿卜使用經提純復壯后的紫芽青蘿卜（江蘇徐淮地區淮陰農業科學研究所提供）。供試藥劑氨基多糖水溶肥由江蘇雙林海洋生物藥業有限公司生產提供，質量濃度≥20 g/L，產品形態為水劑。

1.2 試驗設計

采用單因素隨機區組試驗設計。共設4個處理，每個處理3次重復，共12個小區，每小區面積14 m2（7 m×2 m），小區之間設保護行。蘿卜做畦，穴播2～3粒種子，株距35 cm，行距40 cm，常規管理，齊苗時進行間苗，蘿卜“破肚”期時再間苗1次。按照壯苗標準，最終每小區僅選留長勢一致的幼苗100株。將氨基多糖水溶肥分別用水稀釋為低、中、高3個濃度梯度：50 mg/mL（A）、100 mg/mL（B）和200 mg/mL（C），每個濃度梯度為1個處理，以清水處理為空白對照，于蘿卜“破肚”后5 d時對準植株葉面均勻噴施，每隔5 d噴1次，共噴3次，每小區噴施1 L，噴施量以葉面濕潤不產生徑流為準。分別于處理結束后的5、10、20、30 d時測定不同處理蘿卜的植物學性狀，于處理后20 d時每個小區選取10株生長一致的植株，取同一位置復葉中間小葉放入冰盒，帶回實驗室用于測定丙二醛（MDA）含量及超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、過氧化物酶（POD）活性。蘿卜收獲后每處理隨機取肉質根3根用于測定肉質根品質相關指標。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 植物學性狀測定 每個處理隨機選取3株，測定其肉質根莖粗、地上部鮮質量、地下部鮮質量，并計算根冠比。

1.3.2 丙二醛（MDA）含量測定 丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸法[15]測定，以nmol/g表示。

1.3.3 抗氧化酶活性測定 取0.5 g葉片，加入預冷的0.05 mol/L的磷酸緩沖液（pH值7.8），冰上研磨，定容至8 mL。使用高速離心機10 000 r/min低溫離心10 min，取上清液用于后續酶活性測定。超氧化物歧化酶（SOD）活性采用氮藍四唑（NBT）法[16]測定，以氮藍四唑（NBT）光還原50%為1個酶活單位（U），酶活性單位以U/g表示。過氧化氫酶（CAT）活性采用過氧化氫比色法[16]測定，以1 min D240 nm變化0.01為1個酶活性單位（U），酶活性以U/（g·min）表示。過氧化物酶（POD）活性采用愈創木酚法[16]測定，以1 min D470 nm變化0.01為1個酶活性單位，酶活性以U/（g·min）表示。

1.3.4 肉質根品質指標的測定 蘿卜肉質根達到商品性狀后及時收獲，收獲時每處理取樣3株，測定肉質根中的可溶性總糖、干物質、可溶性蛋白、維生素C、有機酸、葉綠素的含量。

1.4 數據處理

原始數據使用Excel 2010進行平均值和標準誤計算，采用DPS v14.10高級版對數據進行單因素方差分析，使用SigmaPlot 12.0軟件進行制圖。

2 結果與分析

2.1 對肉質根莖粗的影響

由表1可知，不同處理的蘿卜肉質根莖粗均隨著生育期的增加而逐漸增加，處理20 d后莖粗增長速度明顯加快，處理30 d時肉質根已達膨大盛期。高濃度氨基多糖（C）處理下蘿卜肉質根莖粗初期（5 d）增加較快，處理10 d后增長幅度明顯減弱，處理30 d時肉質根莖粗低于對照。中濃度處理（B）5 d 時肉質根莖粗與其他處理無顯著差異，處理 10 d 后肉質根莖粗顯著大于對照及高濃度處理（C）（P<0.05），并一直保持到肉質根膨大盛期（30 d），較對照增加了5.07%。

2.2 對地上部鮮質量的影響

由表2可知，隨著生育期延長，不同處理蘿卜地上部鮮質量逐漸增加，處理后10～20 d時地上部鮮質量增加最快，處理20 d 后鮮質量增加趨勢明顯變緩。低濃度氨基多糖水溶肥處理（A）不同時期的蘿卜鮮質量均明顯高于對照，且顯著高于高濃度處理（除處理當天外），處理30 d時的地上部鮮質量比對照增加了4.75%。中濃度處理（B）前10 d地上部鮮質量增加最快，處理20 d后鮮質量增長緩慢，低于A處理，處理30 d時與對照無明顯差異。高濃度（C）除處理當天外，其余時期均明顯低于其他2個濃度處理，肉質根膨大盛期（30 d）時顯著低于對照，表明隨著生育期的延長，高濃度氨基多糖水溶肥處理明顯強化了對蘿卜地上部生長的抑制。

2.3 對肉質根鮮質量的影響

由表3可知，所有處理的蘿卜肉質根鮮質量均隨著生育期延長而迅速增加，但不同濃度氨基多糖水溶肥處理后5 d的肉質根鮮質量即表現出差異性，按肉質根鮮質量從高到低排序：處理C>處理B>處理A>CK。處理后10 d，中濃度處理（B）的肉質根鮮質量明顯高于其他幾個處理，且這種優勢一直保持到肉質根膨大盛期（30 d），該時期B處理肉質根鮮質量比對照（CK）、低濃度（A）和高濃度（C）處理分別提高了17.8%、11.20%、27.55%。高濃度（C）處理的初期（5 d）其肉質根鮮質量增加較其他3個處理相對較快，但處理10 d后其肉質根鮮質量的增加值明顯低于其他2個濃度處理，處理30 d時的肉質根鮮質量甚至低于對照。表明適宜濃度的氨基多糖水溶肥處理可以顯著提高蘿卜肉質根的鮮質量，但高濃度下不僅不能提高肉質根鮮質量，反而會抑制肉質根的生長。

2.4 對蘿卜根冠比的影響

不同濃度氨基多糖水溶肥處理對蘿卜根冠比的影響如圖1所示。不同處理當天蘿卜根冠比基本一致，處理10 d后根冠比迅速增加。其中中濃度氨基多糖水溶肥處理（B）20 d后根冠比明顯高于其他處理，至30 d時根冠比達2.735;而高濃度（C）下處理前5 d根冠比相對較大，但處理10 d后根冠比則低于中低濃度處理，肉質根膨大盛期（30 d）時也明顯低于對照。分析可知，適當濃度的氨基多糖水溶肥處理可以有效提高蘿卜的根冠比，但高濃度處理卻不利于蘿卜根冠比的增加。

2.5 對抗氧化酶活性的影響

SOD、POD和CAT是植物體內3種最常見的抗氧化酶，在誘導植物體免受活性氧危害、維持植物體抗逆性方面起著重要的作用，其活性的大小代表了清除細胞內活性氧能力的高低[17]。對不同濃度氨基多糖水溶肥處理20 d后的蘿卜葉片抗氧化酶活性測定結果（圖2）表明，中濃度氨基多糖水溶肥處理（B）的SOD、POD和CAT活性均高于其他幾個處理，3種酶活性相比對照分別增加了16.47%、10.83%和22.62%。高濃度氨基多糖水溶肥處理（C）的蘿卜葉片SOD和CAT活性低于低濃度氨基多糖水溶肥處理（C），不同濃度處理的SOD、POD和CAT的活性均高于對照。

2.6 對蘿卜葉片中MDA含量的影響

丙二醛（MDA）是膜脂過氧化物的重要產物，其含量的變化可以反映細胞膜脂過氧化的水平及細胞受傷害的程度。由圖3可知，氨基多糖水溶肥處理20 d后的蘿卜葉片中MDA含量隨著氨基多糖處理濃度的增加呈先降低再升高趨勢。中濃度氨基多糖水溶肥處理（B）的葉片中MDA含量最低，并與其他處理差異顯著，且不同濃度處理的蘿卜葉片MDA含量均低于對照。

2.7 對蘿卜營養品質指標的影響

肉質根營養品質的高低決定了蘿卜的實際經濟價值。如表4所示，與對照相比，不同濃度的氨基多糖水溶肥處理均可以提高蘿卜肉質根中的可溶性總糖、干物質、可溶性蛋白的含量，且相關指標均隨著氨基多糖水溶肥處理濃度的上升呈先增加再降低的趨勢。中等濃度處理（B）的肉質根中可溶性總糖、干物質、可溶性蛋白、維生素C及葉綠素含量均高于其他幾個處理，且分別比對照提高了21.03%、24.56%、37.72%、23.63%和24.0%，其有機酸含量顯著低于對照，也低于其他濃度處理。高濃度處理（C）的蘿卜肉質根中可溶性總糖、干物質、維生素C和葉綠素含量僅次于中等濃度處理（B）;可溶性蛋白含量低于A、B 2個處理，僅比對照略高;有機酸含量低于對照和低濃度處理（A），僅比中等濃度處理（B）略高。

3 討論與結論

植物生長調節劑在調控植物的光合作用、光合產物分配及植物抗逆性等方面具有十分重要的作用[18]。近年來，越來越多的天然或人工合成的化合物被發現具有類似植物生長調節劑的功能。氨基多糖是雜多糖的一種，現有研究認為其在促進作物生長、提高抗逆性、抗菌保鮮等方面具有一定作用[19-20]。由于氨基多糖類物質與多數生長調節劑相比具有天然、無毒、環境相容性好、活性高、易降解等優點，在農業生產上有很大的發展前景，因此正在成為研究的熱點[21-22]。

劉建民等以番茄合作908為試材，研究了不同分子量殼聚糖對番茄生長、產量及品質的影響，結果表明，殼聚糖對番茄幼苗的株高和鮮質量影響顯著，但對根長和根鮮質量影響達不到顯著水平[8]。于仁竹等研究發現，噴施不同濃度的水溶性殼聚糖可顯著提高黃瓜幼苗的株高、莖粗、葉面積，提高黃瓜幼苗的干物質質量[23]。本研究發現，適宜濃度的氨基多糖水溶肥處理對蘿卜肉質根莖粗、地上部鮮質量、肉質根鮮質量和根冠比的增加均有一定的促進作用，中等濃度的促生長效應最顯著，高濃度處理反而對肉質根鮮質量與根冠比的增加產生一定的抑制效應，表明適宜濃度的氨基多糖水溶肥處理對促進蘿卜營養器官生長、調控同化產物在“源-庫”間的分配具有一定的積極作用。

植物體在長期進化過程中形成了一套獨特的抗逆調節系統。SOD、POD、CAT作為植物體內3種重要的抗氧化酶，在植物體內主要起著清除活性氧自由基、抵抗逆境環境對植物體傷害的作用。本研究發現，使用氨基多糖水溶肥處理后20 d，蘿卜葉片中的SOD、POD、CAT的活性與對照相比均有不同程度升高，MDA含量的變化則剛好相反，且酶活性與MDA含量的變化均存在一個明顯的濃度效應。說明氨基多糖處理可以有效提高蘿卜葉片的抗氧化酶活性，降低MDA含量。在自然界中，植物體為抵抗各種逆境造成的傷害，發展了一整套的活性氧清除機制，包括酶促系統和非酶促系統等。本試驗中，噴施的氨基多糖水溶肥可能被植物體視為誘發其提高抗逆境脅迫的誘導因子，或者氨基多糖本身就被植物體視為一種逆境脅迫因子，從而激發植株通過提高抗氧化酶活性、降解脂質氧化最終產物MDA的方式，來提高植株的生理生化活性，增強植株對逆境條件的抗性。

可溶性總糖、可溶性蛋白、有機酸等的含量是衡量植物果實品質的重要指標。現有研究發現，適宜濃度的殼聚糖灌根可以顯著增加黃瓜的產量，改善黃瓜果實的品質[7]。文廷剛等使用不同分子量的氨基多糖處理西瓜，發現中分子量的氨基多糖可以顯著提高西瓜中的可溶性糖、維生素C和番茄紅素含量，降低可滴定酸含量[24]。本研究表明，噴施氨基多糖水溶肥可以有效提高蘿卜肉質根中可溶性總糖、干物質、可溶性蛋白、維生素C的含量，降低了有機酸含量，明顯改善了青蘿卜營養品質。同時，葉綠素的含量明顯增加，表現為肉質根色澤更濃綠，感官品質更好，這為生食水果蘿卜栽培技術研究、品質改良工作積累了研究基礎。

綜上所述，適宜濃度的氨基多糖水溶肥處理可以有效增加青蘿卜肉質根莖粗、地上部鮮質量和肉質根鮮質量，提高蘿卜的根冠比;增強蘿卜葉片中的抗氧化酶活性、降低MDA的含量，增強了植株對逆境的抗性;有效提高蘿卜肉質根中可溶性總糖、干物質、可溶性蛋白、維生素C的含量，降低了有機酸含量，改善了蘿卜營養品質。

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