胡繁榮,劉 健,羅 軍,方 勇,何美仙
(金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院農(nóng)業(yè)與生物工程學(xué)院,浙江 金華 321007)
殼聚糖(chitosna)是甲殼素脫乙?;笮纬傻囊环N高分子陽離子多聚糖,可制成植物生長調(diào)節(jié)劑、土壤改良劑、種子包衣劑、葉面噴灑劑,也可用作殺蟲劑、殺菌劑等。殼聚糖在黃瓜、芥蘭、不結(jié)球白菜等蔬菜作物上的應(yīng)用效果及其對作物的生理生化影響已有試驗研究,但殼聚糖對苦瓜的作用研究很少。試驗研究不同濃度殼聚糖對苦瓜生長發(fā)育的影響,以期為殼聚糖作為植物生長調(diào)節(jié)劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用提供參考。
苦瓜品種為“碧綠”,農(nóng)友種苗有限公司(中國)產(chǎn)品。
殼聚糖為白色粉末,脫乙酰度大于95%,分子量1 700,浙江仙居縣滕旺殼聚糖廠生產(chǎn)。準(zhǔn)確稱取殼聚糖2 g,用1%冰醋酸200 mL溶解,蒸餾水定容至1 000 mL,制成2 000 mg/L母液,備用。
試驗在金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院蔬菜基地中進(jìn)行,選擇溫光條件較好的區(qū)域作為試驗小區(qū)。采用穴盤(50穴)育苗,基質(zhì)為草炭∶有機(jī)復(fù)合肥=3∶1(體積比)。播種時間為2008年3月10日,播后及苗期管理采用常規(guī)方法??喙嫌酌绲?片真葉展開時高畦定植(2008年4月15日),行距3 m,株距2 m,定植密度110株/667m2,采用地膜覆蓋,鋪設(shè)滴灌設(shè)備,抽蔓后引蔓上架,定植后的田間管理采用常規(guī)方法。
殼聚糖設(shè)100、150、200 mg/L處理,以清水為對照(CK),隨機(jī)區(qū)組設(shè)計,3次重復(fù),小區(qū)面積120 m2??喙嫌酌缍ㄖ渤苫詈蟮?次處理,用噴霧器噴葉,葉面、葉背噴灑均勻,之后每隔7 d噴1次,共計噴灑6次。
1.3.1 雌雄花著生狀況 苦瓜定植后,調(diào)查前15節(jié)的雌雄花著生狀況,每天記錄雌花數(shù)、雌花節(jié)位、雌花開花時間、化瓜數(shù)、雄花開花數(shù),按公式(1)(2)計算化瓜率、雌雄比。
1.3.2 品質(zhì)指標(biāo)的測定 最后一次噴葉后3 d,選擇大小、長勢基本一致,當(dāng)天開花的雌花進(jìn)行標(biāo)記,標(biāo)記后15 d采收,每處理3條瓜,用清水沖洗干凈,吸去果面水分,切取果實中段約3 cm,切碎,混勻,待測。以下均重復(fù)測定3次。
可溶性糖含量的測定:參照蒽酮法,按公式(3)計算可溶性糖含量。
式中:C表示由標(biāo)準(zhǔn)曲線求得的標(biāo)準(zhǔn)糖量(μg);VT表示提取液的總體積(mL);Vs表示用于測定的待測液體積(mL);M表示樣品鮮質(zhì)量(g)。
可溶性蛋白質(zhì)含量的測定:參照考馬斯亮藍(lán)G-250法。按公式(4)計算可溶性蛋白質(zhì)含量。
式中:C表示由標(biāo)準(zhǔn)曲線求得的標(biāo)準(zhǔn)蛋白量(μg);VT表示提取液的總體積(mL);Vs表示用于測定時的加樣體積(mL);M表示樣品鮮質(zhì)量(g)。
維生素C含量的測定:稱取樣品1.0000 g左右,用 10 mL 草酸(0.05 mol/L)—EDTA(0.2 mmol/L)溶液研磨勻漿,充分振動,靜置1 h,4 000 r/min離心15 min,上清液為待測液。吸取上清液1 mL,加上述草酸—EDTA溶液2 mL,偏磷酸—乙酸溶液(將3 g偏磷酸溶于40 mL 1∶5的冰醋酸中,定容至50 mL)0.2 mL,1(濃硫酸)∶19(蒸餾水)硫酸溶液 0.4 mL,充分混勻,再加5%鉬酸銨溶液0.8 mL,蒸餾水5.6 mL,充分混勻,30℃水浴15 min,用紫外可見分光光度計測定OD760。以標(biāo)準(zhǔn)Vc制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。用每百克鮮樣含維生素C的毫克數(shù)表示維生素C的含量,按公式(5)計算。
式中:C表示由標(biāo)準(zhǔn)曲線求得的維生素C量(mg);VT表示提取液的總體積(mL);Vs表示用于測定時的加樣體積(mL);M表示樣品鮮質(zhì)量(g)。
1.3.3 前期產(chǎn)量和總產(chǎn)量的測定 2008年5月20日之前采收的果實為前期產(chǎn)量,11月10日拉秧,最后一次采收。采收的所有果實為總產(chǎn)量。采收按市場標(biāo)準(zhǔn),稱取每小區(qū)、每次采收的所有苦瓜果實的總質(zhì)量,再除以每小區(qū)的株數(shù),即為平均單株產(chǎn)量。
結(jié)果采用DPS軟件Duncan′s新復(fù)極差多重比較進(jìn)行顯著性分析,表數(shù)據(jù)為各次重復(fù)的平均值。
表1 殼聚糖對苦瓜雌雄花著生的影響
由表1可見,不同濃度殼聚糖處理苦瓜單株雌花數(shù)均極顯著高于對照。隨著殼聚糖濃度的增加,單株雌花數(shù)增加;當(dāng)殼聚糖濃度增加到200 mg/L時,單株雌花數(shù)隨著殼聚糖濃度的繼續(xù)增加而逐漸減少,以150 mg/L處理的單株雌花數(shù)最多,顯著高于其他處理,比對照提高了75%。
不同濃度殼聚糖處理苦瓜第一雌花著生節(jié)位極顯著低于對照。在較低濃度范圍內(nèi),隨著殼聚糖濃度的增加,第一雌花著生節(jié)位降低;當(dāng)殼聚糖濃度增加到200 mg/L時,第一雌花著生節(jié)位隨著殼聚糖濃度的繼續(xù)增加而逐漸升高;以150 mg/L處理的第一雌花著生節(jié)位最低,與200 mg/L處理差異顯著,但極顯著低于其他處理,比對照降低了3.8節(jié)。
不同濃度殼聚糖處理苦瓜第一雌花開花時間也極顯著早于對照。在較低濃度范圍內(nèi),隨著殼聚糖濃度的增加,第一雌花開花時間提早;當(dāng)殼聚糖濃度增加到一定大小時,第一雌花開花時間隨著殼聚糖濃度的繼續(xù)增加而逐漸延遲;以150 mg/L處理的第一雌花開花時間最早,極顯著早于其他處理,比對照提早了12.2 d。
不同濃度殼聚糖處理苦瓜化瓜率極顯著低于對照。以150 mg/L處理的化瓜率最低,但與200 mg/L處理差異不顯著,但顯著低于100 mg/L處理,比對照降低了35.2%。
不同濃度殼聚糖處理苦瓜單株雄花數(shù)以150 mg/L 處理的最少,與 200 mg/L、0 mg/L(CK)處理差異不顯著,但顯著低于100 mg/L處理,比對照減少了2.4%。
不同濃度殼聚糖處理苦瓜雌雄比極顯著高于對照。以150 mg/L處理的雌雄比值最大,與200 mg/L處理差異不顯著,但顯著高于100 mg/L處理,比對照提高了79.4%。
從表2中可知,在試驗設(shè)定的濃度范圍內(nèi),隨著殼聚糖濃度的升高,可溶性糖含量亦逐漸升高,以200 mg/L處理的可溶性糖含量最高,達(dá)20.1 mg/g,比對照的可溶性糖含量(13.1 mg/g)提高了53.4%。
表2 殼聚糖對苦瓜果實可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)及維生素C含量的影響
由表2可知,殼聚糖處理對苦瓜果實的可溶性蛋白質(zhì)含量有顯著的影響,各處理均顯著高于對照。以150 mg/L處理的可溶性蛋白質(zhì)含量最高,為156.6 mg/g,比對照的可溶性蛋白質(zhì)含量(111.8 mg/g)提高了40.1%。
從表2中可以看出,殼聚糖處理對苦瓜果實的維生素C含量有顯著的影響,各處理均顯著高于對照。在較低濃度范圍內(nèi),隨著殼聚糖濃度的升高,維生素C含量也升高;當(dāng)殼聚糖濃度升高到一定大小時,維生素C含量隨著殼聚糖濃度的繼續(xù)升高而逐漸降低。以150 mg/L處理的維生素C含量最高,為90.1 mg/100g,比對照的維生素C含量(45.7 mg/100g)提高了97.2%。
由表3可知,殼聚糖處理能夠顯著提高苦瓜單株前期產(chǎn)量和單株總產(chǎn)量。單株前期產(chǎn)量,在較低濃度范圍內(nèi),隨著殼聚糖濃度的升高,單株前期產(chǎn)量也升高;當(dāng)殼聚糖濃度升高到一定大小時,單株前期產(chǎn)量隨著殼聚糖濃度的繼續(xù)升高而逐漸降低。以150 mg/L處理的單株前期產(chǎn)量最高,但與200 mg/L處理差異不顯著,比對照增產(chǎn)46.7%。單株總產(chǎn)量,也與殼聚糖濃度存在密切關(guān)系,100 mg/L處理與對照差異不顯著;以150 mg/L處理的單株前期產(chǎn)量最高,極顯著高于對照,但與200 mg/L處理差異不顯著,比對照增產(chǎn)13.5%。
表3 殼聚糖對苦瓜單株產(chǎn)量的影響
本試驗研究結(jié)果表明,殼聚糖能夠促進(jìn)苦瓜花芽分化,降低雌花節(jié)位,增加雌花數(shù)量,提早雌花開花時間,降低雄花分化的數(shù)量,雌雄比顯著提高。殼聚糖對苦瓜的這種促雌作用,以150 mg/L處理最顯著,其次是200 mg/L處理。另外,殼聚糖還有減少化瓜的作用,化瓜率降低35.2%。宋士清等曾以不同濃度的殼聚糖溶液處理黃瓜,發(fā)現(xiàn)能促進(jìn)黃瓜花芽分化,降低雌花節(jié)位,可見殼聚糖對黃瓜、苦瓜的促雌作用有相似之處,但其促雌作用機(jī)理有待進(jìn)一步探討。
殼聚糖處理能夠顯著提高苦瓜果實的可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)和維生素C的含量,分別提高53.4%、40.1%、97.2%,其中可溶性蛋白質(zhì)含量和維生素C含量,在較低濃度時,隨著殼聚糖處理濃度的升高而增加,當(dāng)殼聚糖濃度增加到一定值時,又隨著殼聚糖處理濃度的繼續(xù)升高而降低,而可溶性糖含量,在本試驗的濃度范圍內(nèi),隨著殼聚糖處理濃度的升高而呈增加趨勢,這說明可溶性糖含量的提高可能對殼聚糖處理濃度的適應(yīng)范圍更廣,需要進(jìn)一步深入研究適宜的殼聚糖濃度。這與宋士清、羅兵等在黃瓜上的研究結(jié)果基本一致。
前人研究結(jié)果證明,殼聚糖能夠提高黃瓜、番茄、小麥、水稻、玉米、不結(jié)球白菜、馬鈴薯等作物的產(chǎn)量。本文研究結(jié)果不僅證明了這一結(jié)論,還發(fā)現(xiàn),殼聚糖處理對前期產(chǎn)量的促進(jìn)作用顯著高于對總產(chǎn)量的促進(jìn)作用,對產(chǎn)量的促進(jìn)作用以150 mg/L處理最顯著,早期產(chǎn)量比對照增產(chǎn)46.7%,這也許由于苦瓜生長期較長(7個月)與后期沒噴殼聚糖有關(guān)。
由于殼聚糖與多數(shù)生長調(diào)節(jié)劑相比具有天然、無毒、無味、環(huán)境相溶性好、活性高、易降解等優(yōu)點,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上具有很大的發(fā)展前景,目前正成為研究熱點。但殼聚糖作為植物生長調(diào)節(jié)劑在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的研究在我國還很薄弱,對殼聚糖的作用機(jī)制還不清楚,特別是對碳、氮代謝的影響還相當(dāng)不了解,這些均有待于進(jìn)一步研究。
[1] 黃麗萍,劉宗明.甲殼素、殼聚糖在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用[J].遼寧農(nóng)業(yè)科學(xué),1996,(6):18-21.
[2] 羅 兵,徐朗萊,孫海燕.殼聚糖對黃瓜品質(zhì)和產(chǎn)量的影響[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2004,27(1):20-23.
[3] 徐芬芬,葉利民,徐金仁.殼聚糖對鹽脅迫下小白菜生長的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,(5):60-62.
[4] 于仁竹,于賢昌,王桂紅.殼聚糖對黃瓜幼苗生長和生理特性的影響[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報,2003,12(4):102-104.
[5] 歐陽壽強(qiáng),徐朗萊.殼聚糖對不結(jié)球白菜營養(yǎng)品質(zhì)和某些農(nóng)藝性狀的影響[J].植物生理學(xué)通訊,2003,39(1):21-24.
[6] 劉航海,鄧鋼橋.殼聚糖在水果保鮮中的應(yīng)用[J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,(4):97-99.
[7] 陳惠萍.殼聚糖在農(nóng)作物產(chǎn)品保鮮及抗逆性方面的研究進(jìn)展[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,(13):6898-6899,6902.
[8] 劉 偉,楊廣玲,王金信,等.0.3%殼聚糖水劑對番茄產(chǎn)量和病害發(fā)生的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)藥,2004,3(2):30-32.
[9] 葉利民,夏瑾華,徐芬芬,等.殼聚糖浸種對水稻種子萌發(fā)及幼苗生長的影響[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué),2010,37(6):21-22.
[10] 劉和眾,劉東輝,劉豐佳,等.甲殼素植物生長調(diào)節(jié)劑在玉米上的應(yīng)用[J].天然產(chǎn)物研究與開發(fā),1996,8(4):90-92.
[11] 劉亞君,遲勝起,張克勤,等.幾丁質(zhì)寡糖誘導(dǎo)小麥抗白粉病作用的研究[J].植物保護(hù),2001,27(5):1-3.
[12] 鄒 琦.植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2000.
[13] 劉永軍,郭守華,楊曉玲.植物生理生化實驗[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科技出版社,2000.
[14] 張憲政,陳鳳玉,王榮富.植物生理學(xué)實驗技術(shù)[M].遼寧:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1994.
[15] 宋士清,劉 微,劉桂智,等.4種生物源化學(xué)誘抗物質(zhì)對溫室黃瓜幼苗鹽脅迫逆境的誘抗效果比較[J].河北科技師范學(xué)院學(xué)報,2010,24(3):1-8.
[16] 于漢壽,吳漢章,張益民,等.甲殼素衍生物在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用及展望[J].世界農(nóng)業(yè),1999,239(3):30-31.