摘要：研究了5種十字花科綠肥（油菜、芥菜、蕪菁、蘿卜、小青菜）在豫西烤煙田休閑期的生物量及硫苷含量。結(jié)果表明，①不同綠肥或同一綠肥不同器官硫苷含量存在較大差異。芥菜、油菜、蕪菁和小青菜4種綠肥葉中的硫苷含量最高，其次是莖，根和花中含量較低；蘿卜的硫苷含量以根、葉中較高，其次是莖，花中硫苷含量較低；從不同綠肥來看，油菜、芥菜和蕪菁的硫苷含量較高，小青菜和蘿卜的硫苷含量較低；從不同生育期來看，3個(gè)生育期的硫苷含量波動(dòng)較小，以花莢期和盛花期略高于初花期。②不同綠肥及不同生育期生物量差異較大。從不同綠肥來看，油菜和芥菜的生物量較大，小青菜次之，蕪菁和蘿卜的生物量較??；從不同生育期來看，花莢期生物量最大，盛花期次之，初花期最小。建議在豫西煙區(qū)選擇十字花科油菜和芥菜作綠肥，盛花期或花莢期進(jìn)行翻壓。

關(guān)鍵詞：十字花科；綠肥；烤煙田；休閑期；生物量；硫苷含量

中圖分類號(hào)：S572 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2016）19-5056-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.19.039

Abstract： A field experiment was conducted to investigate the growth and glucosinolate content of five cruciferae plants during idle time of flue-cured tobacco production in western region of Henan Province. The results showed that（1）Glucosinolate content had a significant difference among five plant types and different parts of the same plant. For rape，leaf mustard， rappini and pakchoi，the glucosinolate contents of different parts were in the order of leaf>stem>root> flower. For radish，the glucosinolate contents of different parts were in the order of root>leaf>stem>flower. According to the plant types，the glucosinolate contents were higher in rape，leaf mustard，rappini than those in pakchoi and radish. According to the growth period， the glucosinolate contents were higher in flowering-pod and full-flower stage than that in beginning-flower stage.（2）The biomass also had a significant difference among different plant types and growth period. According to the plant types，the biomass were bigger in rape and leaf mustard than those in pakchoi，rappini and radish. According to the growth period，the biomass were bigger in flowering-pod and full-flower stage than that in beginning-flower stage. The results suggested that the application of rape and leaf mustard as green manure in flowering-pod stage or full-flower stage is more appropriate for flue-cured tobacco production in western region of Henan Province.

Key words： cruciferae plant； green manure； flue-cured tobacco； idle time； growth； glucosinolate content

煙草是中國(guó)主要的經(jīng)濟(jì)作物之一，在中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用[1]。然而，隨著烤煙的連年種植和長(zhǎng)期施用化學(xué)肥料，中國(guó)多數(shù)煙區(qū)出現(xiàn)土壤質(zhì)量退化、煙葉病蟲害發(fā)生嚴(yán)重的現(xiàn)象，造成了烤后煙葉產(chǎn)量和品質(zhì)的下降，同時(shí)也影響了煙區(qū)的可持續(xù)發(fā)展[2]。綠肥是生態(tài)農(nóng)業(yè)的重要組成部分，是中國(guó)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的精髓[3]。研究表明，利用烤煙生產(chǎn)田休閑期種植綠肥植物，不僅可以改善煙區(qū)土壤微生態(tài)環(huán)境、提升土壤質(zhì)量，而且還可以提高煙葉的品質(zhì)，已被證明是一項(xiàng)有效的土壤保育和煙葉提質(zhì)措施[4，5]。根據(jù)當(dāng)?shù)責(zé)焻^(qū)生態(tài)氣候條件，篩選出適宜的綠肥品種和確定最佳的翻壓時(shí)機(jī)，是合理利用綠肥資源的一項(xiàng)重要措施[6]。

十字花科植物組織中含有大量的硫苷（硫代葡萄糖苷）類物質(zhì)，在腐爛過程中可被自身植物組織產(chǎn)生的黑芥子酶水解而形成揮發(fā)性和殺生性很強(qiáng)的異硫氰酸脂類物質(zhì)[7]，在抵抗細(xì)菌、真菌、病毒和蚜蟲等均具有重要作用[8，9]。因此，篩選適宜的十字花科植物作為烤煙生產(chǎn)田休閑期綠肥，除改良煙田土壤和提高煙葉產(chǎn)量品質(zhì)外，在生物防治煙葉病蟲害方面也具有重要價(jià)值。豫西煙區(qū)是中國(guó)著名的優(yōu)質(zhì)煙葉生產(chǎn)基地之一，近年來煙區(qū)土壤退化和病蟲害發(fā)生嚴(yán)重，已成為限制煙區(qū)發(fā)展的重要因子[10]。本研究根據(jù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境條件和植物資源，開展豫西煙田休閑期十字花科綠肥植物研究，為綠肥在煙草生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)于2014年10月至2015年4月在河南科技大學(xué)開元校區(qū)試驗(yàn)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行。試驗(yàn)地年均氣溫13.7 ℃，年均無霜期216 d，年降水量約600～800 mm，土壤質(zhì)地為紅黏土。土壤基本理化性質(zhì)：pH 7.4、有機(jī)質(zhì)含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）1.26%、總氮1.0 g/kg、堿解氮58.6 mg/kg、速效磷8.9 mg/kg、速效鉀118.5 mg/kg。

1.2 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)選用的十字花科綠肥有蕪菁（菜子蕪菁）、芥菜（雪里蕻）、油菜（雜雙6號(hào)）、蘿卜（肥田蘿卜）和小青菜（上海青）。其種子均購(gòu)自洛陽(yáng)市種子市場(chǎng)。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，于烤煙田休閑期分別種植蕪菁、芥菜、油菜、蘿卜和小青菜。每處理隨機(jī)排列，重復(fù)3次，每小區(qū)面積15 m2。

煙葉收獲后，拔除莖稈、清除病原殘?bào)w；精細(xì)整地，做到廂平土碎，上松下實(shí)。于10月20日統(tǒng)一撒播綠肥種子。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1）分別于初花期、盛花期和花莢期調(diào)查綠肥植物的生物量。每小區(qū)選擇1 m2的樣方，收獲后稱取鮮重。

2）分別于初花期、盛花期和結(jié)莢期測(cè)定綠肥植物根、莖、葉、花（花莢）的硫代葡萄糖苷（硫苷）含量。

硫代葡萄糖苷采用硫酸鋇沉淀-重量法測(cè)定[11]。稱取樣品5 g加入試管中，加15 mL蒸餾水，54 ℃水解1 h（樣品全部浸入水中），100 ℃加熱2 h取出，用定性濾紙過濾后定溶至20 mL，加入5 mL BaCl2 （0.2 mol/L），在鹽酸的作用下，加熱消化2 h生成BaSO4沉淀，取出搖動(dòng)，用定量濾紙過濾，放入鉗鍋中100 ℃烘干1 h，灰化測(cè)定BaSO4沉淀的重量，計(jì)算硫代葡萄糖苷的含量。

1.5 數(shù)據(jù)處理和分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2003、DPS 6.55和Origin 7.5進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同綠肥的生物量

由圖1可知，5種綠肥的生物量均表現(xiàn)為花莢期﹥盛花期﹥初花期。初花期生物量的大小順序?yàn)橛筒拴兘娌拴冃∏嗖拴兪忀缉兲}卜；盛花期和花莢期生物量的大小順序?yàn)椋河筒拴兘娌拴兪忀缉冃∏嗖拴兲}卜。3個(gè)生育時(shí)期均以油菜和芥菜的生物量較大，且顯著高于蕪菁、小青菜和蘿卜。

2.2 初花期不同器官硫代葡萄糖苷含量

由圖2可知，初花期油菜、芥菜、蕪菁和小青菜不同器官硫代葡萄糖苷含量的大小順序?yàn)槿~﹥莖﹥根﹥花；蘿卜不同器官含量的大小順序?yàn)楦內(nèi)~﹥莖﹥花。初花期根中硫代葡萄糖苷含量以蘿卜最高，芥菜最低；莖中以油菜含量較高，其他4種綠肥含量差異較小；葉中含量以油菜、芥菜和蕪菁較大，小青菜次之，蘿卜最低；花中含量表現(xiàn)為小青菜﹥蘿卜﹥油菜﹥芥菜﹥蕪菁。

2.3 盛花期不同器官硫代葡萄糖苷含量

由圖3可知，盛花期油菜、芥菜、蕪菁和小青菜不同器官的硫代葡萄糖苷含量大小順序?yàn)槿~﹥莖﹥根﹥花；蘿卜不同器官含量的大小順序?yàn)楦內(nèi)~﹥莖﹥花。盛花期根中硫代葡萄糖苷含量以蘿卜最高，其次是油菜和小青菜，蕪菁和芥菜相對(duì)較低；莖中含量的大小順序?yàn)榻娌拴冇筒拴冃∏嗖拴兪忀缉兲}卜；葉中含量的大小順序?yàn)槭忀缉冇筒拴兘娌拴冃∏嗖拴兲}卜；花中含量的大小順序?yàn)槭忀缉冇筒拴兲}卜﹥芥菜﹥小青菜。

2.4 結(jié)莢期不同器官硫代葡萄糖苷含量

由圖4可知，結(jié)莢期油菜、芥菜、蕪菁和小青菜不同器官的硫代葡萄糖苷含量的大小順序?yàn)槿~﹥莖﹥根﹥花莢；蘿卜不同器官含量的大小順序?yàn)楦內(nèi)~﹥莖﹥花莢。花莢期根中硫代葡萄糖苷含量以蘿卜最高，其次是油菜和小青菜，蕪菁和芥菜較低；莖中含量以油菜和芥菜較高，小青菜次之，蘿卜和蕪菁較低；葉中含量以蕪菁和芥菜含量較高，油菜、小青菜含量相對(duì)較低；花莢中含量大小順序?yàn)榻娌拴冇筒拴兲}卜﹥蕪菁﹥小青菜。

3 小結(jié)與討論

喬世佳等[12]研究表明，十字花科植物對(duì)黃瓜枯萎病、黃瓜灰霉病、黃瓜立枯病和水稻稻瘟病4種病原菌具有較好的抑制作用。Robert等[13]通過培養(yǎng)皿試驗(yàn)、溫室試驗(yàn)和田間試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，油菜、蘿卜、蕪菁和芥菜對(duì)辣椒絲核病菌、馬鈴薯疫霉病菌、根腐病菌和菌核病菌有較好的抑制作用。十字花科植物具有生防作用主要是由于含有大量的次生代謝物質(zhì)硫代葡萄糖苷，其在內(nèi)源芥子酶的作用下水解產(chǎn)生許多生物活性物質(zhì)，對(duì)病蟲害具有較強(qiáng)的熏蒸和殺滅作用。因此，十字花科植物的生防效果與其組織中的硫代葡萄糖苷的含量密切相關(guān)。

胡麗萍等[14]研究表明，栽培品種、栽培環(huán)境條件、栽培季節(jié)，以及同一植株的不同生長(zhǎng)階段、不同器官均會(huì)對(duì)十字花科植物中的硫苷含量產(chǎn)生影響。何洪巨等[15]研究發(fā)現(xiàn)，散葉甘藍(lán)硫苷總含量最高，其次是青菜、芥菜、芥藍(lán)，小白菜的含量最低，甘藍(lán)對(duì)棉花枯萎病菌、黃瓜腐霉病菌抑制效果較好。孫秀波等[11]對(duì)十字花科蔬菜硫代葡萄糖苷含量研究表明，以甘藍(lán)類含量最高，其次是芥菜類和白菜類，蘿卜類含量最低。本試驗(yàn)通過對(duì)5種十字花科植物硫代葡萄糖苷含量的研究發(fā)現(xiàn)，在不同器官中，芥菜、油菜、蕪菁和小青菜4種植物葉中的硫苷含量較高，其次是莖，根和花含量較低；蘿卜的硫苷含量以根、葉較高，其次是莖，花中硫苷含量較低；在不同品種中，油菜、芥菜和蕪菁中的硫苷含量較高，小青菜和蘿卜的硫苷含量較低；在不同生育期中，初花期、盛花期和花莢期的硫苷含量波動(dòng)較小，以盛花期和花莢期略高于初花期。

綠肥植物的生物量不僅影響投入土壤有機(jī)質(zhì)的多少，而且也影響綠肥植物硫苷的總量。楊曉暉等[16]、耿賽男等[17]研究指出，不同十字花科綠肥植物以及同一植物不同掩青時(shí)期的生物量與其防病改土效應(yīng)密切相關(guān)。本研究表明，從不同十字花科植物品種來看，油菜和芥菜的生物量較大，小青菜次之，蕪菁和蘿卜生物量較小。從綠肥品種的不同掩青時(shí)機(jī)來看，花莢期生物量最大，盛花期次之，初花期生物量最小。

本研究結(jié)果表明，烤煙田休閑期不同十字花科綠肥植物的生物量和硫苷含量存在較大差異。因此，建議在豫西煙區(qū)選擇油菜和芥菜作綠肥，在盛花期和花莢期進(jìn)行翻壓。

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