SA对不同水分处理下花椰菜叶片水分及品质和产量的影响

王丽君，张国斌，杨海兴，周亚婷，周德霞 ，杨伟 ，郁继华

(1.甘肃农业大学园艺学院，甘肃 兰州　730070； 2.榆中县农业技术推广中心，甘肃 榆中　730100)



SA对不同水分处理下花椰菜叶片水分及品质和产量的影响

王丽君1，张国斌1，杨海兴2，周亚婷1，周德霞1，杨伟1，郁继华1

(1.甘肃农业大学园艺学院，甘肃 兰州730070； 2.榆中县农业技术推广中心，甘肃 榆中730100)

摘要：以花椰菜为试材，采用大田人工控水方式，设置最大田间持水量的35%、50%和65%3个灌水下限处理，通过叶面喷施0.1 mmol/L水杨酸(SA)研究SA对花椰菜水分生理、品质和产量的影响.结果表明：0.1 mmol/L SA提高了不同水分处理下叶片的相对含水量、水势、自由水含量、自由水/束缚水比值以及VC含量，减少了硝酸盐的积累，降低了可溶性糖和可溶性固形物的含量，35%灌水下限处理的效果明显.因此，在保证产量的前提下，50%灌水下限为当地花椰菜最佳灌水下限，低于50%灌水下限时可喷施0.1 mmol/L SA改善花椰菜叶片的水分状态，提高花椰菜的营养品质.

关键词：花椰菜；水杨酸；品质；产量

Effect of salicylic acid treatment on water content and quality of

水资源亏缺是世界各国农业生产普遍存在的问题[1]，灌水下限是指示灌水的重要指标之一，它决定着作物灌水的开始时间和灌水次数，也影响着灌水量的确定，确定灌水下限对制定作物灌溉制度具有重要意义[2].很多学者对灌水下限进行了研究，Borin M[3]研究发现，保护地番茄的灌水始点应为土壤含水量的68%，该点有利于番茄的生长发育和产量提高.Gamayun L M[4]研究表明在保护地条件下，番茄的全生育阶段，土壤含水量60%开始灌水，产量较高.李晶晶等[5]研究发现，种植青椒时灌水下限控制在田间持水量的60%～75%，可达到高产、省水的效果.

水杨酸(salicylic acid,SA)，即邻羟基苯甲酸，是植物代谢途径中产生的一种酚类衍生物[6]，在植物生长过程中作为生长调节剂参与植物生理过程，也可作为细胞信号传导分子激活植物的防御体系，来抵抗逆境胁迫造成的伤害[7].李雪萍等[8]利用水杨酸处理玫瑰切花，游离脯氨酸含量随时间推移逐渐上升，说明水杨酸能较好地延长玫瑰花的保鲜时间，改善玫瑰鲜切花组织的水分平衡情况.随着干旱胁迫的不断加剧，叶片组织相对含水量逐渐降低，水分饱和亏不断加大[9]，水杨酸的类似物乙酰水杨酸改善小麦叶片的水分吸收状况，对细胞膜的破坏起到缓解作用，质量分数为1%的乙酰水杨酸进行玉米拌种，可提高大田中玉米幼苗叶片的脱水能力[10].

花椰菜(BrassicaoleraceaL.var.botrytis L.)是十字花科芸薹属甘蓝种的一个变种，是兰州以及周边地区高原夏菜产业体系中主要栽培的蔬菜种类之一.本试验以‘巴黎雪’花椰菜为试验材料，在大田人工控水的条件下，研究外源水杨酸对不同水分处理花椰菜水分生理、品质及产量的影响，以期为干旱少雨的兰州高原夏菜露地栽培的抗旱研究提供科学依据.

1试验区概况与研究方法

1.1试验材料及试验区概况

供试材料为花椰菜，品种‘巴黎雪’，试验于2013年3月在兰州市榆中县三角城乡化家营村(N 35°53′， E 104°10′)进行.试验区为壤土，地势平坦、肥力均匀，耕层0～20 cm土壤，全氮0.31%、全磷5.07 g/kg、全钾26.59 g/kg、碱解氮0.06%、有效磷38.29 mg/kg、速效钾140.6 mg/kg、pH7.82、EC为424 μs/cm.

1.2试验设计

本试验采用一垄双行半膜栽培模式，种植垄宽约60 cm，沟宽40 cm，垄顶做成平顶，采用“品”字形栽植方式.每处理小区种植花椰菜7垄，小区面积为63 m2，3次重复，随机区组排列.

试验共设6个处理：T1-0：35%田间最大持水量；T1-1：35%田间最大持水量+SA；T2-0：50%田间最大持水量；T2-1：50%田间最大持水量+SA；T3-0：65%田间最大持水量；T3-1：65%田间最大持水量+SA，灌水上限统一设定为90%田间最大持水量.设定0.05、0.1、0.15、0.2、0.25 mmol/L的SA进行浓度筛选预试验，根据花椰菜幼苗叶片电解质渗透率、丙二醛和游离脯氨酸含量的变化筛选出SA最佳浓度为0.1 mmol/L.每天测定土壤含水量，到达测定的灌水下限后，浇水补充至上限.待所有的试验处理达到预先设定值时，叶面喷施0.1 mmol/L SA，第二天早上进行采样.生育期内各处理施肥、整枝、病虫害防治等农艺技术管理措施相同.

1.3测定方法

1.3.1叶片水分生理花椰菜叶片组织含水量用烘干法测定[11]，花椰菜叶片自由水和束缚水的含量用马林契克法测定[11]，水势采用称质量法测定[11].

1.3.2花椰菜品质VC含量的测定：2,6-二氯靛酚法测定[11]；硝酸盐含量的测定：硝基水杨酸法测定[11]；可溶性固形物含量的测定：阿贝折射仪测定[11]；可溶性糖含量的测定：蒽酮比色法测定[11].

1.3.3产量待产品器官成熟后进行采收，用电子天平称质量，统计小区总产量，然后折算为667 m2产量.

1.4数据处理

采用SPSS 17.0软件进行处理间差异显著性分析，利用Microsoft Excel 2010软件进行作图.

2结果与分析

2.1SA对不同水分处理下花椰菜叶片水分生理的影响

2.1.1SA对不同水分处理下花椰菜叶片相对含水量及水分饱和亏的影响从表1可以看出，随着生育期的推进，花椰菜叶片相对含水量(RWC)随之降低，随着灌水下限的逐渐升高，花椰菜叶片相对含水量呈现逐渐上升的趋势.在6月11日，处理T3-0的花椰菜叶片相对含水量显著高于处理T1-0，且高出2.96%，较处理T2-0高出1.24%，但差异不显著.在6月30日，处理T3-0花椰菜叶片相对含水量较处理T1-0、T2-0分别高出6.33%和1.72%，且与T1-0处理差异显著.7月11日，较第一次测定各处理叶片相对含水量变化较大，处理T3-0较处理T1-0、T2-0分别高出6.23%和1.45%，与T2-0处理无显著差异.喷施SA后各处理叶片相对含水量均有不同程度地增加但差异不显著.

随着生育期的推进，水分饱和亏(WSD)随之升高，随着灌水下限的逐渐升高，水分饱和亏则呈现逐渐降低的趋势.在6月11日时，处理T1-0的水分饱和亏显著高于处理T3-0，且高出69.00%，处理T2-0较处理T3-0高出29.50%.在6月30日，处理T1-0的水分饱和亏显著高于其他处理，比处理T2-0、T3-0分别高出42.83%和71.99%，比处理T1-1高出27.33%，说明喷施SA后增加了叶片的相对含水量.在7月11日，处理T1-0水分饱和亏显著高于处理T2-0、T2-1、T3-0、T3-1，分别比处理T2-0、T2-1、T3-0、T3-1高出23.74%、25.40%、34.01%、35.02%，各处理花椰菜叶片水分饱和亏排序为T1-0>T1-1>T2-0>T2-1>T3-0>T3-1.

表1　SA对不同水分处理下花椰菜叶片相对含水量及水分饱和亏的影响

同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05).

2.1.2SA对不同水分处理下花椰菜叶片水势的影响植物的叶片水势是反映植物体内水分状况的一个重要指标.植物体内水势的大小将会影响细胞膨压的高低,进而影响到气孔的开张与闭合[12].从图1可知，花椰菜叶片水势随着生育期的推进和灌水下限的降低而降低，且后期下降幅度逐渐增大.6月11日，处理T3-0较处理T1-0、T2-0叶水势分别高出29.86%和11.16%，且差异较显著，喷施SA后，3个不同的灌水下限处理叶水势均有不同程度地增加，其中处理T1-1较T1-0增加了7.62%，处理T3-1较T3-0增加了16.71%，且都有显著性差异.到6月30日，处理T3-0较处理T1-0、T2-0分别高出32.03%和10.89%，且有显著性差异，喷施水杨酸后，处理T3-1较T1-1、T2-1分别高出45.88%和22.60%，较T3-0处理高出15.57%，说明喷施水杨酸有助于提高叶片水势.

图1　SA对不同水分处理花椰菜叶片水势的影响

2.1.3SA对不同水分处理花椰菜叶片自由水、束缚水及其比值的影响由表2可知，随着灌水下限的逐渐升高，花椰菜叶片自由水含量和自由水与束缚水的比值均呈现逐渐升高的趋势，束缚水含量则呈现逐渐降低的趋势.就自由水而言，处理T3-0与处理T1-0、T2-0相比，分别高18.01%和7.92%，喷施水杨酸后处理T3-1较T3-0升高了1.25%，T2-1较T2-0升高了1.50%，T1-1较T1-0高出3.67%，灌水下限越低，自由水增加效果越明显，反之，束缚水含量就越低，说明外源SA可以在一定程度上增加自由水的含量，缓解干旱胁迫造成的生理变化.

表2　SA对不同水分处理花椰菜叶片自由水、束缚水

同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05).

2.2SA对不同水分处理花椰菜品质的影响

由表3得知，随着灌水下限的不断升高，可溶性固形物、可溶性糖和硝酸盐含量随之降低，VC含量在50%灌水下限时达到峰值.喷施外源水杨酸后，VC含量均有不同程度地增加，尤其是灌水下限为35%时，增加了24.70%，且差异显著；SA处理后硝酸盐含量均有不同程度地下降，处理T1-1较T1-0下降了19.02%且有显著差异；可溶性糖和可溶性固形物在SA处理后也有不同程度地降低，但是差异都不显著，说明SA减缓了多糖的转化，降低了可溶性糖和可溶性固形物的含量.

表3　SA对不同水分处理花椰菜品质的影响

同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05).

2.3SA对花椰菜产量及水分利用效率的影响

2.3.1SA对干旱胁迫下花椰菜产量的影响从图2可以看出，随着灌水下限的逐渐升高，花椰菜产量先升高后下降.处理T2-1的花椰菜产量最高，为2 512.319 kg/667m2，分别比处理T1-0、T1-1、T2-0、T3-0、T3-1高出18.76%、18.93%、1.76%、7.57%、7.77%.说明50%的灌水下限有利于花椰菜产量形成，过高或过低的灌水下限均使产量降低.处理T1-0、T1-1间无差异，处理T3-0、T3-1间无差异.

图2　SA对不同水分处理花椰菜产量的影响

2.3.2SA对干旱胁迫下花椰菜水分利用效率的影响由图3可知，随着灌水下限的逐渐升高，花椰菜的水分利用率逐渐下降.当灌水下限为35%时，水分利用效率达到峰值.处理T1-1较T1-0低0.14%，T2-1较T2-0高1.76%，处理T3-1较T3-0低0.19%，说明相同的灌水条件下，喷施SA对水分利用效率没有显著差异.处理T1-0、T1-1的花椰菜水分利用效率最高，但其产量不高，不是适宜的灌水下限.

图3　SA对不同水分处理花椰菜水分利用率的影响

3讨论与结论

抗旱性强的植物在受到干旱胁迫时，叶片相对含水量越大，抵抗干旱的能力较强，表示其对干旱逆境的适应[13].本试验研究得出，随着生育期的推进和灌水下限的降低，叶片的相对含水量呈现降低趋势.在35%灌水下限时，花椰菜叶片相对含水量下降明显，生长受到抑制，说明植株受到严重的干旱胁迫，叶片水势最低，叶片萎焉，花椰菜出现严重的水分亏缺，喷施SA后改善了干旱胁迫造成的叶水势下降的情况.当灌水下限为50%以上时，花椰菜叶片含水量逐渐增大，水分饱和亏逐渐减小.喷施SA后也可改善叶水势下降的情况，但差异不明显.李良厚等[14]研究表明，苗木的叶水势随着土壤含水量的降低而降低，同时姜中珠等[15]研究发现，SA能减缓干旱胁迫下丁香叶片水势降低的变化趋势，这在本试验中均得到验证.叶片自由水和束缚水含量多少及其比值影响着植物抗旱性的强弱,是植物抗旱性能的重要判定指标之一[16].当灌水下限为35%时，花椰菜受到严重胁迫，叶片的自由水含量较低，束缚水含量较高，自由水/束缚水较低，代谢缓慢；喷施水杨酸后这种降低的趋势有所减缓，说明水杨酸有助于提高叶片中自由水的含量，正常的组织代谢得以正常进行.

人体摄入的硝酸盐约有70%～80%来自蔬菜[17].水分亏缺，影响植株的同化作用，导致硝酸还原酶(NR)活性下降，影响根系对土壤中硝态氮的吸收及其在植物体内从地下部向地上部的运输，说明土壤水分明显影响硝酸盐在植株体内的累积[18].SA可提高植物硝酸还原酶(NR)的活性，推动氮素的还原和同化，减少了硝酸盐在细胞中的积累[19].黄瓜叶片在干旱胁迫下NR活性下降，喷施外源水杨酸后提高了NR的活性，降低了氮的积累[20]，此结论与本试验结果一致.VC作为基础代谢物质，参与清除由于逆境胁迫产生的活性氧，与植物抗逆性有一定的关系[21].曹岩坡等[22]研究表明，喷施SA后，韭菜的VC和可溶性糖的含量均有提高.刘明池等[23]认为，水分亏缺提高了果实可溶性固形物含量、可溶性糖含量和VC含量.本试验研究结果表明，花椰菜的可溶性糖、可溶性固形物含量经SA处理后均有降低，VC含量在不同的灌水条件下均有不同程度地改善，可能是因为SA可以调节和提高果实自身的抗氧化能力，从而减少果蔬中VC含量的降低[24].刘秀珍等[25]认为，在同一施肥条件下，苋菜的可溶性糖和硝酸盐含量随土壤水分的增加而逐渐减少，在田间持水量的50%时，VC含量最大，这与本试验研究结果相同.

综合评价花椰菜生育期水分生理指标，品质、水分利用效率及产量，在兰州以及周边高原夏菜产业区大田露地栽培中，灌水下限为田间持水量的50%时，对花椰菜生长各项生理指标有明显的促进作用，在保证产量的前提下，其水分利用效率高.35%灌水下限时喷施0.1 mmol/L SA可显著改善叶片的水分状况，提高花椰菜的营养品质，对干旱胁迫起到缓解作用.

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(责任编辑赵晓倩)

leaf and cauliflower yield under different moisture

WANG Li-jun1,ZHANG Guo-bin1,YANG Hai-xing2,ZHOU Ya-ting1,ZHOU De-xia1,

YANG Wei1,YU Ji-hua1

(1.College of Horticulture,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China;2.Yuzhong Agricultural

Technology Promotion Center,Yuzhong 730100,China)

Abstract：Cauliflower was used as the material.Under circumstances of field artificial water control,the maximum 35%,50% and 65% of water holding capacity of farmland was set during the three irrigation lower limit,so as the three irrigations lower limit of 35%,50% and 65% of field capacity.The effects of salicylic acid spraying at 0.1 mmol/L on the leaf were studied on water physiology of cauliflower,quality and yield.The results showed that salicylic acid treatment increased leaf relative water content,water potential,free water content,free water/bound water ratio and VC content under different water treatments.The treatment reduced accumulation of the nitrate content,and the content of soluble sugar and soluble solids.The significant difference was found under 35% lower limit water.It is suggested that 50% of irrigation lower limit is the optimum irrigation limit for cauliflower production.Spraying salicylic acid at 0.1 mmol/L can improve leaf moisture state and nutritional quality of cauliflower under the 50% irrigation lower limit.

Key words：cauliflower；salicylic acid；quality；yield

收稿日期：2014-03-25；修回日期：2014-04-15

基金项目：国家自然科学基金项目(31260473) ；国家现代农业产业技术体系建设资金项目(CARS-25-C-07).

通信作者：郁继华，男，教授，博士，博士生导师，主要从事蔬菜栽培生理及设施作物生产的教学和科研工作.E-mail：yujihua@gsau.edu.cn

中图分类号：S 635.3

文献标志码：A

文章编号：1003-4315(2015)01-0058-05

第一作者：王丽君(1989-)，女，硕士研究生，主要从事蔬菜栽培生理与生长调控的研究.E-mail：wlj2851@163.com