臭氧水浇灌对韭菜幼苗抗氧化酶活性及营养成分的影响

宋琎楠 陆启环 王中新 王雅琦 杨洪兵

摘 要： 以大棚韭菜为试验材料，采用1.0 mg·L-1臭氧水浇灌处理，测定韭菜幼苗氮含量、叶绿素含量、SOD活性、POD活性、CAT活性、水分含量、维生素C含量、总蛋白含量、可溶性糖含量和矿质元素含量等指标，研究臭氧水浇灌对韭菜幼苗抗氧化酶活性及营养成分的影响。结果表明，臭氧水浇灌使韭菜叶片叶绿素含量和SPAD值显著增加，分别比对照增加了49.06%和21.34%；SOD、POD和CAT活性显著增加，分别比对照增加了85.92%、108.09%和66.16%；维生素C含量、可溶性糖含量及Ca、Fe、Mn含量显著增加，分别比对照增加了27.41%、20.61%及33.13%、15.79%、67.45%。说明臭氧水浇灌不但提高了韭菜幼苗的光合能力和抗逆能力，还可以明显提高韭菜营养和品质。

关键词： 韭菜；臭氧水；浇灌；抗逆性；营养；品质

Abstract： The greenhouse leek was used as experimental material and was irrigated with ozone water at 1.0 mg·L-1. The effects of ozone water irrigating on antioxidant enzyme activity and nutrients of leek seedlings were studied through measuring indexes of the content of N and chlorophyll， the activity of SOD， POD and CAT， the content of water， vitamin C， total protein， soluble sugar and mineral elements of leek seedlings. The results showed that compared with the control， the content of chlorophyll and SPAD value in leek leaves was increased significantly by 49.06% and 21.34% respectively， and the activity of SOD， POD and CAT was increased significantly by 85.92%， 108.09% and 66.16% respectively and the content of vitamin C， soluble sugar， Ca， Fe and Mn was increased significantly， which was increased by 27.41%， 20.61%， 33.13%， 15.79% and 67.45% respectively. It indicated that the irrigation of ozone water could not only improve the photosynthetic capability and stress resistant capability of leek seedlings， but also obviously improve the nutrients and quality of leek.

Key words： Leek； Ozone water irrigation； Stress resistance； Nutrients； Quality

韭菜（Allium tuberosum Rottl. ex Spr.），属百合科（Liliaceae）多年生草本植物，具有特殊強烈气味，具有一定药用价值，是一种味道鲜美的蔬菜。近年来，越来越多的韭菜种植户使用农药防治病虫害，尤其是韭菜迟眼蕈蚊幼虫，又称为韭蛆，是我国韭菜安全生产的主要限制因子[1]。化学农药本身毒副作用较大，而且使用效果越来越差，找到一条有效的防治方法来提高韭菜产量和品质是该产业亟待迫切解决的问题[2]。通过使用臭氧水浇灌韭菜，可以减少韭菜生产上对农药使用的依赖。研究表明，臭氧具有强氧化能力，可以通过氧化反应杀灭细菌、真菌和病毒等微生物，臭氧水施用后40 min左右会分解为氧气和水，具有安全无毒、无刺激性的优点[3]，臭氧处理还可以去除蔬菜上的农药残留等有害物质[4]。目前臭氧水影响果蔬的研究多集中于保鲜和杀菌作用，而对施用后影响果蔬生理和营养方面的报道较少，笔者以大棚韭菜为试材，采用臭氧水浇灌处理，测定韭菜幼苗相关生理和营养指标，探讨臭氧水浇灌对韭菜幼苗抗氧化酶活性及营养成分的影响，为提高有机韭菜营养和品质研究提供一定依据。

1 材料及方法

1.1 材料及处理

供试大棚韭菜‘大金钩由山东省高密市五龙河农场农业科技有限公司提供，2017年3月进行试验，每个大棚面积为500 m2，韭菜幼苗株行距约10 cm×20 cm。韭菜收割后对土壤浇灌1.0 mg×L-1臭氧水，至韭菜根部土壤浇透为止，浇灌等量自来水地块为对照，昼夜温度18 ℃/10 ℃，相对湿度60%左右，韭菜生长25 d后，随机取样，3次重复（每重复10株），测定韭菜幼苗叶片相关生理和营养指标。

1.2 试验方法

采用PJ-4N型植物营养测定仪测定叶片氮含量（ω，后同）和SPAD值；参照汪希尧[5]的方法测定叶绿素含量（ω，后同）；采用NBT光还原法测定SOD活性[6]；参照刘筱等[7]的方法测定POD活性；参照何冰等[8]的方法测定CAT活性；参照张志良和瞿伟菁[9]的方法测定水分含量（ω，后同）；参照王艳颖等[10]高效液相色谱法（HPLC）测定维生素C含量（ω，后同）；参照曾碧涛等[11]的方法测定总蛋白含量（ω，后同）；参照郭晓蕾等[12]方法测定可溶性糖含量（ω，后同）；参照董志刚[13]的方法测定矿质元素含量（ω，后同）。

1.3 数据分析

采用Office 2003 Excel软件成组数据T检验方法进行数据差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 臭氧水浇灌对韭菜叶片氮含量、叶绿素含量和SPAD值的影响

SPAD值可直接反映叶绿素含量，它是采用光电无损检测方法来测定的，但它表示的只是植物叶片中叶绿素含量，而传统的分光光度法所测量的叶绿素含量更为精确。表1所示，臭氧水浇灌后韭菜叶片氮含量增加幅度较小，与对照无显著差异；叶片叶绿素含量和SPAD值均显著增加，分别比对照增加了49.06%和21.34%，说明浇灌臭氧水有利于韭菜叶片光合能力的提高。

2.2 臭氧水浇灌对韭菜叶片抗氧化酶活性的影响

表2可见，臭氧水浇灌后，韭菜叶片SOD、POD和CAT活性均显著增加，分别比对照增加了85.92%、108.09%和66.16%，POD活性增加幅度最大。说明臭氧水浇灌能够明显增加韭菜叶片抗氧化酶活性，从而提高了韭菜幼苗的抗逆性。

2.3 臭氧水浇灌对韭菜叶片水分含量和维生素C含量的影响

人体本身无法合成维生素C，只能从食物中摄取。表3可见，臭氧水浇灌后，韭菜叶片维生素C含量显著增加，比对照增加了27.41%；而水分含量增加幅度较小，与对照无显著差异，说明臭氧水处理对韭菜叶片水分含量影响较小。

2.4 臭氧水浇灌对韭菜叶片总蛋白和可溶性糖含量的影响

总蛋白和可溶性糖含量是衡量果蔬品质的重要标准，含糖量高的蔬菜水果具有较好的口感，尤其受到消费者的喜爱，而蛋白质更是人体内不可或缺的基础物质。如表4所示，臭氧水浇灌后韭菜叶片可溶性糖含量显著增加，比对照增加了20.61%；而总蛋白含量增加幅度较小，与对照无显著差异，说明臭氧水处理对韭菜叶片总蛋白含量影响较小。

2.5 臭氧水浇灌对韭菜叶片矿质元素含量的影响

表5可见，臭氧水浇灌后，韭菜叶片B含量增加幅度较小，与对照无显著差异；而Ca、Fe和Mn含量均显著增加，分别比对照增加了33.13%、15.79%和67.45%，其中Mn含量增加幅度最大。

3 讨论与结论

叶绿素含量高低是反应植物光合作用强弱的重要指标[14]，也是反映植物健康状况的标准[15]；叶绿素含量可通过传统分光光度法和SPAD值法2种方法测量[16]。本试验中，臭氧水浇灌后韭菜叶片叶绿素含量和SPAD值均显著增加，很可能是臭氧水浇灌对叶绿素的合成有促进作用，说明浇灌臭氧水可以明显提高韭菜叶片的光合能力。

植物体内代谢过程中会产生多余的活性氧，需要通过有关的酶类来清除，这些酶主要有超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、过氧化物酶（peroxidase，POD）和过氧化氢酶（catalase，CAT）等[17]；SOD、POD和CAT被称为植物保护酶，植物在逆境中时，它们会共同协调清除植物体内自由基，从而保护膜系统[18]。本试验中，臭氧水浇灌后韭菜叶片SOD、POD和CAT活性均显著增加，其中POD活性增加幅度最大，说明臭氧水浇灌能够明显增加韭菜幼苗的抗氧化酶活性，从而提高了韭菜幼苗的抗逆能力。臭氧水浇灌可能引起植株产生抗氧化的自身应答，导致抗氧化酶基因的表达量增加，从而提高了相关酶的活性。

维生素C又称为抗坏血酸，是生物体代谢中的关键角色，主要参与氨基酸代谢、神经递质和胶原蛋白细胞间质合成等[19]；维生素C是一种具有强还原性的水溶性物质，能够减轻自由基对人体的伤害，并可提高人体免疫力[20]。臭氧水浇灌后韭菜叶片维生素C含量显著增加，可以增加韭菜的抵抗力，这与臭氧水浇灌后增加韭菜的抗逆能力相辅相成。

可溶性糖是植物体内的能源物质，是最便捷的能量补给源[21]，它直接决定植物的内在品质。矿质元素对维护人体健康具有重要作用，它们不能在人体内合成，只能从食物中摄取[22]；植物含有许多矿质元素，这些矿质元素主要是根系从土壤中吸收来的[23]。矿质元素与生物体生长息息相关，人体必需大量元素主要有C、H、O、N、P、S、K、Ca等，它们在人体中行使重要生理功能，对人体健康起到积极的作用[24]。本试验中臭氧水浇灌后韭菜叶片可溶性糖含量及Ca、Fe、Mn含量均显著增加，其中Mn含量增加幅度最大，说明臭氧水浇灌可明显提高韭菜的营养和品质。韭菜叶片矿质元素含量增加可能与臭氧水处理增强韭菜根系吸收能力有关。

综上所述，臭氧水浇灌显著增加韭菜叶片叶绿素含量，提高韭菜叶片的光合能力；显著增加韭菜叶片SOD、POD和CAT活性，提高韭菜幼苗的抗逆能力；还能显著增加韭菜叶片维生素C含量、可溶性糖含量及Ca、Fe、Mn含量。说明臭氧水浇灌可明显提高韭菜的营养和品质。

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