2,4 -表油菜素内酯对菜心生长和菜薹营养品质的影响

郭巨先，王 惠，张 亮，温静涛，康云艳，杨 暹，佟嘉乐

（1.广东省蔬菜新技术研究重点实验室/广东省农业科学院蔬菜研究所，广东 广州 510640；2.华南农业大学园艺学院，广东 广州 510642）

【研究意义】菜心（Brassica parachinensisBailey）是我国华南地区的特产蔬菜，在广州有“蔬品之冠”的美誉，仅广州市的菜心栽培面积就达1 万～2 万hm2，占全年蔬菜总栽培面积的60%以上，对华南地区的周年供应及出口创汇起着举足轻重的作用［1］。但生产者在栽培生产过程中为了片面追求产量，导致菜薹的品质问题成为影响产业发展的瓶颈。【前人研究进展】近年国内外学者针对菜心品种、肥水管理等方面对改善菜心品质进行了大量研究［2-6］。油菜素内酯（Brassinolide，简称BR）也称为芸苔素内酯，是一类以甾醇为骨架的植物內源甾体类生物活性物质，被公认为第六大类植物激素［7-9］，广泛存在于植物中。人工合成的高活性油菜素内酯类似物称为2,4 -表油菜素内酯（2,4-epi-Brassinolide，简称EBR），是一种具有高生理活性的植物生长调节剂，被广泛应用于促进幼苗萌发、作物生长、改善品质、缓解药害、提高作物抗逆性等研究上［10-14］。油菜素内酯在蔬菜、水果等园艺作物上的报道较多，研究表明，喷施EBR 能提高黄心菜、辣椒、黄瓜等蔬菜作物的光合特性，从面提高产量和品质［15-17］。并能提高仔姜、蓝莓、黄花菜等园艺作物的储藏品质，延长贮藏期［18-20］。EBR 应用在十字花科蔬菜作物上的研究较少，大多是关注提高作物的产量和品质。王廷芹等发现EBR 能增加青花菜的抗氧化活性，提高产品的产量和品质［21-22］。韩云等［23］、顾安生［24］发现EBR 能在一定程度上提高小白菜可溶性糖和可溶性蛋白的含量，降低粗纤维含量。李蒙等［15］研究表明，弱光胁迫下外源EBR 可有效改善黄心菜的营养指标。【本研究切入点】本课题组在前期的研究表明，EBR能提高菜薹产量，降低硝酸盐含量［25］。但关于EBR 对菜薹生长和营养品质的影响还未见报道。【拟解决的关键问题】本研究拟在前期试验的基础上，进一步研究其对菜薹营养品质的影响，筛选出最佳的施用浓度和时期，为EBR 在菜心生产上的应用提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 试验材料

本试验于2019年8－9月在华南农业大学园艺学院蔬菜试验基地进行。以四九-油青菜心为试验材料（广州市农业科学研究院提供），EBR（＞95.0%）购于美国Sigma公司。

1.2 试验方法

试验设置EBR 0.01、0.05、0.09、0.14、0.17 mg/L 共6 个浓度，分苗期喷施、抽薹前喷施、苗期+抽薹前喷施3 个时期处理，以清水喷施为对照（CK），盆栽直播，每个处理3 次重复，每个重复6 盆，每盆播5 株。盆的规格为下口径20 cm、上口径28 cm、高25 cm，体积7.85 L。每盆装经过晒干混匀的砂壤土6.0 kg，种植前供试土壤pH 4.95，有机质含量1.38%、全氮0.096%、全磷0.101%、有效磷215.3 mg/kg、有效钾50.0 mg/kg。8 月14 日下午播种，整个生长期内每盆追施海藻素复合肥0.8 g，分8 月25 日（1～2 片真叶）、9 月1 日（3～4 片真叶）、9 月7 日（6～7 片真叶）、9月13 日（抽薹前）4 次追施，4 次追肥量分别占总追肥量的20%、25%、25%、30%。EBR 处理于晴天下午光照较弱且无风时进行，采用人工喷雾方法，将各浓度EBR 用微型喷雾器喷洒到植株叶片和主薹表面上，以叶面和主薹布满小水珠而不形成液流滴下为度（约50 mL/盆）。

9月20－22日菜薹采收期，测定主薹长（cm）、节数和主薹粗度（mm）；测定菜薹产量，“齐口花”采收，取第4 节以上的菜薹鲜样分成两份，一份鲜样用于测定叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白、Vc 的含量；另一份鲜样将薹叶切碎、烘干，用于测定氮、磷、钾及纤维素含量。其中，菜薹叶绿素含量采用95.0%乙醇浸泡法测定，可溶性糖含量采用苯酚法测定，可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝染色法测定，Vc 含量采用比色法测定，纤维素含量采用蒽酮比色法［26］测定。菜薹全氮含量量采用凯氏定氮法测定，全磷含量采用钼锑抗比色法测定，全钾含量采用火焰光度法［27］测定。

试验数据采用SPSS 23.0 版软件统计，采用Excel 2016 版软件作图。

2 结果与分析

2.1 EBR 处理对菜心植株生长的影响

从表1 可以看出，喷施不同浓度EBR 对菜薹节数和薹粗没有显著影响；相同喷施时期内比较，随着EBR 喷施浓度的提高，菜薹薹长和薹粗呈先增加后降低的趋势。苗期喷施0.05 mg/L EBR，菜薹薹长达33.64 cm，比CK1 显著增加17.54%；抽薹前喷施0.05、0.09 mg/L EBR，菜薹薹长分别达31.74、31.38 cm，比CK2 显著增加10.90%、9.64%。苗期喷施 0.05 mg/L EBR，菜薹平均节数、薹长和薹粗均达最高，说明苗期喷施0.05 mg/L EBR 对菜薹植株生长的效果最好。

表1 EBR 处理对菜心植株形态指标的影响Table 1 Effects of EBR treatments on the plant morphological indexes of Brassic parachinensis Bailey

2.2 EBR 处理对菜心营养品质的影响

2.2.1 Vc 含量 从图1 可以看出，相同喷施时期内比较，随着EBR 喷施浓度的提高，菜薹Vc含量呈先增加后降低的趋势，均高于CK ；苗期喷施、抽薹前喷施、苗期+抽薹前喷施均以喷施0.05 mg/L EBR 菜薹的Vc 含量最高，每100 g 菜薹分别达到125.42、141.74、128.09 mg，分别比CK增加20.68%、36.38%和23.25%，差异显著。

图1 EBR 处理对菜薹Vc 含量的影响Fig.1 Effects of EBR treatments on Vc contents of Brassica parachinensis Bailey

2.2.2 叶绿素含量 从图2 可以看出，除抽薹前喷施、苗期+抽薹前喷施0.17 mg/L EBR 处理菜薹叶绿素含量降低外，其余各处理菜薹的叶绿素含量均有所增加。相同喷施时期内比较，随着EBR 浓度提高，苗期喷施EBR 菜薹的叶绿素含量呈上升-下降趋势，抽薹前喷施、苗期+抽薹前喷施菜薹的叶绿素含量均呈升-降-升-降变化。其中，苗期喷施、苗期+抽薹前喷施的效果较好，苗期喷施0.01～0.17 mg/L EBR 菜薹的叶绿素含量为44.30～46.87 mg/g，比CK 增加4.89%～10.10%，差异极显著；苗期+抽薹前喷施0.05～0.14 mg/L EBR 菜薹的叶绿素含量为44.20～45.37 mg/g，比CK 增加4.68%～7.13%，差异显著；抽薹前喷施不同浓度EBR，菜薹的叶绿素含量与CK 相比无显著差异。

图2 EBR 处理对菜薹叶绿素含量的影响Fig.2 Effects of EBR treatments on chlorophyll contents of Brassica parachinensis Bailey

2.2.3 可溶性糖含量 由图3 可知，喷施EBR 提高了菜薹可溶性糖含量，相同喷施时期内比较，随着EBR 浓度的提高，苗期喷施EBR 的菜薹可溶性糖含量呈上升-下降趋势，抽薹前喷施、苗期+抽薹前喷施菜薹可溶性糖含量均呈升-降-升-降变化；苗期、抽薹前、苗期+抽薹前均以喷施0.01 mg/L EBR 菜薹的可溶性糖含量最高，分别达到24.96、19.49、19.38 mg/g，比CK 增加172.36%、112.68%和111.51%，差异显著。各喷施处理间综合比较，以苗期喷施0.01 mg/L EBR菜薹的可溶性糖含量最高。

图3 EBR 处理对菜薹可溶性糖含量的影响Fig.3 Effects of EBR treatments on soluble sugar contents of Brassica parachinensis Bailey

2.2.4 可溶性蛋白含量 表2 显示，喷施EBR 影响了菜薹可溶性蛋白含量，相同喷施时期内比较，随着EBR 浓度的提高，苗期喷施菜薹的可溶性蛋白含量呈升-降-升趋势，抽薹前喷施菜薹可溶性蛋白含量呈先升高后降低变化，苗期+抽薹前各喷施处理间变化规律不明显。苗期喷施0.05、0.14、0.17 mg/L EBR 菜薹可溶性蛋白含量分别达15.45、14.84、15.56 mg/g，与CK 比较差异显著；抽薹前喷施0.01 mg/L EBR 菜薹可溶性蛋白含量达14.50 mg/g，与CK 相比差异显著；苗期+抽薹前各喷施处理间菜薹可溶性蛋白含量差异不显著。

表2 EBR 处理对菜薹可溶性蛋白含量（mg/g，Fw）的影响Table 2 Effects of EBR treatments on soluble protein contents of Brassic parachinensis Bailey

2.2.5 纤维素含量 从表3可以看出，喷施EBR降低了菜薹的纤维素含量，各喷施时期内比较，菜薹喷施0.01～0.17 mg/L EBR后纤维素含量在3.88%～5.27%，与CK相比差异显著。苗期、抽薹期、苗期+抽薹期喷施0.05 mg/L EBR，菜薹纤维素含量分别为3.88%、4.24%、4.21%，与同一喷施时期相比纤维素含量最低，其中以苗期喷施0.05 mg/L EBR的菜薹纤维素含量最低（3.88%），比CK显著降低32.76%。

表3 EBR 处理对菜薹纤维素含量（%）的影响Table 3 Effects of EBR treatments on cellulose contents of Brassic parachinensis Bailey

2.3 EBR 处理对菜心矿质元素含量的影响

2.3.1 全氮含量 由表4 可知，喷施EBR 提高了菜薹的氮吸收量，相同喷施时期内比较，随着EBR 喷施浓度的提高，菜薹全氮含量呈升-降-升的趋势，3 个喷施时期处理菜薹的全氮含量均显著高于CK。苗期喷施0.17 mg/L EBR、抽薹前喷施0.17 mg/L EBR、苗期+抽薹前喷施0.05 mg/L EBR，菜薹全氮含量分别达0.91%、1.09%、1.19%，与同一喷施时期内相比菜薹全氮含量最高，与CK 差异显著。

表4 EBR 处理对菜薹全氮含量（%）的影响Table 4 Effects of EBR treatments on total nitrogen contents of Brassic parachinensis Bailey

2.3.2 全磷含量 从表5 可以看出，喷施EBR 对菜薹磷吸收有较大影响，相同喷施时期内比较，随着EBR喷施浓度的增加，菜薹的全磷含量呈降-升-降的“S”型变化趋势，苗期喷施0.09 mg/L EBR、抽薹前喷施0.14 mg/L EBR、苗期+抽薹前喷施0.14 mg/L EBR，菜薹全磷含量分别达0.24%、0.36%、0.31%，同一喷施时期内相比菜薹全磷含量最高，与CK 相比差异显著。

表5 EBR 处理对菜薹全磷含量（%）的影响Table 5 Effects of EBR treatments on total phosphorus contents of Brassic parachinensis Bailey

2.3.3 全钾含量 从表6 可以看出，喷施EBR 处理可增加菜薹的钾含量，相同喷施时期内比较，菜薹全钾含量随着EBR 喷施浓度的提高而增加。苗期喷施0.17mg/L EBR、抽薹前、苗期+抽薹前喷施0.14 mg/L EBR，菜薹全钾含量分别达6.50%、7.00%、6.00%，与同一喷施时期内相比菜薹全钾含量最高，与CK 相比差异显著。

表6 EBR 处理对菜薹全钾含量（%）的影响Table 6 Effects of EBR treatments on total potassium contents of Brassic parachinensis Bailey

3 讨论

油菜素内酯作为一种新型激素，可调节作物生长发育，在蔬菜作物的应用主要集中在促进生长、提高结实率、提高抗逆性、改善品质等方面。目前我国投入大量生产的EBR 在蔬菜上的使用方法主要有浸种、喷施和浸渍3 种，一般认为植物苗期、开花期、结果期、结球期是最佳喷施时期［28-29］。Dolezalova 等［30］研究表明，喷施EBR处理能显著提高洋葱地上部高度和茎部直径，进而提高洋葱的产量和品质。顾安生［24］在小白菜生长期喷施0.01%芸苔素内酯提高了小白菜叶长、叶宽和叶片数。冯韬等［31］在甘蓝型油菜上喷施EBR 结果表明，在全生育期低剂量EBR 促进植株主茎伸长、促进结实。本试验结果显示，苗期喷施0.05 mg/L EBR，菜薹的薹长和薹粗较CK 分别增加17.545%、13.7%，菜薹的节数、薹长和薹粗等外观品质构成因素随着EBR 浓度的提高，呈先增加后降低的变化趋势，喷施低浓度EBR 能促进菜薹植株的生长，而高浓度EBR 抑制菜薹生长，这与激素类物质的作用机理相一致。因此，喷施EBR 可以通过调节植株的生长来影响菜薹的外观品质，但喷施浓度不宜过高。

王廷芹等［21-22］研究发现，0.01 mg/L EBR 处理青花菜叶片能提高叶片叶绿素含量和花球总糖含量，但降低了花球Vc 和蛋白质含量。李蒙等［15］认为，施用EBR 显著提高了弱光胁迫下黄心菜植株的Vc、可溶性糖、可溶性蛋白质含量，降低了叶绿素含量。韩云等［23］指出芸苔素内酯能提高小白菜可溶性糖和可溶性蛋白的含量，降低粗纤维含量。本试验结果表明，苗期喷施0.01～0.05 mg/L EBR 提高了菜薹Vc、叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量，降低纤维素含量，苗期喷施0.05 mg/L EBR 后纤维素含量较CK 降低32.76%，这与上述研究结果一致。抽薹前喷施0.14 mg/L EBR 菜薹全磷、全钾含量分别较CK提高61.6%、40.0%。苗期+抽薹前喷施0.05 mg/L EBR 菜薹全氮含量达到1.18%，较CK 提高58.3%。表明不同时期喷施EBR 对菜薹的营养品质和矿质元素的积累影响不同，苗期喷施低浓度（0.01～0.05 mg/L）EBR 能促进植株的营养积累，抽薹前喷施一定浓度的EBR 能促进菜薹氮、磷、钾含量积累。因此，可以通过在苗期喷施低浓度的EBR 来提高菜薹植株营养品质。

4 结论

采用低浓度（0.01～0.05 mg/L）EBR 处理菜心，各个喷施时期均能促进菜薹生长，提高菜薹Vc、叶绿素、可溶性糖、可溶性蛋白含量以及植株全氮、全钾含量，降低纤维素含量，提高菜薹的综合品质。而抽薹前喷施、苗期+抽薹前喷施高浓度（0.14 mg/L）EBR 可促进菜薹对氮、磷、钾元素的吸收。综合考虑，菜心生产上施用EBR 以低浓度（0.01～0.05 mg/L）为宜，苗期喷施或苗期+抽薹前喷施效果较好。