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不同浓度Ca(NO_3)_2对两种蒲公英(Taraxacum)硝酸盐积累的影响



全 文 :收稿日期:2013-08-20
基金项目:国家农业部野生植物资源保护项目(农计发 [2010] 29 号)
作者简介:郭小娇 (1988- ),女,沈阳农业大学本科生,从事蒲公英安全食用栽培技术研究。* 通讯作者 Corresponding author:宁 伟 (1960- ),男,沈
阳农业大学教授,博士,从事药用植物种质资源评价与利用。
沈阳农业大学学报,2013-010,44(5):716-719
Journal of Shenyang Agricultural University,2013-10,44(5):716-719
不同浓度 Ca(NO3)2对两种蒲公英(Taraxacum)
硝酸盐积累的影响
郭小娇,郑 义,张 建,孙俊坤,宁 伟 *
(沈阳农业大学 东北野菜种质异位保存圃与鉴定中心,沈阳 110161)
摘要:通过对营养生长阶段不同时期叶片中硝酸盐含量、净光合速率、气孔导度和产量随时间变化趋势的测量分析,挑选出适合水
培的蒲公英资源,并摸索出蒲公英水培营养液配方中硝酸钙的最适配比及采收时间。利用不同浓度 Ca(NO3)2的营养液在水培条件
下对丹东蒲公英(Taraxacum antungense)和亚洲蒲公英(T. asiaticum)进行栽培管理。 丹东蒲公英和亚洲蒲公英水培营养液中硝酸钙
的最适浓度为 656μg·g-1。 结果表明,丹东蒲公英相比亚洲蒲公英更适合水培;从 4 月中旬开始利用水培两种蒲公英,在 6 月中下
旬采收产量与安全性最佳。
关键词:蒲公英;硝酸盐积累;光合特性;水培
DOI:10.3969/j.issn.1000-1700.2013.05.041
中图分类号:S642.9;Q949.783.5 文献标识码: A 文章编号: 1000-1700(2013)05-0716-04
Effect of Different Ca(NO3)2 Concentrations on Accumulation of Nitrate and
Photosynthetic Characteristics in Taraxacum by Hydroponics
GUO Xiao-jiao, ZHENG Yi, ZHANG Jian, SUN Jun-kun, NING Wei*
(Ex-situ Conservation Garden and Evaluation Center of Wild Vegetable in Northeast China,
Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161,China)
Abstract: With the purpose of picking out species of dandelion which is appropriate for hydroponics, sorting out the optimum
formula of calcium nitrate and harvesting time, the trend of the change over time on nitrate content, photosynthetic characteristics
(Pn and Cond) and yield was measured and observed. In this test, different calcium nitrate concentrations of nutrient solution
were used to culture Taraxacum antungense and T.asiaticum by hydroponics. The optimum formula of calcium nitrate of T.
antungense and T.asiaticum was 656μg·g -1 (treatment F3). The results reveal that T.antungense is an appropriate species for
hydroponics; from mid-April, the optimum harvesting time is about at mid to late June.
Key words:dandelion; nitrate concentration; photosynthetic characteristics; hydroponics
蒲公英属(Taraxacum)植物为菊科中一个较大的多年生草本属,在全球范围内均有分布,约 2000多种[1]。蒲
公英作为一种传统的中药材,具有一系列治疗消化系统疾病的功效[1-5]。 一些学者经试验证实,蒲公英的提取物
对恶性肿瘤有一定治疗效果,蒲公英已经被国家卫生部列为药食同源食品。 因蒲公英具有药用功效且口感独
特,作为一种可食用叶菜在市场的消费量逐年上升。 蒲公英已经作为新型蔬菜在中国东北部分地区栽培。
据研究显示,人体过多摄入硝酸盐会有诱发消化系统肿瘤的危险 [6]。 有文献报道,人工栽培的蒲公英的
硝酸盐积累要明显高于相同栽培条件下莴苣(菊科)的硝酸盐积累 [7]。 因此,栽培蒲公英面临一个比较关键的
问题:即如何在保证蒲公英旺盛生长的同时降低其硝酸盐积累。 GUADAGNIN 等研究表明,利用水培的叶菜
硝酸盐含量明显比用传统方式栽培的叶菜低 [8]。 故本试验利用不同硝酸钙浓度的营养液在水培栽培条件下
对在中国东北地区广泛栽培的两个蒲公英种:丹东蒲公英(T.antungense)和亚洲蒲公英(T.asiaticum)进行栽培
管理。观察并测量其营养生长阶段不同时期的硝酸盐含量和光合特性(净光合速率、气孔导度)随时间变化的
趋势,旨在挑选出水培条件下安全高产的蒲公英种,摸索出蒲公英水培营养液配方中硝酸钙的最适配比及
采收时间。
郭小娇等:不同浓度 Ca(NO3)2对两种蒲公英(Taraxacum)硝酸盐积累的影响第 5期
图 2 丹东蒲公英在不同硝酸钙浓度处理下净光合速率、气孔导度的变化趋势
Figure 2 The tendency of net photosynthetic rate and stomatal conductance of T.antungense at different calcium
nitrate concentrations
1 材料与方法
本试验于 2013年 3月 5日进行,试验所用丹东蒲公英(T.antungense)及亚洲蒲公英(T.asiaticum)的瘦果来自
东北野菜种质异位保存圃与鉴定中心。选取健康饱满的瘦果播种在 72孔的穴盘中,基质为草炭加育苗土(1∶1)。
当幼苗生长到 5片真叶时,移至水培设施(50cm×30cm×20cm的塑料水槽,并辅以通气泵)中的塑料水槽,每个装
置培养 12棵苗,将装置置于温室内,温室相对湿度±75%,温度白天 26℃/夜晚 19℃。
幼苗移入水培装置 1 周内,利用水培营养液基础配方
减半含量培养(表 1)。 1 周后,用水培营养液基础配方培
养,并调整营养液中 Ca(NO3)2浓度,使其分为 164mg·L-1,412
mg·L-1,656 mg·L-1和 1148 mg·L-1共 4 个水平硝酸钙的浓
度,分别代表 F1,F2,F3,F4 共 4 个处理,每周更换 1 次营
养液。
利用分光光度法,从 5 月 25 日起,每隔 10d 测量 4 个
处理下丹东蒲公英和亚洲蒲公英新鲜叶片中硝酸盐含量。
在同一天 9:00~11:00 之间, 选取 5 片生长旺盛的叶片,利
用 LI-6400 便携式光合仪分别测量 4 个处理下两种蒲公
英的净光合速率(Pn)和气孔导度(Cond)。每个处理选取 5株测量其整株鲜重。所获数据用 SSPS 12.0.1分析显著
差异性,并用 Microsoft Excel 2010 作图。
2 结果与分析
2.1 丹东蒲公英在不同硝酸钙浓度下硝酸盐含量、净光合速率、气孔导度和产量的变化趋势
不同时期测量硝酸钙浓度处理对丹东蒲公英硝酸盐、净光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)和产量的测量结果
表明(图 1、图 2),丹东蒲公英硝酸盐积累最高值为(933.75±3.75)μg·g-1(No.1,F4),最低值为(328.57±15.32)μg·g-1
大量元素
Macroelement
Ca(NO3)2
KNO3
NH4H2PO4
MgSO4·7H2O
配方 Formula
/mg·L-1
164
404
77
246
微量元素
Microelement
H3BO3
MnSO4·4H2O
ZnSo4·7H2O
CuSO4·5H2O
(NH4)2MoO4
EDTA-Fe
配方 Formula
/mg·L-1
3.00
2.00
0.22
0.08
0.08
13.10
表 1 水培营养液基础配方
Table 1 Basic formula of nutrient solution
图 1 丹东蒲公英在不同硝酸钙浓度处理下硝酸盐、产量的变化趋势
Figure 1 The tendency of nitrate and yield of T.antungense at different calcium nitrate concentrations
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第 44卷沈 阳 农 业 大 学 学 报
图 4 亚洲蒲公英在不同硝酸钙浓度处理下净光合速率、气孔导度的变化趋势
Figure 4 The tendency of net photosynthetic rate and stomatal conductance of T.asiaticum Dahlst at different
calcium nitrate concentration
图 3 亚洲蒲公英在不同硝酸钙浓度处理下硝酸盐含量、产量的变化趋势
Figure 3 The tendency of nitrate and yield of T.asiaticum Dahlst at different calcium nitrate concentration
(No.5,F4);净光合速率的最高值为 (18.97±1.46)μmol·m-2·s-1(No.4,F3),最低值为 (5.70±0.044)μmol·m-2·s-1(No.5,
F1);气孔导度最高值为(0.25±0.019)mmol·m-2·s-1(No.3,F3),最低值为(0.073±0.0030)mmol·m-2·s-1(No.4,F4);产量
的最高值为(57.24±4.10)g(No.5,F3),最低值为(8.99±1.50)g(No.1,F4)。 试验表明,丹东蒲公英硝酸盐积累随时间推
移有下降趋势,并且营养液中硝酸钙浓度越高,硝酸盐下降程度越大;净光合速率和气孔导度有先上升后下降
的趋势,并且在 F2 处理下,净光合速率的增幅最为显著,在 F3 处理下,气孔导度的增幅最为显著;产量在前两
次测量时增幅较大,随后缓慢增加,与其他处理相比,F3处理有更高的产量。
2.2 亚洲蒲公英在不同硝酸钙浓度下硝酸盐含量、净光合速率、气孔导度和产量的变化趋势
不同时期测量硝酸钙浓度处理对亚洲蒲公英硝酸盐、净光合速率(Pn)、气孔导度(Cond)和产量的测量结果表明
(图 3、图 4),亚洲蒲公英硝酸盐积累的最高值为(1152.66±6.44)μg·g-1 (No.1,F3),最低值为(355.11±27.82)μg·g-1 (No.
5,F4);净光合速率的最高值为(10.82±1.53)μmol·m-2·s-1 (No.3,F2),最低值为(3.62±0.46)μmol·m-2·s-1 (No.5,F1);气
孔导度的最高值为(0.16±0.011)mmol·m-2·s-1 (No.4,F3),最低值为(0.054±0.010)mmol·m-2·s-1 (No.1,F4);产量的最
高值为(40.21±1.68)g (No.5,F3),最低值为(4.18±0.69)g (No.1,F4)。 亚洲蒲公英硝酸盐含量、净光合速率、气孔导度
和产量的变化趋势与丹东蒲公英一致。
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郭小娇等:不同浓度 Ca(NO3)2对两种蒲公英(Taraxacum)硝酸盐积累的影响第 5期
[责任编辑 于洪飞]
3 讨论
试验研究表明,在相同栽培条件下,同一时期丹东蒲公英的硝酸盐积累要显著低于亚洲蒲公英的硝酸盐积
累;随着生长速率的加快,丹东蒲公英和亚洲蒲公英的硝酸盐积累都有逐渐下降趋势,其中丹东蒲公英下降速
率更快;在生长到一定时期后,因生长空间受限制导致气孔导度和光密度下降,两种蒲公英的净光合速率开始
下降,生长速率降低,最后导致产量增长变慢。
诸如硝态氮和铵态氮氮源的类型和数量、光照强度、水分供应和光周期等环境因素都会对植物硝酸盐积累
有影响[9-10]。在较低光照强度情况下,植物硝酸盐积累会增高[10-11]。后期两种蒲公英对氮源需求不断增高,但其光
密度降低致使此时硝酸盐积累不再降低。
利用传统方式栽培的叶菜因过量施加氮肥,往往造成硝酸盐的过高积累[12-13]。 这是因为过多的氮源会以硝
酸盐形式在植物根部形成,并通过导管运送到植物的叶肉细胞中[14]。 同时,过量施加氮肥也会对植物生长和硝
酸盐吸收起到抑制作用。 本试验中,亚洲蒲公英在 F4 处理下硝酸盐积累、净光合速率及产量反而更低,这恰好
能用前面的结论加以解释。为生产出更安全高产的叶菜,对氮肥的控制无疑十分关键。同时,外界环境硝态氮供
给保持稳定的情况下,植物长势与硝酸盐积累成负相关[15]。 因此,选取合适的采收时期可以保证叶菜产量的同
时,又可最大限度地确保蒲公英产品的安全性。
本试验中,丹东蒲公英因硝酸盐积累更低、净光合速率和产量更高,相比亚洲蒲公英更适合水培。丹东蒲公
英和亚洲蒲公英水培营养液中硝酸钙的最适浓度为 656μg·g-1,如从 4 月中旬开始利用水培两种蒲公英,在 6
月中下旬采收产量与安全性将最佳。
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