全 文 ：第 29 卷 第 4 期
2010 年　8 月
华　中　农　业　大　学　学　报
Journal of Huazhong Ag ricultural Univ ersity
Vol.29　No.4
Aug.2010 , 494 ～ 496
收稿日期:2010-01-08;修回日期:2010-04-28
＊国家科技支撑计划项目(2007BAD37B04)资助
＊＊通讯作者.E-mail:zhangshiping@mai l.hzau.edu.cn
贝亦江 ,男 , 1985年生 , 硕士研究生.研究方向:生态养殖.E-mail:zsbi j@163.com
尿液水培蕹菜的过氧化氢酶活性及根系活力＊
贝亦江1 　张世萍1＊＊　杨　帆1 　任　伟1 　黄见良2
1.华中农业大学水产学院/淡水生物多样性保护与利用重点开放实验室 ,武汉 430070;
2.华中农业大学作物生理生态与栽培研究中心 ,武汉 430070
关键词　蕹菜;水培;过氧化氢酶活性;根系活力
Catalase Activity and Root Activity of I pomoeae
Aquaticae Forsk by Urine Hydroponic
BEI Yi-jiang 　ZHANG Shi-ping　YANG Fan　REN Wei　HUANG Jian-liang
1.College of F isheries/F reshwater B iodiversi ty Conservat ion and Use o f K ey Lab ,
Huaz hong Agricultural Universi ty ,Wuhan 430070 ,China;
2.Crop Physiolog y and Prod uction Center , Huazhong Agricul tural
Universi ty ,Wuhan 430070 ,China
Key words　I pomoeae aquat icae Fo rsk;hydroponics;catalase activi ty;ro ot activity
中图分类号　S 636.9　　文献标识码　A　　文章编号　1000-2421(2010)04-0494-03
　　蕹菜(I pomoeae aquat icae Fo rsk), 又名竹叶
菜 、空心菜 ,为一年生湿生蔓状草本植物。水上栽培
蕹菜 ,气温达到 15 ℃即可茂盛生长 ,无需人工管理 ,
15 d左右即可收割一茬[ 1] 。蕹菜根系发达 ,其表面
所附着的生物膜分泌大量的酶 ,能加速水体中大分
子污染物的降解 ,使水质得到净化。因而 ,水培蕹菜
不仅可增加经济收入 ,而且还是解决水体富营养化
的有效手段之一[ 2] 。
植物根系是活跃的吸收器官和合成器官 ,根的
生长情况和活力水平直接影响地上部的生长和营养
状况及产量水平。过氧化氢酶(CA T)普遍存在于
生物细胞内 ,主要作用是催化 H2O2 ,使其不与 O 2在
铁螯合物作用下反应生成有害的-OH[ 3] ,所以过氧
化氢酶既是一种清除剂酶 ,又是检测植物生长状况
的一个重要指标[ 4-5] 。
用尿液水培蕹菜 ,绿色天然 、栽培方法简单 、易
于管理 ,有望大力推广 。笔者在本试验中测定了过
氧化氢酶活性和根系活力 ,旨在为尿液水培蕹菜提
供理论依据 。
1　材料与方法
1.1　试验材料
1)供试植物。蕹菜分别于 2009年 3月 31日和
4月 15日采集于华中农业大学水产基地 。
2)供试培养基 。培养液为收集的人尿液 ,放入
聚乙烯壶内贮存并发酵 ,待用时再配成不同的浓度。
天然水 ,从南湖采集的水样 。对照液 ,市售绿博莱液
体肥料 ,分通用型 、观叶型 、开花型 、红掌型 4种 。土
培用土 ,蕹菜育苗土(华中农业大学蔬菜队育苗土)。
1.2　试剂与仪器
1%正-氯化三苯基四氮唑(T TC)溶液:准确称
取 TTC 1.0 g 溶于水中 ,定容到 100 mL ,用时稀释
到需要浓度 。0.1 mo l/L 高锰酸钾溶液:称取高锰
酸钾(分析纯)15.80 g 用蒸馏水定容到 1 L ,再用
0.1 mol/ L草酸标定 。 0.1 mol/L 过氧化氢:取
30%市售过氧化氢溶液 5.68 mL 稀释至 1 L ,用
DOI :10.13300/j.cnki.hnlkxb.2010.04.020
　第 4 期 贝亦江 等:尿液水培蕹菜的过氧化氢酶活性及根系活力 　
0.1 mol/ L高锰酸钾溶液酸性条件下标定。
1.3　培养液最佳体积分数的筛选
取体积分数分别为 1%、2%、4%、6%、8%的尿
液稀释液及从南湖采集的天然水和 4种绿博莱液体
肥料稀释液等量于 10组锥形瓶中 ,取等量蕹菜育苗
土置于 1组锥形瓶中 ,锥形瓶避光 ,共 11 组不同的
培养基 ,每组设 3 个重复;选取生长状况相似的蕹
菜 ,称其质量后 ,植入锥形瓶内 ,置 HP400G 型恒温
光照培养箱中 , 22 ℃、5 000 lx 培养 。2周后观察各
组生长状况并记录质量 ,对培养前后的各组蕹菜质
量之差进行方差分析 ,以平均值±标准差表示 ,从而
选取最佳体积分数的培养液 。
1.4　蕹菜的培养
根据筛选结果 ,取体积分数分别为 1%、2%的
尿液稀释液及天然水和 4种绿博莱液体肥料稀释液
等量于 6组圆玻缸内 ,取等量蕹菜育苗土置于 1组
圆玻缸内。选取生长状况相似的蕹菜 ,通过钻有孔
的泡沫塑料板固定 ,植入放有7 cm 深的培养液的圆
玻缸。共 7组不同的培养基 ,每组设 3个重复 ,置于
HP400G型恒温光照培养箱中 ,22 ℃、5 000 lx 条件
下培养 。2周后从中随机选取蕹菜进行过氧化氢酶
活性和根系活力测定。
1.5　过氧化氢酶活性测定
1)酶液提取 。取蕹菜叶片 2.5 g 加入 pH 7.8
的磷酸缓冲溶液少量 ,研磨成匀浆 ,转移至 25 mL
容量瓶中 ,4 000 r/min离心 15 min ,上清液即为过
氧化氢酶的粗提液 。
2)酶活性测定 。按常规方法进行 ,具体步聚参
见文献[ 1] 。用每 g 鲜样品 1 m in内分解 H2O2的质
量(mg)表示:
酶活性/(mg/(g ·min))= A-B ×
Vt
Vs×1.7
m×t
1.6　根系活力的测定
按常规方法 ,参照文献[ 1]的步聚进行测定。公
式:
R/(mg/(g ·h))= C1 000 m · t
式中:R —根系活力;C—TTC 还原量(μg);
m—根质量(g);t —时间(h)。
2　结果与分析
2.1　蕹菜生长最佳培养液确定
由表 1可知 , 4%以上体积分数的尿液稀释液由
于浓度过高 ,导致蕹菜萎蔫 ,其中 8%尿液稀释液培
养蕹菜 2周后全部死亡。而 1%、2%尿液稀释液及
绿博莱液体肥料中通用型和观叶型培养的蕹菜健康
状况较好 ,故选取 1%、2%尿液稀释液以及通用型
和观叶型培养的蕹菜进行后面的试验 。
2.2　过氧化氢酶活性测定结果
由表 2可知 ,水培蕹菜的过氧化氢酶活性普遍
高于土培。尿液稀释液培养的蕹菜过氧化氢酶活性
随着培养液浓度升高而降低 ,在水培浓度 1%时最
大;而绿博莱液体肥稀释液培养的蕹菜过氧化氢酶
活性与天然水培养的活性大致相同。
表 1　不同培养液对蕹菜的培养结果1)
Table 1　Results of Ipomoeae aquat icae Forsk
cultivated in di fferent solutions
组别
Group
初始质量/ g
Init ial w eight
培养后质量/ g
Final weight
培养前后质量差
Weight diff erence
天然水
Natural water
9.58±0.59 12.60±0.68 3.02±0.13 a
尿液
Urine
1% 12.72±2.59 16.12±2.55 3.40±0.09 b
2% 12.28±2.06 14.58±2.05 2.30±0.09 c
4% 12.88±2.17 10.62±2.09 -
6% 11.88±1.47 10.17±1.47 -
8% 11.02±1.87 死亡 Dead -
对照
液CK
通用
Popular type
9.68±0.61 12.05±0.64 2.37±0.05 c
观叶
Foliage type
11.48±1.52 15.02±1.46 3.53±0.15 b
开花
Flower type
10.93±1.29 13.67±1.27 2.73±0.08 d
红掌
Andraeanum
type
11.75±1.87 15.62±1.72 3.87±0.37 e
土培 Soil culture 11.52±0.92 14.18±0.95 2.67±0.05 d
　1)4%, 6%, 8%三试验组植株培养后萎蔫或死亡 ,排除在统计数
据之外。Plant of 4%, 6%, 8% th ree groups w ilted or died , so
the data w as not used in stat ist ics;2)表中同列数据不同小写
字母表示在P<0.05水平上有显著性差异 , 下表同。Data in
the same colum n w ith dif ferent low ercase let ters mean signifi-
cant dif ference at 0.05 level.T he same as below.
表 2　各试验组过氧化氢酶活性
Table 2　Catalase activity of each group
组别
Group
高锰酸钾滴定量/mL
Potas sium
permanganate
ti tration
酶活性/
(μg/(g·min))
Enzymic
activity
尿液
Urine
1% 0.620±0.028 a 5.100±0.200 a
2% 0.750±0.071 ac 4.250±4.002 ac
天然水 Natural w ater 0.825±0.035 bc 3.825±0.201 bc
对照液
CK
观叶型 Foliage type 0.825±0.035 bc 3.825±0.201 bc
通用型 Popular type 0.810±0.014 bc 3.967±0.200 bc
土培 Soil culture 0.950±0.141 b 3.117±0.801 b
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　　 华 中 农 业 大 学 学 报 第 29 卷　
表 3　各试验组根系活力
Table 3　Root activi ty of each group
组别
Group
正-氯化三苯基
四氮唑还原量/μg
TT F reduct ion
根系活力/
(mg/(g· h))
Root activi ty
天然水 Natural w ater 42.17±1.81 a 54.3±2.14 a
尿液
Urine
1% 42.07±1.59 a 54.8±1.79 a
2% 41.80±1.89 a 53.6±2.07 a
土培 Soil culture 57.18±3.26 b 72.6±3.27 b
对照液
CK
通用型 Popular type 39.42±1.18 c 50.4±2.30 c
观叶型 Foliage type 39.93±0.81 ac 50.4±2.28 c
2.3　根系活力测定结果
由表 3可知 ,水培根系活力皆低于土培。而仅看
水培根系中 ,通用型及观叶型液体肥培养蕹菜根系活
力相同 ,1%尿液稀释液的根系活力较天然水和 2%
的高。
3　讨　论
生物废弃物 ,尤其是人类排泄物进入水体 ,引起
水体污染和富营养化问题是全球性水环境问题。目
前利用大型水生植物进行治理引起人们普遍重
视[ 4 , 7] 。蕹菜作为一种人们日常生活中的常见蔬菜 ,
其净化水体的功能近年来越来越受到人们的关注 ,因
为蕹菜比其他净化水体的植物成熟时间短 、生存环境
要求低 、繁殖能力强 ,而且还可以作为人类的食物加
以利用 ,水培蕹菜具有广阔的发展空间。
由于废弃物通过各种途径流入天然水体 ,不同来
源的天然水其营养成分不尽相同。以文中笔者所调
查的武汉南湖水域为例 ,其水样培养蕹菜的生长结果
并不比尿液稀释液和液体肥料培养差 ,比某些液体肥
料甚至要好。从蕹菜生长后过氧化氢酶活性和根系
活力上看 ,天然水和尿液稀释液以及液体肥料相比 ,
差别也不是很大。而本试验所收集的尿液来源是南
湖周边居民生活区域 ,经稀释沉淀后其有利于蕹菜生
长的营养成分与南湖水样的成分也相近。说明现在
天然水体受到生物废弃物特别是人类排泄物的污染
确实非常严重 ,同时 ,这也使得蕹菜大面积水培以改
善水质有了更为重要的意义。
参 考 文 献
[ 1] 　高玉芳.竹叶菜的栽培技术[ J] .吉林蔬菜 ,2004(4):7-8.
[ 2] 　王旭明.水蕹菜在污水净化系统中的作用[ J] .农业环境与发展 ,
1997 , 51(1):32-33.
[ 3] 　俞英珍,陈红梅.过氧化氢酶 TF2160的酶活测定及其应用[ J] .
印染 ,2008(6):33-35.
[ 4] 　LOMBARDI L , SEBASTIANI L.Copper toxicity in Prunuscerasus
fera:grow th and antioxidant enzymes responses of in vi tro grow n
plants[ J] .Plant Sci , 2005 , 168:797-802.
[ 5] 　TRIPATHI B N , MEHTA S K , AMAR A , et al.Oxidative st ress
in Scenedesmus sp.during short-and long-term exposure to Cu2+
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[ 6] 　MCCLELL J W , VALIELA I , MICHENER R H.Nit rogen-stable
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(责任编辑:边书京)
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