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光照强度对苣荬菜光合特性和品质的影响



全 文 :【生物科学与环境工程】 DOI:10. 14168 / j. issn. 1673 -4939. 2016. 03. 05
光照强度对苣荬菜光合特性和品质的影响
李晓红,夏雪梅 ①
(辽东学院 农学院,辽宁 丹东 118003)
摘 要:为明确光照强度与苣荬菜光合特性和品质的关系,采用人工遮阴的方法,在苣荬菜幼苗出土
时开始遮阴,设遮光率分别为 (25 ± 5)%、(50 ± 5)%、(70 ± 5)%,以自然光照为对照,分别测定了苣
荬菜的光合参数和品质指标。结果表明:遮阴后苣荬菜光合速率下降,叶绿素含量增加,有机酸含量、可
溶性糖含量、硝酸盐含量增加,维生素 C含量、可溶性蛋白含量、粗纤维含量降低。遮光率 (25 ± 5)%
~ (50 ± 5)%之间比较适宜。
关键词:光照强度;苣荬菜;光合特性
中图分类号:S636. 2 文献标志码:A 文章编号:1673 - 4939 (2016)03 - 0173 - 04
苣荬菜俗名苣苣菜、野苦菜、取麻菜等。苣荬
菜是菊科、苦苣菜属多年生草本植物,以嫩茎叶供
食[1]。苣荬菜的野生分布很广,过去人们一直以
春、夏季采食野生供食,是消暑祛火的食品[2]。
随着人们生活水平的提高,对绿色食品的追求成为
时尚,苣荬菜已经成为百姓四季喜爱的野生蔬菜。
近年来人们对苣荬菜的研究主要为自然环境条件下
的生物学特性调查、营养成分分析及亚硝酸盐含量
的测定等[3 - 6],采用不同的光照强度处理对苣荬菜
光合特性和品质的影响未见报道。试验采用不同的
遮阴处理,对苣荬菜的主要光合指标、品质指标进
行研究,探讨不同光照强度对苣荬菜光合特性和品
质的影响,为苣荬菜的人工周年驯化栽培提供理论
依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
供试材料为凤城市山野菜合作社提供的野生苣
荬菜种子。试验于 2014 年 5 月 9 日在辽东学院园
艺专业实训基地露地播种。播种前每 667 m2 施腐
熟的有机肥 1 000 kg,将地整平耙细后做畦,畦宽
1. 0 m,高 15 cm,按行距 25 ~ 30 cm,开深 3 cm
的播种沟,条播,覆土厚度 1 cm左右。
1. 2 试验方法
苣荬菜出苗后,采用黑色遮阴网和纱网搭设成
的高 1. 0 m遮阴棚,进行遮阴处理。遮光率分别为
(25 ± 5)%、(50 ± 5)%、(70 ± 5)%,以自然光照为
对照(遮光率为 0),分别设为 A、B、C 和 CK,重复 3
次,随机区组排列,小区面积为 2. 0 m ×1. 0 m。
取具有 5 片真叶的苣荬菜嫩苗的第 4 片叶,测
定光合速率、叶绿素含量,取其可食部分测定有机
酸含量、维生素 C 含量、可溶性蛋白含量、可溶
性糖含量、硝酸盐含量、粗纤维含量,取样时间为
上午 8 - 9 时。光合速率采用改良半叶法[7];叶绿
素含量采用分光光度计法[8];有机酸含量采用碱
液滴定方法[8];维生素 C 含量采用分光光度计
法[8];可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝 G – 250
染色法[8];可溶性糖含量采用蒽酮法[8];硝酸盐
含量采用水杨酸 -硫酸法[8];粗纤维含量测定采
用比重法[9]。
采用 SPSS statistics 17. 0 软件对这些指标进行
方差分析。
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第 23 卷第 3 期 辽东学院学报 (自然科学版) Vol. 23 No. 3
2016 年 9 月 Journal of Eastern Liaoning University (Natural Science) Sept. 2016
① 收稿日期:2016 - 03 - 09
基金项目:辽东学院科研基金项目
作者简介:李晓红 (1970—),女,辽宁丹东人,硕士,副教授,研究方向:蔬菜教学与科研。
2 结果与分析
2. 1 光照强度对苣荬菜光合特性的影响
2. 1. 1 光照强度对苣荬菜光合速率的影响
光合速率反映植物在光合作用中吸收二氧化碳
的能力,光合速率越高光合作用中吸收二氧化碳越
多,制造的碳水化合物越多,产量越高。由图 1 可以
看出,随着遮光率的增加光合速率呈下降趋势,与
CK相比较,A、B、C 分别比 CK 降低了 50. 7%、
82. 6%、86. 8%,且与 CK 差异极显著,遮阴降低
了苣荬菜的光合运转能力,从而会降低苣荬菜的产
量。
2. 1. 2 光照强度对苣荬菜叶绿素含量的影响
叶绿素是绿色植物光合作用中最主要的色素,
其含量能反映植物对所需物质的同化能力,水平高
低可以作为衡量光合能力强弱的一个指标[10]。由
图 2 可以看出,随着遮光率的增加,叶片叶绿素的含
量也随之增加,A、B、C 分别比 CK 增加了 10. 2%、
28. 8%、53. 3% ,B、C 处理叶绿素含量与 CK 差
异极显著,说明苣荬菜在光照强度低时能提高捕光
能力。
2. 2 光照强度对苣荬菜品质的影响
2. 2. 1 光照强度对苣荬菜有机酸含量的影响
由图 3 可以看出,随着遮光率的提高有机酸的
含量呈增加的趋势,A、B、C 三个处理的有机酸
含量与 CK差异极显著。各处理之间有机酸含量的
增加可能是在遮阴条件下有效的降低了有机酸的降
解量,使有机酸含量增加。
人体的新陈代谢作用需要适宜的 pH 值,只有
在一定的 pH下,人体才能完成各种正常代谢,从
而完成各种生命活动[5],食用遮阴处理的苣荬菜
比自然光照下生长的苣荬菜更有利于调节人体的
pH值。
2. 2. 2 光照强度对苣荬菜维生素 C含量的影响
维生素 C为糖衍生物,由己糖合成,其合成受
光的影响,因此,维生素 C 含量受光的影响很
大[8]。由图 4 可以看出,随着遮光率的增加,维生
素 C的含量降低。CK的维生素 C 含量高于三个处
理,A、B、C 三个处理分别比 CK 降低了 1. 7%、
4. 0%、6. 36%,并且 CK 与 B、C 处理差异极显
著。说明弱光条件下不利于维生素 C的合成。
2. 2. 3 光照强度对苣荬菜可溶性蛋白含量的影响
可溶性蛋白是指可以以小分子状态溶于水或者
其他溶剂的蛋白质,它的含量是鉴定品质时一个重
要的生理生化指标。由图 5 可以看出苣荬菜的可溶
性蛋白含量较低,随着遮光率的增加可溶性蛋白含
量降低,CK 的可溶性蛋白含量高于 A、B、C 三个处
理,A、B、C 三个处理分别比 CK 降低了 5. 4%、
19. 6%、30. 4%,并且 CK 与 B、C 处理差异极显
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辽东学院学报 (自然科学版) 第 23 卷
著。说明遮阴处理不利于可溶性蛋白的形成。
2. 2. 4 光照强度对苣荬菜可溶性糖含量的影响
可溶性糖是光合作用的产物,随着遮阴程度的
增加,光合作用不足,光合产物必然减少[11],但从
图 6 可知,随着遮光率的增加可溶性糖含量反而增
加,CK与三个处理之间差异不显著。可能的原因
是植物体中结构性碳水化合物的比例减少了,也就
是通过减少非代谢型结构性化合物的比例来提高代
谢型非结构性碳水化合物的比例,从而在光合产物
不足的情况下保证有足够的物质参与代谢活动[8]。
2. 2. 5 光照强度对苣荬菜硝酸盐含量的影响
蔬菜中的硝酸盐过高会对人体健康造成一定的
危害[12],在野菜开发中硝酸盐含量的高低越来越受
到重视。由图 7 可以看出,随着遮光率的增加,硝酸
盐的含量呈上升趋势,CK 和 A、B、C 三个处理的硝
酸盐含量分别为1 . 0 6 mg / g、1 . 5 2 mg / g、2 . 5 7
mg /g、2. 77 mg /g,三个出理的硝酸盐含量比对照
增加了 43. 4%、142. 5%、161. 3%,CK 与三个处
理差异极显著。周泽义等[13]的研究认为,人体中
毒的硝酸盐浓度限量为 3. 099 mg /g,因此遮阴处
理后的苣荬菜硝酸盐含量虽然高于对照,但仍可安
全食用。
2. 2. 6 光照强度对苣荬菜粗纤维含量的影响
由图 8 可以看出,随着遮光度的增加,粗纤维
的含量呈下降趋势,遮光度越大粗纤维含量越低,
A、B、C三个处理粗纤维含量分别比 CK 降低了
23. 6%、33. 8%、44. 5%,三个处理与 CK 差异极
显著,说明遮阴降低了温度,减少了粗纤维的含
量,可以成为解决高温季节苣荬菜粗纤维含量高不
适宜食用的措施。
3 结论与讨论
试验研究表明,随着光照强度的降低,苣荬菜
的光合速率呈下降趋势,而叶绿素的含量呈增加趋
势,这一现象产生的机理有待进一步研究。
同时本试验研究得到,随着光照强度的降低维
生素 C 含量、可溶性蛋白含量降低,这与芦晓磊
等[14]在马齿苋上的研究结果一致;遮光使有机酸
含量、可溶性糖含量增加,纤维素含量降低,与赵
权等[11]在大叶芹上的试验结果一致。
另外在试验中,研究硝酸盐含量是随着遮光率
的增加而增加,胡定金[15]研究认为,强光下,硝
酸还原酶活性强,硝酸盐的积累少,本试验结果一
致,说明遮阴不利于硝酸盐的还原。
综上所述,笔者认为遮光率(2 5 ± 5)% ~
(50 ± 5)%之间,苣荬菜的有机酸含量、可溶性糖
含量增加,纤维素含量降低,能够改善苣荬菜的口
感,特别是纤维素含量的降低可以改变高温季节露
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第 3 期 李晓红,夏雪梅:光照强度对苣荬菜光合特性和品质的影响
地苣荬菜因纤维素含量高无法食用的现状。虽然硝
酸盐的含量增加,但并不会对人体造成伤害。因
此,在苣荬菜人工驯化栽培中,遮光率 (25 ±
5)% ~ (50 ± 5)%之间比较适宜。
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(责任编辑:龙海波)
Effect of Light Intensity on Photosynthesis Characteristics and Quality of Sonchus arvensi
LI Xiao - hong,XIA Xue - mei
(School of Agriculture,Eastern Liaoning University,Dandong 118003,China)
Abstract:To explore the effects of light intensity photosynthesis characteristics and quality of Sonchus arvensi,
the seedlings were shaded with percentages of (25 ± 5)%,(50 ± 5)% and (70 ± 5)%,respectively from their e-
mergence. The photosynthetic parameter and quality indexes of Sonchus arvensi were gotten and compared with
those of Sonchus arvensi that grew under natural light. The results showed that the photosynthetic rate and contents
of Vitamin C,soluble protein as well as crude fiber decreased,while the contents of chlorophyll,organic acid,sol-
uble sugar and nitrate increased when Sonchus arvensi was shaded. Comprehensively considering,the author thinks
that the shading percentage from (25 ± 5)% to (50 ± 5)% is appropriate.
Key words:light intensity;Sonchus arvensi;photosynthesis characteristic
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