不同小白菜品種硝酸鹽積累差異及光照、溫度和濕度調(diào)控機(jī)理研究.pdf

1、蔬菜是人類日常生活中的主要副食品，但同時(shí)蔬菜也是喜硝態(tài)氮且極易富集硝酸鹽的作物。據(jù)統(tǒng)計(jì)，人們攝取的硝酸鹽有70％～80％來(lái)自蔬菜?，F(xiàn)已證明，硝酸鹽在人體內(nèi)可被還原成對(duì)人體有毒的亞硝酸鹽，引起高鐵血紅蛋白癥;亞硝酸鹽還可以與人胃腸中的含氮化合物結(jié)合成致癌的亞硝胺，誘導(dǎo)消化系統(tǒng)癌變。小白菜(Brassica chinensis L.)是我國(guó)最重要的綠色葉類蔬菜之一。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為了提高蔬菜產(chǎn)量，化肥特別是氮肥被大量施用，導(dǎo)致蔬菜體內(nèi)硝酸鹽

2、積累增加。隨著人們生活水平的提高，蔬菜硝酸鹽對(duì)人體健康的潛在危害日益受到人們的普遍關(guān)注。如何減少蔬菜尤其是葉類蔬菜中硝酸鹽的積累是我國(guó)蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟待解決的問(wèn)題之一，也是當(dāng)前植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題。本研究采用水培和土培試驗(yàn)，系統(tǒng)探討了不同硝銨比、光照、溫度、濕度對(duì)小白菜生長(zhǎng)發(fā)育、硝酸鹽積累的影響，研究了光合特性、植株和土壤氮代謝酶以及土壤硝態(tài)氮含量與小白菜硝酸鹽積累的相關(guān)性，初步探討了小白菜硝酸鹽積累的基因型差異及分子機(jī)理，以其為

3、蔬菜生產(chǎn)中的品種選擇以及合理施肥和科學(xué)管理提供理論依據(jù)。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、逅嘣囼?yàn)中：⑴硝銨比對(duì)小白菜生物量有顯著的影響。除品種1、2和6號(hào)，各小白菜生物量隨硝銨比的增加而增加，與硝銨比為50∶50相比，當(dāng)硝銨比增至75∶25和100∶0時(shí)，各小白菜生物量增加的幅度分別為0.8％～82.2％和7.8％～103.3％，而品種1、2和6隨著硝銨比的增加，生物量呈先上升后下降趨勢(shì)，相較于硝銨比為50∶50時(shí)，當(dāng)硝銨比增至75∶

4、25時(shí)的生物量分別增加了30％、7.5％和15.1％，當(dāng)硝銨比增至100∶0時(shí)的生物量分別下降了9.9％、3.1％和5.1％。⑵硝銨比對(duì)小白菜各組織器官中的硝酸鹽含量有顯著的影響。各品種小白菜硝酸含量總是葉柄＞葉＞根。除品種1和7，各供試小白菜品種葉片中硝酸鹽含量隨硝銨比的增加而增大，相較于硝銨比為50∶50處理，硝銨比在75∶25和100∶0處理下各小白菜葉片硝酸鹽含量增加了1.0％～65.7％和7.9％～78.0％;除品種1、4、5

5、和6，各小白菜葉柄中硝酸鹽含量隨著硝銨比的增加呈先增加后下降趨勢(shì)，硝銨比為75∶25和100∶0處理下的各小白菜葉柄硝酸鹽含量較50∶50處理增加分別增加了3.0％～20.4％、0.3％～17.1％;除品種1、3、4和5，各小白菜根中硝酸鹽含量隨硝銨比的增加而增大，各品種根中硝酸鹽含量在硝銨比為75∶25和100∶0時(shí)比50∶50處理分別增加了9.8％～59.9％、42.3％～196.9％。⑶光合作用對(duì)小白菜葉片中硝酸鹽的含量有顯著的影

6、響，表現(xiàn)在隨著凈光合速率(Pn)和胞間二氧化碳(Ci)的增加而下降，隨蒸騰作用(Tr)的增強(qiáng)而增加。⑷硝酸還原酶(NR)、亞硝酸還原酶(NiR)和谷氨酰胺酶(GS)顯著影響小白菜葉片中硝酸鹽積累，葉片中硝酸鹽的含量與NR呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與NiR和GS呈顯著的正相關(guān)關(guān)系。⑸硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因NRT1在9號(hào)和10號(hào)品種葉片中的表達(dá)水平不同。NRT1在兩個(gè)小白菜品種中均顯著表達(dá)，但高富集硝酸鹽品種10號(hào)的表達(dá)量顯著高于低富集硝酸鹽品種9

7、號(hào)的表達(dá)量。并且NRT1是一個(gè)定位于細(xì)胞膜上的低親和硝酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因。
　　㈡土培試驗(yàn)中：⑴光照、溫度和空氣濕度對(duì)兩種供試小白菜生物量有顯著影響。增加光照強(qiáng)度和空氣濕度能顯著增加兩種供試小白菜的生物量，小白菜生長(zhǎng)的最適光照強(qiáng)度和空氣濕度為12000lx和90％。隨著溫度的增加，小白菜生物量呈先增加后下降趨勢(shì)，且差異達(dá)到顯著水平，小白菜的最適生長(zhǎng)溫度為15℃，且無(wú)論在何種情況下，10號(hào)品種小白菜的生物量總是高于9號(hào)品種的生物量。⑵

8、光照、溫度和空氣濕度對(duì)2個(gè)供試品種小白菜的葉片硝酸鹽含量以及光照對(duì)小白菜葉柄硝酸鹽含量有顯著的影響。隨著光照強(qiáng)度的增加，2個(gè)供試小白菜品種葉片硝酸鹽含量顯著降低，相較于3000lx處理，當(dāng)光照強(qiáng)度增至6000lx和12000lx時(shí)，9號(hào)和10號(hào)小白菜葉片中的硝酸鹽含量分別降低了22.3％和36.7％、20.3％和43.3％，9號(hào)和10號(hào)小白菜葉柄中的硝酸鹽含量分別降低了8.4％和22.3％、8.2％和31.4％。隨著溫度的增加，2個(gè)供試

9、小白菜葉片中的硝酸鹽含量顯著增加，相對(duì)于5℃條件的葉片硝酸含量，9號(hào)和10號(hào)品種在15℃和25℃時(shí)的硝酸鹽含量分別增加了15.0％和18.3％、6.7％和16.7％。隨著空氣濕度的增加，葉片硝酸鹽含量呈先增加后下降趨勢(shì)，相對(duì)于空氣濕度為50％時(shí)，當(dāng)空氣濕度增至70％時(shí)，9號(hào)和10號(hào)葉片中的硝酸鹽含量增加了9.6％和5.9％，當(dāng)空氣濕度增至90％時(shí)，硝酸鹽含量分別下降了4.5％和2.3％。無(wú)論在何種條件下，9號(hào)小白菜葉片和葉柄中的硝酸鹽含