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叶面喷施氧化型谷胱甘肽对设施草莓光合作用、产量和品质的影响

大C-会员头像-www.bzwz.com标准物质网 大C 0 329 2021-03-25
【摘要】为了缓解京郊冬春季雾霾寡照对设施草莓产量和品质的影响,以‘红颜’草莓为试验材料,在基质栽培条件下,研究了在草莓生长的不同时期喷施不同浓度氧化型谷胱甘肽(GSSG)对设施草莓光合速率、产量和品质的影响。结果表明,喷施谷胱甘肽有氧化型(GSSG)显著提升了草莓的产量。GSSG浓度与前两茬果和总产量符合线性-平台的模型,当GSSG浓度为180~300?mg/L时,草莓产量达到最大,继续增加GSSG浓度产量不再增加。
  • 设施草莓采果期周期长,从每年元旦前上市能够持续到五一,满足冬季鲜果市场的需求,成为市民的理想选择。近年来北京市设施草莓产业发展迅速,2016年北京市设施草莓种植面积700hm2,平均每公顷产值达120万元,经济效益十分可观。草莓在冬季较长的生长过程中,受环境影响较大,光照是影响草莓产量和品质的重要环境因子。北京地区雾霾严重,尤其冬春雾霾寡照常影响草莓的光合作用、花粉发育、授粉受精等,导致坐果率低、果实畸形,影响其经济效益,因此,雾霾寡照成为影响京郊草莓设施栽培的主要环境因子。赵义平等在辽宁省研究发现,因雾霾造成的寡照导致设施蔬菜徒长、植物长势弱,大棚湿度增加,灰霉病发生严重,严重降低了蔬菜产量和品质。

    如何缓解恶劣的环境条件对草莓生产造成的不良影响,是近年来大家关注的热点问题。通过人工光补充技术可在一定程度上改善寡照状况,但对光源的选择和应用有一定的局限性。李芳贤等研究表明,玉米喷施生长调节剂,能够有效延长叶片光合作用时间,增加了光合产物的形成和积累。

    谷胱甘肽(glutathione,GSH)是生物体中普遍存在的一种多肽,是细胞中存在的最丰富的小分子硫醇类化合物,有氧化型(GSSG)和还原型(GSH)两大类,人们通常提到的谷胱甘肽是指还原型谷胱甘肽,氧化型谷胱甘肽需还原后才能发挥其重要的生理功能。金春英等研究发现,生物体内GSH和GSSG通过氧化还原反应可以相互转化,通常两者处于稳恒性动态平衡。研究表明,植株能够通过提高GSH合成与代谢相关酶类的活性,从而增加自身对环境胁迫的抵抗能力。

    植物受到低温或高温胁迫时,通过调节细胞中GSH/GSSG降低胁迫对自身危害,但植物仅靠内源GSH不足以保护细胞免受自由基侵害,外源GSH处理可提高植物对低温、高温、重金属和盐胁迫的抵抗能力。刘会芳研究表明在NaCl胁迫下,通过喷施GSH和GSSG减轻了NaCl胁迫对光合暗反应的抑制,有效缓解了盐胁迫对番茄生长的危害。但目前外源GSSG对作物抵御弱光胁迫的研究较少,尤其对冬春季生长的设施草莓的影响研究未见报道。

    本文通过研究叶面喷施不同浓度GSSG对设施草莓生长、光合速率、产量和品质的影响,丰富GSSG提高农作物抗逆性的理论基础,同时针对北京地区设施草莓生产中冬季雾霾寡照情况,提出合理有效的GSSG施用浓度和施用技术,为高产优质草莓的生产提供技术支持。

    1 材料与方法

    1.1 试验设计

    供试作物为‘红颜’草莓,由北京鑫城缘果品专业合作社提供。氧化型谷胱甘肽为日本生产的天然植物制剂(有效成分GSSG含量为15%)。试验在2015~2017年间种植两茬,即2015年10月~2016年5月和2016年10月~2017年5月,两个完整的生长周期。草莓定植时间分别是2015年10月9日和2016年10月22日,定植于北京市鑫城缘果品专业合作社日光温室,试验采用架式基质栽培的方式。试验采用随机区组设计,共设置6个处理(即6个浓度梯度),每个处理3次重复,6个处理分别为:0(清水)、75、150、300、600和1200mg/L,分别在草莓苗期、初花期、一茬果膨果期、二茬果膨果期和三茬果膨果期喷施,同一处理不同时期喷施的浓度不变,全生育期共喷施5次,喷施时添加吐温作为表面吸附剂,以叶面完全湿润为宜。所有处理的施肥水平和管理措施完全一致,各个时期施肥情况如表1所示。

    1.2 草莓生长期天气状况

    两个草莓生长周期当地的雾霾天数如表2所示。

    1.3 测定指标

    叶面积的测定:在苗期喷施后7d对各处理选取长势一致的植株取样测定,具体测定方法参照陈秀娟等[19]的方法。叶片光合速率:在2015~2016种植季,2015年12月8日喷施,12月20日测定;2016~2017种植季,2016年12月4日喷施,12月11日测定。采用便携式光合仪(IC-proSD6400Li)在雾霾天气下测定,测定时每个重复选取长势一致的3株草莓测定数据,10∶00~13∶00测定全新展开功能叶片(第2~3片叶)的光合速率。产量:各重复选取有代表性的6株草莓挂牌连续跟踪记录产量,测产时每隔3d测一次,记录每株草莓个数和单果重,每次采收时测定各株产量,最终计算平均单株产量。果实品质测定:各重复选取5个成熟度一致的草莓榨汁过滤混匀,用TD-45数显糖度计测定混合液的可溶性糖含量,用GMK-835F水果酸度计测定混合液的酸度,并计算糖酸比。

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