小白菜硝酸鹽含量與光照度及氮代謝關鍵酶的相關性

陳永勤，馮 勃，徐衛紅*，楊 蕓，遲蓀琳，陳序根，王正銀，謝德體（西南大學資源環境學院，重慶 400715）

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小白菜硝酸鹽含量與光照度及氮代謝關鍵酶的相關性

陳永勤，馮 勃，徐衛紅*，楊 蕓，遲蓀琳，陳序根，王正銀，謝德體
（西南大學資源環境學院，重慶 400715）

摘 要：采用土培實驗研究不同品種小白菜（低富集硝酸鹽小白菜品種“揭農四號春白菜”（JN4）、高富集硝酸鹽小白菜品種“香港特選奶白菜”（HKTX））硝酸鹽含量與光合系統參數及植物-土壤氮代謝關鍵酶的相關性。結果表明：隨著光照度的增加，小白菜生物量總體呈增加趨勢。與3 000 lx處理組相比較，光照度增加到6 000 lx和12 000 lx時，“HKTX”和“JN4”的地上部分干質量增加了10.51%～28.09%。隨著光照度的增加，小白菜葉片硝酸鹽含量顯著降低。與3 000 lx處理組相比較，光照度增加到6 000 lx和12 000 lx時，“HKTX”和“JN4”的葉片硝酸鹽含量降低了22.27%～43.32%，葉柄硝酸鹽含量降低了8.21%～31.40%。兩個供試品種小白菜葉片硝酸鹽含量與凈光合速率（Pn）成極顯著負相關，相關系數分別為－0.686和－0.833（P＜0.01）；葉片硝酸還原酶活力與硝酸鹽含量成顯著負相關，相關系數分別為－0.719和－0.696（P＜0.05）；葉片、葉柄硝酸鹽含量與土壤硝態氮含量成顯著正相關，相關系數分別為0.692、0.726、0.676和0.796（P＜0.05）；土壤硝態氮含量與硝酸還原酶活性成極顯著負相關，相關系數分別為－0.826和－0.832（P＜0.01）。

關鍵詞：硝酸鹽含量；光照度；氮代謝關鍵酶；相關性；小白菜品種

引文格式：

陳永勤， 馮勃， 徐衛紅， 等.小白菜硝酸鹽含量與光照度及氮代謝關鍵酶的相關性［J］.食品科學， 2016， 37（13）: 183-188.

CHEN Yongqin， FENG Bo， XU Weihong， et al.Relationship between nitrate contents of Chinese cabbage （Brassica chinensis L.） and light intensity or key enzymes of nitrogen metabolism［J］.Food Science， 2016， 37（13）: 183-188.（in Chinese with English abstract） DOI:10.7506/spkx1002-6630-201613033. http://www.spkx.net.cn

蔬菜極易富集硝酸鹽，尤其是莖葉類蔬菜。人體攝入的硝酸鹽72%～94%來自蔬菜［1］。大量早期研究表明，進入人體的NO在腸胃中經細菌的作用可還原為NO，NO含量過高會引起人體血液缺氧中毒反應；NO還可與胺反應生成致癌性很強的有機化合物——亞硝胺，誘發人體消化系統的癌變［2-3］。

2008年在新鄉市調查27 個蔬菜樣品，有16 個樣品硝酸鹽含量超標，占樣品總數的60%，其中果菜類樣品硝酸鹽含量超標最嚴重，超標率為89%［4］。2009年在武漢調查的81 個蔬菜樣品中，硝酸鹽含量達到輕度污染以上的占54.3%，其中葉菜類蔬菜硝酸鹽含量超標最嚴重，豆類和瓜果類蔬菜硝酸鹽含量很少超標［5］。2012年在蚌埠市調查的48 個蔬菜樣品中，有75%的蔬菜受到不同程度的污染，其中屬于嚴重污染以上不宜食用的蔬菜高達41.7%，根菜類蔬菜合格率最低，只為50%［6］。因此，硝酸鹽和亞硝酸鹽對人體健康的影響越來越受到廣泛的關注。許多研究表明，不同種類蔬菜硝酸鹽含量差異很大［6-8］。一般而言，蔬菜硝酸鹽含量以根菜類＞薯芋類＞綠葉菜類＞白菜類＞蔥蒜類＞豆類＞瓜類＞茄果類＞多年生類＞食用菌［9］。此外，同一種類不同品種的蔬菜硝酸鹽含量差異也很大。Olday等［10］曾報道，光滑葉型菠菜品種Hybrid424的硝酸鹽含量比皺葉型菠菜品種America低，當外界硝態氮濃度高時更為明顯。陳振德等［11］對不同基因型大白菜硝酸鹽積累狀況進行了調查研究，結果表明不同基因型大白菜硝酸鹽含量差別很大，其中，硝酸鹽含量最高的秋白菜品種比含量最低的品種高66.7%。另外，同一株蔬菜的不同組織器官內的硝酸鹽含量也有很大的差異。一般情況下，植株花器官中的硝酸鹽含量最低，果實或籽粒、葉、根、葉柄或莖中的含量則依次增加［12］。但蔬菜組織器官內的硝酸鹽含量差異同樣會受到各因素的影響，如蔬菜種類、栽培條件、外界環境因素等。

蔬菜種間、品種間硝酸鹽積累差異除了主要由遺傳因子如硝酸鹽轉運蛋白、氮代謝關鍵酶等控制外，外界環境因子也顯著影響蔬菜硝酸鹽含量。光照是影響植物硝酸鹽累積最重要的環境因子之一，光強、光質、光照時間都顯著影響植物中硝酸鹽累積［13］。高祖民等［14］分別對小白菜、茼蒿、菠菜、萵苣4 種蔬菜進行遮光處理，發現遮光處理能顯著加劇這4 種蔬菜的硝酸鹽累積，其中尤以小白菜更為明顯，在營養液硝態氮（NO-N）濃度為4 mmol/L時，遮光處理生長的小白菜硝酸鹽含量比不遮光處理的含量高出30多倍。王忠全等［15］對水培蕹菜實驗也說明了硝酸鹽含量隨著光照強度的增加而下降。周秋月等［16］在不同強度的光照下培養生菜，發現其硝酸鹽積累量與光強成顯著負相關。

小白菜（Brassica chinensis L.）又稱小油菜、青菜、不結球白菜等，屬十字花科蕓薹屬，原產于中國，已經有數千年的栽培歷史。其種類和品種繁多、生長期短、適應性廣、高產，可周年生產與供應，是我國最重要的葉類蔬菜之一。目前有關小白菜硝酸鹽含量與光照強度及植物、土壤氮代謝關鍵酶相關性的研究報道較少。因此，本研究在前期水培實驗基礎上，選擇低富集硝酸鹽小白菜品種“揭農四號春白菜”（JN4）和高富集硝酸鹽小白菜品種“香港特選奶白菜”（HKTX），采用土培實驗，系統探討不同品種小白菜硝酸鹽含量與光照度及與植物-土壤氮代謝關鍵酶的相關性，以期為蔬菜生產中的合理品種選擇和栽培過程中的科學管理提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與土壤

土培實驗的供試材料為前期水培篩選實驗中的小白菜（Brassica chinensis L.）品種，分別為低富集硝酸鹽小白菜品種“揭農四號春白菜”（JN4）和高富集硝酸鹽小白菜品種“香港特選奶白菜”（HKTX）。

供試土壤采自重慶市北碚區西南大學實驗田，土壤的基本理化性質為全氮含量0.63 g/kg、堿解氮含量81.86 mg/kg、有效磷含量21.97 mg/kg、速效鉀含量79.45 mg/kg、pH值為4.6、有機質含量16.61 mg/kg、陽離子交換量7.93 cmol（+）/kg。

1.2 方法

1.2.1 土培實驗

土培實驗于2014年4月20日—2014年6月10日在西南大學資源環境學院玻璃溫室內進行。實驗光照度共設3 個處理組，分別為3 000、6 000、12 000 lx。實驗在3 個人工氣候培養箱中進行，每個培養箱1 個處理組，每個培養箱中放2 個品種，每個品種3 個重復。實驗采用約17 cm×25 cm左右的塑料桶，裝入過5 mm篩的3 kg土壤，每盆定植三葉一心白菜幼苗3 株。底肥為氮含量180 mg/kg、磷含量100 mg/kg、鉀含量150 mg/kg，氮、磷、鉀分別由硝酸銨、磷酸二氫鉀、硫酸鉀提供。培養8 周后收獲。收獲時用去離子水把根系洗凈、擦干，在105 ℃殺青15 min后，在70 ℃條件下烘至恒質量。植株樣置于烘箱中，在105 ℃殺青15 min，60 ℃恒溫烘干。

1.2.2 測定項目及方法

硝酸鹽含量采用GB/T 5009.33—2010《食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》中的方法測定。硝酸還原酶（nitrate reductase，NR）活力的測定采用活體法測定［17］。亞硝酸還原酶（nitrite reductase，NiR）活力的測定參照Ozawa等［18］的方法。谷氨酰胺合成酶（glutamine synthetase，GS）活力的測定參照鄒奇［19］的方法。谷氨酸合成酶（glutamate synthase，GOGAT）和谷氨酸脫氫酶（glutamate dehydrogenase，GDH）活力的測定參照葉利庭等［20］的方法。在晴朗天氣的上午9：00—11：00，用便攜式光合系統測定儀測定各植株小白菜第二片完全展開的葉片凈光合速率（Pn）、氣孔導度（Gs）、胞間二氧化碳濃度（Ci）和蒸騰速率（Tr），重復3 次。土壤硝態氮（NO-N）采用1 mol/L的KCl浸提，用紫外分光光度法測定NO-N在210、275 nm波長處的吸光度［21］。土壤NR、NiR、脲酶活力的測定參照哈茲耶夫［22］的方法。

1.3 數據分析處理

采用Excel 2003和SPSS 18.0軟件進行數據整理及統計分析。

2 結果與分析

2.1 光照度對小白菜生物量的影響

注：表中數據均以干質量計；同列小寫字母不同表示差異顯著（P＜0.05）。下同。

由表1可知，光照對兩個白菜品種生物量有顯著的影響。隨著光照度的增加，小白菜生物量呈增加趨勢，6 000 lx和12 000 lx處理組小白菜的生物量顯著高于3 000 lx處理組的生物量，但光照度由6 000 lx增至12 000 lx時，兩個小白菜的生物量反而有下降的趨勢。與3 000 lx處理組相比較，光照度增加到6 000 lx時，“香港特選奶白菜”和“揭農四號春白菜”的地上部分干質量分別增加了10.51%、28.09%；光照度增加到12 000 lx時，“揭農四號春白菜”的地上部分干質量增加了13.57%。

2.2 光照度對小白菜硝酸鹽的影響

表 2 光照度對小白菜硝酸鹽含量的影響Table 2 Effect of light intensity on nitrate contentofChinese cabbage mg/kg光照度/lx葉片 葉柄“香港特選奶白菜”“揭農四號春白菜”“香港特選奶白菜”“揭農四號春白菜”3 000 1 920.04±146.63a1 779.85±96.19a2 405.22±69.13a2 340.32±71.13a6 000 1 492.42±27.33b1 418.07±48.28b2 204.05±22.80b2 148.65±14.96a12 000 1 216.22±92.20c1 008.78±60.81c1 868.33±94.35c1 605.43±97.21b

由表2可知，兩個供試小白菜品種葉片硝酸鹽含量在3 種光照度處理下，隨著光照度的增加，小白菜葉片硝酸鹽含量顯著降低。與 3 000 lx處理組相比較，光照度增加到6 000 lx時，“香港特選奶白菜”和“揭農四號春白菜”的葉片硝酸鹽含量分別降低了22.27%、20.33%，葉柄硝酸鹽含量分別降低了8.43%、8.21%；光照度增加到12 000 lx時，葉片硝酸鹽含量分別降低了36.66%、43.32%，葉柄硝酸鹽含量分別降低了22.32%、31.40%。無論在何種光照處理下，“香港特選奶白菜”品種葉片和葉柄中硝酸鹽含量始終大于“揭農四號春白菜”品種。由表3可知，光照對兩個供試品種小白菜的不同部位硝酸鹽含量的影響均達到顯著水平（P＜0.05）。

注：**.極顯著相關（P＜0.01）；*.顯著相關（P＜0.05）。下同。

2.3 光合系統參數與小白菜葉片硝酸鹽的相關性

表 4 不同光照度下小白菜的光合系統參數（Pn、Ci、Tr、Gs）Table 4Pn，Ci，Tr andGs atdifferentlight intensities光照度/lx Pn/（μmol/（m2·s）） Tr/（mmol/（m2·s）） Ci/（μmol/mol） Gs/（mmol/（m2·s））“香港特選奶白菜”“揭農四號春白菜”“香港特選奶白菜”“揭農四號春白菜”“香港特選奶白菜”“揭農四號春白菜”“香港特選奶白菜”“揭農四號春白菜”3 000 5.88±1.07c3.92±0.36c2.87±0.44a1.77±0.33a256.67±22.67b380.00±81.16a105.00±27.86a81.83±19.65a6 000 10.17±0.53b7.92±1.12b2.95±0.83a2.47±0.44a568.33±49.38a468.00±168.07a88.33±23.23a58.33±18.89a12 000 14.22±1.07a12.85±1.85a3.76±8.12b2.76±0.38a293.17±34.93b307.50±50.61a124.00±51.10a123.50±3.28a

由表4可知，增加光照度能顯著地提高小白菜葉片的凈光合速率（Pn），光照度增至6 000 lx和12 000 lx時，“香港特選奶白菜”和“揭農四號春白菜”品種的Pn相較于光照度為3 000 lx的處理組增加了72.96%、141.84%和102.04%、227.81%；光照度還對“香港特選奶白菜”品種Ci有顯著影響，在光照度為6 000 lx時Ci最大，相對于3 000 lx和12 000 lx處理組增加的幅度為121.42%和93.86%。對光合作用各指標進行多元相關性分析，結果如表5所示。Pn對“香港特選奶白菜”和“揭農四號春白菜”品種小白菜葉片硝酸鹽含量有顯著影響，即小白菜葉片硝酸鹽含量與Pn成極顯著負相關，相關系數分別為－0.686和－0.833（P＜0.01），其他光合作用因素對硝酸鹽含量無顯著影響。其中，各光合指標中，蒸騰速率（Tr）與氣孔導度（Gs）關系最為密切，成顯著正相關。

表 5 蒸騰速率（Tr）、胞間二氧化碳濃度（Ci）、氣孔導度（Gs）、凈光合速率（Pn）與小白菜硝酸鹽含量的多元相關分析（相關系數r）Table 5 Multiple comparison ofTr，Ci，Gs，Pn and nitrate contents（correlationcoefficient，r）品種 項目 Ci Tr Gs Pn 硝酸鹽含量“香港特選奶白菜”Ci 1 Tr －0.055 1 Gs －0.219 0.870** 1 Pn 0.053 0.074 0.360 1硝酸鹽含量 －0.270 0.416 0.067 －0.686** 1“揭農四號春白菜”Ci 1 Tr －0.222 1 Gs －0.197 0.844** 1 Pn －0.206 0.414 0.620 1硝酸鹽含量 0.156 －0.03 －0.404 －0.833** 1

2.4 葉片氮代謝相關酶與葉片硝酸鹽含量的相關性

由表6可知，光照對兩個品種小白菜葉片中NR活性有顯著的影響。隨著光照度的增加，NR活力增加。與3 000 lx處理組相比較，光照度增加到6 000 lx時，“香港特選奶白菜”和“揭農四號春白菜”NR活力分別增加了31.31%、7.69%；光照度增加到12 000 lx時，NR活力分別增加了89.53%、108.31%。由表7可知，在此實驗條件下，與葉片硝酸鹽含量有顯著相關性的酶是NR，NR活力與“香港特選奶白菜”和“揭農四號春白菜”品種葉片硝酸鹽含量成顯著負相關，相關系數分別為－0.719和－0.696（P＜0.05）。其他氮代謝相關酶與葉片硝酸鹽含量并無顯著相關性。

表 7 各氮代謝相關酶與小白菜葉片硝酸鹽含量的多元相關性分析Table 7 Multiplecomparisonof differentnitrogen metabolismenzymes and nitrate content （correlation coefficient，r）品種 項目 NR活力 NiR活力 GS活力 GOGAT活力GDH活力 硝酸鹽含量“香港特選奶白菜”NR活力 1 NiR活力 －0.362 1 GS活力 0.389 －0.846** 1 GOGAT活力 0.470 －0.163 0.302 1 GDH活力 －0.638 0.267 －0.410 0.143 1硝酸鹽含量 －0.719* 0.033 0.027 －0.561 0.023 1“揭農四號春白菜”NR活力 1 NiR活力 －0.620 1 GS活力 0.268 －0.881** 1 GOGAT活力 －0.510 0.458 －0.318 1 GDH活力 －0.191 0.285 －0.105 －0.074 1硝酸鹽含量 －0.696* 0.105 0.339 0.257 0.222 1

2.5 土壤硝態氮含量與小白菜硝酸鹽含量的相關性

表 8 光照對土壤硝態氮含量、NR、NiR和脲酶活性的影響Table 8 Effects of light intensity， temperature and airhumidity onNO3ˉ-N content， and nitrate reductase， nitrite reductase and ureaseactivitiesin soil光照度/lx土壤NO3－-N含量/ （mg/kg）土壤NR活力/ （μg NO3－/（g·d））土壤NiR活力/ （μg NO2－/（g·d））土壤脲酶活力/ （μg/（g·d））“香港特選奶白菜”“揭農四號春白菜”“香港特選奶白菜”“揭農四號春白菜”“香港特選奶白菜”“揭農四號春白菜”“香港特選奶白菜”“揭農四號春白菜”3 000265.78±31.50a234.75±2.22a1.71±0.22a1.50±0.11b407.43±28.26a501.33±150.86a45.25±3.13a44.34±11.55a6 000 221.43±33.82a225.10±27.98a1.90±0.30a1.93±0.26b374.57±193.15a427.99±192.98a47.42±6.96a51.67±8.03a12 000 176.06±8.82a148.20±9.89a2.16±0.15a2.91±0.21a593.45±52.01a501.33±150.86a49.09±4.48a37.73±9.09a

由表8可知，光照對土壤硝態氮含量產生了一定的影響，但各處理組間差異不顯著。隨著光照度的增加，小白菜土壤中的NO3－-N含量呈下降趨勢，而NR、NiR和脲酶活力總體呈現增大的趨勢。對土壤硝態氮含量和小白菜可食部分硝酸鹽含量做相關性分析，結果如表9所示，兩種供試小白菜葉片、葉柄硝酸鹽含量與土壤硝態氮含量成顯著正相關。

注：回歸方程中y表示小白菜硝酸鹽含量/（mg/kg），x表示土壤硝態氮含量/（mg/kg）。

注：GS活力以每小時每毫克蛋白質樣品在540 nm波長處的吸光度變化值表示。

2.6 土壤NR、NiR、脲酶活性與土壤硝態氮含量的相關性

高光照度能顯著提高“揭農四號春白菜”土壤NR活力（表8），“揭農四號春白菜”土壤NR活性較“香港特選奶白菜”對光照的反應更加敏感。對土壤中NR、NiR和脲酶活性與土壤硝態氮含量進行相關性分析，結果如表10所示，能顯著影響土壤中硝態氮含量的酶是土壤NR，且土壤硝態氮含量與NR活性成極顯著負相關。而NiR活力和脲酶活力與兩種供試小白菜土壤硝態氮含量均無顯著相關性。

表 10 土壤NR、NiR、脲酶活性與土壤硝態氮含量的相關性Table 10 Correlations between nitratecontent andnitratereductase，nitrite reductase or urease activity in soil品種 變量 回歸方程 相關系數“香港特選奶白菜”土壤NO3－-N含量（y）-土壤NR活力（x） y=－115.34x+443.13 －0.826**土壤NO3－-N含量-土壤NiR活力 0.101土壤NO3－-N含量-土壤脲酶活力 －0.276“揭農四號春白菜”土壤NO3－-N含量（y）-土壤NR活力（x） y=－57.713x+325 －0.832**土壤NO3－-N含量-土壤NiR活力 －0.236土壤NO3－-N含量-土壤脲酶活力 0.232

3 討 論

光照是影響植物硝酸鹽累積最重要的環境因子之一，光照度、光質、光照時間均顯著影響植物中硝酸鹽的累積［13］。本實驗條件下，隨著光照度的增加，兩種供試小白菜葉片和葉柄硝酸鹽含量顯著降低，這與高祖民等［14］的研究結果一致。其原因可能是強光下植物具有較高的光合速率和呼吸速率，光合產物的生產能力較高，能為植物硝酸鹽代謝提供充足的能量、還原力和碳價，光合產物也能很快地分配到植物根系中，有利于維持根系活力，從而促進對NO的吸收和利用，而在低光照度下，由于光合強度低，不能提供足夠的有機化合物和硝酸鹽還原所需的能量，硝態氮會在液泡中大量累積，替代碳水化合物和有機酸作為滲透調節物質維持正常的細胞滲透壓［23］。

本實驗中，在各種光照度下，“揭農四號春白菜”品種的硝酸鹽含量總是低于“香港特選奶白菜”品種中硝酸鹽的含量。這與本課題組前期水培實驗結果不一致［24］。可能的原因是土培實驗下“揭農四號春白菜”品種生物量顯著高于“香港特選奶白菜”品種，葉面積也顯著大于“香港特選奶白菜”品種所致，由于“稀釋作用”導致“揭農四號春白菜”硝酸鹽含量低于“香港特選奶白菜”品種。其外，土培實驗中的小白菜硝酸鹽含量明顯低于水培實驗，原因可能是土培實驗選用的氮肥為硝酸銨，而且土培實驗根系吸收硝態氮更為復雜，對NO的吸收利用不如水培實驗直接。因此，氮肥種類以及種植方式使得兩種供試小白菜硝酸鹽含量相比水培實驗顯著降低，這提示在實際生產中也可以通過選擇氮肥種類和種植方式來降低蔬菜中硝酸鹽的含量。

本實驗中，顯著影響兩種小白菜葉片硝酸鹽含量的光合因素是Pn，與葉片中硝酸鹽含量成顯著負相關，這與之前所做的水培實驗得出的結論一致［24］。而其他光合指標（Tr、Ci、Gs）則對硝酸鹽的積累沒有顯著的影響，此結果與朱為民［25］所得到的結果相同。其中，各光合指標中，Tr與Gs關系最為密切，成極顯著正相關。產生這種現象的原因可能是蒸騰速率增強能產生較強的蒸騰拉力，促進根系對NO的吸收，但是NO進入植株體內后還受到各方面因素的影響，包括NR、同化能量等。由于光照的作用，使得其他光合指標對硝酸鹽含量的影響不明顯。光照度對Pn的影響表現為隨著光照度的增加，Pn速率顯著增加。

本實驗條件下，對葉片硝酸鹽含量影響最顯著的酶是NR。兩種供試小白菜葉片硝酸鹽含量受到NR活性的顯著影響，葉片硝酸鹽含量隨NR活性的增強而下降。在此實驗條件下，影響葉片中硝酸鹽積累的氮代謝酶主要是NR。其他氮代謝相關酶的活性與小白菜葉片硝酸鹽含量無顯著相關性，但這并不代表其他酶對硝酸鹽含量積累無關，這些酶可能通過影響植株的氮代謝對硝酸鹽的積累產生一定的影響。但是由于本實驗中小白菜受到各方面外界因素的影響，使得各種因素帶來的影響綜合化，從而使其他酶的影響相對較小。本實驗條件下，隨著光照度增加，兩種小白菜葉片NR活性增強，且6 000 lx 和12 000 lx處理下小白菜的NR活性顯著高于3 000 lx處理組的活性。一般認為光對NR活性的調控主要是通過兩種方式：一種是使NR去磷酸化，提高NR活性［26］；另一種是通過改變細胞膜對NO的透性，提高NO濃度，間接提高NR活性［27］。因此，提高光照度能夠增強NR活性，這也解釋了葉片硝酸鹽含量隨光照度增強而下降的原因。

本實驗還發現，土壤中的硝態氮含量與小白菜可食部分硝酸鹽含量成顯著正相關，該結果與姚春霞等［28］的報道相似。蔬菜中的NO主要是通過根系吸收土壤溶液中的NO-N，而土壤溶液中的NO-N除了少量由土壤有機質礦化而來外，主要來自氮素肥料的施用，氮肥的施用是蔬菜NO-N污染的主要來源［28］。因此，合理施用氮肥是控制蔬菜中硝酸鹽積累的重要措施。

土壤酶是來源于微生物、動植物的活體或者殘體的一類生物活性物質，它們參與各種元素的生物循環、催化土壤中的生物化學反應，在土壤生態系統中起著關鍵的作用。土壤NR、NiR、脲酶是土壤-植物氮代謝的關鍵酶。土壤脲酶與尿素、銨態氮水解關系密切。土壤NR和NiR能酶促土壤硝態氮還原成氨。通過測定土壤NR和NiR活性大小可了解土壤氮素轉化中脫氮作用強度。本實驗發現，與土壤硝態氮密切相關的酶是NR，它與土壤硝態氮含量成極顯著負相關，土壤NR可以通過影響土壤硝態氮而間接影響小白菜硝酸鹽的積累。土壤NiR對土壤硝態氮的影響較小，無顯著相關性，這可能是由于土壤NR直接作用于NO，而土壤NiR作用于NO，因此土壤中的亞硝酸鹽含量較少。土壤脲酶與土壤硝態氮也無顯著相關性，該結果與鮑俊丹［29］報道土壤亞硝態氮濃度與土壤脲酶活性成顯著負相關（P＜0.05）的結果不一致，其原因有待進一步研究。

4 結 論

光照度對小白菜葉片硝酸鹽含量有顯著影響。增加光照度能顯著降低小白菜可食部分硝酸鹽含量，且“香港特選奶白菜”品種相較于“揭農四號春白菜”品種對光照更加敏感。無論何種光照度處理，“揭農四號春白菜”的硝酸鹽含量總是低于“香港特選奶白菜”。

Pn極顯著影響兩種小白菜葉片硝酸鹽的含量，與葉片中硝酸鹽含量成極顯著負相關，而其他光合指標（Tr、Ci、Gs）則對硝酸鹽的積累沒有顯著影響。光照度對Pn的影響表現為隨著光照度的增加，Pn顯著增加。

小白菜葉片硝酸鹽含量受土壤NR活性的影響。小白菜葉片硝酸鹽含量隨NR活性的增強而降低。隨著光照度增加，兩種小白菜葉片NR活性增強。土壤中的硝態氮含量與小白菜可食部分硝酸鹽含量成顯著正相關。土壤中的硝態氮含量受到NR活性的極顯著影響，隨土壤NR活性的增強而下降。

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DOI:10.7506/spkx1002-6630-201613033 10.7506/spkx1002-6630-201613033. http://www.spkx.net.cn

中圖分類號：S63；X56

文獻標志碼：A

文章編號：1002-6630（2016）13-0183-06

收稿日期：2015-08-03

基金項目：國家現代農業（大宗蔬菜）產業技術體系建設專項（Nycytx-35-gw16）；“十一五”國家科技支撐計劃項目（2007BAD87B10）

作者簡介：陳永勤（1992—），女，碩士研究生，主要從事環境科學研究。E-mail：15023159641@163.com

*通信作者：徐衛紅（1969—），女，教授，博士，主要從事植物營養與環境生態研究。E-mail：xuwei_hong@163.com

Relationship between Nitrate Contents of Chinese Cabbage （Brassica chinensis L.） and Light Intensity or Key Enzymes of Nitrogen Metabolism

CHEN Yongqin， FENG Bo， XU Weihong*， YANG Yun， CHI Sunlin， CHEN Xugen， WANG Zhengyin， XIE Deti
（College of Resources and Environment， Southwest University， Chongqing 400715， China）

Abstract:Pot experiment was carried to explore the relationships of nitrate contents with photosynthetic system parameters in two Chinese cabbage varieties （Brassica chinensis L.） （the low-nitrate variety ‘JN4' and the high-nitrate variety ‘HKTX'）under different light intensities （3 000， 6 000 and 12 000 lx） as well as with the key enzymes of nitrogen metabolism in soil and plants.The results showed that the biomass of Chinese cabbage had an increasing trend with increasing light intensity.The dry weight of shoots of ‘HKTX' and ‘JN4' increased by 10.51%-28.09% under light intensities of 6 000 and 12 000 lx as compared with that under 3 000 lx.The nitrate contents in leaves of the two Chinese cabbage varieties decreased significantly with increasing light intensity.The nitrate contents in leaf blades and petioles of ‘HKTX' and ‘JN4' decreased respectively by 22.27%-43.32% and 8.21%-31.40% under 6 000 and 12 000 lx as compared with those under 3 000 lx.There were significantly negative correlations between nitrate content and either net photosynthetic rate （Pn） with correlation coefficients of-0.686 and-0.833 （P < 0.01） or nitrate reductase （NR） activity in leave blades with correlation coefficients of-0.719 and-0.696 （P < 0.05） for the varieties ‘HKTX' and ‘JN4'， respectively.Significantly positive correlations existed between the content of nitrate in either leaf blades or petioles and NO?-N level in soil with correlation coefficients of 0.692，0.726， 0.676 and 0.796 for ‘JN4' and ‘HKTX' （P < 0.05）， respectively.Moreover， significantly negative correlations were observed between soil NO?-N content and nitrate reductase activity with correlation coefficients of-0.826 and-0.832 （P < 0.01）， respectively.

Key words:nitrate content； light intensity； key enzymes of nitrogen metabolism； correlation； Chinese cabbage varieties