臭氧水處理對(duì)大姜幼苗生理特性的影響

宋琎楠 王雅琦 孫唯航 任宏偉 于延沖 馮濤 楊洪兵 董春海

摘要：為研究臭氧水處理對(duì)大姜幼苗生理特性的影響，本試驗(yàn)以大姜幼苗為材料，采用1.0 mg/L臭氧水土壤澆灌和0.6 mg/L臭氧水葉片噴施處理，并對(duì)葉片SOD、POD、CAT活性、質(zhì)膜透性、SPAD值和氮素含量指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明，澆灌和噴施臭氧水處理均能顯著提高大姜幼苗葉片抗氧化酶活性，顯著降低葉片質(zhì)膜透性，明顯提高大姜幼苗的抗逆性，顯著增加葉片SPAD值和氮素含量，明顯提高大姜幼苗葉片光合能力。葉片噴施臭氧水處理效果更好。

關(guān)鍵詞：大姜幼苗；臭氧水；澆灌；噴施；生理特性

中圖分類號(hào)：S632.501文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A文章編號(hào)：1001-4942（2018）03-0050-03

Abstract In order to study the effects of ozone water treatment on physiological characteristics of ginger seedlings， the seedlings from Gaomi Wulong River farm in Shandong Province were used as the experimental materials， and two treatments were set， which were soil irrigation treatment with ozone water at 1.0 mg/L and leaf spraying treatment with ozone water at 0.6 mg/L. Then the SOD， POD， CAT activity， membrane permeability， SPAD value and nitrogen content in ginger seedlings were determined. The results showed that the irrigation and spraying of ozone water treatments could both significantly increase the antioxidant enzyme activity in leaves， significantly decrease the leaf membrane permeability and obviously improve the stress resistance of ginger seedlings； they also could significantly increase the leaf SPAD value and nitrogen content， and obviously improve the leaf photosynthetic capability of ginger seedlings. The effects of the leaf spraying treatment were better.

Keywords Ginger seedlings； Ozone water； Irrigation； Spraying； Physiological characteristics

大姜（Zingiber officinale Roscoe）又稱生姜，是姜科、姜屬多年生草本植物，其根莖具有刺激性香味，可作為一種調(diào)味劑。我國(guó)是世界上最大的大姜生產(chǎn)國(guó)，也是主要的出口國(guó)，年出口量占世界總出口量的40%。研究表明，栽培狀況和病蟲(chóng)害是限制大姜高產(chǎn)的重要因素[1]，在栽培狀況方面，栽培方式和庇蔭程度是否得體是影響大姜產(chǎn)量的重要因素[2]；在病蟲(chóng)害防治方面，生物防治作為主要防治手段已開(kāi)始應(yīng)用[3]。臭氧（O3）是一種刺激性氣體，因其強(qiáng)大的氧化性而具有殺菌消毒作用，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上常用來(lái)進(jìn)行病蟲(chóng)害防治。臭氧溶于水后一部分與水分子結(jié)合生成氧化性更強(qiáng)的基團(tuán)，使得臭氧水具有更強(qiáng)的氧化性，能夠加速有害物質(zhì)的氧化降解過(guò)程，臭氧本身又具有易分解的特點(diǎn)，不存在二次污染，因而會(huì)達(dá)到一種無(wú)污染的生態(tài)平衡[4，5]。本研究以大姜幼苗為材料，采用臭氧水土壤澆灌和葉片噴施兩種處理方式，比較兩種處理方式對(duì)大姜幼苗生理特性的影響，為臭氧水在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的高效利用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為山東省高密市五龍河農(nóng)場(chǎng)農(nóng)業(yè)科技有限公司提供的大姜幼苗。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用土壤澆灌和葉片噴施方式進(jìn)行臭氧水處理，以清水澆灌土壤為對(duì)照，自然光照，常規(guī)管理，各處理設(shè)3次重復(fù)。

臭氧水土壤澆灌方法：定植前采用1.0 mg/L臭氧水進(jìn)行土壤澆灌處理，以澆透為準(zhǔn)，定植30 d后再用同樣濃度臭氧水澆灌1次，后隔7 d測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。

臭氧水葉片噴施方法：葉片噴施臭氧水濃度為0.6 mg/L，在幼苗生長(zhǎng)20、30 d各噴施1次，后隔7 d測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。

1.3 生理指標(biāo)測(cè)定

SOD活性采用NBT光還原法測(cè)定[6]；參照劉筱等[7]的方法測(cè)定POD活性；參照何冰等[8]的方法測(cè)定CAT活性；參照鄭險(xiǎn)峰等[9]的方法測(cè)定質(zhì)膜透性；采用PJ-4N型四參數(shù)植物營(yíng)養(yǎng)測(cè)定儀測(cè)定SPAD值和氮素含量。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Office Excel 2003和SPSS 17.0 軟件處理和分析數(shù)據(jù)，采用成組數(shù)據(jù)t檢驗(yàn)方法進(jìn)行數(shù)據(jù)差異顯著性分析[10]。

2 結(jié)果與分析

2.1 臭氧水處理對(duì)大姜幼苗葉片抗氧化酶活性的影響

由表1可見(jiàn)，澆灌臭氧水后，葉片中SOD和POD活性顯著增加，分別比對(duì)照增加58.50%和32.14%，SOD活性增加幅度較大，而CAT活性與對(duì)照相比無(wú)顯著變化；噴施臭氧水后，葉片中SOD、POD和CAT活性均顯著增加，分別比對(duì)照增加37.76%、127.65%和131.12%，POD和CAT活性增加幅度較大。

2.2 臭氧水處理對(duì)大姜幼苗葉片質(zhì)膜透性的影響

表2顯示，土壤澆灌和葉片噴施臭氧水后，葉片質(zhì)膜透性均顯著降低，分別比對(duì)照降低了48.39%和41.93%。葉片質(zhì)膜透性的降低從側(cè)面反映了臭氧水處理可明顯提高大姜幼苗的抗逆性。

2.3 臭氧水處理對(duì)大姜幼苗葉片SPAD值和氮素含量的影響

從表3看出，土壤澆灌和葉片噴施臭氧水后，葉片SPAD值顯著增加，分別比對(duì)照增加21.69%和30.52%，氮素含量也顯著增加，分別比對(duì)照增加17.49%和24.49%，其中，葉片噴施處理增加幅度較大。說(shuō)明臭氧水處理對(duì)提高大姜幼苗葉片SPAD值和氮素含量有明顯效果。

3 討論與結(jié)論

SOD、POD和CAT是維持生物自由基平衡的重要物質(zhì)，三者協(xié)調(diào)一致才會(huì)使生物體內(nèi)自由基維持在一個(gè)較低水平上，從而控制自由基的毒害作用[11]。本研究中，土壤澆灌臭氧水后大姜幼苗葉片SOD和POD活性極顯著增加，SOD活性增加幅度較大；而葉片噴施臭氧水后大姜幼苗葉片SOD、POD和CAT活性均極顯著增加，POD和CAT活性增加幅度較大。說(shuō)明臭氧水處理均能顯著提高大姜幼苗葉片抗氧化酶活性，葉片噴施臭氧水處理效果更好。

質(zhì)膜透性，是反映植物抗逆性強(qiáng)弱的重要指標(biāo)之一，當(dāng)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能遭到傷害時(shí)，其相對(duì)電導(dǎo)率會(huì)升高，表現(xiàn)為質(zhì)膜透性的增加[12]。本研究中，臭氧水處理后大姜幼苗葉片質(zhì)膜透性均極顯著降低，說(shuō)明臭氧水處理可提高大姜幼苗的抗逆性。

葉綠素含量影響植物光合作用，而SPAD值與葉綠素含量呈正相關(guān)，故SPAD值是反映植物光合作用強(qiáng)弱的指標(biāo)[13]；氮素是植物進(jìn)行光合作用的能源物質(zhì)，是光合作用的原料，研究表明，氮素對(duì)植物光合作用具有明顯的促進(jìn)作用[14]。本研究中，臭氧水處理后大姜幼苗葉片SPAD值和氮素含量顯著增加，且葉片噴施處理增加極顯著，說(shuō)明葉片噴施臭氧水處理對(duì)提高大姜幼苗葉片光合能力效果更好。

綜上所述，臭氧水處理均能顯著提高大姜幼苗葉片抗氧化酶活性，顯著降低大姜幼苗葉片質(zhì)膜透性，明顯提高大姜幼苗的抗逆性；顯著增加大姜幼苗葉片SPAD值和氮素含量，明顯提高大姜幼苗葉片光合能力，葉片噴施臭氧水處理效果更好。

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