不同用量氨基化碳納米管對生菜生長和品質的影響

汪 瑞，賴 鈺，楊桐彬　孫光聞

摘? ?要? ?本試驗以生菜為試驗材料，研究水培條件下不同用量氨基化碳納米管對生菜生長和品質的影響。結果表明，與對照相比，氨基化碳納米管可以促進生菜生長，提高生菜品質。當氨基化碳納米管用量為10 mg·L-1時效果最好，其株高、地上部干重、地上部鮮重、葉片數、最大葉長、葉綠素含量、根干重、根鮮重比對照分別增加了19.26%、24.09%、20.33%、6.17%、11.04%、6.04%、16.86%、10.13%;品質指標方面，可溶性蛋白質含量、可溶性糖含量比對照分別增加了34.00%、32.44%，差異顯著。

關鍵詞? 氨基化碳納米管;生菜;生長;品質

中圖分類號：S636.2? ?文獻標志碼：A? ?DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.22.008

碳納米管是由石墨片層繞中心軸按一定的螺旋度卷曲而成的管狀物，具有中空筒柱型結構[1-2]。碳納米管獨特的結構賦予了其優異的光學、電學、材料學、熱力學和化學性能[3-5]。因此，碳納米管在儲能器件電極材料、吸附分離、復合材料、生命及醫藥科學、催化等諸多領域得到了非常廣泛的應用[6]。但是，碳納米管表面能較高，分散困難，引入氨基可以改善碳納米管表面的親水性和極性，進而使碳納米管的分散性和親水性提高，并且不會破壞碳納米管的特殊結構[7-9]。目前，國內外科學家開展了大量碳納米管在農業上的應用研究，很多研究結果都表明碳納米管對植物生長有促進作用。

生菜，屬菊科萵苣屬，為一年生或二年生草本植物。生菜中含有甘露醇等有效成分，常食用生菜具有鎮痛催眠、降低膽固醇、促進血液循環、輔助治療神經衰弱等功效[10-11]。近年來，隨著人們生活水平的不斷提高，對高品質生菜的需求也不斷增大[12]，因此，研究如何提高生菜產量和品質具有十分重要的意義。目前，針對碳納米管對生菜生長和品質的影響的研究報道較少，作用機制尚不清楚。

本試驗以生菜為材料，研究不同用量氨基化碳納米管對生菜生長和品質的影響，篩選出促進生菜生長和品質提高的最適氨基化碳納米管用量，為今后氨基化碳納米管在農業上的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試生菜品種為意大利耐抽薹生菜，由高華種子有限公司生產。

氨基化碳納米管購自北京德科島金科技有限公司。碳納米管直徑為8～15 nm，長度為50 μm，純度>95%。

1.2 試驗方法

試驗于2019年2—4月在華南農業大學園藝學院設施園藝大棚內以水培方式進行，營養液配方為霍格蘭配方，劑量減半。生菜種子播種于水培海綿塊中，發芽后使用1/2霍格蘭配方的營養液進行澆灌，待幼苗現第三片真葉時定植到泡沫板上進行深液栽培。試驗設5個處理，分別是氨基化多壁碳納米管用量為0 mg·L-1（CK）、10 mg·L-1（T1）、20 mg·L-1（T2）、40 mg·L-1（T3）、80 mg·L-1（T4），每個處理設3個重復，每個重復10株。定植40 d后進行采收，每個處理各取6株進行生長指標和品質指標測定。

1.3 測定項目

株高、根長、最大葉長、最大葉寬，利用直尺測量（單位：cm）;基部莖粗（莖基部至子葉的中間位置），利用數顯游標卡尺測量（單位：cm）;地上部和地下部的干重、鮮重，利用分析天平測量（鮮重直接用天平測定;干重：105 ℃溫度下殺青15 min，85 ℃恒溫烘至恒重后稱量）;使用SPAD-502Plus葉綠素計測定葉綠素含量;利用蒽酮比色法測定可溶性糖含量;利用考馬斯亮藍染色法測定可溶性蛋白質含量;利用李和生[13]的方法測定硝酸鹽含量。

1.4 數據分析

試驗數據用Excel、SPSS軟件進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對生菜株高、莖粗及地上部干鮮重的影響

由表1可知，與對照處理相比，氨基化碳納米管處理下的生菜株高增大，但處理間差異不顯著;氨基化碳納米管處理的生菜地上部鮮重增加，其中T1處理增加最多，比對照增加了24.09%，差異顯著;T1、T2、T3處理的生菜地上部干重增加，其中T1處理的效果最佳，比對照增加了20.33%。氨基化碳納米管對生菜莖粗沒有顯著影響。

2.2 不同處理對生菜葉片生長的影響

由表2可知，與對照處理相比，T1處理的生菜葉片數和葉綠素含量增加明顯，比對照分別增加了6.17%、6.04%;氨基化碳納米管處理的生菜最大葉寬、最大葉長都有所增加， T3處理的最大葉寬最大，T1處理的最大葉長最長，比對照分別增加了7.73%、11.04%，其中最大葉長差異顯著。

2.3 不同處理對生菜根系生長的影響

由表3可知，與對照處理相比，T2、T3、T4處理的生菜根長都有所增加;T1處理下根干重、鮮重增加最多，比對照分別增加了16.86%、10.13%。

2.4 不同處理對生菜品質的影響

由表4可知，與對照處理相比，氨基化碳納米管處理下，生菜的可溶性蛋白質含量增加，其中T4處理效果最佳，比對照增加了82.80%，差異顯著;T1、T2、T3處理下，生菜的可溶性糖含量增加，其中T2處理增加最多，比對照增加了61.88%，差異顯著; T4處理的生菜硝酸鹽含量降低最多，比對照減少了6.90%，但處理間差異不顯著。

3 小結與討論

目前，很多研究證明碳納米管對植物生長有促進作用。研究發現，在MS培養基環境下，碳納米管可以促進番茄、芥菜、玉米、大豆、小麥等種子的萌發[14-17]。還有研究發現，碳納米管可以促進小麥根細胞伸長[18]和玉米幼苗根系生長[16]，提高水稻的根系生長和活力[19]。另外，Khodakovskaya等發現50 mg·L-1的多壁碳納米管可以促進番茄開花數、葉片數、單株結果數的增加[20]。Martinez-ballesta等發現用10 mg·L-1的多壁碳納米管培養花椰菜，花椰菜鮮重明顯增加[21]。Joshi等發現用多壁碳納米管懸浮液處理過的小麥種子，其單株產量顯著增加[22]。

本試驗以生菜為材料，研究不同用量氨基化碳納米管對生菜生長和品質的影響。結果表明，氨基化碳納米管可以促進生菜生長和品質提高;當氨基化碳納米管用量為10 mg·L-1時效果最好，隨著用量增加，促進效果逐漸減弱。

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（責任編輯：易? 婧）