光合作用下燕麥穗營養成分變化試驗分析

張彩艷

作為生態環境的因子，光照對植物的生長過程具有較大的影響.燕麥是一種優質的世界性栽培作物，其品質優良且糧飼兼用，具有很高的營養價值.燕麥穗籽粒中的β?聚葡萄糖、蛋白質含量遠遠高于其他作物，此外還富含碳水化合物、鈣、磷、鐵等營養物質［1?2]，這些都是初級代謝產物，能夠體現燕麥作物自身的營養經濟學價值.燕麥在生長過程中耐寒、耐旱，因此在我國高寒地區得到廣泛種植.燕麥作物的生物學產量，有90%～95%來自光合作用，可見光照對于燕麥作物的新陳代謝和生長發育有著不可替代的作用.因此，了解燕麥在生長過程中光照情況的最佳點，對于提高燕麥作物營養價值和質量具有重要意義［3?4].隨著 現代 農業 科技 水平 的不 斷 提 高，人們在某一季節對作物進行遮光處理，會獲得高產且優質的產品.將這種技術應用在燕麥作物的種植中，以期提高燕麥作物的功能性營養，增加經濟效益.本文針對光合作用下燕麥穗營養成分變化進行實驗分析，通過對各項指標進行研究，以期獲得最適合燕麥作物生長的光照條件.

1 實驗材料與方法

1.1 實驗材料

在本實驗中，使用的燕麥植株品種為白燕2號，試驗土壤為風沙土［5?6]，實驗過程中使用的主要設備如表1所示.

表1 實驗儀器設備

在營養成分分析過程中，需要使用的實驗試劑如表2所示.

表2 實驗試劑

在上述實驗條件下，對燕麥穗的生長試驗環境進行設計.

1.2 實驗方法

將實驗選取的燕麥植株白燕2號在實驗基地進行栽培，早春時節取燕麥植株草根莖在實驗土壤中育苗，4月中旬出苗之后，在白燕2號燕麥植株上方約80 cm設置遮陽網，面積能夠覆蓋整片植株［7?8].在光照射強度處理方面，分為自然光（無遮擋全光）、遮網一層（遮光60%）、遮網兩層（遮光80%），這三種光照射強度處理分別設置三個實驗小區作為對照組，實驗小區的面積為1×1 m2.在生長的過程中，按需施肥澆水，中耕除草，控制病蟲害，將外部除光照之外的因素盡可能降到最低.在不同的光照處理下，使得燕麥穗的不同時期下的光合指標有一定差異［9?11].使用便攜光合儀在每日的固定時間對試驗燕麥植株進行測定，本文選取的是上午9：00—10：00之間，光合指標測試結果如表3所示.

表3 不同時期不同光照強度下試驗燕麥植株的光合指標

本文主要通過燕麥生長發育過程中對光照強度的控制來改變光合作用的相關指標.在不同光照強度下的試驗田中，每塊試驗田隨機抽取10株燕麥穗，并將植株進行密封保存冷藏，回到實驗室后在80℃條件下烘干［12?13].

1.3 營養成分的測定方法

本文在對燕麥進行營養成分測定的過程中，主要對可溶性總糖、蔗糖、葡萄糖、果糖以及β?聚葡萄糖這幾類營養物質進行測定.采用蒽酮法測定可溶性總糖；采用間苯二酚法測定蔗糖；采用蒽酮比色法測定葡萄糖和果糖.葡萄糖和果糖的測試方法如下：分別往兩只試管中加入樣品的稀釋液各1 mL，并向其中的一支試管中加入3 mL的蒽酮試劑，并將其搖勻后同在沸水水浴鍋中放置5 min，立即取出，使用冷水浴降溫至室溫，并使用分光光度計在660 nm下測定100℃情況下的光密度；另外一支試管加入3 mL蒽酮試劑后搖勻，在室溫狀態下放置5 min之后顯色，并同樣測定室溫時光密度，得到果糖工作曲線，從而計算出樣品液中的果糖含量；在葡萄糖的計算中，需要將100℃情況下的光密度與室溫的光密度作差，得到葡萄糖工作曲線，從而計算出樣品液中的葡萄糖含量［14?15].

β?聚葡萄糖的含量測定主要使用的是混聯試劑盒法.在上述實驗條件與測定方法下，對不同光合作用下的燕麥穗進行營養成分分析，并對實驗結果進行比較，得出適宜光照條件.

2 實驗結果與分析

2.1 可溶性總糖含量的測定

本文選擇的燕麥植株品種白燕2號在開花之后，燕麥穗中的可溶性總糖含量會隨著時間的推移而發生變化.在不同光照強度下，燕麥植株中燕麥穗的可溶性總糖的變化情況如圖1所示.

圖1 不同光照強度下燕麥穗中可溶性總糖的變化情況

從上圖可以看出，在不同光照強度下，燕麥穗在開花后0天的可溶性糖含量差別不大，燕麥穗中的可溶性總糖均在開花之后有明顯增多，開花后10天，遮光60%的燕麥穗可溶性總糖含量最低，全光處理下的燕麥穗可溶性總糖含量最高；在開花后20天左右，三種不同光照強度處理下的燕麥穗中可溶性總糖含量均達到最高點，全光處理下的燕麥穗可溶性總糖含量最高達到61.3%，遮光80%的燕麥穗在三種處理條件下可溶性總糖含量最低為28.1%；20天后，可溶性總糖含量開始下降，在第40天收獲時，遮光60%的燕麥穗可溶性總糖含量最高，為33.4%，遮光80%的燕麥穗可溶性總糖含量最低，為16.7%.

2.2 蔗糖含量的測定

在不同光照的處理下，燕麥植株白燕2號開花后不同天數的蔗糖含量變化如圖2所示.

圖2 不同光照強度下燕麥穗中蔗糖的變化情況

白燕2號燕麥穗中蔗糖含量在開花后0天時，全光處理下比遮光60%處理下的蔗糖含量高10.13%，比遮光80%處理下的蔗糖含量高83.6%；開花后10天只有遮光60%處理下蔗糖含量升高，遮光80%處理的蔗糖含量變化不明顯，全光處理下的蔗糖含量有所降低；開花后20天，三種條件下的蔗糖含量均有一定程度上升；開花后40天，遮光60%處理下的燕麥穗蔗糖含量最高，為143 mg/g，全光處理下次之，為121 mg/g，遮光80%處理下燕麥穗蔗糖含量最低，為87 mg/g.

2.3 葡萄糖含量測定

不同光照處理下的燕麥穗中，開花后不同天數的葡萄糖含量變化如圖3所示.

區域構造發育，主要為一套趨于NNE向的構造體系(圖1)。區域巖漿巖不甚發育，僅在局部地段見有煌斑巖細脈出露。

圖3 不同光照強度下燕麥穗中葡萄糖的變化情況

從上圖可以看出，三種不同光照強度處理下的燕麥穗的葡萄糖變化趨勢相差不多，開花后0天時，遮光60%處理下葡萄糖含量最高，比遮光80%處理條件下高出18.3%；開花后10～20天，三種處理條件下葡萄糖含量顯著增長，在開花后20天，遮光80%處理下葡萄糖含量最高，達到16.1 mg/g，全光處理下葡萄糖含量最低，為13.7 mg/g；開花后40天，遮光60%處理下葡萄糖含量最高，為7.7 mg/g，剩余兩種處理條件下葡萄糖含量比較相近，都在7.0mg/g左右.

2.4 果糖含量的測定

不同光照處理條件下的燕麥穗中，開花后不同天數的果糖含量變化如圖4所示.

圖4 不同光照強度下燕麥穗中果糖的變化情況

不同處理條件下，開花后0～10天的燕麥穗果糖含量的變化并不顯著，開花后20天時，遮光60%處理下的果糖含量有顯著升高，比遮光80%處理下的含量高出16.8%，比全光處理下的果糖含量高出57.6%；在開花后40天時，將成熟燕麥穗的果糖含量進行對比，遮光60%處理下的果糖含量最高.

2.5 β-聚葡萄糖含量的測定

不同光照處理下的燕麥穗中，開花后不同天數的β?聚葡萄糖含量變化如圖5所示.

圖5 不同光照強度下燕麥穗中β-聚葡萄糖的變化情況

本文選擇的試驗燕麥植株在開花后40天的收獲期中，β?聚葡萄糖的含量是最高的，在開花后0天幾乎檢測不出β?聚葡萄糖的含量，因此本文從開花后10天開始制作β?聚葡萄糖的含量變化曲線.經過軟件的方差分析可以發現，在開花后10天時，遮光60%處理下的β?聚葡萄糖含量最低，遮光80%處理下含量最高；在開花后10～20天時，只有遮光60%處理下β?聚葡萄糖的含量在增長，全光處理與遮光80%處理下有明顯的下降；開花后20～30天開始顯著增長，而在這段時間遮光60%處理下，β?聚葡萄糖的含量比較平穩，無明顯下降或增長；在開花后30～40天，全光處理的β?聚葡萄糖含量略微下降，遮光60%處理、遮光80%處理有顯著增加，收獲時遮光60%處理下的β?聚葡萄糖含量最高，達到4.0%.

2.6 討論

3 結語

本文以白燕2號作為研究對象，在實驗基地條件下，對其進行不同光照強度的處理，并在開花后的不同時期對燕麥穗的可溶性總糖、蔗糖、葡萄糖、果糖以及β?聚葡萄糖這幾類營養物質進行測定，以期得到最適合白燕2號植株生長的光照條件與光合作用指標.本文雖然取得了一定的成果，但是還有很多不足之處，光合作用指標的選擇不夠細致，燕麥品種的選擇不夠具有代表性，在今后的研究中還要不斷深入.