劉曉霞，吳東濤，陶云彬，王軍君，朱偉鋒，陳一定*

（1.浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江杭州 310020；2.麗水市農(nóng)業(yè)局土肥植保站，浙江麗水 323000；3.蘭溪市農(nóng)業(yè)局土壤肥料工作站，浙江蘭溪 321100；4.浙江浙農(nóng)愛(ài)普貿(mào)易有限公司，浙江杭州 310052）

供氮水平對(duì)不同基因型菠菜生物量和抗氧化活性的影響

劉曉霞1，吳東濤2，陶云彬3，王軍君4，朱偉鋒1，陳一定1*

（1.浙江省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江杭州 310020；2.麗水市農(nóng)業(yè)局土肥植保站，浙江麗水 323000；3.蘭溪市農(nóng)業(yè)局土壤肥料工作站，浙江蘭溪 321100；4.浙江浙農(nóng)愛(ài)普貿(mào)易有限公司，浙江杭州 310052）

采用水培試驗(yàn)研究了供氮水平對(duì)不同基因型菠菜（全能、好運(yùn)先鋒）生物量、抗氧化物質(zhì)含量和抗氧化能力的影響。結(jié)果表明，不同基因型菠菜地上部生物量隨著供氮水平的提高呈先升高后降低的趨勢(shì)，供給8或14 mmol·L-1硝態(tài)氮時(shí)，菠菜地上部生物量達(dá)到最高值；供給較高濃度的硝態(tài)氮（20 mmol·L-1）時(shí)，全能菠菜地上部生物量顯著高于好運(yùn)先鋒；供氮水平由2 mmol·L-1提高到14 mmol·L-1時(shí)，供試的2個(gè)菠菜基因型還原型抗壞血酸和總酚含量達(dá)到最高值，繼續(xù)提高供氮水平，還原型抗壞血酸和總酚含量顯著下降。不同基因型菠菜總抗氧化活性（FRAP值）和自由基清除率（DPPH）均隨著供氮水平的提高顯著降低，基因型間FRAP值無(wú)顯著差異，但供給2 mmol·L-1硝態(tài)氮時(shí)，全能菠菜DPPH顯著高于好運(yùn)先鋒。由此可見(jiàn)，供氮濃度為8 mmol·L-1時(shí)，可基本滿(mǎn)足不同菠菜基因型生長(zhǎng)的需要，在保持較高生物量的同時(shí)，具有較高的抗氧化物質(zhì)含量和抗氧化能力。

菠菜；總酚；抗氧化；基因型；氮素

蔬菜是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡闹匾澄铮缓S生素、氨基酸、纖維素和礦物質(zhì)等多種有益物質(zhì)，對(duì)于改善人體營(yíng)養(yǎng)水平、增進(jìn)人體健康具有重要作用［1-2］。此外，蔬菜中富含的多酚、類(lèi)黃酮等生物活性物質(zhì)可有效預(yù)防癌癥、心血管等慢性疾?。?-4］；因此，提高蔬菜中生物活性物質(zhì)含量是增進(jìn)人體健康的有效途徑［5］。

蔬菜抗氧化能力不僅與其遺傳特性，如種類(lèi)、品種、生育期以及組織、器官等因素有關(guān)［6］，同時(shí)還受到養(yǎng)分供應(yīng)等環(huán)境因素的影響［7-8］。氮素營(yíng)養(yǎng)是影響蔬菜抗氧化能力的重要因素。Stewart等［9］發(fā)現(xiàn)，擬南芥總酚累積與氮素有效性密切相關(guān)；Sánchez等［10］發(fā)現(xiàn)大豆作物體內(nèi)抗氧化物質(zhì)的含量隨著供氮水平的提高而顯著增加；但Bénard等［11］和Kovácˇik等［12］的研究認(rèn)為，低氮有利于番茄、洋甘菊酚類(lèi)物質(zhì)的積累。由此可見(jiàn)，關(guān)于氮素營(yíng)養(yǎng)對(duì)蔬菜體內(nèi)抗氧化物質(zhì)含量的影響雖有一些報(bào)道，但是結(jié)果并不一致，而且關(guān)于不同蔬菜品種抗氧化能力對(duì)營(yíng)養(yǎng)液氮素水平的響應(yīng)情況尚不清楚。為此，本研究以不同基因型菠菜為試驗(yàn)材料，研究供氮水平對(duì)其生物量和抗氧化物質(zhì)含量的影響。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試菠菜基因型分別為全能和超阪急·好運(yùn)先鋒（簡(jiǎn)稱(chēng)好運(yùn)先鋒）。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)設(shè)置4個(gè)供氮水平：N2（2 mmol·L-1硝態(tài)氮）、N8（8 mmol·L-1硝態(tài)氮）、N14（14 mmol· L-1硝態(tài)氮）、N20（20 mmol·L-1硝態(tài)氮）。每處理重復(fù)3次。菠菜幼苗長(zhǎng)至4葉1心時(shí)，移植至20 L培養(yǎng)箱中，每箱定植20株。以Hoagland營(yíng)養(yǎng)液為基礎(chǔ)營(yíng)養(yǎng)液配方，微量元素按Arnon配方。2 mmol·L-1氮水平的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液供應(yīng)7 d后，以不同氮水平的Hoagland營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)行培養(yǎng)。試驗(yàn)過(guò)程保持連續(xù)通氣，晝夜溫度分別為20/15℃。

1.3 測(cè)定方法

還原型抗壞血酸（AsA）含量參照孫園園等［13］的方法測(cè)定。取0.5 g鮮樣，以5 m L預(yù)冷的偏磷酸溶液研磨，后于4℃下10 000 g離心15 m in。取上清液0.2 m L，加入0.2 m L NaH2PO4和0.2 m L H2O。室溫下放置30 s，依次加入0.4 m L 10%TCA、0.4 m L 44%磷酸、0.4 m L二聯(lián)吡啶、0.2 m L FeCl3，37℃水浴1 h，于525 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度。

多酚含量采用Folin-Ciocalteu法測(cè)定［14］。取鮮樣0.3 g，加入3 m L 80%的甲醇，冰浴研磨，于4℃下12 000 g離心15 min。取0.3 m L上清液，加入1.7 m L去離子水，加0.5 m L已稀釋2倍的福林酚試液，加1.5 m L 26.7%Na2CO3溶液，加6 m L去離子水后測(cè)定760 nm波長(zhǎng)下的吸光度。以沒(méi)食子酸作標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。

自由基清除率參照Tadolini等［14］的方法測(cè)定。取0.5 g鮮樣，加入3 m L無(wú)水乙醇，冰浴研磨，于4 000 g離心10 min。取上清液0.5 m L，加入2.5 m L DPPH，搖勻，于30℃水浴30 m in，于517 nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度Aj。取0.5 m L上清液與2.5 m L無(wú)水乙醇混合后于同樣波長(zhǎng)測(cè)定吸光度Ai。將0.5 m L無(wú)水乙醇與2.5 m L DPPH溶液混合后于同樣波長(zhǎng)測(cè)定吸光度A0。DPPH自由基清除率=［1-（Aj-Ai）/A0］×100%。

總抗氧化活性（ferric reducing antioxidant power，F(xiàn)RAP）按Benzie等［15］的方法測(cè)定。取0.1 m L提取液（提取方法同DPPH自由基清除率），加入2.9 m L（Fe3+-三吡啶三吖嗪）工作液［由100 m L醋酸緩沖液+10 m L TPTZ（2，4，6-反式2-吡啶基三嗪）+10 m L FeCl3·6H2O組成］?；靹颍?7℃反應(yīng)10 m in，在593 nm下測(cè)定吸光度。以1.0 mmol·L-1FeSO4為標(biāo)準(zhǔn)，F(xiàn)RAP值以達(dá)到相同吸光度所需的FeSO4的毫摩爾數(shù)表示。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用DPS 2000軟件，對(duì)有顯著差異的處理采用Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較，利用Origin 9.0軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 供氮水平對(duì)不同基因型菠菜地上部生物量的影響

由圖1可見(jiàn)，不同基因型菠菜地上部生物量（鮮重）隨著供氮水平的提高呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，供給8或14 mmol·L-1的硝態(tài)氮時(shí)，菠菜的生物量最大，且顯著高于供給2和20 mmol· L-1的硝態(tài)氮。供給2、8和14 mmol·L-1的硝態(tài)氮時(shí)，兩個(gè)基因型菠菜地上部生物量無(wú)顯著差異，但供給較高氮濃度（20 mmol·L-1）時(shí)，全能菠菜地上部生物量顯著高于好運(yùn)先鋒。

圖1 供氮水平對(duì)不同基因型菠菜地上部生物量（鮮重）的影響

2.2 供氮水平對(duì)不同基因型菠菜還原型抗壞血酸含量的影響

抗壞血酸又稱(chēng)VC，廣泛存在于新鮮果蔬中，能夠緩和多種疾病的氧化應(yīng)激，保護(hù)機(jī)體免受內(nèi)源性氧自由基的損傷。抗壞血酸包括還原型抗壞血酸和脫氫型抗壞血酸，新鮮蔬菜中的抗壞血酸主要以還原型抗壞血酸形式存在［16-20］。由圖2可見(jiàn)，不同基因型菠菜葉片還原型抗壞血酸的含量隨著供氮水平的提高呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，供氮水平為14 mmol·L-1時(shí)，菠菜葉片還原型抗壞血酸含量達(dá)到最高值，繼續(xù)提高供氮水平，還原型抗壞血酸含量顯著降低。菠菜還原型抗壞血酸的含量存在顯著的基因型差異，好運(yùn)先鋒葉片還原型抗壞血酸含量顯著高于全能。

圖2 供氮水平對(duì)不同菠菜基因型葉片還原型抗壞血酸含量（鮮重）的影響

2.3 供氮水平對(duì)不同基因型菠菜總酚含量的影響

酚類(lèi)化合物是植物體內(nèi)最豐富的次生代謝產(chǎn)物，具有抗氧化、殺菌、清除自由基、消炎等功能。由圖3可知，不同基因型菠菜葉片總酚含量隨著供氮水平的提高呈現(xiàn)低-高-低的變化趨勢(shì)，總酚含量在供氮水平為14 mmol·L-1時(shí)達(dá)到最高值。兩種基因型菠菜總酚含量在供給8 mmol·L-1硝態(tài)氮時(shí)差異顯著，其他供氮水平下基因型間總酚含量無(wú)顯著差異。

圖3 供氮水平對(duì)不同菠菜基因型葉片總酚含量（鮮重）的影響

2.4 供氮水平對(duì)不同基因型菠菜總抗氧化能力的影響

蔬菜體內(nèi)抗氧化物質(zhì)繁多，常用總抗氧化活性FRAP值和自由基清除率DPPH來(lái)評(píng)價(jià)其總抗氧化能力［15］。由圖4可知，不同基因型菠菜葉片F(xiàn)RAP值和DPPH自由基清除率均隨著供氮水平的提高而降低，供氮水平為20 mmol·L-1時(shí)，F(xiàn)RAP值和DPPH自由基清除率降至最低?；蛐烷gFRAP值無(wú)顯著差異，但供給2 mmol·L-1硝態(tài)氮時(shí)，全能菠菜自由基清除率DPPH顯著高于好運(yùn)先鋒菜。

圖4 供氮水平對(duì)不同菠菜基因型總抗氧化活性（鮮重）和自由基清除率的影響

3 討論

蔬菜富含多種與人體健康密切相關(guān)的抗氧化物質(zhì)，此類(lèi)物質(zhì)可緩和多種疾病的氧化應(yīng)激，保護(hù)機(jī)體免受內(nèi)源性氧自由基的損傷［17-18］。研究發(fā)現(xiàn)，膳食中蔬菜攝入量與慢性病降低速率呈正相關(guān)［19］，這是由蔬菜中富含的VC、總酚等抗氧化物質(zhì)以及一些抗氧化酶所產(chǎn)生的抗氧化效應(yīng)引起的［20］。因此，通過(guò)一定的農(nóng)藝措施調(diào)控蔬菜抗氧化物質(zhì)含量、提升抗氧化能力具有重要意義。本研究結(jié)果顯示，菠菜還原型抗壞血酸和總酚含量均隨著供氮水平的提高呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)。雖然菠菜葉片F(xiàn)RAP值和DPPH自由基清除率均隨著供氮水平的提高而逐漸下降，但8 mmol·L-1的供氮水平下仍能維持較高的抗氧化活性。

氮素是作物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中必需的大量元素之一，作為作物的主要增產(chǎn)因子，氮肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮了重要的作用，其對(duì)作物產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率高達(dá)40%～50%［9］。本研究結(jié)果顯示，不同菠菜基因型生物量均隨著供氮水平的提高先升高后降低?？梢?jiàn)，過(guò)高、過(guò)低濃度的氮素供應(yīng)均不利于菠菜的生長(zhǎng)發(fā)育，綜合考慮經(jīng)濟(jì)投入，8 mmol·L-1為有利于菠菜生物量積累的適宜供氮水平。

綜上所述，不同基因型菠菜在供給8 mmol· L-1硝態(tài)氮時(shí)，生物量、還原型抗壞血酸和總酚含量均達(dá)較高水平，且能維持較高的抗氧化能力，因此，8 mmol·L-1硝態(tài)氮是菠菜水培條件下較為適宜的供氮濃度。

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（責(zé)任編輯：高 峻）

S147.2；S636.1

A

0528-9017（2017）01-0074-04

文獻(xiàn)著錄格式：劉曉霞，吳東濤，陶云彬，等.供氮水平對(duì)不同基因型菠菜生物量和抗氧化活性的影響［J］.浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，58（1）：74-77.

10.16178/j.issn.0528-9017.20170124

2016-09-14

浙江省亞熱帶土壤與植物營(yíng)養(yǎng)重點(diǎn)研究實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金；2016年浙江省“三農(nóng)六方”科技協(xié)作項(xiàng)目

劉曉霞（1986-），女，山東膠州人，博士，農(nóng)藝師，從事土肥技術(shù)推廣工作，E-mail：10914048@zju.edu.cn。

陳一定（1964-），女，浙江慈溪人，推廣研究員，從事土肥技術(shù)推廣工作，E-mail：148101952@qq.com。