纳米胶片处理对叶用莴苣生长和品质的影响

（华南农业大学园艺学院，广东广州 510642）

纳米胶片处理对叶用莴苣生长和品质的影响

李贵莲 陈日远 刘厚诚 宋世威 孙光闻*

（华南农业大学园艺学院，广东广州 510642）

以耐抽薹意大利生菜为试材，采用水培方式研究了纳米胶片不同处理时间对叶用莴苣生长和品质的影响。结果表明: T3处理（24 h）叶用莴苣地上部鲜质量和干质量明显提高，分别比对照增加14.57%和22.48%，T1处理（2 h）和 T2处理（8 h）与对照差异不显著；与对照相比，各处理叶用莴苣茎粗和根冠比均无显著差异；T3处理叶用莴苣叶片数显著增加，可溶性糖含量和类黄酮含量有所增加，可溶性蛋白质含量稍有降低；叶用莴苣硝酸盐含量随纳米胶片处理时间的增加而显著降低，降幅为2.05%～62.14%。在本试验条件下，叶用莴苣生长发育和品质改善效果均以纳米胶片处理24 h最佳。

纳米胶片；叶用莴苣；生长；品质

纳米器件（包括纳米网、纳米管、纳米陶片、纳米胶片等）属纳米结构材料，是将纳米材料均匀涂于特定的载体上或与陶瓷等材料混合烧制而成。纳米器件具有不溶于水、使用方便、成本低、安全可靠、可重复使用等特点。刘安勋和廖宗文（2008）通过纳米器件处理水紫外吸收光谱和核磁共振图谱的变化研究了纳米材料对水分子团簇的影响，结果表明在190～325 nm波段纳米材料处理水的紫外吸收光谱的光吸收能力增强，表明水分子的结构和能态发生了变化；水的17O-NMR半峰宽变窄，化学位移减小，向低场移动。经纳米材料处理（活化）后，水分子的排列方式和能态发生改变，水分子团变小、能量提高、活性增大，产生许多特殊的物理化学效应和生物效应，改变水与其他物质和生物体的作用行为，如增加水的溶解能力、提高水的细胞生物透性等（刘安勋 等，2007）。鉴于纳米器件具有独特的物理化学特性，对植物生长有刺激作用，可促进植物代谢和改善植物的生长环境（刘安勋等，2007；肖强 等，2008）；盆栽试验结果表明纳米胶片处理水可促进香白糯玉米对水分的吸收、干物质的积累和植株营养生长（周述波 等，2010）。本试验将纳米胶片和无土栽培相结合，利用经纳米胶片不同时间处理的水配制的营养液进行叶用莴苣（Lactuca sativa L.）水培试验，研究纳米胶片不同处理时间对叶用莴苣生长和品质的影响，并筛选出最佳的处理时间，以期达到提高肥料利用率、增加叶用莴苣产量和改善叶用莴苣品质的目的。

1 材料与方法

1.1试验材料

供试叶用莴苣品种为耐抽薹意大利生菜，种子由广东省农业科学院提供；试验用塑料箱长58 cm，宽38 cm，高8 cm；营养液大量元素配方采用1/2霍格兰全硝配方（pH≈6.2），微量元素配方为通用配方；试验用纳米胶片主要成份是TiO2和ZnO，均匀涂布于塑料片上，面积为14 cm×12 cm（图1）。

1.2试验设计

试验于2012年10～11月在华南农业大学园艺学院设施系大棚内进行，采用水培方式种植叶用莴苣。10月9日播种育苗，10月29日幼苗三叶一心时定植于塑料箱内。按照纳米胶片处理时间不同分为4个处理（表1），每处理3个塑料箱，每个塑料箱定植8株。营养液每10 d更换1次，每个塑料箱15 L。11月30日采收并测定各项指标。

图1供试纳米胶片

表1试验设计

1.3项目测定

每处理取5株，采用天平称量植株地上部鲜质量；然后放入烘箱中，105 ℃杀青15 min， 80 ℃烘至恒重，采用万分之一分析天平称量植株地上部干质量。

每处理取5株，混合取样，3次重复，硝酸盐含量测定采用比色法，可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法，可溶性蛋白质含量测定采用考马斯亮蓝比色法（李合生 等，2000）；类黄酮含量测定采用比色法（Pirie & Mullins，1976）。

1.4数据处理

试验数据采用SPSS 17.0软件进行统计分析，单因素分析采用Duncan法，作图采用Excel 2003软件。

2 结果与分析

2.1纳米胶片处理对叶用莴苣地上部鲜质量和干质量的影响

图2纳米胶片处理对叶用莴苣地上部鲜质量的影响

由图2可知，T3处理叶用莴苣地上部鲜质量显著高于T1、T2处理，比对照增加14.57%，但差异不显著；T1处理和T2处理与对照差异不显著。

由图3可知，与对照相比，T1处理和T3处理叶用莴苣地上部干质量分别增加5.43%和22.48%，其中T3处理与对照差异达显著水平；而T2处理对叶用莴苣地上部干质量无明显影响。

图3纳米胶片处理对叶用莴苣地上部干质量的影响

2.2纳米胶片处理对叶用莴苣形态指标的影响

从表2可以看出，除T3处理叶用莴苣叶片数显著高于对照外，纳米胶片处理对叶用莴苣的茎粗、叶片数和根冠比均无显著影响。

表2纳米胶片处理对叶用莴苣形态指标的影响

2.3纳米胶片处理对叶用莴苣营养品质的影响

从表3可以看出，与对照相比，纳米胶片处理可以不同程度地改善叶用莴苣的营养品质。硝酸盐含量随纳米胶片处理时间的增加而显著降低，比对照降低2.05%～62.14%。纳米胶片处理提高了可溶性糖含量，但不同处理时间提高程度有所不同，T1处理和T2处理分别比对照增加146.58%和74.66%，差异达显著水平；而T3处理稍高于对照，但差异不显著。3个纳米胶片处理的可溶性蛋白质含量均低于对照，且T1、T2处理与对照差异显著。T2、T3处理类黄酮含量稍高于对照，但差异未达显著水平；而T1处理略低于对照，但差异亦不显著。

表3纳米胶片处理对叶用莴苣营养品质的影响

3 结论与讨论

利用纳米器件处理水浸种或浇灌植株，在花卉（刘文华，2000）、蔬菜（余炉善，2001）、大田作物（陆长梅 等，2002；曾昭华，2002；刘秀梅 等，2005）栽培和水产养殖（温俊强 等，2003）等方面都取得了一定的效果，明显促进了生物体的代谢，对作物的生长发育具有不同程度的促进作用。本试验中，纳米胶片处理水配制的营养液可增加叶用莴苣地上部鲜质量和干质量，均以处理24 h效果最佳，而处理2 h和8 h无显著影响，可能是因为纳米胶片处理时间越充分，水分子团被活化变小越多，活性提高（渗透力、溶解力等）（刘安勋和廖宗文，2008），更有利于叶用莴苣生长过程中水分和营养吸收，促进植株体内新陈代谢，利于植株的生长。

王署娟等（2011）研究表明在氮肥中添加纳米制剂普通白菜可增产44.6%，但硝酸盐含量也有所增加；而本试验中纳米胶片处理的叶用莴苣硝酸盐含量明显降低，可能是纳米胶片活化水可提高水的细胞生物透性，提高植株体内硝酸还原酶活性，其他试验结果也证实纳米胶片处理的叶用莴苣硝酸还原酶活性显著高于对照（李贵莲 等，2013）。本试验中，纳米胶片处理的叶用莴苣可溶性糖含量显著高于对照（T3处理除外），这与纳米氧化锌处理的玉米可溶性糖含量显著提高的结果一致（姜虎生和汤洁，2008）。本试验中纳米胶片各处理叶用莴苣可溶性蛋白质含量均下降，这与刘键等（2008）施用纳米增效肥料使冬小麦蛋白质含量降低7.52%的结果一致。

综上所述，利用经纳米胶片不同时间处理水配制的营养液水培叶用莴苣，可促进叶用莴苣的生长，硝酸盐含量随纳米胶片处理时间的延长而降低，可不同程度地提高可溶性糖含量和类黄酮含量（T3处理除外），但可溶性蛋白质含量略有下降。其中，纳米胶片处理24 h的效果最佳。

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Effect of Nano-devices on Lettuce Growth and Quality

LI Gui-lian，CHEN Ri-yuan，LIU Hou-cheng，SONG Shi-wei，SUN Guang-wen*

（College of Horticulture，South China Agricultural University，Guangzhou 510642，Guangdong，China）

Lettuce（Lactuca sativa L. ） was used as material for investigating the effects of different treatment times（0 h，2 h，8 h，24 h）of nano-devices on growth and quality．The results indicated that the shoot fresh weight and dry weight of T3 treatment（24 h）were increased by 14.57% and 22.48%，respectively，but T1 treatment（2 h）and T2 treatment（8 h）treatments had no significant effects．Compared with the control，there were no significant differences on stem width and root and shoot ratio between 3 treatments．But in treatment T3，the leaf blade numbers were increased significantly，the contents of soluble sugar and flavonoid of lettuce were increased，the content of soluble protein decreased slightly．The contents of nitrate decreased obviously with the increase of treatment time. The decreasing ampitude is 2.05%-62.14%．Under this experiment conditions，the 24 h treatment time of nano-devices has the best effect for improving lettuce growth and quality．

Nano-devices；Lettuce；Growth；Quality

李贵莲，女，硕士研究生，主要从事蔬菜栽培生理方面的研究，E-mail: mengliguilian@163.com

*通讯作者（Corresponding author）:孙光闻，女，副教授，硕士生导师，主要从事蔬菜栽培生理方面的研究，E-mail:sungw1968@scau.edu.cn

2013-09-22；接受日期:2013-12-31

现代农业产业技术体系专项（CARS-25-C-04）