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铜基叶面肥及控释肥对辣椒生长发育和叶片保护酶等生理特性的影响

2014-04-09陈海宁马庆旭马金昭

植物营养与肥料学报 2014年5期
关键词:铜基保水剂叶面肥

孙 瑶, 张 民*, 陈海宁, 马庆旭, 马金昭

(1 山东农业大学资源与环境学院, 山东泰安 271018; 2 土肥资源高效利用国家工程实验室, 山东泰安 271018;3 国家缓控释肥工程技术研究中心, 山东临沂 276700; 4 浙江大学环境与资源学院,浙江杭州 310058)

铜是植物生长所必需的微量营养元素,对植物生长有着重要的作用[1],同时也是植物体内多种酶的成分之一,对作物的正常生理代谢有着重要的意义。铜在十九世纪就已证实是植物所必需的微量营养元素,二十世纪初,有研究报道,从使用波尔多液对无病植株的增产效果,认识到铜对植物生长具有刺激作用[2]。以波尔多液为代表的铜素杀菌剂在果园中使用已有百年历史,因其杀菌范围广可预防多种真菌和部分细菌引起的果树、蔬菜、园林、花卉的病害,并且对人畜比较安全,使病菌的抗药性发展缓慢,至今仍然在世界大部分地区大量使用[3]。另外,铜素杀菌剂也成为生产绿色食品、有机果品和无公害食品的首选优良杀菌剂[4]。在中国,辣椒是一种栽培面积仅次于白菜类蔬菜的作物,随着种植面积的扩大,辣椒病害发生较多,辣椒疫病对于辣椒来说是一种毁灭性的病害,在世界各地均有发生,该病害在辣椒的整个生育时期都可能发生,对产量和品质的影响都较大[5],目前药剂防治是该病害的主要防治手段,有研究表明铜制剂对辣椒疫霉菌具有良好的杀菌效果[6]。但波尔多液作为古老的铜制剂,在长期使用中也出现许多不足之处,如使用量大、 频度高、 土壤铜素严重积累[7]。因此,国内外都在进行波尔多液替代产品的研制。由山东农业大学研制的新型铜基多功能叶面肥不仅是传统波尔多液的替代品,而且能为植株提供微量营养元素,起到营养和矫正缺素症的作用,因此具有杀菌和营养双重功能。目前我国的铜制剂无论作为营养液还是作为杀菌剂在果树上的应用较多,而在蔬菜生产中的应用研究较少。

辣椒(CapsicumannuumL.)别名番椒、海椒、秦椒,属茄科辣椒属1年或多年生植物[8],因生长较缓慢,必须具备良好的土壤条件,按高产优质栽培技术的要求需要多次施肥才能满足其正常生长对养分的需求。针对辣椒需肥量大的生长特点,控释肥料的推广应用为辣椒省工节肥增效栽培提供了可行途径。据黄云[9]、李可夫[10]、唐拴虎等[11]报道,施入控释氮肥后的辣椒产量显著提高,品质明显改善。同时辣椒的生育期处于高温季节,蒸腾强、需水量大,又因辣椒的根系弱并且浅,同番茄、茄子相比,既不耐旱也不耐涝,因而辣椒的生产常常受到水分胁迫的限制[8]。保水剂的应用是通过改善植物根土界面环境、又供给植物水分的化学节水技术[12]。方锋等[13]认为施用保水剂有利于辣椒形成壮苗,增加分枝,提高生物产量和保持土壤水分,并且在水分胁迫下,施用保水剂能有效提高辣椒植株叶片中的叶绿素含量和净光合速率,使光合作用增强[8]。另外,保水剂表面的分子有吸附、离子交换作用,肥料液中铵离子能被保水剂中大量可解离的离子交换或络合,以“包裹”的方式把土壤溶液中铵离子包裹起来,减少氮素损失[14]。有研究表明,保水剂与氮肥结合能够降低肥料养分损失,提高肥料养分利用率[15]。但也有报道表明, 保水剂与普通肥料难以充分接触,其所吸纳水分与肥料的有效作用受到限制,而且保水剂在电解质溶液中吸水能力下降,从而影响其水肥效益的发挥[16-18]。本研究将控释肥与保水剂相结合,为进一步促进肥、水一体化互作,提高肥、水生产效率,解决茄果类蔬菜生产中需肥需水量大的实际问题。因此,本文以辣椒为试验材料,通过研究几种肥料和保水剂新技术对盆栽辣椒生长、产量、果实品质及几项生理指标的影响,明确几种新技术的差异,为经济效益高的蔬菜生产科学、合理施用新型肥料和保水剂提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试辣椒(CapsicumannuumL.)品种为赤峰牛角王。叶面肥为山东农业大学土肥资源高效利用国家工程实验室自行研制的铜基多功能叶面肥(CBFF),控释肥为山东金正大公司生产的蔬菜专用控释掺混肥(N-P2O5-K2O比例为21-9-16),控释氮占总氮的60%,控释期为3个月;普通掺混肥料(N-P2O5-K2O比例为21-9-16)为自行配制而成;供试保水剂为北京汉力淼新技术有限公司生产的一种颗粒型保水剂(BJ2101L型),具有吸水性能好、吸水倍数高、无毒副作用等特点。

供试土壤采自山东农业大学南校区试验基地,土壤类型为棕壤(普通简育湿润淋溶土,Typic-Hapli-Udic Argosols),其基本理化性状:有机质含量13.71 g/kg、全氮1.09 g/kg、有效磷54.63 mg/kg、速效钾77.41 mg/kg、pH值7.09、电导率122.3 μS/cm、有效铜1.42 mg/kg、有效铁54.32 mg/kg、有效锌2.41 mg/kg,砂粒、粘粒和粉粒含量分别为63.44%、12.44%和24.12%,质地为砂壤土。

1.2 试验设计

试验设8个处理:1)喷清水土壤不施肥对照,CKW-NF;2)喷清水+土施普通肥,CKW+CCF;3)喷清水+土施控释肥,CKW+CRF;4)喷清水+土施控释肥+保水剂CKW+CRF+W;5)喷铜基叶面肥土壤不施肥,CBFF-NF;6)喷铜基叶面肥+土施普通肥,CBFF+CCF;7)喷铜基叶面肥+土施控释肥,CBFF+CRF;8)喷铜基叶面肥+土施控释肥+保水剂,CBFF+CRF+W。各处理氮、磷、钾用量相同,N、 P2O5、 K2O施用量按3.00、 1.28、 2.28 g/pot折算,其中控释肥施用量配方为树脂尿素1.43 g/pot,硫包膜尿素3.56 g/pot,速效硝酸钾1.43 g/pot,硫酸钾复合肥4.27 g/pot,二铵2.13 g/pot,硫酸钾1.28 g/pot,硫酸锌0.14 g/pot,普通肥施用量配方为碳酸氢铵1.85 g/pot,普通尿素3.14 g/pot,其余施肥量与控释肥配方相同。铜基叶面肥喷施浓度为2 g/L,保水剂用量为30 g/pot。每个处理重复4次,随机区组排列。

1.3 测定项目与方法

自辣椒移栽后,每隔20 d对辣椒常规指标进行测定,于辣椒结果期每隔15 d称重法测产量。辣椒收获后,果实和叶片用去离子水洗净,吸水纸擦干,然后对辣椒植株的品质及生理生化指标进行测定,其余部分在60℃烘干至恒重,用于测定植株根、茎、叶、果实的Cu、Fe、Zn含量(AAS法)[19]。土壤基本理化性质采用常规方法测定[19]。第一年完熟期辣椒果实中可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250法测定[20];还原型维生素C的含量采用2,6-二氯酚靛酚滴定法测定[20];类黄酮和总酚的含量采用甲醇—盐酸浸提比色法测定[20];第一年盛花期辣椒叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量的测定采用王学奎的方法[21]。

试验数据均采用 Microsoft Excel 2003软件进行处理,用SAS 8.2软件进行差异显著性检验(P<0.05)和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同处理对辣椒果实产量的影响

辣椒果实产量的结果(表1)表明,在相同土壤施肥条件下,喷施铜基叶面肥较喷清水均有增产作用,2011年土壤不施肥条件下增产11.9%,施普通肥条件下增产6.76%,施控释肥和控释肥加保水剂条件下分别增产25.0%和24.1%。2012年增产效果与2011年有相同的趋势。

在喷清水条件下,土施控释肥比施普通肥2011年增产7.58%,2012年减产3.35%;在喷铜基叶面肥时,土施控释肥比施普通肥2011年增产26.0%,2012年增产9.61%;控释肥加保水剂较普通肥和单施控释肥也有显著的增产效果,在喷清水条件下,2011年施控释肥加保水剂比单施控释肥增产4.36%,比施普通肥增产12.3%,2012年施控释肥加保水剂比单施控释肥增产20.4%,比施普通肥增产16.5%。在喷施铜基叶面肥条件下,2011年施控释肥加保水剂比单施控释肥增产3.61%,比施普通肥增产30.5%,2012年施控释肥加保水剂比单施控释肥增产27.6%,比施普通肥增产39.8%。

2.2 不同处理对辣椒体内铜、铁、锌浓度的影响

2.2.1 不同处理对辣椒体内铜浓度的影响 铜(Cu)可以调控植物的生长发育[22],但是植物对Cu极其敏感,Cu的毒性水平仅略高于正常水平[23],因此有必要探讨Cu在辣椒植株各器官的分布情况。表2显示,相同的土壤施肥条件下,喷铜基叶面肥处理的辣椒各器官的铜浓度均高于喷清水处理,其中土施控释肥加保水剂处理的辣椒果实、茎、叶中铜浓度分别比喷清水处理提高了1.03、1.51、1.52倍,而辣椒根中铜浓度也有所提高,其铜浓度增加了不到1倍;在喷施铜基叶面肥条件下,无论是单施控释肥还是控释肥加保水剂处理辣椒果实中铜浓度均高于普通肥和不施肥处理,控释肥处理对辣椒根部铜浓度影响不大,辣椒茎和叶的铜浓度以控释肥加保水剂处理最高,普通肥处理次之。值得注意的是,叶片喷施铜基叶面肥条件下,各土壤施肥处理下的辣椒植株茎部铜浓度高于根部,尤其以土施普通肥处理和土施用控释肥处理相对较高,本试验辣椒所施用的铜基叶面肥兼具营养和杀菌的作用,既是一种营养叶面肥又是一种保护性杀菌剂,在作为保护性杀菌剂使用时喷施叶片以正反面喷施效果最佳,由于一些病害是从叶片背面危害植物,因此在喷施叶片反面的过程中,不可避免地要喷到辣椒茎上,这也增加了茎部对铜的吸收量。

表1 不同处理的辣椒果实产量及增产率

转运系数(translocation coefficient)能够反映出植物从下部组织向上部组织运输重金属的能力,也能体现重金属在植物组织中的分布状况[24]。不同处理对辣椒各器官间的铜转运系数(器官铜转运系数=不同器官铜含量的比值[25])影响具有显著的差异性(表2),喷清水条件下,单施控释肥处理和控释肥加保水剂处理的叶/根、茎/根和叶/茎的铜转运系数相对普通肥处理较低;喷施铜基叶面肥条件下,控释肥加保水剂处理的地上部/根的铜转运系数最大,其叶/根、茎/根的转运系数均大于1.00,而单施控释肥处理的叶/根和茎/根的铜转运系数较施控释肥加保水剂处理显著减少,分别减少了139.5%、70.5%,表明铜基叶面肥与添加保水剂的控释肥配合有利于根部铜的富集,且不会对辣椒地上部产生毒害。从表2还可看出,茎/根的转运系数大都大于1,转运系数越大,则重金属从根系向地上部器官的转运能力越强。转运系数等于1是一个重要的临界标准,转运系数大于1说明植物能够将根部累积的重金属转运到地上[26],这可能是辣椒植株茎中铜浓度高于根部铜浓度的另一个重要原因。

表2 各处理中辣椒体内铜浓度及铜的分配

2.2.2 不同处理对辣椒体内铁、锌浓度的影响 喷施铜基叶面肥可使辣椒叶部铁浓度升高,果实和茎部的铁浓度降低(表3)。在相同的土壤施肥条件下,各处理叶部的铁浓度均表现为喷铜基叶面肥处理高于喷清水处理,说明喷施铜基叶面肥可促进植株叶片对铁的吸收。相同的土壤施肥条件下,喷施铜基叶面肥的各处理其果实和茎部铁浓度显著减少,以不施肥处理减少得最多,分别比喷清水处理减少了37.5%和57.1%,而施用控释肥加保水剂的处理变化最少,分别为20.3%和16.5%,说明铜基叶面肥是使辣椒果实铁浓度降低的一个原因,另外,各处理辣椒根部的铁浓度基本无差异。

辣椒果实中锌浓度在各喷清水处理中无显著变化(表4),在喷铜基叶面肥条件下的单施控释肥处理及控释肥加保水剂处理的锌浓度最高,与其他处理差异显著;相同的土壤施肥条件下,喷清水的各处理(除普通肥处理根部锌浓度外)的根和茎部锌浓度均比喷铜基叶面肥的浓度高;辣椒叶部锌浓度在各处理中的表现不一,在不施肥、施用普通肥和施控释肥加保水剂条件下喷清水处理较喷铜基叶面肥处理的锌浓度增加,而在控释肥条件下,喷铜基叶面肥处理的锌浓度较高。上述结果表明,无论单施控释肥还是控释肥加保水剂均可以增加果实中的锌浓度。

表3 各处理中辣椒体内铁浓度(mg/kg, DW)

表4 各处理中辣椒体内锌浓度 (mg/kg, DW)

2.3 不同处理对辣椒生理指标的影响

超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)是植物体内两种清除活性氧的关键酶,二者与过氧化氢酶(CAT)协调作用,可清除植物体内的超氧阴离子自由基,在适度的逆境条件下,通过增加其活性来提高植物的抗逆能力[27]。喷施铜基叶面肥可显著提高辣椒叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性(表5),在相同的土壤施肥条件下,不施肥处理喷施铜基叶面肥比喷清水的叶片SOD活性增加了14.5%,施普通肥处理活性增加了175.2%,施控释肥处理活性增加了20.1%,施控释肥加保水剂处理活性增加了26.6%;在喷施铜基叶面肥的各处理中,以控释肥加保水剂处理的SOD活性最高,与不施肥、施普通肥、单施控释肥处理差异显著,其活性分别增加了27.1%、26.2%和7.31%;另外在相同的土壤施肥条件下喷施铜基叶面肥也可显著提高辣椒叶片过氧化物酶(POD)的活性,控释肥加保水剂的处理除外;喷清水条件下,控释肥加保水剂处理的叶片POD活性最高,较不施肥提高了105.8%,较施普通肥提高了43.2%,较单施控释肥增加了56.3%,说明叶面喷施铜基叶面肥或土壤施用控释肥加保水剂均有利于植株叶片SOD和POD活性的增加,且铜基叶面肥配施控释肥加保水剂有利于促进SOD活性的增加。

在喷清水的条件下,施用控释肥加保水剂处理的过氧化氢酶(CAT)活性最低,分别比不施肥、施用普通肥、单施控释肥处理减少了7.52%、23.9%和57.2%,说明控释肥加保水剂的施用对辣椒植株叶片CAT的活性有促进作用;在土壤施用控释肥条件下,叶面喷施铜基叶面肥较叶面喷清水的CAT活性减少了41.3%,说明铜基叶面肥与控释肥配施对叶片CAT的活性增加有促进作用。从表5还可以看出,喷施铜基叶面肥条件下,土施控释肥加保水剂处理的CAT活性较喷清水处理高,这与叶片中丙二醛的变化趋势类似。

丙二醛(MDA)在植物组织中的积累量可以反映膜脂过氧化作用的程度[28]。本研究表明,喷清水条件下,各土壤施肥处理间的MDA含量差异不显著;喷施铜基叶面肥条件下,控释肥加保水剂处理较普通肥处理MDA含量升高了13.9%,与其他施肥处理差异均不显著。在相同的土壤施肥条件下,喷施铜基叶面肥处理辣椒叶片的MDA含量较喷清水无显著差异(控释肥加保水剂处理除外)。因此可以认为,喷施铜基叶面肥或控释肥或控释肥加保水剂不会造成植物组织中MDA的积累,能够维持叶片的正常生理生化功能,进而不会对辣椒造成毒害。这里值得注意的是,铜基叶面肥与控释肥和保水剂配施会导致植物叶片MDA的含量明显升高,究其原因可能是由于保水剂的添加使叶片水势降低得少,蒸腾进程变化小[29],导致植物体内铜离子泄漏[30],进而使CAT活性和MDA含量升高,说明铜基叶面肥与控释肥加保水剂配施可能对辣椒叶片膜系统造成伤害。

表5 不同处理辣椒叶片超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶及丙二醛含量

2.4 不同处理对辣椒果实品质的影响

果实中影响着色的物质主要有酚类物质、类黄酮和花青苷等[27]。由表6可以看出,各处理辣椒果实中类黄酮和总酚的相对含量变化趋势相同,无论在土壤施肥条件下,还是在叶面喷肥条件下,均以喷清水不施肥的对照(CKW-NF)处理含量最高,在不施肥的条件下,喷施铜基叶面肥可显著减少果实类黄酮和总酚的相对含量,其中以不施肥处理下降最多,与喷清水相比分别减少了58.8%和73.3%,而控释肥加保水剂处理下降最少,分别减少了11.2%和12.5%,说明铜基叶面肥的施用有可能使果实色素相对含量降低。对辣椒果实色素指标与土壤及植株养分含量的相关分析结果表明(表7),辣椒果实中类黄酮和总酚的相对含量与果实全氮含量呈极显著负相关,说明果实中的氮含量与辣椒的色素指标密切相关。

表6 不同处理对辣椒果实品质的影响

在相同土壤施肥条件下,喷施铜基叶面肥较喷清水各处理均可显著提高辣椒果实中可溶性蛋白含量,以喷施铜基叶面肥配施控释肥加保水剂(CBFF+CRF+W)处理最高,与喷清水相比可溶性蛋白含量提高了175.2%;在喷施铜基叶面肥条件下,控释肥加保水剂处理与其他处理差异显著,分别比不施肥、施普通肥、单施控释肥处理增加了92.3%、11.4%、10.5%,单施控释肥处理与普通肥处理差异不显著;喷清水条件下可溶性蛋白的增加量与喷施铜基叶面肥各处理一致。统计分析结果(表7)表明,辣椒果实的可溶性蛋白含量与果实全铜、土壤有效铜、土壤有效铁以及土壤有效磷呈显著正相关,说明喷施铜基叶面肥和控释肥加保水剂可显著提高果实中可溶性蛋白的含量。喷清水条件下,单施控释肥处理和控释肥加保水剂处理辣椒果实的维生素C含量比不施肥处理高,说明土壤施肥可使果实中维生素C含量提高,但比普通肥处理分别减少了19.4%、32.7%,其原因:一是可能由于控释肥及控释肥加保水剂处理中的辣椒果实产量高对辣椒果实的维生素C含量产生稀释效应;二是果实中维生素C含量与果实全钾含量呈显著负相关(表7),土壤施控释肥可提高肥料利用率,促进植物吸收钾元素,这也可能导致其维生素C含量减少。喷铜基叶面肥条件下,控释肥加保水剂处理维生素C含量最高,较喷清水处理提高了58.8%;不施肥条件下喷施铜基叶面肥果实维生素C含量显著增加70.4%,控释肥条件下果实维生素C含量提高12.8%,普通肥条件下叶面喷施铜基叶面肥其维生素C含量差异不显著。

表7 辣椒果实品质指标与土壤及植株养分含量的相关性(n=8)

3 讨论

本试验结果表明,铜基叶面肥对辣椒产量的提高与喷清水相比达到了极显著水平,铜可以提高作物产量,与前人研究一致[31-34],这是由于铜作为高等植物生长发育过程中所必需的重要微量营养元素,在较低浓度下对植物生长发育有促进作用;另外更重要的原因是铜对辣椒植株的一些真菌、细菌病害具有预防保护作用,大大减轻植物病害以利于增产。与控释肥配合施用后,辣椒的产量仍显著增加,尤以喷施铜基叶面肥土施控释肥加保水剂的产量最高,土施控释肥次之,说明氮、铜及其交互作用对作物增产效应都达到了显著水平[35],杨秋云等[36]还认为,低磷条件下,磷、铜对小麦产量和植株养分含量有相互促进作用。辣椒是一种需水需肥量大的蔬菜,控释肥与保水剂配施可使植物的生物量在所有处理中最高,可见二者相互作用养分齐全,肥效持久,其保水保肥能力强,增产效果最明显[37],且保水剂结合微量矿质元素可改善钼、铜、铁、锌各元素的营养效应[38],促进植物生长达到增产作用。

人类和一些灵长类动物由于体内合成维生素C的最后一个酶发生了突变,需要从膳食中摄取维生素C[43]。鉴于维生素C有清除生物体内活性氧,调控细胞生长和分裂等重要的生物学功能,提高膳食(蔬菜、水果等)中的维生素C含量和利用维生素C增强作物抗逆能力的研究显得尤为重要[44]。本试验得出,在相同的土壤施肥条件下,叶片喷施铜基叶面肥后,各处理的辣椒果实维生素C含量较喷清水明显升高,土壤施用普通肥处理除外。但在喷清水条件下,普通肥处理下的辣椒果实维生素C含量最高。 汤丽玲等[45]认为,不同形态的氮素对蔬菜维生素C含量的影响也不同,与硝态氮相比,铵态氮会明显降低蔬菜维生素C含量。虽然土壤单施控释肥和控释肥加保水剂较普通肥处理的维生素C含量有所减少,但在与铜基叶面肥配施后,果实中维生素C含量显著升高,这表明在施用化学氮肥的基础上,配施铜肥可提高维生素C含量[46],由此说明铜基叶面肥与控释肥或控释肥加保水剂配施后有利于促进辣椒果实中维生素C含量的增加。另外,氮参与植物体内主要代谢过程,参与蛋白质等主要成分的形成,铜是超氧化物歧化酶的重要组成部分,同样参与氮素代谢,微量元素与氮肥配施促进了植株氮的吸收和向果实的运转,相应地减少了无效碳水化合物在果实中的积累[47],因此铜基叶面肥与控释肥配施还可显著增加蛋白质含量,这与前人研究一致[34]; 尤以在土壤添加保水剂的控释肥处理中效果最优,这是因为保水剂的施用可明显增加植物体内氮素含量,说明保水剂能提高植物对氮素的吸收[48]。

果蔬组织中大量存在酚类物质、类黄酮类和花青素等植物次生代谢产物,它们与果蔬的色泽发育、品质和风味形成、成熟衰老过程、组织褐变、抗逆性和抗病性代谢等作用密切相关[20]。本研究发现,喷施铜基叶面肥辣椒果实中类黄酮和总酚的相对含量相应减少,这是由于喷施铜基叶面肥后使辣椒单株结果数高于喷清水处理,结果数多和产量的增加对辣椒植株体内的酚类、类黄酮类物质的含量产生稀释效应,会影响果实着色和光合作用,因为光照强度也是影响茄果类蔬菜类黄酮和总酚含量增加的一个重要因素[49];另有研究表明,锌对提高菊花花中的总黄酮作用显著,缺锌使菊花总黄酮的生成和累积受到阻碍[50]。同时在相同的土壤施肥条件下,喷施铜基叶面肥虽然会降低果实色素指标的含量,但喷施叶面肥与土壤施肥相配合下,土壤不施肥处理果实色素指标下降的幅度远大于土壤施控释肥加保水剂处理,说明在一定范围内,施氮肥可显著提高果实类黄酮、总酚的有效成分含量[51],但铜基叶面肥对果实色素指标的负效应大于控释肥的正效应。

植物体内丙二醛的积累在一定程度上可反映体内自由基活动的状态,丙二醛含量越多,羟基自由基和超氧阴离子自由基可能越多[52],通过对辣椒叶片抗氧化系统的分析表明,叶片丙二醛含量在土壤施肥和叶片喷施铜基叶面肥各处理中无显著差异,但在叶片喷施铜基叶面肥条件下,控释肥加保水剂处理的丙二醛含量明显高于普通肥处理,本试验还得出在叶片喷施铜基叶面肥土施控释肥加保水剂处理的叶片超氧化物酶活性最高,当植株体内的活性氧平衡受到破坏时,其清除系统尤其是抗氧化酶类则会表现出相应的应激反应[53-54],即超氧化物酶活性的升高可限制丙二醛含量增多导致的潜在氧伤害。同时,植物体内也存在清除这些活性氧的多种途径。过氧化物酶和过氧化氢酶与超氧化物歧化酶同是植物细胞中抗氧化代谢的关键酶,也是植物体内消除超氧阴离子自由基和过氧化氢的重要酶类[55]。本试验中,施控释肥加保水剂处理下的辣椒叶片过氧化物酶活性显著提高,过氧化氢酶活性明显降低,说明适当的水肥供应可相应提高植株这两种酶的活性,这与孙永健等的研究结果一致[56],由此说明保水剂与控释肥配施在调节抗氧化酶活性方面起着重要作用。在喷施铜基叶面肥后,辣椒叶片中超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性显著提高,说明在一定范围内微量元素铜的增加可以诱导植物体内抗氧化酶活性的增加而降低氧化伤害的程度,因为铜作为多种酶的辅基而参与呼吸代谢,将呼吸代谢底物的电子传递到分子氧,形成水或过氧化氢[57]。叶片衰老是植物生长发育的必经阶段,但早衰有可能限制植物的高产和品质改善,有学者认为生物体衰老过程是活性氧代谢失调与累积的过程,氧自由基伤害直接影响到植物衰老过程,也影响到植物体内可溶性蛋白、丙二醛等一系列生理指标的变化,而超氧化物歧化酶、过氧化物酶和过氧化氢酶等保护酶类在植物体内协同作用,维持活性氧的代谢平衡,保护膜结构,从而延缓衰老[56]。本研究中铜基叶面肥、控释肥或添加保水剂的控释肥单独施用以及铜基叶面肥与控释肥的配合施用在某种程度上可延缓叶片衰老,但铜基叶面肥与添加保水剂的控释肥的配合施用与上面结论不一致,对作物的抗病、抗衰老机制需进一步验证。

4 结论

施用控释肥(N-P2O5-K2O的比例为21-9-16)与普通肥相比,两年试验的增产率最高的可达26.0%,将控释肥与保水剂(2 ‰)掺混施用,其增产率最高可达39.8%。控释肥与普通肥相比,果实中总酚含量增加了38.9%,叶片保护酶超氧化物歧化酶活性提高了169.4%,添加保水剂的控释肥与普通肥相比,果实中可溶性蛋白增加了33.4%,叶片超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性分别提高了174.2%和43.1%,更好地满足了辣椒正常生长的需要。

铜基叶面肥与添加保水剂的控释肥配合施用后,其产量在所有处理中达到最高值,2011年达到617.6 g/pot,2012年达到510.7 g/pot,铜基叶面肥与控释掺混肥次之。在本试验的各组合处理中,铜基叶面肥与添加保水剂的控释肥的组合可使辣椒果实中铜含量达到人体所需铜量的要求,同时可使果实中维生素C和可溶性蛋白含量分别达到493.2 mg/kg,FW和76.21 mg/g,FW,使叶片保持较高的超氧化物歧化酶活性,因此该组合在保证辣椒产量提高的同时又显著改善了品质。

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