臭氧水处理对大姜幼苗生理特性的影响

宋琎楠 王雅琦 孙唯航 任宏伟 于延冲 冯涛 杨洪兵 董春海

摘要：为研究臭氧水处理对大姜幼苗生理特性的影响，本试验以大姜幼苗为材料，采用1.0 mg/L臭氧水土壤浇灌和0.6 mg/L臭氧水叶片喷施处理，并对叶片SOD、POD、CAT活性、质膜透性、SPAD值和氮素含量指标进行测定。结果表明，浇灌和喷施臭氧水处理均能顯著提高大姜幼苗叶片抗氧化酶活性，显著降低叶片质膜透性，明显提高大姜幼苗的抗逆性，显著增加叶片SPAD值和氮素含量，明显提高大姜幼苗叶片光合能力。叶片喷施臭氧水处理效果更好。

关键词：大姜幼苗；臭氧水；浇灌；喷施；生理特性

中图分类号：S632.501文献标识号：A文章编号：1001-4942（2018）03-0050-03

Abstract In order to study the effects of ozone water treatment on physiological characteristics of ginger seedlings， the seedlings from Gaomi Wulong River farm in Shandong Province were used as the experimental materials， and two treatments were set， which were soil irrigation treatment with ozone water at 1.0 mg/L and leaf spraying treatment with ozone water at 0.6 mg/L. Then the SOD， POD， CAT activity， membrane permeability， SPAD value and nitrogen content in ginger seedlings were determined. The results showed that the irrigation and spraying of ozone water treatments could both significantly increase the antioxidant enzyme activity in leaves， significantly decrease the leaf membrane permeability and obviously improve the stress resistance of ginger seedlings； they also could significantly increase the leaf SPAD value and nitrogen content， and obviously improve the leaf photosynthetic capability of ginger seedlings. The effects of the leaf spraying treatment were better.

Keywords Ginger seedlings； Ozone water； Irrigation； Spraying； Physiological characteristics

大姜（Zingiber officinale Roscoe）又称生姜，是姜科、姜属多年生草本植物，其根茎具有刺激性香味，可作为一种调味剂。我国是世界上最大的大姜生产国，也是主要的出口国，年出口量占世界总出口量的40%。研究表明，栽培状况和病虫害是限制大姜高产的重要因素[1]，在栽培状况方面，栽培方式和庇荫程度是否得体是影响大姜产量的重要因素[2]；在病虫害防治方面，生物防治作为主要防治手段已开始应用[3]。臭氧（O3）是一种刺激性气体，因其强大的氧化性而具有杀菌消毒作用，农业生产上常用来进行病虫害防治。臭氧溶于水后一部分与水分子结合生成氧化性更强的基团，使得臭氧水具有更强的氧化性，能够加速有害物质的氧化降解过程，臭氧本身又具有易分解的特点，不存在二次污染，因而会达到一种无污染的生态平衡[4，5]。本研究以大姜幼苗为材料，采用臭氧水土壤浇灌和叶片喷施两种处理方式，比较两种处理方式对大姜幼苗生理特性的影响，为臭氧水在农业生产中的高效利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为山东省高密市五龙河农场农业科技有限公司提供的大姜幼苗。

1.2 试验设计

采用土壤浇灌和叶片喷施方式进行臭氧水处理，以清水浇灌土壤为对照，自然光照，常规管理，各处理设3次重复。

臭氧水土壤浇灌方法：定植前采用1.0 mg/L臭氧水进行土壤浇灌处理，以浇透为准，定植30 d后再用同样浓度臭氧水浇灌1次，后隔7 d测定相关指标。

臭氧水叶片喷施方法：叶片喷施臭氧水浓度为0.6 mg/L，在幼苗生长20、30 d各喷施1次，后隔7 d测定相关指标。

1.3 生理指标测定

SOD活性采用NBT光还原法测定[6]；参照刘筱等[7]的方法测定POD活性；参照何冰等[8]的方法测定CAT活性；参照郑险峰等[9]的方法测定质膜透性；采用PJ-4N型四参数植物营养测定仪测定SPAD值和氮素含量。

1.4 数据处理

采用Microsoft Office Excel 2003和SPSS 17.0 软件处理和分析数据，采用成组数据t检验方法进行数据差异显著性分析[10]。

2 结果与分析

2.1 臭氧水处理对大姜幼苗叶片抗氧化酶活性的影响

由表1可见，浇灌臭氧水后，叶片中SOD和POD活性显著增加，分别比对照增加58.50%和32.14%，SOD活性增加幅度较大，而CAT活性与对照相比无显著变化；喷施臭氧水后，叶片中SOD、POD和CAT活性均显著增加，分别比对照增加37.76%、127.65%和131.12%，POD和CAT活性增加幅度较大。

2.2 臭氧水处理对大姜幼苗叶片质膜透性的影响

表2显示，土壤浇灌和叶片喷施臭氧水后，叶片质膜透性均显著降低，分别比对照降低了48.39%和41.93%。叶片质膜透性的降低从侧面反映了臭氧水处理可明显提高大姜幼苗的抗逆性。

2.3 臭氧水处理对大姜幼苗叶片SPAD值和氮素含量的影响

从表3看出，土壤浇灌和叶片喷施臭氧水后，叶片SPAD值显著增加，分别比对照增加21.69%和30.52%，氮素含量也显著增加，分别比对照增加17.49%和24.49%，其中，叶片喷施处理增加幅度较大。说明臭氧水处理对提高大姜幼苗叶片SPAD值和氮素含量有明显效果。

3 讨论与结论

SOD、POD和CAT是维持生物自由基平衡的重要物质，三者协调一致才会使生物体内自由基维持在一个较低水平上，从而控制自由基的毒害作用[11]。本研究中，土壤浇灌臭氧水后大姜幼苗叶片SOD和POD活性极显著增加，SOD活性增加幅度较大；而叶片喷施臭氧水后大姜幼苗叶片SOD、POD和CAT活性均极显著增加，POD和CAT活性增加幅度较大。说明臭氧水处理均能显著提高大姜幼苗叶片抗氧化酶活性，叶片噴施臭氧水处理效果更好。

质膜透性，是反映植物抗逆性强弱的重要指标之一，当细胞膜的结构与功能遭到伤害时，其相对电导率会升高，表现为质膜透性的增加[12]。本研究中，臭氧水处理后大姜幼苗叶片质膜透性均极显著降低，说明臭氧水处理可提高大姜幼苗的抗逆性。

叶绿素含量影响植物光合作用，而SPAD值与叶绿素含量呈正相关，故SPAD值是反映植物光合作用强弱的指标[13]；氮素是植物进行光合作用的能源物质，是光合作用的原料，研究表明，氮素对植物光合作用具有明显的促进作用[14]。本研究中，臭氧水处理后大姜幼苗叶片SPAD值和氮素含量显著增加，且叶片喷施处理增加极显著，说明叶片喷施臭氧水处理对提高大姜幼苗叶片光合能力效果更好。

综上所述，臭氧水处理均能显著提高大姜幼苗叶片抗氧化酶活性，显著降低大姜幼苗叶片质膜透性，明显提高大姜幼苗的抗逆性；显著增加大姜幼苗叶片SPAD值和氮素含量，明显提高大姜幼苗叶片光合能力，叶片喷施臭氧水处理效果更好。

参 考 文 献：

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