氮素形态与UV-A互作对紫叶生菜生理特性的影响

发布时间：2020-11-18 10:24

　　 为了改善紫叶生菜的产量和品质,降低硝酸盐的含量,本试验以‘中蔬紫生菜’为试验材料,采用水培营养液方式,以LED智能调光台为人工光源,通过在营养液中添加不同比例的NO_3~--N和NH_4~+-N,并在白:红:蓝光(130:120:30μmol·m~(-2)·s~(-1))的基础上添加20μmol·m~(-2)·s~(-1)的UV-A,研究了不同NO_3~--N/NH_4~+-N配比(NO_3~--N、NO_3~--N/NH_4~+-N=3:1、NH_4~+-N)与UV-A互作对紫叶生菜产量、品质、光合特性、花青素和氮素同化等方面的影响,以确定适宜的NO_3~--N/NH_4~+-N配比与UV-A剂量,旨在为植物工厂等设施环境下生产水培紫叶生菜提供理论依据及技术参数。主要研究结果如下:1、添加20μmol·m~(-2)·s~(-1) UV-A后,NO_3~--N/NH_4~+-N为3:1处理提高了紫叶生菜的生长量、光合速率、叶绿素等的含量,而在NH_4~+-N处理下,净光合速率和叶绿素荧光参数显著降低,对PSII反应中心造成伤害,产生光抑制,不利于紫叶生菜的生长。2、添加20μmol·m~(-2)·s~(-1) UV-A后,可溶性糖、可溶性蛋白、游离氨基酸、总酚和类黄酮的含量在NH_4~+-N的处理下最高,NO_3~--N/NH_4~+-N为3:1处理有助于降低紫叶生菜中硝酸盐的含量,而在NO_3~--N的处理下,硝酸盐的含量显著上升。3、20μmol·m~(-2)·s~(-1) UV-A显著促进了花青素相关合成关键酶的活性,提高了紫叶生菜花青素含量,在NO_3~--N/NH_4~+-N为3:1处理下,紫叶生菜的花青素含量显著升高,而在NO_3~--N的处理最低。4、在不同NO_3~--N/NH_4~+-N配比上,铵态氮增加了活性氧和丙二醛(MDA)含量的积累,但同时也提高了脯氨酸(Pro)、超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和过氧化氢酶(CAT)活性。添加20μmol·m~(-2)·s~(-1) UV-A显著降低了不同氮素形态下活性氧和CAT含量,而MDA含量在NO_3~--N/NH_4~+-N(3:1)处理下显著降低,但同时也提高了抗氧化酶和非酶类活性,防止膜脂过氧化。5、添加20μmol·m~(-2)·s~(-1) UV-A和NO_3~--N/NH_4~+-N为3:1处理显著提高了紫叶生菜叶片氮素同化能力,加速了氮代谢在植物体内的运转,进而提高了植物体内可溶性蛋白和游离氨基酸的含量,促进了生物量的积累。
【学位单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：S636.2
【部分图文】：

山东农业大学硕士专业学位论文13图1氮素形态与UV-A互作对紫叶生菜光合气体交换参数的影响Fig.1EffectsofnitrogenformsandUV-Ainteractionsongasexchangeparametersofpurplelettuce．同列不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05),Differentlower-caselettersinthesamecolumnindicateasignificantdifferenceamongtreatments(Duncan’smultiplerangetest,P<0.05).3.1.4氮素形态与UV-A互作对紫叶生菜叶片叶绿素荧光参数的影响由表5可看出，Fv/Fm除添加UV-A的NO3--N/NH4+-N(3:1)处理较高之外，其他各处理之间差异不显著；各处理在Fv"/Fm"中均没有显著差异；ΦPSⅡ及ETR的变化趋势一致，分别以不添加UV-A的NO3--N/NH4+-N(3:1)处理和添加UV-A的NO3--N/NH4+-N(3:1)处理高，但从整体上说不添加UV-A的处理要比添加UV-A的处理高，qP同理；这说明NO3--N/NH4+-N(3:1)处理要比单一的硝态氮或铵态氮处理更有利于提高光适应下PSII反应中心的开放比例，增强PSII中心活性，促进电子传递速率。

山东农业大学硕士专业学位论文15UV-A的NO3--N/NH4+-N(3:1)处理，高93.41%。由此说明添加20μmol·m-2·s-1的UV-A会促进氮素形态下紫叶生菜的总酚和类黄酮含量，并且在NO3--N/NH4+-N(3:1)和NH4+-N处理下呈上升趋势。图2氮素形态与UV-A互作对紫叶生菜次生代谢物的影响Fig.2EffectsofnitrogenformsandUV-Ainteractionsonsecondarymetabolitesofpurplelettuce．3.2氮素形态与UV-A互作对紫叶生菜花青素含量及相关合成酶的影响由图3可以看出，花青素含量在添加UV-A的NO3--N/NH4+-N(3:1)处理下均显著高于其他处理，分别比添加UV-A的NO3--N和NH4+-N处理高53.84%和47.49%；比不添加UV-A的NO3--N、NO3--N/NH4+-N(3:1)和NH4+-N处理高58.73%、46.19%和55.28%。花青素相关合成酶的苯丙氨酸解氨酶和查尔酮异构酶在添加UV-A处理下显著高于不添加UV-A的各氮素处理，并在NO3--N/NH4+-N(3:1)处理下最高；而类黄酮半乳糖苷转移酶的活性在不添加UV-A的各氮素处理下高。这说明添加20μmol·m-2·s-1UV-A的NO3--N/NH4+-N(3:1)处理可提高花青素含量。

氮素形态与UV-A互作对紫叶生菜生理特性的影响16图3氮素形态与UV-A互作对紫叶生菜花青素含量及相关合成酶活性的影响Fig3EffectsofnitrogenformsandUV-Ainteractionsonanthocyanincontentandrelatedsynthetaseactivityofpurplelettuce3.3氮素形态与UV-A互作对紫叶生菜抗氧化系统的影响3.3.1氮素形态与UV-A互作对紫叶生菜叶片脯氨酸、超氧阴离子自由基、过氧化氢、丙二醛含量的影响由图4可以看出，超氧阴离子自由基(O2-)、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)含量在添加UV-A的处理下显著降低，且在氮素形态下，NO3--N/NH4+-N(3:1)处理的MDA和O2-含量显著比NO3--N、NH4+-N处理低11.83%、53.37%和7.23%、37.89%，并且差异达到显著水平；脯氨酸含量在氮素形态下NH4+-N处理显著比NO3--N/NH4+-N(3:1)和NO3--N处理要高，而NO3--N/NH4+-N(3:1)处理在添加UV-A后比不添加UV-A的要高，高13.61%；在添加UV-A后NO3--N/NH4+-N(3:1)处理进一步促进脯氨酸含量合成，抑制了O2-生成速率及MDA和H2O2积累。
【参考文献】

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本文编号：2888613