UV- B 輻射對(duì)生菜表形指標(biāo)和糖類(lèi)物質(zhì)的影響

聶 鑫 李 響＊

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，黑龍江 大慶 163319）

太陽(yáng)輻照是地球及地球上的生命賴(lài)以生存的能量源泉。但是，太陽(yáng)光譜中也存在著危害性物質(zhì)，科學(xué)家稱(chēng)之為“紫外線(xiàn)(ultraviolet，UV)”[1]。臭氧層是大氣平流層中臭氧濃度最大處，是地球的一個(gè)保護(hù)層，太陽(yáng)紫外線(xiàn)輻射大部被其吸收，從而避免紫外線(xiàn)過(guò)多對(duì)地球生物帶來(lái)的傷害。但是，1987 年聯(lián)合國(guó)發(fā)布的《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書(shū)》指出隨著工業(yè)發(fā)展和科技的進(jìn)步，導(dǎo)致世界氣候發(fā)生了很大的變化，最后導(dǎo)致了臭氧層的空洞。植物是光合自養(yǎng)型有機(jī)體，因此必須不斷適應(yīng)環(huán)境條件的變化[2]。地表UV-B 輻射強(qiáng)度的加劇，使得UV-B輻射作為脅迫因子將導(dǎo)致植物適應(yīng)環(huán)境的機(jī)制發(fā)生改變。UV-B輻射對(duì)植物的影響具有累積效應(yīng)，輻射時(shí)間越長(zhǎng)，對(duì)植物的影響也就越大。植物通過(guò)自身一系列生理代謝活動(dòng)的變化，適應(yīng)或抵抗環(huán)境中UV-B 輻射的變化[3]。植物特殊營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)與人類(lèi)健康關(guān)系密切。

1 材料與方法

1.1 材料

生菜品種為美國(guó)大速生生菜，這種生菜在北方被廣泛種植，所以具有很強(qiáng)的代表性。

1.2 表形指標(biāo)測(cè)定

對(duì)4 個(gè)不同UV-B 劑量處理且分別恢復(fù)3d、5d、10d、15d 的生菜，以及相應(yīng)的對(duì)照，共20 個(gè)處理植物進(jìn)行取樣，采用用葉面積儀（浙江托普儀器有限公司）測(cè)量生菜最大葉片的葉面積，同時(shí)用尺子測(cè)量葉展度，每個(gè)處理至少3 個(gè)重復(fù)。

1.3 蔗糖含量的測(cè)定

稱(chēng)取葉片鮮樣1.0g 反復(fù)研磨成漿，用6-7ml 80%乙醇溶液轉(zhuǎn)入10ml 的試管中，將試管放入80℃的水浴盆中20min。加熱后放入離心機(jī)（4000r）5min 進(jìn)行離心，離心后取上清液加入到25ml 的試管中。再將6-7ml 的80%乙醇加入到10ml 試管的殘?jiān)欣^續(xù)按照上面步驟進(jìn)行加熱和離心，完成后取上清液加入到剛才的25ml 的試管中。吸取0.4ml 的乙醇提取液后加入0.2ml 2mol/L 的NaOH 溶液，放在100℃的水浴鍋中沸煮5min，冷卻加入2.8 ml 30% HCL 溶液后再加入0.8ml 0.1%的間苯二酚且搖勻，在80℃的水浴鍋中煮10min，冷卻后放在480nm 波長(zhǎng)下比色測(cè)定吸光值。帶入標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)和公式后得出蔗糖含量[4-5]。

2 結(jié)果與分析

2.1 UV-B 輻射對(duì)生菜葉面積的影響

生菜的葉面積可以反映出生菜的生長(zhǎng)狀態(tài)，生菜的葉面積與生菜的鮮重呈正相關(guān)趨勢(shì)。如圖1 所示，UV-B 輻射處理2h、4h、6h 和8h 等4 個(gè)處理，在處理后UR3 d、UR5 d、UR10 d 和UR15 d 時(shí)生菜葉面積變化趨勢(shì)基本一致，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，生菜葉面積不斷減小，4 個(gè)輻射處理在4 個(gè)恢復(fù)時(shí)間差異的顯著性不同。UR3 d 和UR5 d 生菜各處理間的葉面積差異不是十分明顯，這可能是因?yàn)樵诮?jīng)過(guò)UV-B 輻射后，UV-B 對(duì)生菜產(chǎn)生巨大傷害，葉面出現(xiàn)枯萎和變黃的跡象，每組處理都受到了UV-B 輻射的影響，所以差異不是十分顯著。UR3 d 和UR5 d后，U0 與U2、U2 與U4、U6 與U8 處理間生菜葉面積差異不顯著；UR15 d 時(shí)，U0、U4、U6 和U8 間差異顯著，U0 與U2、U2 與U4 間差異不顯著。上述結(jié)果表明，UV-B 輻照處理對(duì)生菜葉面積產(chǎn)生顯著影響，在不同恢復(fù)時(shí)間內(nèi)生菜葉面積恢復(fù)程度不同，在輕度處理組（U2 和U4）中U2 處理能夠完成有效的恢復(fù)；嚴(yán)重組（U6 和U8）中U8 處理?yè)p傷嚴(yán)重，恢復(fù)困難。

圖1 不同UV-B 處理生菜葉面積變化

2.2 UV-B 輻射對(duì)生菜葉展度的影響

由于生菜生長(zhǎng)的葉片呈分散裝，所以生菜的葉展度是反映生菜外形長(zhǎng)相的一項(xiàng)重要指標(biāo)。如圖2 所示，與未處理對(duì)照相比，不同劑量UV-B 輻射對(duì)生菜葉展度發(fā)生了不同程度的影響。UR3 d 時(shí)，U0 與U2 和U4 之間差異顯著、U0 與U4 和U6、U2 和U4 與U6 和U8 間差異顯著，但是整體差異性不是十分顯著，這可能與葉面積一樣，在經(jīng)過(guò)UV-B 輻射恢復(fù)3 天時(shí)，由于生菜都受到了輻射的影響，但是由于恢復(fù)時(shí)間較短所以各處理間的差異性不是十分顯著，但是即使劑量極小的UV-B 處理也會(huì)對(duì)生菜的表形指標(biāo)產(chǎn)生影響；UR5 d 與UR3 d 基本相似，而且U6 和U8 間差異顯著；恢復(fù)UR10 d 和UR15 d 時(shí)生菜的葉展度均發(fā)生明顯的恢復(fù)，其中UR15 d 時(shí)U0 與U2、U2 與U4、U4 與U6、U6 與U8 間差異不顯著，與UR3 d 情況比較顯著恢復(fù)主要體現(xiàn)在U0 與U2、U4 與U6 間由差異顯著轉(zhuǎn)變?yōu)椴伙@著。結(jié)果表明，隨著UV-B 輻射的增加，生菜的葉展度明顯下降，這種影響貫穿整個(gè)恢復(fù)期，但是從UR10 d 開(kāi)始發(fā)生了不同程度的恢復(fù)，隨恢復(fù)時(shí)間延長(zhǎng)UV-B 輻照對(duì)生菜葉展度影響逐漸減小。

圖2 不同UV-B 處理生菜葉展度變化

2.3 UV-B 輻射對(duì)生菜蔗糖含量的影響

蔗糖作為植物體內(nèi)主要的運(yùn)輸性糖，其形成與植物光合作用密不可分。如圖3 所示，隨著輻射時(shí)間的增加，生菜葉蔗糖含量呈先上升再下降的趨勢(shì)，且在UR3 d、UR5 d、UR10 d 和UR15 d 恢復(fù)期4 個(gè)處理間均差異顯著。盡管生菜可溶性總糖、還原性糖和非還原性蔗糖對(duì)不同劑量輻射響應(yīng)趨勢(shì)基本相似，但是不同處理引起糖含量變化的幅度不同，從高到低依次為還原性糖、蔗糖和可溶性總糖。表明UV-B 輻照過(guò)程中化學(xué)性質(zhì)活潑的還原性糖參與代謝轉(zhuǎn)化應(yīng)答的頻度更高?？v觀整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程，U4 的蔗糖含量在UR3 d、UR5 d、UR10 d 和UR15 d 時(shí)均為最高值。在UR3 d、UR5 d、UR10 d 和UR15 d 的4 個(gè)恢復(fù)期U2 和U4 處理生菜蔗糖含量較對(duì)照顯著增加，U6 和U8 處理蔗糖含量顯著降低。表明，U2 和U4 劑量UV-B 輻照有助于增加生菜蔗糖含量，U6 和U8 降低了生菜的蔗糖含量。

圖3 不同UV-B 處理生菜蔗糖變化

3 討論

由于生菜在經(jīng)過(guò)UV-B 輻射后，各項(xiàng)生長(zhǎng)指標(biāo)受到嚴(yán)重影響[6-10]，與煙草經(jīng)過(guò)UV-B 輻射現(xiàn)象相似，葉片變的枯萎嚴(yán)重的甚至出現(xiàn)生長(zhǎng)緩慢的現(xiàn)象[11-14]，為將UV-B 輻射技術(shù)可以投入到正常的生產(chǎn)實(shí)踐中去，本文對(duì)影響生菜產(chǎn)量的葉面積、葉展度進(jìn)行了仔細(xì)的數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)生菜在經(jīng)過(guò)UV-B 輻射處理后，隨著恢復(fù)時(shí)間的增加，與未經(jīng)過(guò)UV-B 輻射處理生菜的表形指標(biāo)差距逐漸減少，在恢復(fù)15 d 后，U0 與U2、U4 的鮮重差距極小，這也表明其產(chǎn)量受到的影響隨著恢復(fù)時(shí)間的增加也會(huì)逐漸降低，所以本文所闡述的通過(guò)UV-B 輻射改善生菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的觀點(diǎn)是完全可行的。

4 結(jié)論

本文以生菜為試驗(yàn)材料，通過(guò)不同強(qiáng)度的UV-B 輻射進(jìn)行照射，得出以下結(jié)論：隨著UV-B 輻射強(qiáng)度的增加，生菜葉展度、葉面積不斷下降，且隨著UV-B 輻射的增加下降幅度增大。生菜在受到UV-B 輻射時(shí)，由于植物的應(yīng)激性產(chǎn)生了大量的次生代謝物，使得蔗糖含量有明顯的變化，大體都呈現(xiàn)先上升再下降的趨勢(shì)。

從本文中可以看出，生菜在經(jīng)受UV-B 輻射4h 的時(shí)候，蔗糖含量達(dá)到整個(gè)試驗(yàn)階段的最高值，最后，從生菜的產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)兼顧的角度考慮，我們認(rèn)為UV-B 輻射處理4h 的處理可以用于棚室綠色保健蔬菜栽培。