叶面喷施黄腐酸可缓解菠菜硝酸盐胁迫,提升营养品质

《Scientific Reports》:Response of amino acids, phenolic acids, organic acids, and mineral elements to fulvic acid in spinach (Spinacia oleracea L.) under nitrate stress

【字体: 时间:2025年03月20日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究黄腐酸(FA)对硝酸盐胁迫下菠菜代谢物及矿质元素的影响,研究发现 FA 能促进营养物质积累,提升菠菜品质。

  # 叶面喷施黄腐酸:菠菜应对硝酸盐胁迫的 “秘密武器”
在蔬菜的世界里,菠菜凭借丰富的营养和独特的风味,深受人们喜爱,被誉为 “营养模范生”。它富含多种维生素、矿物质、氨基酸等营养成分,是人们餐桌上的常客。然而,随着农业生产追求高产量,大量氮肥的使用让菠菜面临着严峻的挑战 —— 硝酸盐胁迫。这不仅影响菠菜的生长发育,降低其品质和安全性,还可能危害人体健康。就像给菠菜的生长之路设置了重重障碍,让它难以展现出最佳的营养价值。
为了帮助菠菜冲破这些障碍,甘肃农业大学的研究人员挺身而出,开展了一项关于 “Response of amino acids, phenolic acids, organic acids, and mineral elements to fulvic acid in spinach (Spinacia oleracea L.) under nitrate stress” 的研究。他们深入探索在硝酸盐胁迫下,黄腐酸(FA)对菠菜的影响,致力于为菠菜的优质种植找到新的方向。该研究成果发表在《Scientific Reports》上,为农业生产提供了重要的理论支持。

在这项研究中,研究人员主要运用了液相色谱 - 质谱联用技术(LC - MS)和湿消化法。他们用 LC - MS 分析菠菜的代谢产物,通过湿消化法处理样本后,使用原子吸收光谱仪等测定矿质元素含量,以此来探究 FA 对菠菜的作用。

研究结果主要从以下几个方面呈现:

  1. FA 对菠菜生物量的影响:硝酸盐胁迫显著降低了菠菜的鲜重和干重,就像是给菠菜的生长按下了 “减速键”。而 FA 的应用则显著缓解了这种生长抑制,增加了菠菜的鲜重和干重,帮助菠菜重新找回生长的活力,表明 FA 能够促进硝酸盐胁迫下菠菜的正常生长。
  2. FA 对菠菜氨基酸含量的影响:硝酸盐胁迫导致菠菜叶片中总氨基酸含量下降,多种氨基酸含量发生变化。而 FA 处理后,总氨基酸含量增加,部分氨基酸如苏氨酸、天冬酰胺等含量显著上升。同时,研究发现氨基酸积累与菠菜鲜重、干重存在相关性,这意味着 FA 通过促进氨基酸积累,提升了菠菜的营养价值。
  3. FA 对菠菜酚酸含量的影响:硝酸盐胁迫对菠菜酚酸含量有增有减,而 FA 抑制了部分酚酸含量的下降,并进一步增加了一些酚酸的含量。例如,原儿茶酸、对羟基苯甲酸等酚酸在 FA 处理后含量上升。这表明 FA 可能通过激活相关酶的合成,增强菠菜的抗氧化能力,促进了酚酸的积累。
  4. FA 对菠菜有机酸含量的影响:硝酸盐胁迫使菠菜的草酸、酒石酸和苹果酸含量增加,抗坏血酸含量降低。FA 处理后,酒石酸、苹果酸、柠檬酸和抗坏血酸含量上升,草酸含量下降。这说明 FA 能够调节菠菜有机酸代谢,为植物的能量代谢和物质合成提供支持。
  5. FA 对菠菜矿质元素含量的影响:硝酸盐胁迫改变了菠菜矿质元素的含量,氮、钾、钙等元素增加,磷、镁等元素减少。FA 处理则抑制了部分元素含量的变化,增加了磷、钠、铁和锌的含量。这表明 FA 可以调节菠菜对矿质元素的吸收和分配,维持植物的正常生长。

在讨论部分,研究人员进一步分析了 FA 影响菠菜代谢的机制。氨基酸作为蛋白质的基本组成部分,对人体营养至关重要,FA 促进氨基酸积累,提升了菠菜的营养价值。酚酸具有抗氧化作用,FA 通过调节酚酸含量,增强了菠菜的抗氧化能力。有机酸参与植物的多种代谢过程,FA 对有机酸含量的调节有助于维持植物的正常生理功能。矿质元素对植物生长发育至关重要,FA 调节矿质元素组成,为植物生长提供了保障。

总的来说,这项研究揭示了 FA 在缓解菠菜硝酸盐胁迫方面的重要作用。FA 能够促进菠菜中氨基酸、酚酸、有机酸和矿质元素等营养物质的积累,减轻胁迫对菠菜的负面影响,提升菠菜的营养品质和价值。这为种植者在面对硝酸盐胁迫时,提供了一种有效的应对策略,即通过叶面喷施 FA,改善菠菜的生长状况,提高其营养价值。不过,研究也存在一定的局限性,如环境条件相对单一,与实际复杂的田间环境存在差异。未来还需要进一步开展田间试验,深入研究其分子机制和信号转导途径,以便更好地将研究成果应用于实际生产中。

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