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在温室草莓种植中,高温会影响草莓生长和果实品质,为解决此问题,研究人员开展 “低浓度 NaCl 叶面喷施对草莓影响” 的研究。结果发现,10 - 15mM NaCl 叶面喷施可提升草莓光合效率、果实营养及品质。这为温室草莓种植提供了新方法。
在水果的世界里,草莓凭借其丰富的维生素、矿物质和抗氧化物质,成为人们钟爱的水果之一。在温室中种植草莓,本可以让人们在不同季节都能品尝到这份甜蜜,然而,高温却成了草莓种植路上的 “拦路虎”。当温度超过 28℃,草莓叶片的可溶性蛋白减少,光合作用的光系统 II 反应中心失活,导致光合效率降低,果实的大小、产量和品质也大打折扣。为了找到应对高温挑战的方法,河北农业大学的研究人员展开了一项关于低浓度 NaCl 叶面喷施对草莓影响的研究,该研究成果发表在《BMC Plant Biology》上。
这项研究意义重大。一方面,以往研究发现根施低浓度 NaCl(如 40mM)虽能维持盐敏感草莓品种的产量并提升品质,但长期根施存在土壤次生盐渍化风险。另一方面,叶面喷施低浓度 NaCl 的潜在益处尚未得到充分研究,尤其是在温室高温期对果实品质的影响。因此,研究人员开展此项研究,期望找到一种既经济又有效的方法,提升温室高温期草莓的产量和品质,满足消费者对高品质草莓的需求。
研究人员采用了多种关键技术方法。在实验设计上,设置 5 种不同浓度的 NaCl 溶液(0mM、5mM、10mM、15mM、20mM),以 0.21dSm?1的地下水为基础,添加不同量的 NaCl 配制而成,并加入有机硅助剂促进渗透。实验选用草莓(Fragaria × ananassa Duch. cv. Benihoppe)植株,在果实坐果至成熟期间进行叶面喷施,每个处理设置 3 个重复,随机分配到 15 个栽培床。实验过程中,利用便携式光合作用测量系统测定草莓叶片的光合参数;采用酸消化结合高分辨率电感耦合等离子体原子发射光谱法等测定叶片和果实中的矿质元素含量;通过多种色谱分析方法测定果实的各项品质指标;运用冗余分析探究 Na、Cl 积累与生理和果实品质参数的关系。
研究结果如下:
- 草莓叶片光合效率:随着 NaCl 浓度增加,光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)先升后降,在 10mM NaCl 时达到最高,分别比对照增加 17.88%、27.71% 和 34.56%;胞间 CO2浓度(Ci)在 10mM NaCl 时最低。这表明 10mM NaCl 叶面喷施可提高草莓在高温环境下的光合效率。
- 叶片营养含量:低浓度 NaCl 叶面喷施使草莓叶片中 Na 和 Cl 显著积累,15mM NaCl 时 Na 和 Cl 含量分别比对照高 1.50 倍和 20mM NaCl 时高 2.19 倍。同时,叶片中 N、P、K、Fe、Zn、Ca 含量也呈增加趋势,15mM NaCl 时 Fe、Zn、Ca 含量达到最高,分别比对照高 32.71%、17.96% 和 17.97%。说明适宜低浓度 NaCl 能增加叶片矿质元素含量。
- 果实营养含量:低浓度 NaCl 叶面喷施使草莓果实中 Cl 积累显著增加(1.49 - 2.30 倍),而 Na 积累增幅较小。同时,果实中 K、Ca、Fe、Zn 含量下降。
- 果实重量、大小和颜色:低浓度 NaCl 叶面喷施显著增加了草莓果实的重量和大小,15mM NaCl 时果实重量和直径达到最高,分别比对照增加 35.66% 和 18.84%。果实颜色参数 L和 a也有所增加,15mM NaCl 时达到最高。表明适宜低浓度 NaCl 可促进果实生长,改善外观。
- 草莓果实中的可溶性糖及其成分:低浓度 NaCl 叶面喷施显著提高了草莓果实中总可溶性糖、葡萄糖、果糖和蔗糖的含量。15mM NaCl 时总可溶性糖含量比对照增加 15.45%;10mM NaCl 时葡萄糖、20mM NaCl 时果糖、15mM NaCl 时蔗糖含量分别比对照显著增加。说明低浓度 NaCl 能促进果实中糖分积累。
- 草莓果实中的可滴定酸度和有机酸:随着 NaCl 浓度增加,草莓果实总有机酸含量先降后升,10mM NaCl 时可滴定酸度、柠檬酸和苹果酸含量分别比对照降低 18.67%、24.23% 和 7.76%。表明 10mM NaCl 叶面喷施可有效降低柠檬酸含量,改善果实口感。
- 草莓果实中的维生素 C、总酚和总黄酮:5mM NaCl 叶面喷施对草莓果实中维生素 C、总酚和总黄酮含量无显著影响,10mM NaCl 时这些物质含量增加,15mM NaCl 时总黄酮含量显著增加。说明适宜低浓度 NaCl 可增强果实的抗氧化品质。
- Na 或 Cl 积累与理化参数的关系:冗余分析表明,草莓叶片中 Na 积累与 K、Zn、Ca、Fe 含量及 Pn、Gs、Tr 呈正相关,与 Ci 呈负相关;果实中 Cl 积累与大多数品质参数呈强正相关。说明叶面喷施低浓度 NaCl 溶液通过 Na 积累提高叶片光合效率,通过 Cl 积累改善果实品质。
研究结论和讨论部分指出,低浓度 NaCl 叶面喷施可促进草莓叶片的光合作用,增加果实重量、可溶性糖含量和次生代谢产物,提升果实品质。叶片中 Na 积累有助于维持叶水势,提高光合效率;果实中 Cl 积累通过调节渗透作用,增强果实品质。此外,研究还发现 10 - 15mM NaCl 是适宜的喷施浓度。不过,该研究也存在一定局限性,如低浓度 NaCl 叶面喷施对草莓采后品质和货架期的影响还需进一步研究。但总体而言,这项研究为温室草莓种植提供了一种有益且经济的方法,在实际生产中具有重要的应用价值,为草莓种植者应对高温挑战提供了新的思路和技术支持。