有机栽培对葡萄叶片生理生化特性的影响

摘 要：为探究有机栽培对巨峰葡萄叶片生理生化指标的影响，分别对‘巨峰’葡萄开花期、幼果期、转色前期、转色期、成熟期的叶片中叶绿素的含量和抗氧化系统中SOD、POD、CAT几种酶的活性进行了测定。结果发现，有机栽培条件下的葡萄叶片的叶绿素和MDA的含量高于对照，而SOD、POD、CAT几种酶的活性则低于对照组。由此表明，有机栽培对巨峰葡萄叶片的生理生化特性有较大影响。

关键词：有机栽培；葡萄叶片；生理生化指标

葡萄属葡萄科（Vitaceae）葡萄属（V atas L.）植物，起源于黑海和地中海沿岸，品种繁多，分布广泛[1]，是国内外广泛栽培的果树之一[2]。通常高温、干旱、水涝、低温及栽培条件都能影响植物生理生化指标的变化。目前国内外对葡萄逆境生理的研究主要集中在干旱胁迫、水分胁迫、高温胁迫和盐胁迫[3-6]等，但是对栽培条件引起的植物生理生化指标的变化没有太多的报道。

有机栽培就是在葡萄栽培过程中不使用任何化肥，不使用任何有害农药和各类植物生长调节剂，而采用生物和物理方法进行除草和防治害虫，一切都要遵循自然规律和生态学原理的一种栽培技术[7]。常规栽培在栽培过程中喷施各种化学农药（如除草剂，杀虫剂等）和各种激素（如乙烯，脱落酸等）。本文测定了‘巨峰’葡萄开花期、幼果期、转色前期、转色期、成熟期的叶片中叶绿素的含量和抗氧化系统中SOD、POD、CAT几种酶的活性，以明确有机栽培对巨峰葡萄叶片生理生化特性的影响。

1 材料和方法

1.1 试验材料

试验于2013～2014年在浙江省慈溪市新浦镇现代农业园区的葡萄连栋大棚内进行。选生长势基本一致的3年生巨峰葡萄作为试材，成熟期在7月下旬，种植在单棚长75 m、棚宽5 m、顶高3.5 m的大棚内，平棚架式，栽植2行，株行距为1.5 m×2.5 m。有机栽培采用目前广泛使用的有机基质进行，整个生产过程中不使用膨大剂、化肥和农药，而按常规栽培模式进行。各处理间设置隔离行，以防干扰试验。试验采用随机区组，重复3次，每个处理5株葡萄。分别在葡萄开花期、幼果期、转色前期、转色期、成熟期在枝条的相同位置开始取叶片，用冰盒带回实验室，贮于-80℃超低温冰箱，备用。

1.2 叶片生理生化特性测定

叶绿素的测定采用丙酮乙醇混合液提取法，参考孙俊宝[8]的方法；SOD 的测定采用氮蓝四唑法[9]；CAT 的测定采用紫外吸收法[9]；MDA的测定采用硫代巴比妥酸法[9]；POD的测定采用愈创木酚法[9]。

1.3 数据分析

用Excel作图，SSPS 17.0统计软件进行方差分析和差异性显著分析[10]。

2 结果与分析

2.1 有机栽培对葡萄叶片叶绿素含量的影响

由图1可看出，在开花期，2种栽培条件下叶绿素含量相差不大，到转色期有机栽培下的葡萄叶片中叶绿素的含量明显高于对照组，可能是因为对照组受到农药胁迫叶绿素的含量有所下降[11]。

2.2 有机栽培对葡萄叶片抗氧化系统的影响

2.2.1 有机栽培对SOD、POD、CAT活性的影响。由图2～4可知，葡萄叶片的SOD的活性对照组明显高于有机栽培组，原因可能是对照组在栽培过程中喷施了化学农药，农药造成细胞内活性氧代谢平衡受到破坏而导致自由基的产生，过剩的自由基可引起或加剧膜脂过氧化作用，从而导致植物体内SOD、POD和CAT活性的升高。

2.2.2 有机栽培对MDA活性的影响。从图5可知，对照组从转色期开始MDA的积累量明显下降，而且低于有机栽培，且差异达到显著水平。

3 讨论

叶绿素作为光合作用中最重要的色素分子参与光能的吸收、传递和转化。其中叶绿素的含量高低可以反映光合功能的强弱，在光合作用的光吸收中起核心作用，因此叶绿素的含量变化可以在一定程度上反应植物受胁迫的程度。如从杀虫剂对植物的毒性影响来看，杀虫剂能导致叶绿素含量的下降，据Perona等人报道，乐果等杀虫剂可以导致 Anabaena PCC7119 藻叶绿素a含量下降[12]，本文中经测定有机栽培的葡萄叶片中叶绿素的含量高于常规栽培，这可能是由于常规栽培过程中喷施的化学农药降低了叶绿素的含量。

SOD、POD、CAT 等酶类是细胞抵御活性氧伤害的重要保护酶系统，它们能在逆境胁迫时清除超氧自由基、过氧化氢和过氧化物以及阻止或减少羟基自由基形成[13-15]。正常情况下，H2O2在生物体内的含量很少，其产生和清除处于动态平衡状态。本实验中，测定得常规栽培下的葡萄叶片中的SOD、POD和CAD酶的活性大于有机栽培，可能的原因是常规栽培因使用各种化学农药等与有机栽培相比对植物是一种逆境胁迫，在胁迫条件下会使H2O2积累，从而诱导植物体内活性氧清除系统启动，从而使上述几种酶的活性升高。

MDA 是膜脂过氧化作用的主要产物之一，具有很强的细胞毒性，对膜和细胞中的许多生物功能分子如蛋白质、核酸和酶等均有很强的破坏作用，并参与破坏生物膜的结构与功能[15]。实验研究表明，有机栽培的葡萄叶片中MDA的含量高于常规栽培，可能是因为常规栽培的葡萄果树喷施了防止细胞膜脂过氧化的化学药物，如喷施的脱落酸等催熟剂，而此催熟剂可以减少丙二醛（MDA）的含量，提高了抗氧化系统能力[16-17]。李长宁等在研究甘蔗抗旱性时指出，外施的脱落酸可以使细胞内的MDA的积累得到一定的缓解[18]；张治安等[19]在玉米上的研究发现，喷施 6-BA 可以使玉米穗位叶片中的 MDA 含量明显降低，说明 6-BA 在一定程度上可以防止细胞膜脂过氧化，减少细胞内溶物质外渗，延缓细胞衰老进程，从而达到延长叶片功能期。

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