温度调控对冰菜生长和品质的影响

冰菜（MesembryanthemumcrystallinumL.），又名冰叶日中花，原产于非洲，是番杏科一年生植物，叶片肉质，紧抱茎，叶片表面布满小冰晶[1]。冰菜含有丰富的钙、钾、钠等元素，能够缓解糖尿病，预防脂肪肝，且冰菜脆嫩多汁，口感较好，深受广大消费者喜爱[2]。冰菜是一种新兴的蔬菜，目前有关冰菜的栽培技术还处于探索阶段。冰菜的生长受到光照、水分、温度、养分等诸多因素的影响，其中温度是植物生长的重要条件之一[3]。研究表明，植物在生长过程中的酶促反应、物质代谢、水分运输都受到温度的影响，且在不同的温度条件下，植物表现出不同的生理特性、形态特征，只有达到最适温度，植物才能快速生长，因此，在蔬菜生产过程中，要控制环境温度，以利于植株生长[5]。温度的变化还会影响植物体内物质合成和积累，进而影响农作物的品质[6]。目前有关温度对冰菜生长和品质的影响研究较少，因此，本试验设置不同温度处理，研究冰菜生长和品质的变化特征，为冰菜的高效种植提供参考。1材料与方法1.1试验地点试验于2020年在山西省农业科学院试验基地进行，供试种子为非洲冰菜种子。1.2试验设计试验采用盆栽法，设置4个温度处理，分别为20±2℃（T1）、24±2℃（T2）、28±2℃（T3）、32±2℃（T4），将冰菜种子温汤浸种24h进行催芽，露白后放入穴盘中育苗，幼苗长至4片真叶后移栽至装有蛭石的盆中，每个处理设置10盆，将装好幼苗的盆放入人工气候培养箱中，培养箱空气湿度为75%左右，光照设置为红光∶蓝光=1∶1，光周期为14h，昼温为设置处理温度，夜温均为18±2℃。培养48d后测定各指标。1.3测定指标和方法1.3.1冰菜形态特征的测定。处理结束后，测定冰菜株高、叶长、叶宽，取出整株，清洗干净表面的杂质，测定鲜质量，随后放入烘箱，105℃下杀青30min，80℃下烘干至恒重，测定干重。1.3.2光合参数的测定。每个处理选择3株，使用Li-6400便携式光合测定系统测定叶片的净光合速率（Pn）、气孔导度（Cr）、蒸腾速率（Tr）和胞间二氧化碳浓度（Ci）光合参数。1.3.3冰菜品质的测定。采用考马斯亮蓝溶液法测定可溶性蛋白，2，6-二氯酚靛酚钠染色法测定芹菜维生素C含量，蒽酮比色法测定可溶性糖含量，紫外吸收法测定硝酸盐含量。1.4数据分析用Excel进行数据整理和作图，数据采用IBMSPSSstatistics22.0进行显著性分析。2结果与分析2.1温度调控对冰菜形态特征的影响生长指标是反映植物生长状况最直观的指标。由表1可知，不同温度对冰菜生长的影响不同。株高随温度的升高呈先升高、后降低的趋势，从大到小依次为T2＞T3＞T1＞T4，T2处理株高最高，在0.05水平上显著高于其他处理，T1和T3处理间没有显著差异。叶长从大到小依次为T2＞T3＞T4＞T1，T1和T4处理间在0.05水平上没有显著差异，其他处理间差异均显著。叶宽T4处理和T1处理间没有显著差异，T2处理和T3处理间没有显著差异。鲜重从大到小依次为T2＞T1＞T3＞T4，各处理在0.05水平上差异均显著。干重变化趋势和鲜重相似，T1和T3处理间没有显著差异，T2处理干重最大。说明冰菜的株高、叶长、叶宽和干鲜重均在T2处理时达到最大值，T2处理温度最利于冰菜的生长。表1温度调控下冰菜形态特征2.2温度调控对冰菜光合特性的影响光合作用是植物生长发育和物质积累的重要反应。由表2可知，温度对冰菜光合参数有显著的影响。净光合速率随温度的升高呈先升高、后降低的趋势，从大到小依次为T2＞T3＞T1＞T4，T2处理最高，在0.05水平上显著高于其他处理，处理间差异均显著。气孔导度从大到小依次为T2＞T1＞T3＞T4，T2处理在0.05水平上显著高于其他处理，T1和T3处理间没有显著差异。胞间二氧化碳浓度从大到小依次为T4＞T3＞T1＞T2，在0.05水平上处理间差异均显著。蒸腾速率随温度的升高呈先升高、后降低的趋势，从大到小依次为T2＞T3＞T1＞T4，T2处理最高，在0.05水平上显著高于其他处理，处理间差异均显著。表2温度调控下冰菜光合特性2.3温度调控对冰菜品质的影响品质是反映作物营养和口感的重要指标。由表3可知，温度显著影响冰菜品质。可溶性蛋白含量随温度的升高呈逐渐增加的趋势，各处理从大到小依次为T4＞T3＞T2＞T1，在0.05水平上处理间差异均显著。维生素C含量随温度的升高呈先升高、后降低的趋势，各处理从大到小依次为T2＞T1＞T3＞T4，T2处理最高，在0.05水平上显著高于其他处理，T1和T3处理间差异不显著。可溶性糖含量随温度的升高呈先降低、后升高的趋势，各处理从大到小依次为T4＞T3＞T1＞T2，在0.05水平上处理间差异均显著。先酸盐含量随温度的升高呈先降低、后升高的趋势，各处理从大到小依次为T4＞T1＞T3＞T2，在0.05水平上处理间差异均显著。表3温度调控对冰菜品质的影响3结论与讨论温度作为一种环境因子在植物整个生长发育过程中发挥着重要作用[7]，大量研究表明，设施栽培中，温度是影响蔬菜生长的最重要的条件之一[8]，在适宜的温度下，植株呼吸和光达到平衡状态，促进植物有机物质的合成和代谢运转[9]。本研究结果表明，随温度的升高株高、叶长、叶宽和生物量呈先升高、后降低的趋势，在T2处理时达到最大值，一方面是植物生长是在各种酶的参与下进行的，而酶的活性受温度影响，只有在最适温度下，酶的活性才会达到最大值，植株达到最佳的代谢活性，有利于物质的积累和转化，从而促进冰菜生长。另一方面，当温度过低或过高，在一定程度上植物受到逆境胁迫，植物的物质代谢、渗透物质等受到影响，从而影响植株的生长。植物的光合作用是植物生长发育最基本的物质代谢和能量代谢，可以反映植株生长势和抗性强弱，叶绿体对环境温度的感受非常敏感，研究表明，温度影响类囊体电子传递、碳还原循环及气孔导度的控制，在适宜温度下，植物光合功能得以充分发挥，而在高温或者低温环境下，叶绿体的结构受到影响，阻碍了叶绿体的生成，同时减慢了叶绿素的合成速率，从而降低光合特性[10]。本研究结果表明，净光合率、蒸腾速率、气孔导度，随温度的升高呈现先升高、后降低的趋势，在T2处理时达到最大值，说明低温或者高温都不利于冰菜叶绿素的合成，影响光合作用，当达到最适温度时，植株的酶活性和物质反映达到最大值，从而促进光合作用的正常进行。温度还影响植物的品质，本研究中，温度过高可溶性蛋白和可溶性糖含量升高，可能是由于在高温下形成胁迫，植物通过调节可溶性蛋白和可溶性糖含量维持渗透平衡。在T2处理下维生素C含量达到最大值，硝酸盐含量最低，说明在T2