摘要：研究了5种十字花科绿肥（油菜、芥菜、芜菁、萝卜、小青菜）在豫西烤烟田休闲期的生物量及硫苷含量。结果表明，①不同绿肥或同一绿肥不同器官硫苷含量存在较大差异。芥菜、油菜、芜菁和小青菜4种绿肥叶中的硫苷含量最高，其次是茎，根和花中含量较低；萝卜的硫苷含量以根、叶中较高，其次是茎，花中硫苷含量较低；从不同绿肥来看，油菜、芥菜和芜菁的硫苷含量较高，小青菜和萝卜的硫苷含量较低；从不同生育期来看，3个生育期的硫苷含量波动较小，以花荚期和盛花期略高于初花期。②不同绿肥及不同生育期生物量差异较大。从不同绿肥来看，油菜和芥菜的生物量较大，小青菜次之，芜菁和萝卜的生物量较小；从不同生育期来看，花荚期生物量最大，盛花期次之，初花期最小。建议在豫西烟区选择十字花科油菜和芥菜作绿肥，盛花期或花荚期进行翻压。
关键词：十字花科；绿肥；烤烟田；休闲期；生物量；硫苷含量
中图分类号：S572 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）19-5056-03
DOI：10.14088/jki.issn0439-8114.2016.19.039
Abstract： A field experiment was conducted to investigate the growth and glucosinolate content of five cruciferae plants during idle time of flue-cured tobacco production in western region of Henan Province. The results showed that（1）Glucosinolate content had a significant difference among five plant types and different parts of the same plant. For rape，leaf mustard， rappini and pakchoi，the glucosinolate contents of different parts were in the order of leaf>stem>root> flower. For radish，the glucosinolate contents of different parts were in the order of
root>leaf>stem>flower. According to the plant types，the glucosinolate contents were higher in rape，leaf mustard，rappini than those in pakchoi and radish. According to the growth period， the glucosinolate contents were higher in flowering-pod and full-flower stage than that in beginning-flower stage.（2）The biomass also had a significant difference among different plant types and growth period. According to the plant types，the biomass were bigger in rape and leaf mustard than those in pakchoi，rappini and radish. According to the growth period，the biomass were bigger in flowering-pod and full-flower stage than that in beginning-flower stage. The results suggested that the application of rape and leaf mustard as green manure in flowering-pod stage or full-flower stage is more appropriate for flue-cured tobacco production in western region of Henan Province.
Key words： cruciferae plant； green manure； flue-cured tobacco； idle time； growth； glucosinolate content
烟草是中国主要的经济作物之一，在中国国民经济建设中发挥着重要作用[1]。然而，随着烤烟的连年种植和长期施用化学肥料，中国多数烟区出现土壤质量退化、烟叶病虫害发生严重的现象，造成了烤后烟叶产量和品质的下降，同时也影响了烟区的可持续发展[2]。绿肥是生态农业的重要组成部分，是中国传统农业的精髓[3]。研究表明，利用烤烟生产田休闲期种植绿肥植物，不仅可以改善烟区土壤微生态环境、提升土壤质量，而且还可以提高烟叶的品质，已被证明是一项有效的土壤保育和烟叶提质措施[4，5]。根据当地烟区生态气候条件，筛选出适宜的绿肥品种和确定最佳的翻压时机，是合理利用绿肥资源的一项重要措施[6]。
十字花科植物组织中含有大量的硫苷（硫代葡萄糖苷）类物质，在腐烂过程中可被自身植物组织产生的黑芥子酶水解而形成挥发性和杀生性很强的异硫氰酸脂类物质[7]，在抵抗细菌、真菌、病毒和蚜虫等均具有重要作用[8，9]。因此，筛选适宜的十字花科植物作为烤烟生产田休闲期绿肥，除改良烟田土壤和提高烟叶产量品质外，在生物防治烟叶病虫害方面也具有重要价值。豫西烟区是中国著名的优质烟叶生产基地之一，近年来烟区土壤退化和病虫害发生严重，已成为限制烟区发展的重要因子[10]。本研究根据当地的生态环境条件和植物资源，开展豫西烟田休闲期十字花科绿肥植物研究，为绿肥在烟草生产中的应用提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地概况
试验于2014年10月至2015年4月在河南科技大学开元校区试验农场进行。试验地年均气温13.7 ℃，年均无霜期216 d，年降水量约600～800 mm，土壤质地为红黏土。土壤基本理化性质：pH 7.4、有机质含量（质量分数）1.26%、总氮1.0 g/kg、碱解氮58.6 mg/kg、速效磷8.9 mg/kg、速效钾118.5 mg/kg。
1.2 试验材料
试验选用的十字花科绿肥有芜菁（菜子芜菁）、芥菜（雪里蕻）、油菜（杂双6号）、萝卜（肥田萝卜）和小青菜（上海青）。其种子均购自洛阳市种子市场。
1.3 试验设计
试验设5个处理，于烤烟田休闲期分别种植芜菁、芥菜、油菜、萝卜和小青菜。每处理随机排列，重复3次，每小区面积15 m2。
烟叶收获后，拔除茎秆、清除病原残体；精细整地，做到厢平土碎，上松下实。于10月20日统一撒播绿肥种子。
1.4 测定项目与方法
1）分别于初花期、盛花期和花荚期调查绿肥植物的生物量。每小区选择1 m2的样方，收获后称取鲜重。
2）分别于初花期、盛花期和结荚期测定绿肥植物根、茎、叶、花（花荚）的硫代葡萄糖苷（硫苷）含量。
硫代葡萄糖苷采用硫酸钡沉淀-重量法测定[11]。称取样品5 g加入试管中，加15 mL蒸馏水，54 ℃水解1 h（样品全部浸入水中），100 ℃加热2 h取出，用定性滤纸过滤后定溶至20 mL，加入5 mL BaCl2 （0.2 mol/L），在盐酸的作用下，加热消化2 h生成BaSO4沉淀，取出摇动，用定量滤纸过滤，放入钳锅中100 ℃烘干1 h，灰化测定BaSO4沉淀的重量，计算硫代葡萄糖苷的含量。
1.5 数据处理和分析
试验数据采用Excel 2003、DPS 6.55和Origin 7.5进行统计分析和作图。
2 结果与分析
2.1 不同绿肥的生物量
由图1可知，5种绿肥的生物量均表现为花荚期﹥盛花期﹥初花期。初花期生物量的大小顺序为油菜﹥芥菜﹥小青菜﹥芜菁﹥萝卜；盛花期和花荚期生物量的大小顺序为：油菜﹥芥菜﹥芜菁﹥小青菜﹥萝卜。3个生育时期均以油菜和芥菜的生物量较大，且显著高于芜菁、小青菜和萝卜。
2.2 初花期不同器官硫代葡萄糖苷含量
由图2可知，初花期油菜、芥菜、芜菁和小青菜不同器官硫代葡萄糖苷含量的大小顺序为叶﹥茎﹥根﹥花；萝卜不同器官含量的大小顺序为根﹥叶﹥茎﹥花。初花期根中硫代葡萄糖苷含量以萝卜最高，芥菜最低；茎中以油菜含量较高，其他4种绿肥含量差异较小；叶中含量以油菜、芥菜和芜菁较大，小青菜次之，萝卜最低；花中含量表现为小青菜﹥萝卜﹥油菜﹥芥菜﹥芜菁。
2.3 盛花期不同器官硫代葡萄糖苷含量
由图3可知，盛花期油菜、芥菜、芜菁和小青菜不同器官的硫代葡萄糖苷含量大小顺序为叶﹥茎﹥根﹥花；萝卜不同器官含量的大小顺序为根﹥叶﹥茎﹥花。盛花期根中硫代葡萄糖苷含量以萝卜最高，其次是油菜和小青菜，芜菁和芥菜相对较低；茎中含量的大小顺序为芥菜﹥油菜﹥小青菜﹥芜菁﹥萝卜；叶中含量的大小顺序为芜菁﹥油菜﹥芥菜﹥小青菜﹥萝卜；花中含量的大小顺序为芜菁﹥油菜﹥萝卜﹥芥菜﹥小青菜。
2.4 结荚期不同器官硫代葡萄糖苷含量
由图4可知，结荚期油菜、芥菜、芜菁和小青菜不同器官的硫代葡萄糖苷含量的大小顺序为叶﹥茎﹥根﹥花荚；萝卜不同器官含量的大小顺序为根﹥叶﹥茎﹥花荚。花荚期根中硫代葡萄糖苷含量以萝卜最高，其次是油菜和小青菜，芜菁和芥菜较低；茎中含量以油菜和芥菜较高，小青菜次之，萝卜和芜菁较低；叶中含量以芜菁和芥菜含量较高，油菜、小青菜含量相对较低；花荚中含量大小顺序为芥菜﹥油菜﹥萝卜﹥芜菁﹥小青菜。
3 小结与讨论
乔世佳等[12]研究表明，十字花科植物对黄瓜枯萎病、黄瓜灰霉病、黄瓜立枯病和水稻稻瘟病4种病原菌具有较好的抑制作用。Robert等[13]通过培养皿试验、温室试验和田间试验发现，油菜、萝卜、芜菁和芥菜对辣椒丝核病菌、马铃薯疫霉病菌、根腐病菌和菌核病菌有较好的抑制作用。十字花科植物具有生防作用主要是由于含有大量的次生代谢物质硫代葡萄糖苷，其在内源芥子酶的作用下水解产生许多生物活性物质，对病虫害具有较强的熏蒸和杀灭作用。因此，十字花科植物的生防效果与其组织中的硫代葡萄糖苷的含量密切相关。
胡丽萍等[14]研究表明，栽培品种、栽培环境条件、栽培季节，以及同一植株的不同生长阶段、不同器官均会对十字花科植物中的硫苷含量产生影响。何洪巨等[15]研究发现，散叶甘蓝硫苷总含量最高，其次是青菜、芥菜、芥蓝，小白菜的含量最低，甘蓝对棉花枯萎病菌、黄瓜腐霉病菌抑制效果较好。孙秀波等[11]对十字花科蔬菜硫代葡萄糖苷含量研究表明，以甘蓝类含量最高，其次是芥菜类和白菜类，萝卜类含量最低。本试验通过对5种十字花科植物硫代葡萄糖苷含量的研究发现，在不同器官中，芥菜、油菜、芜菁和小青菜4种植物叶中的硫苷含量较高，其次是茎，根和花含量较低；萝卜的硫苷含量以根、叶较高，其次是茎，花中硫苷含量较低；在不同品种中，油菜、芥菜和芜菁中的硫苷含量较高，小青菜和萝卜的硫苷含量较低；在不同生育期中，初花期、盛花期和花荚期的硫苷含
量波动较小，以盛花期和花荚期略高于初花期。
绿肥植物的生物量不仅影响投入土壤有机质的多少，而且也影响绿肥植物硫苷的总量。杨晓晖等[16]、耿赛男等[17]研究指出，不同十字花科绿肥植物以及同一植物不同掩青时期的生物量与其防病改土效应密切相关。本研究表明，从不同十字花科植物品种来看，油菜和芥菜的生物量较大，小青菜次之，芜菁和萝卜生物量较小。从绿肥品种的不同掩青时机来看，花荚期生物量最大，盛花期次之，初花期生物量最小。
本研究结果表明，烤烟田休闲期不同十字花科绿肥植物的生物量和硫苷含量存在较大差异。因此，建议在豫西烟区选择油菜和芥菜作绿肥，在盛花期和花荚期进行翻压。
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