论文推荐｜纳米二氧化硅对樱桃萝卜光合特性及叶绿素荧光参数的影响

摘要：简介：廖浩林，男，四川德阳人，硕士研究生，研究方向：植物生理。*通信作者，教授，博士，从事环境污染控制与生物修复研究。

1，罗学刚1,2*

单位：1.西南科技大学生命科学与工程学院;2.生物质材料教育部工程研究中心

简介：廖浩林，男，四川德阳人，硕士研究生，研究方向：植物生理。*通信作者，教授，博士，从事环境污染控制与生物修复研究。

基金项目：四川省科技计划重点研究项目（2021YFN0625）。

引文格式：廖浩林,罗学刚,牟茂.纳米SiO2对樱桃萝卜光合特性及叶绿素荧光参数的影响[J].安徽农业科学,2025,53(4):32-35,92.

OSID开放科学计划

纳米材料因其独特的结构和优异性能被广泛应用于各行各业，如电子学、化学、医学等领域，在生物学中的应用也日益受到重视。近年来，纳米生物技术在植物科学领域也获得了相当大的发展势头。研究表明纳米材料具有促进植物生长、提升水果品质和防治动植物疾病等功效。其中，有关纳米二氧化硅对植物生长发育的影响研究越来越多。纳米材料具有尺寸小、比表面积大、高吸附性等理化特性，逐渐用于纳米农药载体以及纳米硅肥，作为一种智能输送系统在农业作物上的应用越来越受到关注，制造缓释农药和肥料，可以避免农药化肥的过量使用，并延长作用时间提高效率。研究表明，纳米二氧化硅可以促进植物种子的萌发和发芽，对番茄发芽有促进作用，可促进黄瓜幼苗生长、绿豆和红豆2种芽苗的生长。但研究发现不同类型的纳米硅材料在一定浓度时对植物生长无明显的影响，甚至有些处理抑制植物的生长。国外研究表明1000mg/L的纳米硅材料对西葫芦种子发芽有显著抑制作用。

萝卜（Raphanus sativusL.）是十字花科萝卜属二年或一年生草本植物，营养价值高，在全国各地普遍栽培。我国萝卜产量高、耐贮藏，常年种植面积占世界种植面积的40％，产量约占世界总产量的47％，是仅次于白菜的第二大蔬菜。在我国北方地区，萝卜种植面积占秋菜种植面积的20％~50％，是冬季及春季的重要补给供应蔬菜。根作蔬菜食用，其余部位皆可入药，种子可榨油工业用及食用，是我国重要的经济作物之一。目前，有关纳米二氧化硅对薯类、马铃薯、萝卜等块根（茎）作物的影响研究较少，尤其是纳米二氧化硅对萝卜光合特性的影响及其调节作用的研究尚少。纳米硅材料与植物的相互作用是个复杂的过程，纳米硅材料对植物的影响与多种因素相关，其中纳米硅材料的性质、形状、大小、表面修饰的官能团、浓度与作用时间等因素以及植物种类都会影响纳米SiO2对植物的作用结果，在投入农业生产使用之前需要充分研究和评估其材料本身对农作物的影响。为了探究纳米SiO2对蔬菜光合作用的影响，笔者选用樱桃萝卜为试验材料，通过水培试验，在营养液中添加纳米二氧化硅探讨纳米二氧化硅对樱桃萝卜叶片光合特征参数（Pn、Gsri22作为纳米硅肥和纳米农药载体投入到块根（茎）作物中的应用提供理论依据。

目的

为纳米SiO2对萝卜等蔬菜光合作用的影响研究提供基础试验数据，也为纳米SiO2

方法

以樱桃萝卜为试验材料，采用水培试验设计，通过根部灌施纳米SiO2悬浊液的方法，研究不同浓度纳米SiO2（0、50、100、200、400mg/L）对樱桃萝卜叶片光合色素含量、光合特征参数和叶绿素荧光参数的影响。

结果

◆纳米SiO2对樱桃萝卜叶片光合参数的影响

不同浓度纳米二氧化硅处理樱桃萝卜叶片光合参数变化见图1。由图1A可知，与对照相比，50mg/L浓度处理下，净光合速率（Pn）有所下降，但与对照相比无显著差异，表明纳米二氧化硅处理下，樱桃萝卜叶片光合速率响应不明显。由图1B可知，与对照相比，不同浓度SiO2处理下，叶片气孔导度（Gs）显著下降（P＜0.05），分别下降了53.00%、53.00%、52.35%和39.58%，在中高浓度时下降最为明显，而纳米二氧化硅各处理之间萝卜叶片的Gs2r）显著下降（P＜0.05），分别下降了27.76%、40.39%%、40.62%和38.36%，随着纳米SiO2由图1D可知，与对照相比，不同浓度SiO22i22能影响樱桃萝卜的光合参数。

注：不同小写字母表示差异显著（P＜0.05）。

图1 各浓度纳米SiO2对樱桃萝卜光合参数的影响

◆纳米SiO2对樱桃萝卜叶绿素含量的影响

不同浓度纳米SiO2处理对樱桃萝卜叶片叶绿素含量的影响见图2。由图2可知，不同浓度纳米SiO2处理对樱桃萝卜叶片光合色素有不同程度的影响。叶绿素a总体呈先上升后降低趋势，在低浓度即50mg/L时，与对照组相比，叶绿素a含量无显著变化。随着浓度升高，叶绿素a含量显著增加。与对照组相比，在100mg/L时，叶绿素a含量增加了17.37%（P2浓度的升高，樱桃萝卜叶片光合色素增加，但高浓度时有所下降。

图2 不同浓度纳米SiO2对樱桃萝卜叶片光合色素的影响

◆纳米SiO2对樱桃萝卜叶片叶绿素荧光参数的影响

樱桃萝卜叶片叶绿素荧光参数在不同浓度纳米SiO2处理下的变化见图3。由图3可知，不同浓度纳米SiO2vm）无显著影响（P>0.05）。100、200和400mg/L浓度下叶片PS II的有效光量子产量（Y（II））显著增加（P＜0.05）,分别增加了88.36%、106.86%和92.47%。浓度为50mg/L差异不显著。相对光合电子传递速率（ETR）总体呈上升趋势，其中在浓度为200mg/L增幅最大，且差异显著(P＜0.05)，相比对照增长了79.68%。

光化学荧光猝灭系数（qP）总体呈上升趋势，在浓度200mg/L时最大，且差异显著（P＜0.05），增长了97.35%。PS II天线色素光化学荧光猝灭系数（qL）在高浓度时上升，但各处理之间无显著差异。

非光化学热耗散参数（qN、NPQ），各处理间萝卜叶片光系统的暗适应下光化学荧光猝灭系数（qN）和光照下非光化学荧光猝灭（NPQ）无显著差异（P>0.05）。说明纳米SiO2对樱桃萝卜叶绿素荧光系统无有害影响。