甘草渣基質(zhì)栽培對番茄品質(zhì)和類黃酮含量的影響.pdf
<p>甘草渣基質(zhì)栽培對番茄品質(zhì)和類黃酮含量 的影響 朱普生 崔金霞 孟 嶠 田迎迎 郭丁菡 冶建明 * （石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院，特色果蔬栽培生理與種質(zhì)資源利用兵團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆石河子 832003） 摘 要：以中藥廠甘草廢渣為原料，通過堆肥式腐熟發(fā)酵制成甘草渣有機(jī)基質(zhì)，研究甘草渣基質(zhì)栽培對番茄品質(zhì)和類黃酮含 量的影響。結(jié)果表明：與草炭基質(zhì)栽培相比，腐熟甘草渣基質(zhì)栽培顯著提高了番茄果實(shí)類黃酮、番茄紅素、蛋白質(zhì)、總糖、 總酸含量，增加了VC、可溶性固形物含量，改善了番茄果實(shí)品質(zhì)。 關(guān)鍵詞：番茄；甘草渣基質(zhì)；品質(zhì)；類黃酮 酵）與蛭石適宜的體積配比可以取代草炭培育番茄 壯苗，且顯著降低成本。但甘草渣用作栽培基質(zhì)對 栽培作物品質(zhì)的影響，特別是對番茄果實(shí)類黃酮含 量的影響鮮見報道。本試驗(yàn)以鮮食番茄品種超越8 號為試材，研究甘草渣基質(zhì)栽培對番茄生長發(fā)育、 產(chǎn)量及品質(zhì)的影響，尤其是對番茄果實(shí)類黃酮含量 的影響，旨在讓甘草渣變廢為寶，既解決占地污染 的問題，又能豐富新型無土栽培基質(zhì)功能，為獲得 高品質(zhì)番茄產(chǎn)品提供新途徑。 1 材料與方法 1.1 試驗(yàn)材料 供試番茄品種為超越8號，購自石河子市蔬菜 研究所；草炭基質(zhì)購自丹麥品氏托普集團(tuán)；甘草渣 基質(zhì)購自新疆昌吉世嘉生物科技有限公司（采用條 垛式堆肥化處理，進(jìn)行4個月的高溫發(fā)酵腐熟，過 篩后使用） ，腐熟甘草渣中的重金屬含量見表1， As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb含量均符合作物生長環(huán) 境質(zhì)量土壤質(zhì)量的一級標(biāo)準(zhǔn)，也符合綠色食品產(chǎn)地 環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的土壤要求，表明腐熟甘草渣作為 朱普生，男，專業(yè)方向：設(shè)施園藝，E-mail：875920571qq.com *通訊作者（Corresponding author）：冶建明，男，講師，專業(yè)方向：園 藝植物栽培，E-mail：26043741qq.com 收稿日期：2017-08-10；接受日期：2017-12-21 基金項(xiàng)目：國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201610759004） 番茄（Solanum lycopersicum L.）是世界范圍 內(nèi)廣泛種植的重要蔬菜作物，富含類黃酮、VC、 番茄紅素、-胡蘿卜素等有益于人體健康的營養(yǎng) 物質(zhì)。因此，在保證高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)的基礎(chǔ)上，通過 農(nóng)藝措施和生物技術(shù)改善番茄營養(yǎng)品質(zhì)具有重要意 義。研究表明，適宜配比的有機(jī)基質(zhì)如菇渣（王 博 等，2015；周艷麗 等，2015）、中草藥渣（張躍 群和佘德琴，2009）、秸稈（甘霖 等，2013；聶書 明和杜中平，2013）等都可以改善番茄品質(zhì)，提高 番茄果實(shí)VC、番茄紅素、還原性糖、有機(jī)酸等的 含量。 甘草是我國傳統(tǒng)中藥材，主要有效成分是甘 草酸、類黃酮和多糖類化合物。目前對甘草中有效 成分的開發(fā)、生產(chǎn)主要限于甘草酸，而黃酮類物質(zhì) 還未被充分提取、利用。研究表明，甘草中的黃酮 類化合物具有多種生物活性，如消炎、抗菌、抗氧 化等（李雅麗 等，2012） 。新疆是我國甘草資源較 豐富的省區(qū)，主要進(jìn)行甘草酸粉提取，每年產(chǎn)生上 百萬噸甘草渣，未能進(jìn)行很好的處理，露天堆放既 占用土地又污染環(huán)境（劉效栓 等，2017） 。崔金霞 等（2009）研究表明，甘草渣有機(jī)基質(zhì)（堆肥式發(fā)表 1 腐熟甘草渣中的重金屬含量 mg·kg -1 項(xiàng)目 As Cd Cr Cu Hg Pb 腐熟甘草渣 6.11 0.076 30.3 28.0 0.014 17.7 作物生長環(huán)境質(zhì)量一級標(biāo)準(zhǔn) 15 0.20 90 35 0.15 35 綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) （NYT 3912000） 20 0.3 120 60 0.3 50 48 新優(yōu)品種 栽培管理 本期視點(diǎn) 產(chǎn)業(yè)市場 病蟲防控 48 研究論文 中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 2018（5）：48 - 50 無土栽培有機(jī)基質(zhì)原料安全衛(wèi)生。 1.2 試驗(yàn)方法 試驗(yàn)于2016年712月在石河子大學(xué)試驗(yàn)場 現(xiàn)代化溫室和特色果蔬栽培生理與種質(zhì)資源利用兵 團(tuán)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。設(shè)CK（進(jìn)口草炭蛭石=2 V 1 V）和T1（腐熟甘草渣基質(zhì)蛭石=2 V1 V）2 個處理；番茄幼苗四葉一心時定植于塑料花盆（上 口外直徑×高度=40 cm×60 cm）中，每盆1株， 每處理10株，隨機(jī)排列，3次重復(fù)；生長期間澆 灌霍格蘭營養(yǎng)液，每隔4 d澆灌1次，采用常規(guī)栽 培管理方式，留3穗果后摘心。 2016年12月初（完熟期） ，選取第2穗果上 大小、顏色一致的番茄果實(shí)10個，測定各項(xiàng)指標(biāo)。 1.3 項(xiàng)目測定 采用PD-501便攜式多功能測量儀測定基質(zhì) pH和電導(dǎo)率（EC） （基質(zhì)與去蒸餾水之間的質(zhì)量比 為15） ；基質(zhì)容重、通氣孔隙和持水孔隙測定參 照連兆煌和李式軍（1994）的方法。 番茄果實(shí)的可溶性固形物含量測定采用GB/ T 107862006的方法；VC含量測定采用GB/T 5009.862003的方法；番茄紅素含量測定采用 GB/T 142152008的方法；總酸含量測定采用GB/ T 124562008的方法；蛋白質(zhì)含量測定采用GB/ T 5009.52010的方法；總糖含量測定采用GB/T 107822006的方法；類黃酮含量測定采用硝酸鋁- 亞硝酸鈉顯色法（吳亮亮 等，2010）。 1.4 數(shù)據(jù)處理 采用Excel 2003軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，運(yùn) 用SPSS 13.0軟件進(jìn)行單因素方差分析和多重比較。 2 結(jié)果與分析 2.1 腐熟甘草渣的理化性質(zhì) 從表2可以看出，腐熟甘草渣的pH值、 EC值、 容重均高于常用的進(jìn)口草炭，通氣孔隙和持水孔隙 低于草炭，但都在無土栽培基質(zhì)適宜的理化性質(zhì)范 圍內(nèi)：pH7.8，EC2.6 mS·cm -1 ，容重2.0 g·cm -3 （連兆煌和李式軍，1994） ；C/N是衡量基質(zhì)腐熟 程度的重要指標(biāo)，腐熟甘草渣的C/N低于草炭，兩 者都在25/1的適宜范圍之內(nèi)（連兆煌和李式軍， 1994）。 2.2 腐熟甘草渣基質(zhì)對番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影響 從表3可以看出，腐熟甘草渣基質(zhì)栽培的番茄 單株產(chǎn)量略高于草炭處理，但差異不顯著。而番茄 果實(shí)類黃酮、番茄紅素、蛋白質(zhì)、總糖、總酸含量 與草炭處理相比均顯著增加，分別增加了16.7%、 14.3%、32.3%、5.1%和30.5%，表明甘草渣基質(zhì)栽 培能夠提高番茄果實(shí)的營養(yǎng)品質(zhì)。 表 2 2種基質(zhì)理化性質(zhì)的比較 處理pH EC/mS·cm -1 C/N 容重/g·cm -3 持水孔隙/%通氣孔隙/% T1 7.202.32 15.670.52 40.22 17.80 CK 6.621.63 20.110.47 54.16 28.23 表 3 腐熟甘草渣對番茄果實(shí)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響 處理 單株產(chǎn)量/kg 類黃酮/mg·g -1 番茄紅素/mg·kg -1 VC/mg·kg -1 蛋白質(zhì)/mg·kg -1 可溶性固形物/%總糖/g·kg -1 總酸/g·kg -1 糖酸比 T1 2.72±0.51 a0.21±0.01 a 240±11 a 196±7 a 12.70±0.73 a 5.42±0.43 a 33.1±0.5 a6.89±0.05 a4.80±0.03 b CK 2.67±0.37 a0.18±0.01 b 210±14 b 185±12 a 9.60±0.35 b 4.80±0.31 a 31.5±0.4 b5.28±0.07 b5.97±0.02 a 注：表中同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異顯著（=0.05）。 3 結(jié)論與討論 本試驗(yàn)結(jié)果表明，與草炭基質(zhì)栽培相比，腐 熟甘草渣基質(zhì)栽培可以提高番茄果實(shí)的可溶性固形 物、VC、番茄紅素和總酸含量，這與張躍群和佘 德琴（2009）研究表明與土壤栽培相比，適宜配比 的腐熟中草藥渣能有效提高番茄果實(shí)品質(zhì)具有一致 性。此外，本試驗(yàn)中腐熟甘草渣基質(zhì)栽培顯著提高 了番茄果實(shí)總糖、蛋白質(zhì)和類黃酮的含量。甘草廢 渣是工業(yè)上提取甘草酸等有效物質(zhì)后排出的固體廢 棄物，其化學(xué)成分仍含有甘草的有效化學(xué)成分如甘 草酸、甘草黃酮、還原糖、淀粉、氨基酸、有機(jī)酸、 生物堿和多種微量元素等。這可能是甘草渣基質(zhì)栽 培能夠提高番茄品質(zhì)的主要因素，也體現(xiàn)了甘草渣 有機(jī)基質(zhì)作為新型無土栽培基質(zhì)的優(yōu)越性。 類黃酮具有抗氧化活性（Wang et al.，1996）， 對人體抗癌有特殊功效，不僅能夠防止癌細(xì)胞擴(kuò) 散，還能抑制其生長（陳貴林 等，2007） 。目前， 類黃酮物質(zhì)在番茄中的生物合成途徑已經(jīng)比較清 楚。周萌等（2014）研究表明，類黃酮物質(zhì)的總量 表 2 2種基質(zhì)理化性質(zhì)的比較 處理 pH EC mS·cm -1 C/N 容重 g·cm -3 持水孔隙 % 通氣孔隙 % T1 7.20 2.32 15.67 0.52 40.22 17.80 CK 6.62 1.63 20.11 0.47 54.16 28.23 49 新優(yōu)品種 栽培管理 本期視點(diǎn) 產(chǎn)業(yè)市場 病蟲防控 49 研究論文 中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES 與番茄果實(shí)抗氧化能力具有較高的相關(guān)性，體現(xiàn)了 類黃酮物質(zhì)在番茄果實(shí)抗氧化能力中的重要作用； Luo等（2008）研究表明，番茄果實(shí)特異性啟動子 E8驅(qū)動 AtMYB12基因表達(dá)能顯著提高番茄果實(shí)的 類黃酮含量。與草炭基質(zhì)栽培相比，甘草渣基質(zhì)栽 培顯著提高了番茄果實(shí)類黃酮含量，但其是否通過 誘導(dǎo) AtMYB12基因表達(dá)或是調(diào)控類黃酮合成途經(jīng) 中的其他組分促進(jìn)番茄果實(shí)類黃酮的積累還有待進(jìn) 一步研究。 番茄果實(shí)風(fēng)味主要由果實(shí)中糖和有機(jī)酸含量 決定，番茄最佳風(fēng)味需要較高糖度和相對較高的酸 度，即在較高的含糖量基礎(chǔ)上必須有合適的糖酸比 6.910.8（譚其猛，1984），但也有人認(rèn)為番茄果實(shí) 糖酸比為46時風(fēng)味最佳（祝旅，1996） 。與草炭 基質(zhì)栽培相比，腐熟甘草渣基質(zhì)栽培顯著提高了番 茄果實(shí)總糖和總酸的含量、糖酸比為4.80，表明腐 熟甘草渣基質(zhì)栽培番茄果實(shí)具有較好的風(fēng)味品質(zhì)。 試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，腐熟甘草渣基質(zhì)栽培的番茄植 株抗病性和抗蟲性更強(qiáng)，這可能與甘草黃酮類成分 具有抗?jié)?、抗菌、抗炎、降血脂、?zhèn)痛等多種藥 理作用有關(guān)，具體作用機(jī)理及影響程度還有待于進(jìn) 一步研究。 參考文獻(xiàn) 陳貴林，李建文，何洪巨2007蔬菜類黃酮研究進(jìn)展中國食物 與營養(yǎng)，（1）：57-59 崔金霞，劉慧英，樊新民，楊亮亮2009利用甘草渣基質(zhì)進(jìn)行加 工番茄育苗試驗(yàn)研究北方園藝，（11）：76-77 李雅麗，王紅霞，楊英，付春華，余龍江2012脹果甘草懸浮細(xì)胞 中黃酮類化合物HPLC分析食品研究與開發(fā)，（1）：118-122 連兆煌，李式軍1994無土栽培原理與技術(shù)北京：中國農(nóng)業(yè)出 版社 劉效栓，李喜香，肖正國，李季文，羅燕燕2017甘草渣中黃酮 提取物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究中國中醫(yī)藥信息雜志，24（4）：67-70 聶書明，杜中平2013不同基質(zhì)配方對番茄果實(shí)品質(zhì)及產(chǎn)量的影 響中國農(nóng)學(xué)通報，29（16）：149-152 譚其猛1984蔬菜育種北京：中國農(nóng)業(yè)出版社：169-180 王博，王樹鵬，胡云飛，薛娟，楊兵麗，馮致，郁繼華2015不 同配方復(fù)合基質(zhì)對設(shè)施番茄栽培生長、品質(zhì)及產(chǎn)量的影響 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，24（8）：131-138 吳亮亮，石雪萍，張衛(wèi)明2010花椒總黃酮測定方法的研究食 品工業(yè)科技，（10）：372-374 張躍群，佘德琴2009中藥渣有機(jī)基質(zhì)對番茄產(chǎn)量和品質(zhì)的影 響北方園藝，（11）：33-36 周萌，李明，丁新華，李曉明，儲昭輝2014不同番茄品種中類 黃酮和咖啡?？崴岷繙y定及與抗氧化能力相關(guān)分析核 農(nóng)學(xué)報，28（4）：662-669 周艷麗，程智慧，孟煥文，杜慧芳，姚靜2015有機(jī)基質(zhì)配比對 番茄生長發(fā)育及產(chǎn)量和品質(zhì)的影響西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報： 自然科學(xué)版，33（1）：79-82 祝旅1996我國主要蔬菜新品種選育研究進(jìn)展及今后的方向和任 務(wù)中國蔬菜，（1）：1-4 Luo I，Butellic E，Hi U L，Parr A，Niggewag R，Weisshaar B，Martin C2008AtMYB12 regulates caffeoyl quinicacid and flavonol synthesis in tomato：expression in fruit results in very high levels of both types of polyphenolThe Plant Journal，56（2）：316-326 Wang H，Cao G H，Prior R L1996Total antioxidant capacity of fruitsJournal of Agricultural and Food Chemistry，44（3）：701- 705 Effect of Liquorice Dregs Substrate Culture on Tomato Quality and Flavonoid Contents ZHU Pu-sheng，CUI Jin-xia，MENG Qiao，TIAN Ying-ying，GUO Ding-han，YE Jian-ming * （Agricultural College，Shihezi University，Key Laboratory of Special Fruits and Vegetables Cultivation Physiology and Germplasm Resources Utilization of Xinjiang Production and Contruction Crops，Shihezi 832003，Xinjiang，China） Abstract：Taking liquorice dregs substrate from traditional Chinese medicine factory as material，composting fermentation to produce organic substrate，this paper studied on the effect of liquorice dregs substrate culture on tomato quality and flavonoid contentThe results showed that compared with the turf matrix cultivation，liquorice dregs substrate cultivation could significantly increase the contents of flavonoid，lycopene，protein，total sugar，total acid，and increase the contents of VC，soluble solid in tomato fruit，thus improve the quality of tomato Key words：Tomato；Liquorice dregs substrate；Quality；Flavonoid 50 新優(yōu)品種 栽培管理 本期視點(diǎn) 產(chǎn)業(yè)市場 病蟲防控 50 研究論文 中 國 蔬 菜 CHINA VEGETABLES</p>
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