甘草渣基质栽培对番茄品质和类黄酮含量的影响.pdf

<p>甘草渣基质栽培对番茄品质和类黄酮含量 的影响 朱普生 崔金霞 孟 峤 田迎迎 郭丁菡 冶建明 * （石河子大学农学院，特色果蔬栽培生理与种质资源利用兵团重点实验室，新疆石河子 832003） 摘 要：以中药厂甘草废渣为原料，通过堆肥式腐熟发酵制成甘草渣有机基质，研究甘草渣基质栽培对番茄品质和类黄酮含 量的影响。结果表明：与草炭基质栽培相比，腐熟甘草渣基质栽培显著提高了番茄果实类黄酮、番茄红素、蛋白质、总糖、 总酸含量，增加了VC、可溶性固形物含量，改善了番茄果实品质。 关键词：番茄；甘草渣基质；品质；类黄酮 酵）与蛭石适宜的体积配比可以取代草炭培育番茄 壮苗，且显著降低成本。但甘草渣用作栽培基质对 栽培作物品质的影响，特别是对番茄果实类黄酮含 量的影响鲜见报道。本试验以鲜食番茄品种超越8 号为试材，研究甘草渣基质栽培对番茄生长发育、 产量及品质的影响，尤其是对番茄果实类黄酮含量 的影响，旨在让甘草渣变废为宝，既解决占地污染 的问题，又能丰富新型无土栽培基质功能，为获得 高品质番茄产品提供新途径。 1 材料与方法 1.1 试验材料 供试番茄品种为超越8号，购自石河子市蔬菜 研究所；草炭基质购自丹麦品氏托普集团；甘草渣 基质购自新疆昌吉世嘉生物科技有限公司（采用条 垛式堆肥化处理，进行4个月的高温发酵腐熟，过 筛后使用） ，腐熟甘草渣中的重金属含量见表1， As、Cd、Cr、Cu、Hg、Pb含量均符合作物生长环 境质量土壤质量的一级标准，也符合绿色食品产地 环境质量标准中的土壤要求，表明腐熟甘草渣作为 朱普生，男，专业方向：设施园艺，E-mail：875920571qq.com &nbsp; *通讯作者（Corresponding author）：冶建明，男，讲师，专业方向：园 艺植物栽培，E-mail：26043741qq.com 收稿日期：2017-08-10；接受日期：2017-12-21 基金项目：国家级大学生创新创业训练计划项目（201610759004） 番茄（Solanum lycopersicum L.）是世界范围 内广泛种植的重要蔬菜作物，富含类黄酮、VC、 番茄红素、-胡萝卜素等有益于人体健康的营养 物质。因此，在保证高产、稳产的基础上，通过 农艺措施和生物技术改善番茄营养品质具有重要意 义。研究表明，适宜配比的有机基质如菇渣（王 博 等，2015；周艳丽 等，2015）、中草药渣（张跃 群和佘德琴，2009）、秸秆（甘霖 等，2013；聂书 明和杜中平，2013）等都可以改善番茄品质，提高 番茄果实VC、番茄红素、还原性糖、有机酸等的 &nbsp;含量。 甘草是我国传统中药材，主要有效成分是甘 草酸、类黄酮和多糖类化合物。目前对甘草中有效 成分的开发、生产主要限于甘草酸，而黄酮类物质 还未被充分提取、利用。研究表明，甘草中的黄酮 类化合物具有多种生物活性，如消炎、抗菌、抗氧 化等（李雅丽 等，2012） 。新疆是我国甘草资源较 丰富的省区，主要进行甘草酸粉提取，每年产生上 百万吨甘草渣，未能进行很好的处理，露天堆放既 占用土地又污染环境（刘效栓 等，2017） 。崔金霞 等（2009）研究表明，甘草渣有机基质（堆肥式发表 1 腐熟甘草渣中的重金属含量 mg·kg -1 项目 As Cd Cr Cu Hg Pb 腐熟甘草渣 6.11 0.076 30.3 28.0 0.014 17.7 作物生长环境质量一级标准 15 0.20 90 35 0.15 35 绿色食品产地环境质量标准 （NYT &nbsp;3912000） 20 0.3 120 60 0.3 50 &nbsp;48 &nbsp; 新优品种 栽培管理 本期视点 产业市场 病虫防控 &nbsp;48 &nbsp; 研究论文 中 国 蔬 菜 &nbsp; &nbsp; CHINA VEGETABLES 2018（5）：48 - 50 无土栽培有机基质原料安全卫生。 1.2 试验方法 试验于2016年712月在石河子大学试验场 现代化温室和特色果蔬栽培生理与种质资源利用兵 团重点实验室进行。设CK（进口草炭蛭石=2 V &nbsp;1 V）和T1（腐熟甘草渣基质蛭石=2 V1 V）2 个处理；番茄幼苗四叶一心时定植于塑料花盆（上 口外直径×高度=40 cm×60 cm）中，每盆1株， 每处理10株，随机排列，3次重复；生长期间浇 灌霍格兰营养液，每隔4 d浇灌1次，采用常规栽 培管理方式，留3穗果后摘心。 2016年12月初（完熟期） ，选取第2穗果上 大小、颜色一致的番茄果实10个，测定各项指标。 1.3 项目测定 采用PD-501便携式多功能测量仪测定基质 pH和电导率（EC） （基质与去蒸馏水之间的质量比 为15） ；基质容重、通气孔隙和持水孔隙测定参 照连兆煌和李式军（1994）的方法。 番茄果实的可溶性固形物含量测定采用GB/ T 107862006的方法；VC含量测定采用GB/T &nbsp;5009.862003的方法；番茄红素含量测定采用 GB/T 142152008的方法；总酸含量测定采用GB/ T 124562008的方法；蛋白质含量测定采用GB/ T 5009.52010的方法；总糖含量测定采用GB/T &nbsp;107822006的方法；类黄酮含量测定采用硝酸铝- 亚硝酸钠显色法（吴亮亮 等，2010）。 1.4 数据处理 采用Excel 2003软件对试验数据进行整理，运 用SPSS 13.0软件进行单因素方差分析和多重比较。 2 结果与分析 2.1 腐熟甘草渣的理化性质 从表2可以看出，腐熟甘草渣的pH值、 EC值、 容重均高于常用的进口草炭，通气孔隙和持水孔隙 低于草炭，但都在无土栽培基质适宜的理化性质范 围内：pH7.8，EC2.6 mS·cm -1 ，容重2.0 g·cm -3 （连兆煌和李式军，1994） ；C/N是衡量基质腐熟 程度的重要指标，腐熟甘草渣的C/N低于草炭，两 者都在25/1的适宜范围之内（连兆煌和李式军， 1994）。 2.2 腐熟甘草渣基质对番茄产量和品质的影响 从表3可以看出，腐熟甘草渣基质栽培的番茄 单株产量略高于草炭处理，但差异不显著。而番茄 果实类黄酮、番茄红素、蛋白质、总糖、总酸含量 与草炭处理相比均显著增加，分别增加了16.7%、 14.3%、32.3%、5.1%和30.5%，表明甘草渣基质栽 培能够提高番茄果实的营养品质。 表 2 2种基质理化性质的比较 处理pH EC/mS·cm -1 C/N 容重/g·cm -3 持水孔隙/%通气孔隙/% T1 7.202.32 15.670.52 40.22 17.80 CK 6.621.63 20.110.47 54.16 28.23 表 3 腐熟甘草渣对番茄果实产量和品质的影响 处理 单株产量/kg 类黄酮/mg·g -1 番茄红素/mg·kg -1 VC/mg·kg -1 蛋白质/mg·kg -1 可溶性固形物/%总糖/g·kg -1 总酸/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：表中同列数据后不同小写字母表示差异显著（=0.05）。 3 结论与讨论 本试验结果表明，与草炭基质栽培相比，腐 熟甘草渣基质栽培可以提高番茄果实的可溶性固形 物、VC、番茄红素和总酸含量，这与张跃群和佘 德琴（2009）研究表明与土壤栽培相比，适宜配比 的腐熟中草药渣能有效提高番茄果实品质具有一致 性。此外，本试验中腐熟甘草渣基质栽培显著提高 了番茄果实总糖、蛋白质和类黄酮的含量。甘草废 渣是工业上提取甘草酸等有效物质后排出的固体废 弃物，其化学成分仍含有甘草的有效化学成分如甘 草酸、甘草黄酮、还原糖、淀粉、氨基酸、有机酸、 生物碱和多种微量元素等。这可能是甘草渣基质栽 培能够提高番茄品质的主要因素，也体现了甘草渣 有机基质作为新型无土栽培基质的优越性。 类黄酮具有抗氧化活性（Wang et al.，1996）， 对人体抗癌有特殊功效，不仅能够防止癌细胞扩 散，还能抑制其生长（陈贵林 等，2007） 。目前， 类黄酮物质在番茄中的生物合成途径已经比较清 楚。周萌等（2014）研究表明，类黄酮物质的总量 表 2 2种基质理化性质的比较 处理 pH EC mS·cm -1 C/N 容重 g·cm -3 持水孔隙 % 通气孔隙 % 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 &nbsp;49 &nbsp; 新优品种 栽培管理 本期视点 产业市场 病虫防控 &nbsp;49 &nbsp; 研究论文 中 国 蔬 菜 &nbsp; &nbsp; CHINA VEGETABLES 与番茄果实抗氧化能力具有较高的相关性，体现了 类黄酮物质在番茄果实抗氧化能力中的重要作用； Luo等（2008）研究表明，番茄果实特异性启动子 E8驱动 AtMYB12基因表达能显著提高番茄果实的 类黄酮含量。与草炭基质栽培相比，甘草渣基质栽 培显著提高了番茄果实类黄酮含量，但其是否通过 诱导 AtMYB12基因表达或是调控类黄酮合成途经 中的其他组分促进番茄果实类黄酮的积累还有待进 一步研究。 番茄果实风味主要由果实中糖和有机酸含量 决定，番茄最佳风味需要较高糖度和相对较高的酸 度，即在较高的含糖量基础上必须有合适的糖酸比 6.910.8（谭其猛，1984），但也有人认为番茄果实 糖酸比为46时风味最佳（祝旅，1996） 。与草炭 基质栽培相比，腐熟甘草渣基质栽培显著提高了番 茄果实总糖和总酸的含量、糖酸比为4.80，表明腐 熟甘草渣基质栽培番茄果实具有较好的风味品质。 试验中还发现，腐熟甘草渣基质栽培的番茄植 株抗病性和抗虫性更强，这可能与甘草黄酮类成分 具有抗溃疡、抗菌、抗炎、降血脂、镇痛等多种药 理作用有关，具体作用机理及影响程度还有待于进 一步研究。 参考文献 陈贵林，李建文，何洪巨2007蔬菜类黄酮研究进展中国食物 与营养，（1）：57-59 崔金霞，刘慧英，樊新民，杨亮亮2009利用甘草渣基质进行加 工番茄育苗试验研究北方园艺，（11）：76-77 李雅丽，王红霞，杨英，付春华，余龙江2012胀果甘草悬浮细胞 中黄酮类化合物HPLC分析食品研究与开发，（1）：118-122 连兆煌，李式军1994无土栽培原理与技术北京：中国农业出 版社 刘效栓，李喜香，肖正国，李季文，罗燕燕2017甘草渣中黄酮 提取物质量标准研究中国中医药信息杂志，24（4）：67-70 聂书明，杜中平2013不同基质配方对番茄果实品质及产量的影 响中国农学通报，29（16）：149-152 谭其猛1984蔬菜育种北京：中国农业出版社：169-180 王博，王树鹏，胡云飞，薛娟，杨兵丽，冯致，郁继华2015不 同配方复合基质对设施番茄栽培生长、品质及产量的影响 西北农业学报，24（8）：131-138 吴亮亮，石雪萍，张卫明2010花椒总黄酮测定方法的研究食 品工业科技，（10）：372-374 张跃群，佘德琴2009中药渣有机基质对番茄产量和品质的影 &nbsp;响北方园艺，（11）：33-36 周萌，李明，丁新华，李晓明，储昭辉2014不同番茄品种中类 黄酮和咖啡酰奎尼酸含量测定及与抗氧化能力相关分析核 农学报，28（4）：662-669 周艳丽，程智慧，孟焕文，杜慧芳，姚静2015有机基质配比对 番茄生长发育及产量和品质的影响西北农林科技大学学报： 自然科学版，33（1）：79-82 祝旅1996我国主要蔬菜新品种选育研究进展及今后的方向和任 务中国蔬菜，（1）：1-4 Luo I，Butellic E，Hi U L，Parr A，Niggewag R，Weisshaar B，Martin &nbsp;C2008AtMYB12 regulates caffeoyl quinicacid and flavonol &nbsp;synthesis in tomato：expression in fruit results in very high levels of &nbsp;both types of polyphenolThe Plant Journal，56（2）：316-326 Wang H，Cao G H，Prior R L1996Total antioxidant capacity of &nbsp; fruitsJournal of Agricultural and Food Chemistry，44（3）：701- 705 Effect of Liquorice Dregs Substrate Culture on Tomato Quality and Flavonoid &nbsp;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 &nbsp;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 &nbsp;fermentation to produce organic substrate，this paper studied on the effect of liquorice dregs substrate culture on &nbsp; tomato quality and flavonoid contentThe results showed that compared with the turf matrix cultivation，liquorice &nbsp;dregs substrate cultivation could significantly increase the contents of flavonoid，lycopene，protein，total sugar，total &nbsp;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 &nbsp;50 &nbsp; 新优品种 栽培管理 本期视点 产业市场 病虫防控 &nbsp;50 &nbsp; 研究论文 中 国 蔬 菜 &nbsp; &nbsp; CHINA VEGETABLES</p>