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叶面喷施蔗糖对菜薹(菜心)产量和可溶性糖含量的影响

2013-09-10柴喜荣康云艳李旭霞张雪莲

中国蔬菜 2013年20期
关键词:菜薹菜心果糖

柴喜荣 康云艳 李旭霞 杨 暹* 张雪莲

(1华南农业大学园艺学院,广东广州 510642;2 华南农业大学生命科学学院,广东广州 510642)

叶面喷施蔗糖对菜薹(菜心)产量和可溶性糖含量的影响

柴喜荣1康云艳1李旭霞1杨 暹1*张雪莲2

(1华南农业大学园艺学院,广东广州 510642;2华南农业大学生命科学学院,广东广州 510642)

以油青60天菜心为试材,采用叶面喷施方式,研究不同浓度的蔗糖处理对菜心可溶性糖含量及产量的影响。结果表明:菜心薹茎中的可溶性糖、还原糖、果糖和葡萄糖含量均高于薹叶,而薹叶中的蔗糖含量则高于薹茎。适宜浓度的蔗糖处理可显著地提高菜心可溶性糖含量,而过高浓度处理则抑制可溶性糖的积累。叶面喷施50mg·L-1蔗糖可以极大幅度地提高菜心中的可溶性糖、还原糖、蔗糖、果糖和葡萄糖含量。不同浓度的蔗糖处理对菜心单株产量影响均较小,处理间差异不显著。

菜薹(菜心);叶面喷施蔗糖;可溶性糖含量;产量

菜薹(Brassica parachinensis Bailey),又名菜心,是我国的特产蔬菜,也是华南地区栽培规模最大的蔬菜之一,在周年供应及出口创汇中起着举足轻重的作用(杨暹,2002)。随着人民生活水平的提高,人们的消费已逐步从数量型向质量型转变(康云艳 等,2012),追求口感好、甜度高的菜心已成为消费者的基本要求(张华和刘自珠,2010),而甜度在很大程度上取决于果实内所含糖分的种类和数量(林玲 等,2005)。

研究表明,在糖料作物甘蔗和甜菜以及果实类作物中,合理施肥(Thorburn et al.,2011)以及外源施用植物生长调节剂(Vicentini et al.,2009)均可不同程度地调节作物体内糖分代谢;外源施用适宜浓度的螯合型植物营养剂(彭智平 等,2010)、壳寡糖和海藻酸钠寡糖(张运红 等,2009;周艳霞,2012)以及甘氨酸、丙氨酸、赖氨酸、谷氨酸4种氨基酸(操君喜 等,2010;Peng et al.,2011)等能不同程度地提高菜心中可溶性糖含量,增加植株的甜味。

蔗糖是植物叶片光合产物向果实中运输的主要形态,也是库代谢的基质。钟伟良等(2006)用微量注射器将14C-蔗糖注入与果实基部连接的果柄膨大部位,结果表明,进入果皮的蔗糖主要被用以构建细胞壁,但随着果实发育,蔗糖用于构建细胞壁的比例减少,更多分布于果皮组织的可溶性成分。胡克玲和朱祝军(2010)研究表明,叶面喷施0.1mol·L-1蔗糖能够显著增加普通白菜(小白菜)总脂肪族硫代葡萄糖苷、总吲哚族硫代葡萄糖苷和总硫代葡萄糖苷含量。刘淑慧和侯智霞(2013)在蓝莓上的研究表明,叶面喷施0.1%、0.5%和1%蔗糖均可不同程度地增加蓝莓果实的可溶性糖含量,其中0.5%的蔗糖浓度对果实中的糖度提高最多。迄今为止,关于外源物质施用对菜心糖含量的研究仅仅局限在可溶性总糖含量及农艺性状的变化上,对菜心果糖、蔗糖、葡萄糖、还原糖等可溶性糖含量的影响尚未见报道。蔗糖是近几年蔬菜中应用较多的叶面肥,经济易行,不会对植物和环境造成危害。因此,本试验通过叶面喷施不同浓度蔗糖溶液,对植株体内不同可溶性糖含量进行分析,旨在寻找一种适宜的环境友好型的菜心增糖途径,改善菜心的风味,这对于提高菜心的商品竞争力和满足广大消费者的现实要求具有重要的现实意义。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试菜心品种为油青60天,中熟品种,色泽油绿有光泽,叶柄短,薹叶较细,纤维少,商品性状好,是广州地区的主栽品种。采用基质栽培,供试的栽培基质为泥炭∶蛭石∶珍珠岩=1V∶1V∶1V。

1.2 试验设计

试验在华南农业大学园艺学院蔬菜试验地进行。采用穴盘育苗,于2012年5月18日播种,7月2日采收。待幼苗长到二叶一心时,选取整齐一致的植株定植到黑色营养钵中。试验设置5个蔗糖浓度处理,分别为0(CK)、50、100、200、400mg·L-1,CK为蒸馏水处理,每个处理15株,3次重复,共225株。待菜心现蕾时进行叶面喷施蔗糖溶液处理,每隔3d喷施1次,共2次,每次喷施的量以叶面有小水珠滴下为度。植株生长期间定期用1/2 Hoagland营养液淋施,其他管理与常规生产一致。

1.3 测定方法

菜薹(薹茎和薹叶)产量的测定:以齐口花为采收标准,以第4茎节以上的菜薹称质量。将薹茎和薹叶分开,切碎后混匀测定糖分含量。可溶性糖含量采用蒽酮比色法测定,还原糖含量采用DNS法测定,蔗糖和果糖含量采用间苯二酚法测定,葡萄糖含量采用酶制剂法测定(薛应龙,1985;张志良和瞿伟菁,2010)。

1.4 数据分析

数据采用Microsoft Excel2003及DPS7.0版软件进行分析。

2 结果与分析

2.1 不同浓度蔗糖处理对菜心可溶性糖含量的影响

可溶性糖含量的高低是衡量蔬菜营养品质好坏的一个重要标准,就其感官品质而言,可溶性糖产生了甜度,改善了口感。由图1可以看出,菜心薹茎中可溶性糖含量在10.90~16.17g·kg-1(FW)之间,薹叶中可溶性糖含量在3.66~6.35g·kg-1(FW)之间,薹茎中的可溶性糖含量高于薹叶。不同浓度蔗糖处理对菜心可溶性糖含量有明显的影响,随着蔗糖浓度的升高,薹茎和薹叶中的可溶性糖含量逐渐降低。各处理以50mg·L-1处理的薹茎和薹叶中可溶性糖含量最高,显著高于对照,分别比对照提高了17.1%和17.6%,100mg·L-1处理的薹茎和薹叶中可溶性糖含量与对照差异不显著,而200mg·L-1和400mg·L-1处理的薹茎和薹叶中可溶性糖含量显著低于对照。可见,适宜浓度的蔗糖处理可以提高菜心的可溶性糖含量,而过高浓度蔗糖处理反而会抑制可溶性糖的积累。

2.2 不同浓度蔗糖处理对菜心还原糖含量的影响

图1 不同浓度蔗糖处理对菜心可溶性糖含量的影响

由图2可以看出,菜心薹茎中还原糖含量在5.36~12.41g·kg-1(FW)之间,薹叶中还原糖含量在1.14~2.87g·kg-1(FW)之间,薹茎中还原糖含量明显高于薹叶。不同浓度蔗糖处理明显影响了菜心薹茎和薹叶中的还原糖含量。随着蔗糖浓度的升高,薹茎中的还原糖含量逐渐降低,以50mg·L-1处理的薹茎中还原糖含量最高,显著高于对照,比对照增加了37.8%,100mg·L-1处理的薹茎中还原糖含量次之,也显著高于对照,而200mg·L-1和400mg·L-1处理的薹茎中还原糖含量逐渐降低且均显著低于对照。蔗糖处理有提高薹叶中还原糖含量的趋势,各处理中以50mg·L-1处理的薹叶中还原糖含量最高,显著高于对照,比对照增加了154.4%,而其他处理的薹叶中还原糖含量比对照稍高,但差异不显著。说明适宜浓度的蔗糖处理可显著提高薹茎和薹叶中的还原糖含量,而过高浓度的蔗糖处理对薹茎中还原糖的积累有抑制作用,但对薹叶中还原糖含量影响不显著。

图2 不同浓度蔗糖处理对菜心还原糖含量的影响

2.3 不同浓度蔗糖处理对菜心各单一糖分含量的影响

由图3-a可以看出,菜心薹茎中蔗糖含量在0.24~0.45g·kg-1(FW)之间,薹叶中蔗糖含量在0.22~0.67g·kg-1(FW)之间,与其他糖分含量不同,菜心薹叶中蔗糖含量明显高于薹茎。随着蔗糖处理浓度的升高,薹茎中的蔗糖含量逐渐降低,以50mg·L-1处理的薹茎中蔗糖含量最高,比对照提高了87.7%。适宜浓度的蔗糖处理可显著地提高薹叶中蔗糖含量,以50mg·L-1处理的薹叶中蔗糖含量最高,显著高于对照,比对照提高了15.8%,其次是100mg·L-1处理,蔗糖含量略低于对照,二者差异不显著,而200mg·L-1和400mg·L-1处理的蔗糖含量显著低于对照。

由图3-b、3-c可以看出,菜心薹茎中果糖和葡萄糖含量分别在2.39~4.66g·kg-1(FW) 和2.39~8.23g·kg-1(FW) 之 间,薹叶中果糖和葡萄糖含量分别在1.00~1.72g·kg-1(FW)和0.70~1.81g·kg-1(FW)之间,薹茎中果糖和葡萄糖含量明显高于薹叶。不同浓度蔗糖处理明显影响了薹茎和薹叶中果糖和葡萄糖的含量。随着蔗糖处理浓度的升高,薹茎中果糖含量逐渐降低,葡萄糖含量呈现先上升后下降的趋势。薹茎中,以50mg·L-1处理的果糖含量最高,稍高于对照,但二者差异不显著,而其他各处理果糖含量均显著低于对照;以100mg·L-1处理的葡萄糖含量最高,比对照提高了45.4%,其次是50mg·L-1处理,比对照提高了15.1%,但与对照差异不显著,而200mg·L-1和400mg·L-1处理的葡萄糖含量均显著低于对照。薹叶中,以50mg·L-1处理的果糖和葡萄糖含量最高,显著高于对照,果糖比对照提高了54.0%,葡萄糖比对照增加了158.3%;100、200mg·L-1和400mg·L-1处理的果糖和葡萄糖含量与对照差异不显著。

可见,适宜浓度的蔗糖处理可显著地提高薹茎和薹叶中果糖、蔗糖、葡萄糖含量,而过高浓度的蔗糖处理对薹茎和薹叶中各单一糖分的积累有明显的抑制作用。

2.4 不同浓度蔗糖处理对菜心生长及产量的影响

不同浓度蔗糖处理对菜心生长和菜薹的形成有一定的影响。由表1可以看出,随着蔗糖浓度的升高,株高呈现先上升后下降的趋势。以100mg·L-1处理菜心植株最高,显著高于对照,比对照提高了26.7%,其次是50mg·L-1处理,略高于对照,差异不显著,而200mg·L-1和400mg·L-1处理菜心植株高度均低于对照,但三者间差异不显著。不同浓度的蔗糖处理对菜心薹粗无显著影响。

图3 不同浓度蔗糖处理对菜心蔗糖、果糖和葡萄糖含量的影响

表1 不同浓度蔗糖处理对菜心生长及产量的影响

不同浓度蔗糖处理对菜心单株产量影响较小。随着蔗糖浓度的增加,菜心单株产量呈现先增后降的趋势。处理中,以100mg·L-1处理菜心平均单株产量最高,为38.15g,其次为对照,400mg·L-1处理单株产量最低,为30.25g,各处理与对照间差异不显著。由此可见,适宜浓度的蔗糖溶液可以增加菜薹的长度,但蔗糖浓度对菜心的薹粗和单株产量影响不显著。

3 结论与讨论

作物不同种类与同一种类的不同品种间糖分积累的种类和特点不同(陶红 等,2010)。糖含量的高低反映了植株体内可利用物质和能量的供应基础。植物体内的碳素营养状况以及农产品的品质性状,常以可溶性糖的含量作为重要量指标,这些可溶性糖以果糖、葡萄糖和蔗糖为主(赵智中 等,2001)。蒽酮法测定的可溶性糖是溶液中全部水溶性碳水化合物总量,几乎包括所有的单糖和寡糖。还原糖是指含有游离的半缩醛(酮)基的糖。单糖都是还原糖,寡糖只有一部分是还原糖,如乳糖、麦芽糖,蔗糖是非还原糖,多糖为非还原糖。本试验发现,薹茎和薹叶果糖和葡萄糖的总和与还原糖含量相当,表明菜心中还原糖主要成分是果糖和葡萄糖;对照菜心薹叶中还原糖和蔗糖含量分别约占可溶性总糖含量的21%和11%,薹茎中约占65%和2%,表明薹茎中还原糖是可溶性糖的主要成分,薹叶中除了还原糖和蔗糖外,还存在其他的非还原糖,具体组分有待于进一步的测定。

本试验结果表明,不同浓度蔗糖处理菜心可溶性糖、还原糖、果糖及葡萄糖含量均为薹茎>薹叶,而蔗糖含量为薹叶>薹茎,原因可能是薹叶作为代谢源,其营养物质(包括糖类物质)源源不断地输送到薹茎中以利于菜薹品质的形成;薹叶中蔗糖含量高的原因可能是喷施蔗糖溶液后,部分溶液残留在叶片中未来得及转化,从而导致薹叶中蔗糖含量高于薹茎。本试验中,不同蔗糖浓度处理菜心蔗糖含量远小于果糖及葡萄糖含量,可能的原因是菜心生长过程中,蔗糖经过一系列的转化、水解过程,分解为其他糖类物质,所以采收期菜心体内积累了较多的果糖和葡萄糖。多数果实,如桃、柑橘、苹果、葡萄等是以积累蔗糖或山梨醇、果糖和葡萄糖为主(秦巧平 等,2005)。这4种糖中,以果糖最甜,果糖的甜度是葡萄糖的2倍,是蔗糖的1.8倍,山梨醇的甜度约为蔗糖的60%左右。因而,提高果实的总糖水平,或通过增加果糖的积累来提高果糖与葡萄糖的比值,均可改良果实风味及品质(秦巧平 等,2005)。本试验中,蔗糖浓度在50mg·L-1时可以提高菜心薹茎和薹叶中可溶性糖、还原糖、蔗糖、果糖、葡萄糖含量,对还原糖的增加效果远远高于蔗糖;100mg·L-1处理可提高菜心薹茎中还原糖、蔗糖和葡萄糖含量,降低薹茎中果糖含量,对薹叶和薹茎中其他糖分含量无显著作用。对照薹茎中果糖和葡萄糖含量分别占可溶性糖的31.7%和41.0%,薹叶中分别占20.7%和13.0%;50mg·L-1蔗糖处理菜心薹茎中果糖和葡萄糖含量分别占可溶性糖的28.8%和40.3%,薹叶中分别占27.1%和28.5%;100mg·L-1蔗糖处理菜心薹茎中果糖和葡萄糖含量分别占可溶性糖的26.7%和60.1%,薹叶中分别占23.5%和25.3%,可见,叶面喷施蔗糖对菜心薹茎和薹叶中可溶性糖含量的促进作用以葡萄糖为主,而不是甜度最高的果糖。200mg·L-1和400mg·L-1蔗糖处理,薹茎和薹叶中糖含量均有所降低,且可溶性糖、果糖、葡萄糖均低于对照。本试验条件下,菜心单株产量随着蔗糖浓度增加呈现先增后降趋势,与对照相比差异不显著,说明不同蔗糖浓度处理对菜心单株产量影响较小。综上所述,从增加菜心甜度的角度出发,叶面喷施适宜浓度的蔗糖尽管可以提高菜心薹茎和薹叶中可溶性糖含量,然而却是以葡萄糖为主,而不是甜度最高的果糖,因此,还有待于进一步寻求适宜的外源物质提高菜心体内的糖分含量,尤其是果糖含量,改善菜薹的口感风味,提高其品质。

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Effect of Foliar Application of Sucrose on Yield and Soluble Sugar Content of Flowering Chinese Cabbage

CHAI Xi-rong1,KANG Yun-yan1,LI Xu-xia1,YANG Xian1*,ZHANG Xue-lian2
(1College of Horticulture,,South China Agricultural University,Guangzhou510642,Guangdong,China;2College of Life Sciences,South China Agricultural University,Guangzhou510642,Guangdong,China)

Using flowering Chinese cabbage(Brassica parachinensis Bailey)‘Youqing60 tian’asmaterial,the experiment was conducted to investigate the effects of foliar application ofdifferent concentrations of sucrose on soluble sugar content and yield of flowering Chinese cabbage.The results showed that the contents of total soluble sugar,reducing sugar,fructose,glucose in the stems were all higher than in the blades,while the sucrose in the stems were lower than in the blades.Treatment of appropriate concentrations of sucrose could significantly increase the contents of soluble sugar in flowering Chinese cabbage,but high concentration treatment would inhibit the accumulation of soluble sugar.Foliar application of50mg·L-1sucrose could remarkably increase the contents of total soluble sugar,reducing sugar,sucrose,fructose andglucose.Different concentration of sucrose treatment had little influence on the single plant yield.

Flowering Chinese cabbage;Foliar application of sucrose;Soluble sugar content;Yield

S634.5

A

1000-6346(2013)20-0061-06

2013-05-09;接受日期:2013-08-06

广东省科技计划项目(2012B020303001,2012A020603009),广东省现代农业产业技术体系特色蔬菜产业创新团队项目(粤农[2009]380号),高等学校博士学科点专项科研基金资助课题(4600-C12046)

柴喜荣,女,硕士,实验师,专业方向: 蔬菜生理与分子生物学,E-mail:chaixirong1006@163.com

*通讯作者(Corresponding author):杨暹,博士,教授,硕士生导师,专业方向:蔬菜生理与分子生物学,E-mail:yangxian@scau.edu.cn

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