甘草渣基质栽培对番茄品质和类黄酮含量的影响.pdf

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- *通讯作者（Corresponding author）冶建明，男，讲师，专业方向园 艺植物栽培，E- 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、β-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 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 3912000） 20 0.3 120 60 0.3 50 48 新优品种 栽培管理 本期视点 产业市场 病虫防控 48 研究论文 中 国 蔬 菜 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7～12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∶ 1 V）和T1（腐熟甘草渣基质∶蛭石2 V∶1 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 cm60 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1∶5） ；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 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 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pH＜7.8，EC＜2.6 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（α0.05）。 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 49 新优品种 栽培管理 本期视点 产业市场 病虫防控 49 研究论文 中 国 蔬 菜 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 6.9～10.8（谭其猛，1984），但也有人认为番茄果实 糖酸比为4～6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 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 C．2008．AtMYB12 regulates caffeoyl quinicacid and flavonol synthesis in tomatoexpression in fruit results in very high levels of both types of polyphenol．The Plant Journal，56（2）316-326． Wang H，Cao G H，Prior R L．1996．Total antioxidant capacity of fruits．Journal 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） AbstractTaking 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 content．The 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 wordsTomato；Liquorice dregs substrate；Quality；Flavonoid 50 新优品种 栽培管理 本期视点 产业市场 病虫防控 50 研究论文 中 国 蔬 菜 CHINA VEGETABLES