桑枝屑還田對桑芽功能成分的影響

黃金枝 俞燕芳 王軍文 杜賢明 鄧真華

( 1.江西省蠶桑茶葉研究所 330202; 2.江西省經(jīng)濟(jì)作物研究所 330202; 3.江西省蠶桑工程技術(shù)研究中心 330202)

桑葉含有豐富的功能活性成分，是一種“藥食兩用”農(nóng)產(chǎn)品[1]。桑芽，是桑枝尖頭最嫩的幾片桑葉。近年來，桑葉菜肴由于具有保健、清熱解毒、降火的飲食內(nèi)涵深受消費(fèi)者的青睞，桑(芽)葉菜肴發(fā)展勢頭迅猛，尤其在南方地區(qū)，各種桑葉菜式不僅出現(xiàn)在酒店的特色菜單中，也走進(jìn)了尋常百姓家[2～3]。

我國桑樹資源豐富，桑枝作為桑樹的主要副產(chǎn)物，約占桑樹年產(chǎn)干物質(zhì)的64%[4～6]。然而，在蠶桑生產(chǎn)過程中，桑枝的利用率不到3%[7]，大部分被丟棄在田間，極少部分用作燃料，研究開發(fā)利用不夠，造成了極大的浪費(fèi)，也加重環(huán)境污染[8]。近年來，隨著科技進(jìn)步，對蠶桑資源高效利用深入研究，桑枝的資源價(jià)值也引起關(guān)注。據(jù)資料顯示，桑枝含有粗蛋白5.84%、纖維素51.48%、木質(zhì)素18.1%、半纖維23.2%、灰分1.57%，具有較高的利用價(jià)值[9]。桑枝是我國目前最豐富的農(nóng)業(yè)廢棄物資源之一，然而目前關(guān)于桑枝肥料化利用提升桑芽功能成分含量的可行性研究鮮見報(bào)道。本試驗(yàn)從桑枝肥料化利用提升桑芽功能成分的角度出發(fā)，探究桑枝還田對桑芽功能成分的提升效應(yīng)。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器與主要試劑

材料：桑品種為豐田5號，樹齡10年，栽植于江西省蠶桑茶葉研究所桑樹示范基地；桑枝取自于江西省蠶桑茶葉研究所桑園。

儀器：切枝機(jī)BC1000E(天津威猛機(jī)械制造有限公司)；三相異步電動機(jī)Y225-4(周口豫川特種電機(jī)廠)；安捷倫1260Ⅱ高效液相色譜(美國安捷倫公司)；多功能酶標(biāo)儀(賽默飛世爾科技有限公司)；HH恒溫水浴鍋(金壇市中大儀器廠) ；美國奧豪斯水分儀 (美國奧豪斯儀器有限公司) ；ST16R1 臺式高速冷凍離心機(jī)( 北京聯(lián)合科力科技有限公司) 。

主要試劑：沒食子酸、蘆丁、1-脫氧野尻霉素(DNJ)標(biāo)準(zhǔn)品、芴甲氧羰酰氯( FMOC-Cl) 購自上海阿拉丁生化科技有限公司；乙醇、葡萄糖、苯酚、濃硫酸、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、碳酸鈉、福林酚、鹽酸、甘氨酸、醋酸等為分析純試劑，購自西隴化工股份有限公司；乙腈、甲醇、甲酸為色譜純試劑，購自德國默克公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 還田方法

桑枝屑還田試驗(yàn)在江西省蠶桑茶葉研究所桑樹示范基地完成。2020年7月中旬，挑選生長發(fā)育良好、整齊一致、樹形基本相似的植株240株，分為4組，每組60株，設(shè)3個重復(fù)，每個重復(fù)20株，掛牌標(biāo)記，并對其進(jìn)行同一高度的修剪。新鮮桑枝利用粉碎性設(shè)備實(shí)施粉碎處理，將粉碎后的桑枝屑進(jìn)行不同處理，比較還田效果。試驗(yàn)共設(shè)計(jì)4個處理，分別為：未覆蓋桑枝屑未旋耕(CK1)；未覆蓋桑枝屑旋耕(CK2)；將桑枝屑均勻覆蓋桑園，厚度為5cm(M1)；將桑枝屑均勻覆蓋在桑樹下，厚度為5cm，再旋耕(M2)。

1.2.2 取樣方法

還田處理0d、20d、40d、60d后，取不同還田方式處理后的豐田5號植株桑芽，每株隨機(jī)選取3～5根枝條，采收全部芽頭，將桑芽迅速帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行干燥處理，60℃ 烘干，粉碎，過 60 目篩，分裝于不同的自封袋，并做好標(biāo)記，待功能成分檢測。

1.2.3 檢測方法

總酚含量測定采用Folin-Ciocalteu比色法[10～12]；總黃酮含量測定采用亞硝酸鈉-硝酸鋁法[13]；總糖含量測定采用苯酚硫酸法[14]；DNJ含量測定采用芴甲氧羰酰氯(FMOC-Cl)柱前衍生液相色譜法[15]；酚類單體化合物的含量測定采用高效液相色譜-質(zhì)譜(HPLC-MS)。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析

采用 Excel 2007 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)；采用 Origin8.0 軟件作圖；采用SPSS20.0 軟件完成數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同還田方式對桑芽總酚含量的影響

在相同還田量處理情況下，不同還田方式對桑芽總酚含量的影響各不相同。從圖1可以看出，四種處理方式下，桑芽總酚含量都呈先減少后增加的趨勢。M1和M2處理60d后桑芽總酚顯著高于CK1和CK2(p<0.05)，其中M1中總酚含量最高，為25.96mg/g，M2次之，為24.91mg/g，這說明桑枝屑還田對桑芽總酚的含量具有一定的影響，桑枝屑還田能夠提高土壤肥效，促進(jìn)桑芽中總酚的形成。已有許多研究表明，桑葉中總酚、總黃酮和 DNJ等含量與生長季節(jié)有關(guān)。本試驗(yàn)研究結(jié)果與俞燕芳等[1]一致，總酚含量7—9月先下降后上升。

2.2 不同還田方式對桑芽總黃酮含量的影響

在相同還田量處理情況下，不同還田方式對桑芽總黃酮含量的影響各不相同。從圖2可以看出，四種處理方式下，桑芽總黃酮含量都呈先減少后增加的趨勢，這可能與季節(jié)有關(guān)。M1和M2處理60d后桑芽總黃酮含量顯著高于CK1和CK2(p<0.05)，其中M1總黃酮最高，為62.82mg/g，M2次之，為50.55mg/g，說明桑枝屑還田對桑芽總黃酮的含量具有一定的影響，能夠促進(jìn)總黃酮積累。

注：不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)

注：不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)

2.3 不同還田方式對桑芽多糖含量的影響

在相同還田量處理情況下，不同還田方式對桑芽多糖含量的影響各不相同。從圖3可以看出，四種處理方式下，桑芽多糖含量都呈先增加后減少的趨勢。M1處理60d后桑芽多糖含量顯著高于其他幾個處理(p<0.05)，為82.80mg/g，CK1次之，為77.74mg/g，說明桑枝屑還田對桑芽多糖含量具有一定的影響。

注：不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)

2.4 不同還田方式對桑芽DNJ含量的影響

在相同還田量處理情況下，不同還田方式對桑芽DNJ含量的影響各不相同。從圖4可以看出，四種處理方式下，桑芽DNJ含量都呈先增加后減少的趨勢。CK1處理60d后DNJ含量顯著高于其他處理((p<0.05))，為4.06mg/g，M2次之，為3.69mg/g，這說明桑枝屑還田對桑芽DNJ的形成具有一定的作用。楊兵等[16]研究結(jié)果顯示，桑葉中 DNJ 含量在 7—8 月最高。蔣微[17]測定了4個桑樹品種在 4—10 月桑葉中生物堿的含量，結(jié)果表明， DNJ 含量在 4—5 月達(dá)到最高值，之后皆呈現(xiàn)波動下降趨勢。這些研究結(jié)果與本文的結(jié)果是相符的，但與楊貴明等[18]的研究結(jié)果差異較大，這可能與試驗(yàn)的區(qū)域氣候、土壤和栽培條件等不同有關(guān)。

2.5 不同還田方式對桑芽酚類組成及含量的影響

在相同還田量處理情況下，不同還田方式對桑芽酚類組成及含量的影響各不相同。從表1可以看出，四種處理方式下，桑芽中綠原酸、蘆丁、槲皮素、槲皮素-3-O-丙二?；?葡萄糖苷(QMG)、紫云英苷(AG)和山奈酚-3-O-丙二?；?葡萄糖苷(KMG)含量各不相同。其中M1處理20d后綠原酸含量最高，為5.07 mg/g，CK2處理20d后綠原酸含量最低，為2.61mg/g；M1處理20d后蘆丁含量最高，為1.31mg/g，CK2處理20d后蘆丁含量最低，為0.51mg/g；M1處理60d后槲皮素的含量最高，為1.46mg/g，CK1處理20d后槲皮素的含量最低，為0.22mg/g；M1處理60d 后QMG含量最高，為3.3mg/g，M2處理20d后 QMG含量最低，為1.28mg/g；M1處理20d 后AG含量最高，為4.52mg/g，CK2處理20d 后AG含量最低，為2.43mg/g；M1處理60d后 KMG含量最高，為2.62mg/g，M2處理40d后 KMG含量最低，為1.15mg/g。

注：不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)

表1 不同還田方式對桑芽酚類組成及含量的影響 單位：mg/g

續(xù)表 單位：mg/g

3 小結(jié)

本試驗(yàn)對桑芽中的總酚、黃酮、多糖、DNJ及主要酚類物質(zhì)進(jìn)行檢測分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，桑枝屑不同還田方式對桑芽總酚、總黃酮、多糖、DNJ及主要酚類物質(zhì)含量具有一定的影響。覆蓋桑枝屑處理60d后總酚、總黃酮、多糖含量顯著高于未覆蓋桑枝屑未旋耕(p<0.05)，DNJ含量顯著低于未覆蓋桑枝屑未旋耕(p<0.05)。覆蓋桑枝屑旋耕處理60d后桑芽總酚和總黃酮含量顯著高于未覆蓋桑枝屑旋耕(p<0.05)，多糖和DNJ含量與未覆蓋桑枝屑旋耕相比差異不顯著(p>0.05)。因此，生產(chǎn)上可以根據(jù)桑芽的食用性以及藥用性，選擇不同處理方式的桑芽為原料，使桑芽功能性成分的利用效果達(dá)到最佳。