不同花生麩處理對菜心品質(zhì)及糖代謝相關(guān)酶活性的影響

柴喜榮 楊錦榮 王惠 康云艷 趙普艷 楊暹

摘 要：為探究花生麩處理對菜心品質(zhì)和糖分積累的影響，以 60 天特青菜心為試材，設(shè)置花生麩 30 kg·667 m-2、40kg·667 m-2、50 kg·667 m-2和復(fù)合肥 30 kg·667 m-2以及不施肥（CK）5 個(gè)處理，研究不同處理對菜心產(chǎn)量、品質(zhì)及糖代謝相關(guān)酶活性的影響。結(jié)果表明，50 kg·667 m-2花生麩處理的菜心單株質(zhì)量比對照提高 50.22%，比復(fù)合肥處理提高8.19%?；ㄉ熡昧窟_(dá) 40～50 kg·667 m-2時(shí)，菜心薹葉中可溶性糖、還原性糖、蔗糖、果糖和薹莖中維生素 C、還原糖、蔗糖含量均顯著優(yōu)于復(fù)合肥及對照處理。50 kg·667 m-2處理時(shí)，薹葉和薹莖中可溶性糖及蔗糖含量最高，可溶性糖含量（w，后同）為 17.09 mg·g-1和 29.7 mg·g-1，蔗糖含量為 0.51 mg·g-1和 0.87 mg·g-1，與 40 kg·667 m-2處理間差異不顯著。薹莖中蔗糖和可溶性糖含量與蔗糖合成酶活性呈顯著正相關(guān)，果糖和還原糖含量與中性轉(zhuǎn)化酶活性和蔗糖磷酸合成酶活性呈顯著正相關(guān)。從成本與效果綜合考慮，以花生麩 40 kg·667 m-2處理較適宜。

關(guān)鍵詞：菜心;花生麩;產(chǎn)量;品質(zhì);糖代謝

中圖分類號(hào)：S634.5 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-2871（2022）03-048-05

Abstract： A 60-day Chinese flowering cabbage variety was used to test the effects peanut bran fertilization on quality andsugar accumulation. The experiment had five treatments with peanut bran 30 kg · 667 m-2， peanut bran 40 kg · 667 m-2，peanut bran 50 kg·667 m-2， compound fertilizer 30 kg·667 m-2， and no fertilizer as CK. The results showed that use of peanutbran at the rate of 50 kg · 667 m- 2 significantly increased the plant weight of Chinese flowering cabbage， 50.22% higherthan that of no fertilization and 8.19% higher than that of compound fertilizer.When peanut bran use at rate of 40-50 kg·667m-2，the contents of soluble sugar， reducing sugar， sucrose， fructose in the leaves and the contents of vitamin C， reducing sugar，sucrose in the stem were significantly greater than those in the compound fertilizer and the control. At the application rateof peanut bran 50 kg·667 m-2， the contents of soluble sugar and sucrose were the highest， the soluble sugar contents were17.09 mg·g-1 and 29.7 mg·g-1， and the sucrose was 0.51 mg·g-1 and 0.87 mg·g-1 in the leaves and stems， respectively. Nodifference was observed between the rate of 50 kg·667 m-2 and 40 kg·667 m-2. The contents of sucrose and soluble sugarin stem were positively correlated with sucrose synthase activity， and the fructose and reducing sugar contents were positively correlated with neutral invertase and sucrose phosphate synthase activities. Considering the treatment cost andeffect， the application of peanut bran 40 kg·667 m-2gave the best result.

Key words：Chinese flowering cabbage; Peanut bran; Yield; Quality; Glucose metabolism

菜心（Brassica campestris L. ssp. chinensis var.utilis Tsen et Lee.），又名菜薹，因其營養(yǎng)豐富、生育期短、適應(yīng)性強(qiáng)而備受人們青睞，是華南地區(qū)產(chǎn)量和面積最大的薹莖類蔬菜[1]。隨著人民生活水平的提高，人們的消費(fèi)已逐步從數(shù)量型向質(zhì)量型轉(zhuǎn)變，追求口感好、甜度高的菜心已成為消費(fèi)者的基本要求[2-3]，而甜度在很大程度上取決于果實(shí)內(nèi)所含糖分的種類和數(shù)量[4]。蔗糖、果糖、葡萄糖是菜心中主要的可溶性糖，其含量變化對菜心品質(zhì)形成起重要作用[5]。

蔗糖代謝是糖積累、轉(zhuǎn)化的重要環(huán)節(jié)，蔗糖代謝相關(guān)酶的研究則是探討糖分積累、代謝的重要內(nèi)容。中性轉(zhuǎn)化酶（NI）、酸性轉(zhuǎn)化酶（AI）、蔗糖合成酶（SS）和蔗糖磷酸合成酶（SPS）被認(rèn)為是大部分植物蔗糖代謝的關(guān)鍵酶[6]。有研究表明，在糖料作物甘蔗和甜菜以及果實(shí)類作物中，合理施肥以及外源施用植物生長調(diào)節(jié)劑均可不同程度地調(diào)節(jié)作物體內(nèi)糖分代謝，并且提高作物產(chǎn)量[7-9]。

花生麩作為一種優(yōu)質(zhì)的新型有機(jī)肥料，不僅含有豐富的養(yǎng)分，而且能夠改善土壤環(huán)境，緩解由于過度使用化肥所導(dǎo)致的一系列污染問題，具有廣闊的應(yīng)用前景，在果樹的種植生產(chǎn)當(dāng)中被廣泛地投入，對于改善果實(shí)品質(zhì)起了很大的作用[10-11]。蔬菜方面也有少量研究，袁同文等[12]通過施用不同肥料品種及配比，指出花生麩在同等產(chǎn)量條件下，可顯著提高菜心食用品質(zhì);張春雅等[13]以柳葉空心菜為試材，對其進(jìn)行花生麩追肥試驗(yàn)，結(jié)果表明追肥次數(shù)與產(chǎn)量呈正比，且具有增強(qiáng)植物光合作用、提高葉片色澤的作用。迄今為止，關(guān)于花生麩提高蔬菜作物產(chǎn)量及改善品質(zhì)的應(yīng)用研究不夠深入，花生麩的具體施用量與植株體內(nèi)各糖分積累及代謝酶活性相關(guān)性未見報(bào)道。

筆者通過比較不同花生麩施用量對菜心產(chǎn)量、品質(zhì)的影響，以及調(diào)控糖代謝酶類進(jìn)而影響菜心薹莖中糖分的積累，旨在揭示菜心糖分積累的機(jī)制，為花生麩在菜心的規(guī)?；a(chǎn)中提高菜心產(chǎn)量和品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

以 60 天特青菜心為試材，由廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院蔬菜所提供。

花生麩原料購于廣東省惠州市四季綠農(nóng)產(chǎn)品有限公司，每 1000 kg 花生麩原料加入 0.25 kg 的枯草芽孢桿菌混合發(fā)酵 30 d，發(fā)酵后的花生麩養(yǎng)分組成：有機(jī)質(zhì)含量（w，后同）78.2%、全氮含量 6.54%、磷含量（P2O5）1.78%、鉀含量（K2O）1.42%、水分含量 13.4%、pH 為 7.78。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

2020 年 7 月 17 日將菜心種植于華南農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院蔬菜栽培大棚內(nèi)，8 月 26 日采收。采用105 孔穴盤育苗，菜心長到 3～4 片真葉時(shí)選取長勢一致的植株定植于試驗(yàn)地，株行距為 15 cm ×20cm。試驗(yàn)共 5 個(gè)處理，每個(gè)處理設(shè)置 3 次重復(fù)，即：花生麩 30 kg · 667 m- 2（A1）、花生麩 40 kg·667 m- 2 （A2）、花生麩 50 kg·667 m-2（A3）、復(fù)合肥（mN∶mP∶mK=17∶5∶12）30 kg · 667 m-2（CF）、不施肥（CK，對照處理），將 15 個(gè)小區(qū)在大棚內(nèi)進(jìn)行隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積為 1.0 m×2.2 m，每小區(qū)種植 66 株菜心。移苗前施總肥量的 80%作為基肥。定植后第 5 天和第 10 天各追肥 1 次，施肥量各為總肥量的 10%，采用水溶施肥方式，每株定量 200 mL。試驗(yàn)地菜心全部1次性采收完畢，并統(tǒng)計(jì)產(chǎn)量，其他管理與常規(guī)生產(chǎn)一致。

1.3 測定方法

于采收期，各處理隨機(jī)挑選 10 株菜心測定植株各項(xiàng)生長指標(biāo)，并分別取菜薹的葉片和薹莖，用液氮速凍固定樣品，放入粉碎機(jī)粉碎，之后用冰盒保存鮮樣于低溫狀態(tài)下（-72 ℃冰箱中），以便進(jìn)行稱取樣品。對每個(gè)處理樣品進(jìn)行分裝、標(biāo)記，用于測定品質(zhì)指標(biāo)。

株高、薹粗采用游標(biāo)卡尺測量，株高：從菜心第1片真葉基部開始，到生長點(diǎn)的距離。薹粗：對菜心第 5 與第 6 片葉之間的粗度進(jìn)行測量。葉片數(shù)：植株的展葉數(shù)。菜薹產(chǎn)量：從第 4 節(jié)位開始，測定植株質(zhì)量。參照李合生[14]的方法測定維生素C、可溶性糖、可溶性蛋白、可溶性糖和還原糖含量。參照張志良等[15]的方法測定蔗糖、果糖含量。參照王慧聰?shù)萚16]的方法測定各糖代謝酶活性，略有改進(jìn)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用 Excel 2016 和 SPSS Statistic 17.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和分析，差異性檢驗(yàn)采用 Duncan 法。

2 結(jié)果與分析

2.1 花生麩處理對菜心植株生長和單株質(zhì)量的影響

從表 1 可以看出，隨著花生麩施用量的增加，菜心株高、薹粗、葉片數(shù)逐漸增加，均以 A3 處理為最大，且均顯著高于 CK 和 CF。A1 處理菜心株高、薹粗、葉片數(shù)與 CK、CF 處理差異均不顯著。在各處理中，以 A3 處理植株最高，比不施肥處理提高60.92%，比復(fù)合肥處理提高 29.30%，A2 和 A3 處理之間沒有顯著差異。由此可見，當(dāng)花生麩達(dá)到一定施用量后，菜心的株高變化差異不顯著，但均顯著高于復(fù)合肥處理和不施肥處理;與不施肥相比，施用復(fù)合肥處理能顯著增加菜心株高。

從表 1 可以看出，隨著花生麩施用量的增加，菜心單株質(zhì)量不斷提高，各處理與對照相比，差異顯著?；ㄉ熖幚頌?50 kg·667 m-2（A3）時(shí)，菜心單株質(zhì)量最高，為 97.52 g，比對照提高 50.22%，比復(fù)合肥（CF）處理提高 8.19%。由此可見，施用花生麩與復(fù)合肥處理均顯著提高菜薹質(zhì)量，當(dāng)花生麩施用量達(dá)到一定程度后，花生麩的施用效果優(yōu)于復(fù)合肥。

2.2 花生麩處理對菜心品質(zhì)的影響

由表 2 可以看出，不同花生麩處理菜心維生素C 含量不同。在各處理中，A2 處理薹葉維生素C含量最高，顯著高于對照及復(fù)合肥處理，比二者分別提高 9.37%和 4.22%。A3 處理薹莖維生素 C 含量最高，顯著高于對照及復(fù)合肥，比二者分別提高25.18%和 45.02%;A2 處理薹莖次之，且與 A3 處理差異不顯著，與其他處理差異顯著。由此可見，適宜用量的花生麩處理可以顯著提高菜心維生素 C含量。

由表 3 可以看出，在各處理中，A2 處理薹葉中可溶性蛋白質(zhì)含量最高，比 CK 提高 9.02%，且二者差異顯著;比 CF 處理提高 2.14%，但二者差異不顯著。在各處理中，以 A3 處理薹莖可溶性蛋白含量最高，比 CK 提高 11.90%，且二者差異顯著;比 CF處理提高 9.30%，但二者差異不顯著。由此表明，適宜用量的花生麩處理可促進(jìn)菜心可溶性蛋白的合成。

由表 4 可以看出，菜心薹葉和薹莖可溶性糖含量變化趨勢一致，薹葉和薹莖可溶性糖含量均隨著花生麩施用量的增加而逐漸增加，A3 處理時(shí)可溶性糖含量均達(dá)到最高值，且與 CK、CF 相比差異顯著。與 CK 相比，薹葉和薹莖可溶性糖含量分別提高 33.00%和 21.62%;與 CF 相比，薹葉和薹莖可溶性糖含量分別提高 20.27%和 13.79%。

菜心薹葉和薹莖中還原糖含量呈現(xiàn)出隨著花生麩施用量的增加先上升后下降的趨勢。在各處理中，A2 處理還原糖含量最高，但薹葉中各還原糖含量差異不顯著。薹莖中 A2 處理還原糖含量最高，其次是 A3 處理，且二者均與 CK、CF 存在顯著差異，比 CK 分別提高 33.63%和 30.02%;與 CF 相比分別提高 33.23%和 29.63%。由此可見，花生麩處理對于菜心可溶性糖和還原糖含量均有促進(jìn)作用，且其效果優(yōu)于復(fù)合肥處理。

由表 4 可以看出，隨著花生麩用量的增加，菜心薹葉及薹莖蔗糖含量均呈上升趨勢，且薹葉蔗糖含量均顯著高于 CK 及 CF 處理，薹莖蔗糖含量均顯著高于 CK。在各處理中，A3 處理薹葉及薹莖蔗糖含量均最高 ，與 CK 相比分別提高 41.67%和27.94%;與 CF 相比分別提高 34.21%和 24.29%?？?見，適宜的花生麩處理對于菜心薹葉和菜薹蔗糖含量有顯著的促進(jìn)效果。

由表 4 可以看出，不同花生麩處理，菜心薹葉和薹莖中果糖含量變化趨勢不同。A3 處理薹葉中果糖含量最高，其次是 A2 處理，且二者均與對照及復(fù)合肥處理差異顯著;薹莖中以 A2 處理果糖含量最高，其次是 A3 處理，且二者均與對照處理差異顯著。A3 處理的薹葉果糖含量比 CK 提高 28.30%， 比 CF（復(fù)合肥）處理提高 23.64%。在各處理中，A2處理薹莖果糖含量最高，比 CK 提高 43.57%，比 CF（復(fù)合肥）處理提高 21.08%。

2.3 花生麩處理對菜心糖代謝相關(guān)酶活性的影響

由表 5 可以看出，不同花生麩處理的菜心薹葉和薹莖中酶活性不同，葉片中 A2 處理 NI 活性最高，比 CK 提高 21.68%，與 CF（復(fù)合肥）處理相比提高 19.03%，其次是 A3 處理，二者均顯著高于其他處理，但兩者間差異不顯著。薹莖中以 A2 處理 NI活性最高，且顯著高于其他各處理，其他各處理之間差異不顯著。

從表 5 可以看出，隨著花生麩施用量的增加，薹葉 AI 活性有增加的趨勢，A3 處理時(shí)活性最高，與對照處理差異顯著。薹莖中 A1 處理 AI 活性最高，之后隨著花生麩用量的增加，活性有下降趨勢， A1 處理與不施肥及復(fù)合肥處理相比差異顯著。

從表 5 可以看出，不同的花生麩處理對菜心薹葉 SS 活性有一定影響。隨著花生麩施用量的增加，薹葉 SS 活性不斷提高，以 A3 處理薹葉 SS 活性最高，與 CK 處理相比提高 22.78%，與 CF 處理相比提高 16.40%。在各處理中，以 A3 處理薹莖 SS 活性最高 ，且顯著高于 CK，與 CK 處理相比提高9.55%，與 CF 處理相比提高 5.61%，而其他處理間差異不顯著。

從表 5 可以看出，各施肥處理對菜心薹葉 SPS活性的影響沒有顯著差異。不同施用量的花生麩施肥處理對菜心薹莖 SPS 活性的影響較大。與 CK相比，A2、A3 處理的菜心薹莖 SPS 活性顯著提高，分別增加 23.51%、15.86%。與 CF 處理相比，A2、 A3 處理薹莖 SPS 活性也顯著提高，增幅分別為23.16%、15.54%。A1、CK 和 CF 處理間差異不顯著。

2.4 花生麩處理對菜心糖組分與相關(guān)代謝酶活性的影響

由表 6 可知，菜心薹葉和薹莖中各糖分含量與代謝酶活性的相關(guān)性不同。其中，薹葉中蔗糖含量與 NI、AI 活性呈顯著正相關(guān)，與 SS、SPS 活性呈極顯著正相關(guān)。薹葉中果糖含量與 AI 活性呈顯著正相關(guān)，與 NI、SS、SPS 活性呈極顯著正相關(guān)。薹葉中可溶性糖含量與 NI、AI、SS 活性呈顯著正相關(guān)，與SPS 活性呈極顯著正相關(guān)。而薹葉中還原糖含量與NI 活性呈顯著正相關(guān)，與其他酶活性相關(guān)性不顯著。薹莖中蔗糖和可溶性糖含量主要受 SS 活性影響，果糖和還原糖含量主要受 NI 和 SPS 活性影響，均呈顯著正相關(guān)。

3 討論與結(jié)論

在菜心生產(chǎn)過程中，由于過分追求高產(chǎn)，長期過量投入化肥，極易造成菜心產(chǎn)量和營養(yǎng)品質(zhì)下降，同時(shí)加劇了病蟲害的發(fā)生[17-19]。有機(jī)肥的施用可以顯著提高蔬菜產(chǎn)量和品質(zhì)，同時(shí)能夠改良土壤理化性質(zhì)，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量[20-21]。聶磊和劉鴻先[22]研究表明，施用花生麩+人糞尿等有機(jī)肥后柚果的總糖、總酸、可溶性固形物、維生素 C 和氨基酸含量均有所提高。區(qū)善漢等[11]研究表明，開溝施花生麩 4.0～6.0 kg·株-1，可顯著提高沙田柚果實(shí)總糖含量，改善果實(shí)品質(zhì)。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，菜心產(chǎn)量隨著花生麩用量的提高而逐漸上升，花生麩用量達(dá)到 40～50 kg·667 m-2時(shí)，菜心各產(chǎn)量指標(biāo)的綜合促進(jìn)效果優(yōu)于復(fù)合肥，且在該處理濃度下，菜心薹葉中可溶性糖、還原性糖、蔗糖、果糖和和薹莖中維生素 C、還原糖、蔗糖含量均顯著優(yōu)于復(fù)合肥及對照處理。而從成本與效果綜合來考慮，以花生麩 40 kg·667 m-2處理對菜心的品質(zhì)改善效果最佳。本試驗(yàn)結(jié)果中，薹莖可溶性糖、還原糖、蔗糖和果糖含量均高于葉片，原因可能是薹葉作為代謝源，其營養(yǎng)物質(zhì)（包括糖類物質(zhì)）源源不斷地輸送到薹莖中以利于菜薹品質(zhì)的形成，這與張曉艷等[6]研究結(jié)果一致。

蔗糖是植物葉片光合產(chǎn)物向果實(shí)中運(yùn)輸?shù)闹饕螒B(tài)，也是庫代謝的基質(zhì)[2]。果實(shí)獲取同化物的能力在很大程度上取決于其庫強(qiáng)，而庫強(qiáng)的大小常決定于與糖代謝相關(guān)酶類的活性[5，23-24]。葉紅霞等[25]研究表明 SPS、AI 活性是決定甜瓜果實(shí)蔗糖含量的關(guān)鍵酶，蔗糖含量的上升與 SPS 活性的上升相伴隨。張曉艷等[6]研究指出，菜心葉片的 SS、SPS 活性與可溶性糖、蔗糖、果糖和還原糖含量的相關(guān)性不顯著;薹莖的 NI 和 AI 活性與可溶性糖、蔗糖、果糖和還原糖含量的相關(guān)性均不顯著。本試驗(yàn)由各代謝酶活性及與各糖分的相關(guān)性結(jié)果可知，除 AI 外，其他酶活性均表現(xiàn)為薹莖高于薹葉，薹葉中蔗糖、果糖、可溶性糖含量與 NI、AI、SS、SPS 活性均呈顯著正相關(guān)，而薹莖中蔗糖和可溶性糖含量均與 SS活性呈顯著正相關(guān)，果糖和還原糖含量均與 NI 和SPS 活性呈顯著正相關(guān)，本試驗(yàn)結(jié)果與張曉艷研究結(jié)果不盡相同，原因可能是不同的菜心品種糖代謝規(guī)律有差異。

可以推測，通過提高 NI、SS、SPS 活性可以促進(jìn)薹莖糖分的形成，增加糖分的積累，改善菜薹的品質(zhì)與風(fēng)味。本試驗(yàn)結(jié)果明確了不同花生麩處理菜心適宜的施肥量為 40 kg·667 m-2，接下來為更好地指導(dǎo)菜心生產(chǎn)及不同菜心品種選育，有必要從糖代謝酶的分子調(diào)控及遺傳機(jī)制方面做進(jìn)一步深入研究。

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