水稻灌漿結(jié)實期穎果中葉綠素及總酚含量的變化

韓云哲，徐偉豪，柳洪良，樸雪梅，白學(xué)峰，楊學(xué)智，金海強

（延邊朝鮮族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院，吉林 龍井 133400）

隨著人們生活水平的提高和對健康認(rèn)識的逐步加深，大米的營養(yǎng)價值越來越受到人們的關(guān)注[1]。糙米是稻谷脫殼后不加工或較少加工所獲得的全谷粒米，與白米相比，其較高程度地實現(xiàn)了稻谷的全營養(yǎng)保留。綠米是因葉綠素大量沉積在種皮而使糙米呈淺綠色，其富含維生素、脂肪、葉綠素、膳食纖維及大量人體必須的微量元素[2-3]。蘭艷等引進綠米稻品種并研究發(fā)現(xiàn)，綠米穎果中葉綠素a、葉綠素b 及總酚含量均隨著水稻籽粒成熟而降低，其中花后15～20 d 下降速率加快[4]。有關(guān)綠米栽培技術(shù)的研究集中在綠米稻品種的配套栽培上，利用普通水稻品種開發(fā)綠米的研究還是空白。本研究以普通水稻品種吉宏6 為對象，通過揭示其灌漿結(jié)實期穎果中葉綠素及總酚含量的變化規(guī)律，為綠米優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試土壤為棕壤土。水稻品種為2014年通過吉林省品種審定委員會審定的中晚熟偏早品種吉宏 6，生育期 138 d，需≥10 ℃積溫 2 800 ℃左右，區(qū)試產(chǎn)量8 333.4 kg/hm2。供試肥料：尿素（N 質(zhì)量分?jǐn)?shù)46%），四川瀘天化股份有限公司生產(chǎn)；磷酸二銨（N質(zhì)量分?jǐn)?shù)18%，P2O5質(zhì)量分?jǐn)?shù)46%），云南三環(huán)中化化肥有限公司生產(chǎn)；氯化鉀（K2O 質(zhì)量分?jǐn)?shù)60%），中化化肥有限公司生產(chǎn)。

1.2 試驗設(shè)計

試驗在延邊朝鮮族自治州農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗地（129°41′E、42°78′N）進行。0～20 cm 耕層土壤理化性狀：有機質(zhì)含量18.2 g/kg，堿解氮含量89 mg/kg，有效磷含量86 mg/kg，速效鉀含量96 mg/kg，pH 值為 5.3。施肥量為純 N 150 kg/hm2、P2O546 kg/hm2、K2O60 kg/hm2。磷肥和鉀肥全部作基肥于翻耕地前施入，氮肥中基肥、分蘗肥與穗肥質(zhì)量比為4︰4︰2。行、株距分別為30、15 cm。

1.3 測定項目及方法

1.3.1 穎果中葉綠素含量測定。水稻始穗期，在掛牌標(biāo)記同日抽出的稻穗，分別于開花后10、15、20、25、30、35、40 d 取樣 3 穴。每次取樣于 8:30—10:30采標(biāo)記稻穗，取上部籽粒（穗頂端3～4個一次枝梗）、中部籽粒（穗中部4個一次枝梗）、下部籽粒（穗基部3～4個一次枝梗）為測試材料，進行烘干。每次稱取0.2 g 穎果，分別放入25 mL 試管內(nèi)，向試管內(nèi)加入80%乙醇浸提液20 mL 浸提穎果中的葉綠素；將試管置于黑暗中，待穎果完全褪色后，用浸提試劑定容至25 mL。以浸提試劑為空白，分別在波長663、645 nm 處測定吸光度，并按以下公式計算：

葉綠素a 含量=20.21×D645nm；

葉綠素b 含量=8.02×D663nm；

葉綠素含量=（葉綠素a 含量+葉綠素b 含量）×提取液總量/穎果質(zhì)量×1 000。

1.3.2 穎果中總酚含量的提取與測定。1）標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作：稱取25 mg 沒食子酸，溶于50 mL 的50%甲醇溶液，配制成 0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.15、0.20、0.25 g/L 的標(biāo)準(zhǔn)溶液，加入 1 mL 福林 - 西奧卡特（Folin-Ciocalteu）試劑，混勻后加入10 mL 7%Na2CO3溶液，最后加蒸餾水定容至25 mL，不時振蕩，2 h 后，在766 nm 波長下測定吸光度。空白對照為50%甲醇。

2）提取和測定：稱取 0.5 g 穎果，加 5 mL 的 80%乙醇溶液，用研缽磨并過濾，濾液放入100 mL 的錐形瓶中，加塞，放置20 min 后，吸取1 mL 樣品液，加入1 mL 福林- 西奧卡特試劑，充分混勻后加入10 mL7%Na2CO3溶液，最后加蒸餾水定容至25 mL，不定時振蕩，2 h 后在766 nm 波長下測定吸光度?？瞻讓φ諡?0%甲醇。用標(biāo)準(zhǔn)曲線來計算樣品中的總酚含量。

1.4 千粒質(zhì)量測定

開花后10 d，每隔5 d 取標(biāo)記的3 穴稻穗，105 ℃殺青30 min 后，70 ℃烘干至恒質(zhì)量。取稻穗上、中、下部籽粒，稱千粒質(zhì)量。

1.5 產(chǎn)量及糙米率測定

以對角線取樣法取5個點進行收獲、自然晾曬，在稻谷水份達到15%以下測定產(chǎn)量。糙米是取1 kg 稻谷用礱谷機脫去穎殼，制成糙米。糙米質(zhì)量與稻谷質(zhì)量的百分比為糙米率。

1.6 數(shù)據(jù)處理方法

利用DPS 7.05、Excel 2016 統(tǒng)計軟件對試驗結(jié)果進行分析，比較各處理間的差異性。

2 結(jié)果與分析

2.1 吉宏6 穎果中葉綠素含量

如圖1 所示，穎果中葉綠素含量隨著籽粒成熟表現(xiàn)出降低趨勢，開花后30 d（蠟熟期），葉綠素含量為下部籽粒＞中部籽粒＞上部籽粒，分別為0.026 1、0.024 0、0.021 6 mg/g，平均葉綠素含量為0.023 9 mg/g；開花后 35 d，上、中、下部穎果中葉綠素含量分別為 0.015 5、0.011 1、0.009 7 mg/g，平均含量為0.012 1 mg/g，與開花后30 d 相比，葉綠素含量下降0.011 8 mg/g。

圖1 穎果葉綠素含量變化

2.2 吉宏6 穎果中總酚含量

如圖2 所示，穎果中總酚含量隨著籽粒成熟表現(xiàn)出降低趨勢，開花后30 d（蠟熟期），總酚含量為下部籽粒＞中部籽粒＞上部籽粒，分別為24.4、23.5、22.5 mg/g，平均含量為 23.5 mg/g；開花后 35 d，上、中、下部穎果中總酚含量分別為16.4、15.7、14.7 mg/g，平均含量為 15.6 mg/g，比開花后 30 d 的總酚含量下降7.9 mg/g。

圖2 穎果總酚含量變化

2.3 吉宏6 千粒質(zhì)量變化

如圖3 所示，隨著籽粒成熟，千粒質(zhì)量呈逐漸增加趨勢，開花后25 d，上、中、下部千粒質(zhì)量分別為 17.5、15.5、10.5 g，平均為 14.5 g；開花后 30 d，上、中、下部千粒質(zhì)量分別為 21.5、20.5、19.5 g，平均為20.5 g，與開花后25 d 上、中、下部千粒質(zhì)量差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；開花后 35 d，上、中、下部千粒質(zhì)量分別為 22.9、22.6、20.5 g，平均為 22.0 g，與開花后30 d 上部籽粒千粒質(zhì)量差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義，但與中、下部籽粒質(zhì)量差異具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），說明籽粒于開花后30 d 趨于飽滿狀態(tài)。

圖3 籽粒千粒質(zhì)量變化

2.4 吉宏6 產(chǎn)量及糙米率變化

如表1 所示，綠米的產(chǎn)量和糙米率隨著籽粒成熟而增加，開花后30 d（蠟熟期），綠米產(chǎn)量為4 865.4 kg/hm2，糙米率為 63.1%；開花后 35 d（完熟期），綠米產(chǎn)量為5 793.1 kg/hm2，糙米率為65.0%。

表1 綠米產(chǎn)量及糙米率的影響

3 討論與結(jié)論

葉綠素是植物中特有的色素成分，具有抑制致癌物質(zhì)、解除體內(nèi)藥物殘渣、排毒造血、降低膽固醇等作用[5]。顧蘊潔等研究表明，水稻穎果在發(fā)育初期呈綠色，這是果皮中層細(xì)胞中含有葉綠體的緣故[6]。柳敏研究發(fā)現(xiàn)，在黑米穎果發(fā)育過程中，穎果發(fā)育前中期葉綠素含量較多，往后逐漸減少[7]。本試驗中吉宏6 穎果中葉綠素含量同樣隨著籽粒成熟出現(xiàn)降低的趨勢，因此，為保證穎果中葉綠素含量及色澤，收獲期不宜太遲。根據(jù)本試驗結(jié)果，以開花后30 d 收獲為宜，此時上、中、下部葉綠素含量平均為0.023 9 mg/g，比開花后 35 d 高出 0.011 8 mg/g。

酚類物質(zhì)具有抑制人類腫瘤發(fā)展、防治心腦血管疾病以及抗炎、抗癌、抗氧化、抗衰老等作用[8-9]。總酚廣泛存在于蔬菜、水果、豆類和谷物等植物中[10]。研究發(fā)現(xiàn)，水稻籽粒中絕大多數(shù)次生代謝物隨籽粒發(fā)育呈顯著下降趨勢[4]。本試驗中總酚含量隨生育期的推進而下降：開花30 d，穎果上、中、下部總酚平均含量為23.5 mg/g，比開花后35 d 高出7.9 mg/g；說明開花后各個時期對總酚含量的影響比較大。

千粒質(zhì)量表示種子的飽滿程度，也是構(gòu)成產(chǎn)量的因素之一；千粒質(zhì)量高，說明籽粒飽滿。本試驗中千粒質(zhì)量、產(chǎn)量、糙米率均隨著籽粒成熟出現(xiàn)增長趨勢。開花后30 d 的平均千粒質(zhì)量為20.5 g，產(chǎn)量為4 865.4 kg/hm2，糙米率為63.1%，比開花后25 d的千粒質(zhì)量高6 g，產(chǎn)量高38.2%，糙米率高6.3%。

本試驗表明，利用吉宏6 水稻品種生產(chǎn)綠米時，開花后30 d 葉綠素平均含量0.023 9 mg/g，比開花后35 d 的高 0.011 8 mg/g；總酚平均含量 23.5 mg/g，比開花后35 d 的高7.9 mg/g；千粒質(zhì)量平均20.5 g，比開花后 35 d 的僅低 1.5 g；產(chǎn)量為 4 865.4 kg/hm2，比開花后35 d 的低927.7 kg/hm2；糙米率63.1%，與開花后35 d 的差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義。因此，綜合考慮葉綠素含量、總酚含量、糙米率等指標(biāo)，開花后30 d是吉宏6 水稻品種生產(chǎn)綠米時的最佳收割時期。