低濃度NaCl 對(duì)油葵芽苗菜生長及品質(zhì)的影響

尹偉僮，王明姣，范 輝，李青云，薛占軍

（河北農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院，河北 保定 071001）

芽苗蔬菜生產(chǎn)因其具有生育周期短、產(chǎn)品質(zhì)量等級(jí)優(yōu)、生物效率高和對(duì)設(shè)施及裝備要求低等特點(diǎn)，率先實(shí)現(xiàn)了工廠化優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)，不同程度地推動(dòng)了新型芽苗菜產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。大量研究表明可以通過調(diào)節(jié)溫度、施用外源物和改變光照等方式提高芽苗菜的可食率和營養(yǎng)品質(zhì)［1-5］，其中植物生長調(diào)節(jié)劑是最常用的一種有效調(diào)節(jié)方式。但隨著消費(fèi)者對(duì)外源植物生長調(diào)劑有可能在芽苗菜中富積而帶來的產(chǎn)品安全質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，促進(jìn)了利用蔗糖、CaCl2、Se［6-9］等外源物質(zhì)對(duì)芽苗菜進(jìn)行優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)。

目前，關(guān)于NaCl 的研究也主要集中在高濃度對(duì)植物的脅迫作用［10-12］及植物的耐鹽性研究［13］，而關(guān)于低濃度NaCl 對(duì)植物的有益作用方面研究較少。已有研究證明植物的生長需要一定量的Na+和Cl-，王俊玲等［14］研究發(fā)現(xiàn)，營養(yǎng)液中加入10 mmol/L NaCl 可顯著促進(jìn)韭菜的根系活力，增加韭菜葉片的數(shù)量、長度和生長量；而5 mmol/L NaCl 可顯著提升蕎麥芽苗菜的可溶性糖和Vc 含量［15］，周峰等［16］發(fā)現(xiàn)5 和10 mmol/L NaCl 能夠顯著促進(jìn)菠菜蛋白質(zhì)含量并提高產(chǎn)量。因此低濃度 NaCl 不僅對(duì)植物的生長沒有危害，反而能不同程度地促進(jìn)植物生長和改善品質(zhì)。

油葵（Helianthus annuusL.）芽苗菜在育苗期內(nèi)，主要進(jìn)行著儲(chǔ)存性營養(yǎng)物質(zhì)的快速分解和新活性物質(zhì)的不斷合成［5］，導(dǎo)致其形成獨(dú)特的口感風(fēng)味和藥食同源的保健功效，加之近些年消費(fèi)者對(duì)芽苗菜營養(yǎng)品質(zhì)和安全品質(zhì)要求的日益提升，顯著促進(jìn)了工廠化油葵種芽菜的快速發(fā)展。當(dāng)今，隨著生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步和芽苗菜種類趨于多樣化，一些化學(xué)、生物和物理手段先后在芽苗菜生產(chǎn)上開展試驗(yàn)。有研究表明［17］，在油葵種子催芽過程中適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行變溫處理，可以提高種子的發(fā)芽率，在油葵芽苗菜的栽培技術(shù)方面，卓少明等［18］綜合使用蚯蚓及蚯蚓體腔液對(duì)油葵芽苗菜采用循環(huán)式栽培技術(shù)，篩選出得當(dāng)?shù)难h(huán)方法，以克服油葵芽苗菜連作障礙問題，進(jìn)而提高產(chǎn)量。目前，國內(nèi)諸多有關(guān)油葵芽苗菜的報(bào)道多主要集中在如何栽培，重在產(chǎn)量［17-19］，而對(duì)油葵芽苗菜有關(guān)的品質(zhì)及調(diào)控技術(shù)鮮有報(bào)道。因此，關(guān)于油葵芽苗菜的綠色、優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)技術(shù)研究就顯得尤為迫切。本試驗(yàn)以油葵芽苗菜的優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)為目的，在油葵芽苗菜生產(chǎn)過程中施用低濃度NaCl 溶液，測(cè)定油葵芽苗菜外觀形態(tài)、生物量、光合色素和營養(yǎng)品質(zhì)等指標(biāo)，明確低濃度NaCl 對(duì)油葵芽苗菜生長及品質(zhì)的調(diào)控效應(yīng)，篩選適宜的NaCl濃度，為油葵芽苗菜的綠色優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)提供重要的關(guān)鍵技術(shù)及理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

油葵種子為中國種子集團(tuán)有限公司代理的‘S667’，統(tǒng)一購買于保定農(nóng)資市場(chǎng)。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

低濃度NaCl 處理試驗(yàn)在河北農(nóng)業(yè)大學(xué)東校區(qū)溫室內(nèi)進(jìn)行。試驗(yàn)處理前先對(duì)種子進(jìn)行初選，去除掉劣質(zhì)的種子，再用55 ℃的溫水浸種10 min，撈出分別放入0（CK）、5、10、15、20、25 mmol/L NaCl溶液中，持續(xù)浸種12 h 后，再將油葵種子播種到裝有250 mL 蛭石和珍珠巖（2∶1）混合物的營養(yǎng)缽中，播種前將基質(zhì)用對(duì)應(yīng)濃度的NaCl 溶液澆透，每缽播35 粒種子，播完后覆蓋50 mL（約2～3 cm）蛭石和珍珠巖混合物，再澆20 mL NaCl 溶液，每個(gè)處理播種10 個(gè)營養(yǎng)缽，3 次重復(fù)。后續(xù)每天上午澆1 次30 mL NaCl 溶液，連續(xù)處理10 d 后進(jìn)行取樣測(cè)試。試驗(yàn)用的NaCl 溶液均用蒸餾水配制，蒸餾水內(nèi)的Na+和Cl-濃度分別為0.048 和0.080 mmol/L。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 生長指標(biāo) 每個(gè)處理選取生長一致的30 株油葵苗，洗凈根部的基質(zhì)，測(cè)定下胚軸長度、粗度、子葉大小等形態(tài)指標(biāo)。下胚軸長度：用直尺進(jìn)行測(cè)量；下胚軸粗度：用光學(xué)顯微鏡進(jìn)行觀察測(cè)量；子葉面積：用葉面積掃描儀進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2 生物量指標(biāo) 每個(gè)處理選取成熟度一致的10株油葵苗，洗凈根部的基質(zhì)，對(duì)達(dá)到商品標(biāo)準(zhǔn)的油葵芽苗菜的全株干重、全株鮮重、可食鮮重、可食干重等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定。

全株鮮重：選取10 株長勢(shì)健壯，一致的油葵芽苗菜用萬分之一的電子天平測(cè)量其鮮重。

全株干重：將測(cè)量完全株鮮重的油葵芽苗菜放入60 ℃烘箱中，烘至恒重，再用萬分之一的電子天平測(cè)定其干重。

地上部鮮重：選取10 株長勢(shì)健壯，生長一致油葵芽苗菜，剪去地下部分，用電子天平測(cè)量其鮮重。

地上部干重：將測(cè)量完可食鮮重的油葵芽苗菜放入60 ℃烘箱中，烘至恒重，再用萬分之一的電子天平測(cè)定可食部分干重。

含水率=［（地上部鮮重-地上部干重）/地上部鮮重］×100%

1.3.3 經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 可食率=地上部鮮重/全株鮮重

經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量（kg/1 kg 干種子）=（每kg 種子粒數(shù)×發(fā)芽率×單株地上部鮮重）/1 000

1.3.4 營養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo) 取樣后將油葵芽苗菜的下胚軸和子葉分開取樣，分別剪碎混勻放到-80 ℃冰箱中保存待測(cè)。采用李合生方法［20］測(cè)定可溶性糖及淀粉含量、游離氨基酸含量、可溶性蛋白含量和可溶性糖含量，重復(fù)5 次。

1.3.5 抗氧化物質(zhì)指標(biāo) 取樣后將油葵芽苗菜的下胚軸和子葉分開取樣，分別剪碎混勻放到-80 ℃冰箱中保存待測(cè)。采用2，6-二氯酚靛酚滴定法［20］測(cè)定Vc 含量，硝酸鋁-亞硝酸鈉比色法［21］測(cè)定類黃酮物質(zhì)含量，福林酚試劑法［21］測(cè)定酚類物質(zhì)含量，重復(fù)5 次。

1.4 數(shù)據(jù)分析與處理

采用Excel 2019 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與繪圖，利用IBM SPSS Statistics 26.0 做方差分析，按照Duncan’s 法以P＜0.05 作為差異顯著水平進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 低濃度NaCl 對(duì)油葵芽苗菜生長的影響

由表1 可以看出，低濃度NaCl 對(duì)油葵芽苗菜生長產(chǎn)生了顯著影響（P＜0.05）。與CK 相比，隨著低濃度NaCl 處理濃度的升高，油葵芽苗菜的下胚軸長度、下胚軸粗度和子葉面積均呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢(shì)，各處理較對(duì)照均顯著增加，增幅分別達(dá)到8.98%～41.57%、4.92%～8.58% 和20.90%～46.88%，且均在15 mmol/L NaCl 處理下達(dá)最高值，表明15 mmol/L NaCl 處理對(duì)油葵芽苗菜下胚軸長度、粗度和子葉面積的促進(jìn)效應(yīng)最大。

表1 低濃度NaCl 對(duì)油葵芽苗菜生長的影響Table 1 Effects of lower concentration NaCl on the morphology of oil sunflower sprouts

2.2 低濃度NaCl 對(duì)油葵芽苗菜干鮮重及含水率的影響

由表2 可以看出，低濃度NaCl 對(duì)油葵芽苗菜生物量產(chǎn)生了顯著影響（P＜0.05）。

表2 低濃度NaCl 對(duì)油葵芽苗菜生物量的影響Table 2 Effects of low concentration NaCl on biomass of oil sunflower sprouts

與CK 相比，隨著NaCl 濃度的升高，油葵芽苗菜的全株鮮重、地上部鮮重、地上部干重、含水率均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，且在20 mmol/L NaCl處理下全株鮮重達(dá)最大值，各處理較CK 而言增幅達(dá) 到11.40%～23.51%，在15 mmol/L NaCl 處 理下的油葵芽苗菜的地上部鮮重、地上部干重和含水率達(dá)最大值，各 NaCl 處理較CK 顯著增加，增幅分別達(dá) 到18.42%～38.21%、6.55%～14.49% 和1.08%～1.90%，且均在15 mmol/L 處理下達(dá)最大值，就油葵芽苗菜的全株干重而言，各處理較CK 無顯著性差異。

2.3 低濃度NaCl 對(duì)油葵芽苗菜經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的影響

由圖1 可以看出，低濃度NaCl 對(duì)油葵芽苗菜的可食率和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量產(chǎn)生了顯著影響（P＜0.05）。隨著NaCl 濃度的增加，油葵芽苗菜的可食率和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。隨著NaCl 濃度的增加，在15 mmol/L NaCl 處理下，油葵芽苗菜的可食率和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量均達(dá)到最大值，分別為77.86%和9.46kg，較CK 而言增幅分別達(dá)到13.68% 和73.76%，其他濃度NaCl 處理下，較CK 而言，增幅分別達(dá)到6.13%～10.86%、和20.96%～62.05%。

圖1 低濃度NaCl 對(duì)油葵芽苗菜可食率和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的影響Fig. 1 Effects of low concentration NaCl on the edible rate and yield of sunflower sprouts

2.4 低濃度NaCl 對(duì)油葵芽苗菜光合色素含量的影響

由表3 可以看出，低濃度NaCl 對(duì)油葵芽苗菜的光合色素含量產(chǎn)生了顯著影響（P＜0.05）,隨著NaCl 處理濃度的增加，油葵芽苗菜的葉綠素a、類胡蘿卜素和葉綠素總量均呈現(xiàn)先下降后升高的趨勢(shì)，且均在15 mmol/L NaCl 處理下下降最多，較CK 而言分別下降了29.66%、42.57% 和25.48%；隨著NaCl 濃度的增加，油葵芽苗菜的葉綠素/類胡蘿卜素呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，各處理較對(duì)照均顯著增加，增幅分別達(dá)到14.14%～30.77%，且在15 mmol/L NaCl 處理下達(dá)最大值。

表3 低濃度NaCl 對(duì)油葵芽苗菜光合色素含量的影響Table 3 Effects of low concentration NaCl on photosynthetic pigment content of sunflower sprouts

2.5 低濃度NaCl 對(duì)油葵芽苗菜營養(yǎng)品質(zhì)的影響

由表4 可以看出，低濃度NaCl 對(duì)油葵芽苗菜的營養(yǎng)品質(zhì)產(chǎn)生了顯著的影響（P＜0.05）。對(duì)于油葵芽苗菜的下胚軸而言，其可溶性糖、可溶性蛋白Vc和類黃酮含量均呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，其中可溶性蛋白和Vc 含量在15 mmol/L NaCl 處理下較CK增加最為顯著，增幅達(dá)到1 548.03%和169.57%，可溶性糖和類黃酮含量分別在10 和5 mmol/L NaCl 處理下提升最多，較CK 增加了 12.07%和12.85%，油葵芽苗菜下胚軸的多酚含量呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)，且在25 mmol/L NaCl 下達(dá)最大值，增幅達(dá)到7.36%；對(duì)于油葵芽苗菜的子葉而言，5 mmol/L NaCl 處理下油葵芽苗菜的可溶性糖含量達(dá)到最大值，較CK 增幅達(dá)到2.15%，可溶性蛋白含量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，且在25 mmol/L NaCl 下下降最多，Vc 和總酚含量分別在15 和20 mmol/L NaCl 下較CK 增加最為顯著，增幅分別達(dá)到37.10%和92.71%，類黃酮含量呈現(xiàn)先快速降低后緩慢升高的趨勢(shì)，且在10 mmol/L NaCl 下下降最多，25 mmol/L NaCl 下達(dá)最大值，較CK 降幅和增幅分別達(dá)到7.09%和2.14%，低濃度NaCl 處理還顯著降低了油葵芽苗菜下胚軸和子葉的游離氨基酸含量，各處理分別較CK 降低了47.00%～77.70%和56.63%～74.96%。

表4 低濃度NaCl 對(duì)油葵芽苗菜營養(yǎng)品質(zhì)的影響Table 4 Effects of low concentration NaCl on nutritional quality of oil sunflower sprouts

3 討論與結(jié)論

低濃度NaCl 對(duì)植物生長呈現(xiàn)出的有益調(diào)控效應(yīng)已在諸多研究中得到證實(shí)。在周熠煒等對(duì)蕎麥芽苗菜［15］的研究中表明，低濃度NaCl 處理可顯著增加蕎麥芽苗菜的產(chǎn)量，在研究低濃度NaCl 對(duì)水培韭菜［22］生長、產(chǎn)量及品質(zhì)的影響中發(fā)現(xiàn)，韭菜的株高、假莖粗和葉長均以 20 mmol/L NaCl 處理下最高,各處理的葉片數(shù)均多于對(duì)照，產(chǎn)量以 10 mmol/L 處理最高。在5、10 mmol/L NaCl 處理下，莧菜［23］的根系活力增強(qiáng)，干鮮重增加，在12 mmol/L NaCl濃度下，小白菜［24］的生長促進(jìn)效應(yīng)最優(yōu)，其主要表現(xiàn)為葉面積的擴(kuò)展促使植株干物質(zhì)累積。低濃度NaCl 對(duì)植物生長的促進(jìn)作用在玉米幼苗［25］、小麥幼苗［26］等農(nóng)作物上同樣得到證實(shí)，其有效濃度因植物種類、施用方法和處理時(shí)長不同而異，一般維持在5～15 mmol/L。本試驗(yàn)中，隨著 NaCl 濃度的增加，油葵芽苗菜的株高、下胚軸粗和子葉面積均在15 mmol/L NaCl 濃度下的促進(jìn)效應(yīng)最為顯著，此濃度對(duì)油葵芽苗菜的地上部干鮮重、含水率、可食率和產(chǎn)量均有顯著促進(jìn)調(diào)節(jié)作用；在20 mmol/L NaCl 處理下，油葵芽苗菜的全株干鮮重達(dá)最大值。因此，施用15～20 mmol/L NaCl 溶液能顯著促進(jìn)油葵芽苗菜的生長。

葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的物質(zhì)基礎(chǔ)，葉綠素含量與葉片的光合速率密切相關(guān)［27］。Marata 等認(rèn)為鈉有利于植物葉綠素的合成［28］。在櫻桃蘿卜［29］的研究中指出，葉施6 mmol/L NaCl 溶液有利于提升櫻桃蘿卜葉片中葉綠素含量，特別是葉綠素b 含量的增加，增幅達(dá)到43.6%，賈洪濤［30］認(rèn)為低濃度的Na+、Cl-對(duì)玉米的生長有促進(jìn)作用，并指出低濃度NaCl 處理時(shí)，玉米葉綠素含量增加。在本試驗(yàn)中，經(jīng)過低濃度NaCl 處理，降低了油葵芽苗菜的葉綠素a、葉綠素總量和類胡蘿卜素含量，但顯著增加了油葵芽苗菜的葉綠素/類胡蘿卜素比值，主要推測(cè)是因?yàn)樵贜aCl 處理下的油葵芽苗菜子葉迅速增大，但葉綠素的合成速度并沒有隨著加快，從而造成經(jīng)過NaCl 處理的油葵芽苗菜的葉綠素含量低于對(duì)照。

可溶性蛋白是存在于細(xì)胞中的由多種酶系構(gòu)成的非膜結(jié)合蛋白體系，可溶性蛋白增加，進(jìn)而增強(qiáng)了植物代謝水平，有利于植物生長和發(fā)育［31-32］。5～10 mmol/L NaCl 營養(yǎng)液促進(jìn)了莧菜和菠菜［23,16］葉片中可溶性蛋白含量的增加；5 mmol/L NaCl 處理，高粱葉片內(nèi)可溶性蛋白增加，使體內(nèi)代謝加強(qiáng)，進(jìn)而有利于高粱幼苗的生長。在本試驗(yàn)中，隨著NaCl 濃度的增加，油葵芽苗菜下胚軸的可溶性蛋白含量顯著增加，在15 mmol/L NaCl 濃度下達(dá)最大值，但子葉可溶性蛋白含量顯著降低，表明低濃度NaCl處理增強(qiáng)了子葉與下胚軸之間的源庫關(guān)系，導(dǎo)致子葉中可溶性蛋白轉(zhuǎn)移至下胚軸中。同時(shí)，本試驗(yàn)中游離氨基酸含量這一指標(biāo)持續(xù)下降，可能是由于韭菜、菠菜、莧菜是在產(chǎn)品器官形成期進(jìn)行的低濃度NaCl 處理，油葵芽苗菜是處于種子發(fā)芽階段到幼苗生長階段，此階段中氨基酸在酶的作用下被水解為其他簡單含氮化合物，一部分運(yùn)送到胚中用于合成幼胚細(xì)胞的結(jié)構(gòu)蛋白和酶，一部分經(jīng)過三羧酸循環(huán)轉(zhuǎn)化為可溶性糖。

抗氧化品質(zhì)提升是衡量高品質(zhì)芽苗菜質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。前人研究發(fā)現(xiàn)，適宜濃度NaCl 處理能促進(jìn)蘿卜芽苗菜次生代謝物積累和增強(qiáng)其抗氧化能力［33］。此外，低濃度（＜40 mmol）的NaCl 處理會(huì)促進(jìn)西蘭花芽苗菜的生長，增加抗氧化能力，從而提高其營養(yǎng)和功能質(zhì)量［34］。在本試驗(yàn)中，15 mmol/L NaCl 顯著提升了油葵芽苗菜子葉和下胚軸的Vc 含量，15～25 mmol/L NaCl 顯著提升了子葉總酚含量，與前人研究結(jié)果一致，但低濃度NaCl處理卻不同程度降低了油葵芽苗菜子葉和下胚軸類黃酮含量，與前人研究結(jié)果不一致［35］，這可能和植物的種類、栽培環(huán)境的溫度、處理的方式、光合能力等的不同有關(guān)。