全 文 :收稿日期:2006-11-9
基金项目:上海市科委重点攻关项目(043919322)
作者简介:王 勇(1981-),男,辽宁抚顺人,硕士研究生,研究方向:农业生态;姚 雷为本文通讯作者,Tel:021-64785710,
E-mail:yaolei@sjtu.edu.cn
摘 要 :为了建立一种既能保证甜罗勒苗期和营养生长期对温度的需求,又能减少生殖生长期大棚高温的不利影响的栽培
模式,将甜罗勒在棚内和棚外同时种植,分析不同时期温度变化对棚内外甜罗勒不同生长阶段产生的影响,对比全生长过程
生物量、精油含有率以及精油成分的变化。实验结果表明:在2月到6月(营养生长期)和9月到10月(生殖生长期后期),棚
内的生物量和精油含有率均要高于棚外;相反7月到8月(生殖生长前期)棚外各项指标高于棚内甜罗勒。8月中旬甜罗勒的
生物量和精油的含有率都达到最大值,单株鲜重可达 1400g,精油含有率可达 4.5mL·kg-1。以上结果为进一步建立优化的
夏季甜罗勒种植模式提供了科学依据。
关键词:甜罗勒;优化栽培;生物量;精油
中图分类号:S949.97 文献标识码:A
ResearchonOptimizedCultivationPaternofSweet
BasilinSummerinShanghaiArea
WANGYong1,WUYa-ni2,QIANYi3,ZHANGYan-ling2,YAOLei2
(1.ResourcesandEnvironmentInstitute,XinjiangAgricultureUniversity,Urumqi830052;
2.SchoolofAgricultureandBiology,ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai201101;
3.SchoolofEnvironmentandSafetyEngineering,QingdaoUniversityofScienceandTechendegy,Qiaodao266042,China)
Abstract:Inordertofoundacultivatingmodelwhichcouldmeetthetemperaturerequirementofsweetbasilintheseedlingand
vegetativeperiod,andreducetheinfluenceofhightemperatureinthegreenhouseonsweetbasilinprocreativeperiod,thisre-
searchanalyzedtheinfluenceoftemperatureonsweetbasilcultivatedinandoutofthegreenhouseindiferentperiod,andcom-
paredthebiomass、thecontentofessentialoilandthecompositionsofessentialoilofsweetbasil.Theresultshowedthatduringthe
vegetativeperiod(fromFebruarytoJune)andthelaterofprocreativeperiod(fromSeptembertoOctober),thebiomassandcontent
ofessentialoilofsweetbasilcultivatedinthegreenhousewerehigherthanthatofsweetbasilcultivatedoutofthegreenhouse;but,
duringtheearlierstageofprocreativeperiod(fromJulytoAugust),althedataofsweetbasilcultivatedoutofthegreenhousehad
beterperformance.InthemiddleofAugust,thebiomassandcontentofessentialoilofsweetbasilreachedthehighestlevel.Dur-
ingthisperiod,Thehighestweightwas1,400gperfreshplantandthehighestcontentofessentialoilwas0.45ml/100gFw.The
aboveresultwouldbethebaseforoptimizingthecultivatingmodelofsweetbasil.
Keywords:sweetbasil;theoptimizedcultivation;biomass;essentialoil
甜罗勒(OcimumbasilicumL.)为唇形科罗勒属一年生草本植物[1]。原产以印度为中心的热带亚洲[2],现
广泛分布在热带及亚热带地区[3]。在我国有零星栽培,全草有强烈香味,高度可高达60~90cm。甜罗勒有比
较高的应用价值,其叶片在西洋菜肴中作调味蔬菜,其精油也使用于香水、香皂、洗涤用品中[4]。目前研究
文章编号:1671-9964(2007)02-0120-05
上海地区夏季甜罗勒优化栽培模式
王 勇 1,吴亚妮 2,钱 翌 3,张艳玲 2,姚 雷 2
(1.新疆农业大学 资源与环境学院,乌鲁木齐 830052;2.上海交通大学 农业与生物学院,上海 201101;
3.青岛科技大学 环境与安全工程学院,青岛 266042)
上海交通大学学报(农业科学版)
JOURNALOFSHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY(AGRICULTURALSCIENCE)
Vol.25No.2
Apr.2007
第25卷 第2期
2007年4月
第 2期
→2℃/min
较多的甜罗勒从精油的化学型上可分为甲基胡椒酚型和芳樟醇型甜罗勒,前者以甲基胡椒酚含量居多,后
者以芳樟醇含量居多,本研究所采用的品种为芳樟醇型甜罗勒。
甜罗勒因兼有香味蔬菜和香料植物的属性,因此有关甜罗勒的栽培研究与一般的蔬菜有根本不同,研
究的着眼点不仅仅追求单位面积上生物学产量,更要追求香气的品质和精油的含量。有关甜罗勒的研究国
内外学者进行了很多。黄士诚等人做过甜罗勒的引种种植试验[5],他们的实验结果说明,甜罗勒可以适应
我国南方地区的土壤,气候,生长发育良好。汪涛等人做过精油成分分析的研究[6]等。ReneeJGrayer等人研
究过甜罗勒中的黄酮在医药方面的作用[7]。但有关甜罗勒优化栽培模式的研究在国内外末见到报道。由于
甜罗勒是热带植物,生长期对温度有一定的要求,从播种到后花期完成全生长期需8个月,上海地区由于
早春的寒冷使得甜罗勒必须在大棚内种植,而夏季大棚的高温又对生长和香气产生不利影响。因此本研究
将通过大棚内外2种栽培模式,测试各生长阶段生物量和精油的变化规律,以期寻找出夏季上海地区甜罗
勒最佳栽培模式。
1 材料与方法
1.1 材料
实验于2005年2月24日至2005年10月13日期间,在上海南汇农业园区高科技示范基地连栋大棚
内及露地进行,土壤质地为中壤土,pH值7.56,EC值1.74mS·cm-1,有机质13.25g·kg-1,硝态氮0.915g·
kg-1,有效磷58.7mg·kg-1,速效钾157.2mg·kg-1。甜罗勒种子是2004年10月引自日本。
1.2 方法
1.2.1 栽培设计 设置棚内外2个对比栽培实验,均未设重复。播种时间为2月24日,育苗盘规格为11×
9,基质为泥炭和蛭石按体积比1︰1混合均匀。每穴播2~3粒种子,每2d浇1次水。真叶出现后,开始施
复合肥。出现第3对真叶后,3月20日将约3000株幼苗平均分为2批移植,一批幼苗移植于上海南汇现
代农业园区大棚内,此大棚采用钢架结构,覆膜采用聚乙烯膜,大棚长宽为30m×7m,另一批幼苗移植
于与大棚10m远的田地中,田地面积与大棚面积大小一致,2批均都按行间距60cm左右作垄,垄长1.5
m左右,株间距30cm左右。
1.2.2 取样 从3月27日(缓苗1周后)随机取样,棚内外各随机取样15株,测量植株地上部分高度(株
高)和株重,同时摘取甜罗勒叶子和花。以后每半个月按上述内容重复测量1次。
1.2.3 精油提取和仪器分析 试验采用水中蒸馏法,甜罗勒叶与花混合物与水的比例为1︰10(g·mL-1),
蒸馏时间均为1h。然后利用气相色谱和质谱对精油成分进行分析,成分含量用面积归一化法计算。GC/MS
联用仪是Agilent公司生产。GC/MS测试条件如下:
气相色谱柱为 Supelco18275-06APTE-5Capilary(30m×0.25mm×0.25μm);柱流量(恒流)0.8
mL·min-1;进样口温度 250℃;分流比为 50︰1;氮气为载气;FID检测器,检测器温度 300℃;采用程
序升温:70℃ 180℃ 290℃(保持15min)。
质谱色谱柱为AgilentDB-5MS(50m×0.25mm×0.25μm);柱流速:1mL·min-1;质量范围:29~420amu;
电子倍增电压(EMV):1435V;电离电压:70eV;离子源温度:230℃;四极杆温度:150℃。
以上数据经整理后,采用 TheSASsystemforwindowsv8软件进行统计分析
2 结果与分析
2.1 生物学指标
2.1.1 株高 如图1所示,在移栽后第2周到第12周(营养生长期),棚内甜罗勒的平均单株株高高于棚
外(平均数13.9500000,标准差9.6547916,标准误3.9415521,T值3.54,概率0.0166,差异显著)。在第10
周时,棚内平均单株株高可比棚外高出35cm,进入13周到18周期间(生殖生长前期),棚内甜罗勒平均
→15℃/min
王 勇,等:上海地区夏季甜罗勒优化栽培模式 121
上海交通大学学报(农业科学版) 第 25卷
单株株高低于棚外(平均数-14.7666667,标准差
4.6758243,标准误 2.6995884,T值-5.47,概率
0.0318,差异显著),在18周到26周(生殖生长后
期),棚内的甜罗勒平均单株株高又高于棚外(平
均数-9.6075000,标准差 2.8462065,标准误
1.4231033,T值-6.75,概率0.0066,差异极显著)。
2.1.2 株重 株重(鲜重)的变化趋势基本上与株
高基本相同,即在移栽后第14周到18周(生殖生
长前期),棚外甜罗勒平均单株株重重于棚内(平
均数-338.9025000,标准差 209.7756691,标准误
104.8878346,T值-3.23,概率0.0482,差异显著),
在第16周时棚外平均单株株重最高可比棚内重
400g。其他生长期 (营养生殖期和生殖生长后
期),棚内的平均单株株重则超过棚外植株(营养
生殖期,概率0.0984,差异显著;生殖生长后期,概
率0.0140,差异显著)。
2.2 精油含有率
精油含有率是衡量甜罗勒香气浓度的一个重要指标。由图3可知,棚内外甜罗勒精油含有率变化趋势
均呈波浪形。甜罗勒进入初花期(6月初),从第10周到第12周(营养生长前期)棚内外甜罗勒精油含有率
差异不显著(概率0.3440),但第10周和第12周棚内的精油含有率高于棚外。第14周到第18周(生殖生
长前期)棚内外甜罗勒精油含有率差异不显著(概率0.1447),但第14周,第16周和18周棚外精油含有率
均高于棚内。第20周到第26周(生殖生长后期)棚内甜罗勒精油含有率高于棚外(平均数0.0280000,标准
差0.0146969,标准误0.0073485,T值3.81,概率0.0318,差异显著)。
2.3 精油成分分析
用气相色谱-质谱联用仪对2种甜罗勒精油(移栽后第18周)成分进行分析研究。色谱图如图4和图
5所示。
甜罗勒精油共检测出19种成分(见表1),在成分种类上没有差异,但棚内精油中4-松油醇,Cadina-1,
4-二烯,香叶醇3种组分因含有量低微,在实验中未被检测出。无论棚内或棚外甜罗勒精油中大于1%组
图2 棚内外甜罗勒全生长期株重变化
Fig.2Thechangeofplantweightofsweetbasilcultivated
inandoutofgreenhouse
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
2 4 6 8 10 12 1416 18 2022 24 26
营养生长期 生殖生长前期 生殖生长后期
移栽后周数 Weeksaftertransplant
棚内
棚外
株
重
W
ei
gh
t
/g
140
120
100
80
60
40
20
0
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 2224 26
棚内
棚外
营养生长期 生殖生长前期 生殖生长后期
株
高
H
ei
gh
t
/c
m
移栽后周数 Weeksaftertransplant
图1 棚内外甜罗勒全生长期株高变化
Fig.1Thechangeofplantheightofsweetbasilcultivated
inandoutofgreenhouse
图3 棚内外甜罗勒精油含有率变化
Fig.3Thechangeofplantthecontentofessentialoil
ofsweetbasilcultivatedinandoutofgreenhouse
5
4.5
4
3.5
3
2.5
2
1.5
1
0.5
0
10 12 14 16 18 20 22 24 26
棚内
棚外
营养生长期 生殖生长前期 生殖生长后期
移栽后周数 Weeksaftertransplant
精
油
含
有
率
C
on
te
nt
of
es
se
nt
ia
l
/
(m
l·
kg
-1
)
122
第 2期
份有5种,按含有率大小顺序分别为芳樟醇、甲基胡椒酚、1,8-桉叶油素、丁子香酚、α-杜松子油醇、α-香
柠檬烯,这5种成分占了精油含量的85%以上。其他成分含量均不超过1%。但棚内外甜罗勒主要成分含
有率有差异,如芳樟醇棚内51.52%,棚外40.85%;甲基胡椒酚棚内21.27%,棚外37.05%;1,8-桉叶油素棚
内外分别为9.28%、7.95%;丁子香酚棚内外分别为3.41%、3.00%;α-杜松子油醇棚内外分别为3.97%、
3.21%;α-香柠檬烯棚内外分别2.76%、1.95%。除甲基胡椒酚外,其他主成分都是棚内高于棚外。从以上数
据得出本实验采用的甜罗勒属于芳樟醇型。
图4 棚内甜罗勒精油气相色谱图 (18周) 图5 棚外甜罗勒精油气相色谱图(18周)
Fig.4Chromatagramofessentialoilof Fig.5Chromatagramofessentialoilof
sweetbasilinthegreenhouse(18weeks) sweetbasiloutofthegreenhousee(18weeks)
表1 棚内外甜罗勒精油成分(18周)
Table1Compositionofessentialoilfromsweetbasilinandoutofgreenhouse(18weeks)
注:/表示未检出。
Note:/indicatedundetected.
成分
Composition
棚外甜罗勒
Sweetbasiloutofgreenhouse
棚内甜罗勒
Sweetbasilingreenhouse
桧烯(Sabinene) 0.31 0.31
1-β-蒎烯(1-beta-pinene) 0.65 0.67
1,8-桉叶油素(1,8-cineole) 7.95 9.28
芳樟醇(Linalol) 40.85 51.52
4-松油醇(4-terpineol) / 0.94
甲基胡椒酚(Methylchavicol) 37.05 21.27
Cadina-1,4-二烯(Cadina-1,4-diene) / 0.51
甲基丁子香酚(Methyleugenol) 0.67 0.66
大根香叶烯D(Germacrened) 0.8 0.88
γ-杜松烯(Gamma-cadinene) 0.79 1.26
α-蒎烯(Alpha-pinene) 0.18 0.19
月桂烯(Myrcene) 0.76 0.85
反式-罗勒烯(Trans-ocimene) 0.76 0.39
樟脑(Camphor) 0.56 0.3
香叶醇(Geraniol) / 0.29
丁子香酚(Eugenol) 3.00 3.41
α-香柠檬烯(Alpha-bergamotene) 1.95 2.76
二环-大根香叶烯(Bicyclegermacrene) 0.48 0.53
α-杜松子油醇(alpha-cadinol) 3.21 3.97
王 勇,等:上海地区夏季甜罗勒优化栽培模式 123
上海交通大学学报(农业科学版) 第 25卷
3 讨论与结论
3.1 甜罗勒的生长与温度关系分析
通过实验发现,甜罗勒的生长与温度有着
密切的关系。由图6~8可看出,温度对棚内外
甜罗勒的生物量及精油含有率均有影响。移栽
后第2周到第12周(营养生长期),棚外温度普
遍偏低,在第2周棚外温度在10℃左右,而棚
内温度比棚外平均高6~7℃,甜罗勒的适宜生
育温度为18~25℃,故棚内的温度可满足甜罗
勒正常生长需求的温度,所以此时棚内的甜罗
勒各方面长势(株高、株重和含油率)均优于棚
外。在第13周到18周(生殖生长前期),此时上
海已经进入炎热的夏天,棚内温度基本在35℃
左右,棚内的温度个别几天甚至超过了45℃,
从而对甜罗勒的生长产生副作用,抑制了其生
长。且棚内的通风状况不如棚外,气流不通畅。
导致这段期间,棚内甜罗勒的株高、株重和含油率反不如棚外的甜罗勒。第19周到第26周(生殖生长后期)
棚外气温开始逐渐下降,棚外的温度无法满足甜罗勒生长所需的最适宜的温度,而大棚有增温作用,能满
足甜罗勒对生长温度的需要,所以这段期间棚内甜罗勒的株高、株重和含油率均要好于棚外的甜罗勒。
(附:棚内温度由温度计测量,棚外温度参考当地气象局资料)
3.2 棚内外甜罗勒精油成分分析
目前国外已有甜罗勒叶片用于香味蔬菜的标准,国内也已有用于调味料的甜罗勒干燥叶标准,内容主
要涉及叶片的形状、大小、含水量及微生物等指标。就甜罗勒精油的国际和国内标准有甲基胡椒酚型精油
标准,尚无芳樟醇型精油标准。
直到目前的研究积累表明,甲基胡椒酚由于有诱发癌症和肝脏毒性的可能性[7],从安全性的角度认为
该成分含量偏低是较为理想的;相反芳樟醇被认为有比较优越的镇静作用,以及刺
图6 温度对棚内外甜罗勒株高的影响
Fig.6Influenceoftemperatureontheplantheightofsweetbasil
cultivatedinandoutofgreenhouse
(■棚外温度;◆棚内温度;▲棚内株高;×棚外株高)
(■temperatureoutofgreenhouse;◆temperatureingreenhouse;▲plant
heightingreenhouse;×plantheightoutofgreenhouse)
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
300
250
200
150
100
50
0
2 4 6 8 10 12 14 16 18 2022 24 26
温
度
Te
m
pe
ra
tu
re
/℃
株
高
H
ei
gh
t
/c
m
移栽后周数 Weekaftertransplant
图8 温度对棚内外甜罗勒精油含有率的影响
Fig.8Temperaturetogreenhouseinsideandoutsidesweetbasil
thecontentofessentialoilinfluence
(■棚外温度;◆棚内温度;▲棚内精油含有率;×棚外精油含有率)
(■temperatureoutofgreenhouse;◆temperatureingreenhouse;▲thecontent
ofessentialoilingreenhouse;×thecontentofessentialoiloutofgreenhouse)
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
1
0.9
0.8
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
10 12 14 16 18 20 22 24 26
温
度
Te
m
pe
ra
tu
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/℃
移栽后周数 Weekaftertransplant
精
油
含
有
率
C
on
te
nt
of
es
se
nt
ia
l
oi
l
/(
m
l·
kg
-1
)
图7 温度对棚内外甜罗勒株重的影响
Fig.7Temperaturetogreenhouseinsideandoutsidesweetbasil
weightinfluence
(■棚外温度;◆棚内温度;▲棚内株重;×棚外株重)
(■temperatureoutofgreenhouse;◆temperatureingreenhouse;▲plant
weightingreenhouse;×plantweightoutofgreenhouse)
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
2 4 6 8 10121416 18 20 222426
温
度
Te
m
pe
ra
tu
re
/℃
株
高
H
ei
gh
t
/c
m
移栽后周数 Weekaftertransplant
2500
2000
1500
1000
500
0
(下转第129页)
124
第 2期
割对于龙葵富集镉具有促进作用。试验还发现,不同处理随时间变化呈现不同的富集趋势,对照处理,镉富
集效率随着时间的变化,呈现下降的趋势,说明进入生殖生长期时,吸收富集量开始下降;轻度刈割随时间
的推移富集量逐步增加,在7月下旬到8月中旬基本保持在较高的水平;深度刈割在刚刈割完20d左右,
处于生长恢复期,其间积累量较小,随着生长的恢复,镉在体内的富集量开始升高。就单株积累量来说,从
图3可以看出轻度刈割单株积累量最高,可达到0.304mg/株,其次是深度刈割可达0.279mg/株,而对照只
能达到0.153mg/株。其中深度刈割中刈割部分能占到总量的近1/4。
参考文献:
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激性小的特点,因此其含量偏高是较为理想的。另外,棚内甜罗勒较高的1,8-桉叶油素、丁子香酚、α-杜松
子油醇、α-香柠檬烯的含量,使得棚内甜罗勒的香品值优越于棚外。因此本研究认为,从香气成分上棚内
的香气更好。
3.3 结论
通过以上分析初步形成夏季甜罗勒优化栽培模式:2月由于气温偏低,为了保证甜罗勒正常出苗,春
播甜罗勒应在大棚内进行;当幼苗出现第3对真叶后直接移植到该大棚内。到7、8月由于棚内高温抑制甜
罗勒生长,为了达到通风降温的效果可将棚膜移去;到9月温度下降时为了保证香气的品质和含量则需重
新覆盖棚膜,至到收获为止。
参考文献:
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