全 文 ：植物生理学报 Plant Physiology Journal 2011, 47 (5): 501~504 501
收稿 2011-02-11　　修定 2011-03-08
* 通讯作者(E-mail: zsmjx@mail.hzau.edu.cn; Tel: 027-
87288375)。
外源赤霉素、6-苄基腺嘌呤及矿物质对水培绿豆芽生长的影响
丁俊胄1, 尹涛1, 余翔2, 赵思明1,*, 熊善柏1, 詹伟明3
1华中农业大学食品科技学院, 武汉430070; 2华中农业大学楚天学院, 武汉430205; 3浩然生态农业开发有限公司, 湖北襄阳
441000
摘要: 以‘中绿一号’绿豆为原料用水培法制作豆芽, 研究赤霉素、6-苄基腺嘌呤和矿物质对其生长的影响, 优化绿豆芽营养
液的配方。结果表明, 使用由100 mg·L-1赤霉素、5 mg·L-1 6-苄基腺嘌呤、0.810 g·L-1硝酸钾、0.950 g·L-1硝酸钙、0.500 g·L-1
硫酸镁复配而成的营养液可以缩短豆芽生长周期, 且培养出的绿豆芽芽长适宜(4.25 cm±0.44 cm)、根长较短(1.15 cm±0.23
cm)、轴径较粗(2.78 cm±0.16 mm), 芽体洁白而脆嫩。
关键词: 绿豆芽; 赤霉素; 6-苄基腺嘌呤; 矿物质; 营养液
Effects of Exogenous GA3, 6-BA and Mineral on Mung Bean Sprouts Growth
DING Jun-Zhou1, YIN Tao1, YU Xiang2, ZHAO Si-Ming1,*, XIONG Shan-Bai1, ZHAN Wei-Ming3
1College of Food Science and Technology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China; 2Chutian College Huazhong
Agricultural University, Wuhan 430205, China; 3Haoran Ecology Agricultural Development Co., Ltd., Xiangyang, Hubei 441000,
China
Abstract: Take green bean ‘ZL1’ as the material used to grow bean sprouts, and research the effects of GA3,
6-BA and minerals on the growth of mung bean sprouts, to optimize bean sprouts nutritious liquid formula. The
results indicated that the hypocotyls of bean sprouts were longer (4.25 cm±0.44 cm), the roots were shorter
(1.15 cm±0.23 cm), the hypocotyls diameter were thicker (2.78 mm±0.16 mm), the bean sprouts grew faster,
meanwhile, the lusters were pure white, gemma crisp and tender, which were cultivated with GA3 100 mg·L
-1,
6-BA 5 mg·L-1, potassium nitrate 0.810 g·L-1, calcium nitrate 0.950 g·L-1, magnesium sulfate 0.500 g·L-1.
Key words: mung bean sprouts; gibberellins (GA3); 6-benzylaminopurine (6-BA); mineral; nutritious liquid
我国是生产豆芽最早的国家, 现在多采用苗
盘纸床、多层立体摆放栽培模式进行无土栽培。
绿豆属于豆科菜豆属, 绿豆芽深受消费者喜爱, 日
本、美国每年进口大量绿豆用于绿豆芽的生产。
绿豆芽的生长主要依靠种子自身的营养, 同时, 外
源植物生长调节剂和矿物质会影响其生长状况。
赤霉素(GA3)和6-苄基腺嘌呤(6-BA)在种子萌发
和休眠中的调控作用已得到广泛认可, 使用外源
GA3和6-BA在植物培植中有较多研究(陈仕江等
2004; 王磊等2010)。浙江省制订省级地方标准
DB33/625.1-2007《无公害豆芽生产技术规程》,
允许在豆芽制发过程中限量用GA3和6-BA。日本
园试配方是广受认可的植物矿物营养液复合配方,
同时, 研究者发现用适宜浓度的碘、铬、铁、锌
等矿物质溶液浸泡种子, 可提高豆芽内相应矿物
质的含量(夏石头等2001; 郑艺梅等2005; 吉礼和车
振明2009)。近年来, 豆芽的快速生产、外观改良
及营养强化技术成为研究的热点, 在豆芽生产中
使用适宜浓度的植物生长调节剂可以起到显著效
果(李建英等2010)。
本实验研究了GA3、6-BA及常用矿物盐在绿
豆芽生长过程中对其生理指标的影响, 并对其作
用机制进行了初步探讨, 筛选出了适于绿豆芽生
长的植物生长调节剂和矿物质复配方案, 为研制
新型绿豆芽营养液及其生产应用提供科学依据。
材料与方法
1 植物材料
绿豆[Vigna radiata (L.) Wilczek]‘中绿一号’购
于湖北悦农种业有限公司。
植物生理学报502
2 主要试剂
γ-氨基丁酸为分析纯, 购于Sigma公司; GA3
(纯度>95%)购于上海伯奥生物科技有限公司 ;
6-BA (纯度>99%)购于上海源聚生物科技有限公
司。天然矿泉水为得钰泉锶矿泉水, 由襄阳浩然
生态农业开发有限公司提供。其余试剂均为分析
纯, 购于国药集团化学试剂有限公司。
3 主要仪器与设备
HP250GS型智能人工气候箱为武汉瑞华仪器
设备有限责任公司产品; 722可见光分光光度计为
天津市普瑞斯仪器有限公司产品; BS-210S型分析
天平为德国赛多利斯科学仪器有限公司产品; 实
验pH计为美国奥立龙公司产品。
4 试验方法
4.1 绿豆芽的培养
选取100颗豆粒饱满、无霉变的绿豆种子为
原料, 洗净后置于25 ℃的培养环境下使用相应的
营养液浸泡8 h。将浸泡后的绿豆种子平铺在纱布
上, 铺料密度适中, 再用2层纱布将绿豆盖上, 置于
温度25 ℃的人工气候箱中培育96 h, 每隔4 h喷淋
相应的营养液。
4.2 芽长、根长、轴径、鲜重的测定
定期观察豆芽的生长状况, 4 d后用游标卡尺
进行芽长、根长、轴径的测量, 称量30根豆芽重
量, 计算其单根鲜重。
4.3 营养液复配方案的试验设计
GA3和6-BA的使用浓度选用单因素试验中的
最优值, 分别为100 mg·L-1和5 mg·L-1; 硝酸钾、硝
酸钙、硫酸镁的使用浓度参考日本园试配方, 分
别为0.810 g·L-1、0.950 g·L-1、0.500 g·L-1。复配方
案设计如下: 配方1, 硝酸钙、硫酸镁; 配方2, 硝酸
钾 ; 配方3, 硝酸钾、硝酸钙、硫酸镁 ; 配方4,
GA3、6-BA; 配方5, GA3、6-BA、硝酸钾、硝酸
钙、硫酸镁; 空白对照: 去离子水; 同时, 对天然矿
泉水和复配营养液的效果差异进行比较。
5 数据处理
应用EXCEL和SAS软件处理并分析实验数据
(赵思明2005)。
结果与讨论
1 GA3对豆芽生长的影响
GA3对豆芽生长情况的影响见表1。由表1可
知, 随着GA3浓度的增加, 豆芽胚轴长先增加后减
短, 轴径逐渐变细, 差异显著(P<0.05), 鲜重无显著
差异。浓度为100 mg·L-1时, 胚轴长达最大值。
物种、浓度、处理方式等因素会影响GA3对
种苗生长的作用效果。适宜浓度GA3可以促进发
芽和茎叶生长, 而高浓度抑制生长(白克智1996; 陈
仕江等2004)。这是由于适宜浓度GA3能打破种子
休眠, 主要通过诱导α-淀粉酶的合成来增强萌发种
子的呼吸作用, 加速胚乳中的淀粉水解, 使种苗保
持较高的物质和能量代谢水平, 加速细胞分裂分
化而促进种子胚发育和种子发芽, 提高发芽率(山
仑1997; 田如英等2010; 李建英等2010); 同时, 在植
物幼苗生长过程中使用适宜浓度GA3处理, 可对茎
叶的生长有显著促进作用(刘小金等2010)。有研
究者报道, 以100 mg·L-1 GA3对樱桃种子萌发速度
的促进作用最大(尹章文和宋建伟2008)。
2 6-BA对豆芽生长的影响
6-BA对豆芽生长的影响见表2。由表2可知, 随
着6-BA浓度的增加, 轴径逐渐增粗(P<0.05), 鲜重逐
渐增加。6-BA浓度为1 mg·L-1时, 胚根最长, 轴径未
明显增粗; 浓度为5 mg·L-1时, 轴径较粗, 胚轴长适
宜; 浓度为10 mg·L-1时, 轴长减小, 根长达最小值。
表1 不同浓度GA3对绿豆芽生长的影响
Table 1 Effects of different concentrations of GA3 on the
growth of mung bean sprouts
GA3浓度/mg·L
-1 轴长/cm 根长/cm 轴径/mm 鲜重/g
0 5.4±0.6d 4.3±1.1ab 2.5±0.8a 0.39±0.02a
50 7.0±0.5c 3.7±0.7bc 2.2±0.2b 0.40±0.11a
100 8.6±0.7a 4.9±1.0a 2.1±0.1b 0.39±0.07a
200 7.7±0.5b 4.3±0.9ab 2.2±0.2b 0.38±0.13a
300 7.3±0.7bc 3.3±0.6c 2.1±0.1b 0.36±0.19a
　　表中数据为x–±sd, n=3; 同列不同小写字母表示0.05水平差异
显著。下表同。
表2 不同浓度6-BA对绿豆芽生长的影响
Table 2 Effects of different concentrations of 6-BA on the
growth of mung bean sprouts
6-BA浓度/mg·L-1 轴长/cm 根长/cm 轴径/mm 鲜重/g
0 5.4±0.5b 4.3±1.1b 2.5±0.8c 0.39±0.33a
1 5.2±0.3b 5.5±0.4a 2.6±0.2c 0.45±0.25a
2 5.3±0.9b 3.6±1.5bc 2.6±0.1c 0.45±0.19a
5 6.7±0.9a 3.2±1.2cd 3.1±0.3b 0.55±0.39a
10 5.9±0.8b 2.2±0.5d 3.8±0.5a 0.57±0.52b
丁俊胄等: 外源赤霉素、6-苄基腺嘌呤及矿物质对水培绿豆芽生长的影响 503
6-BA是一种细胞分裂素, 能够抑制植物叶内
叶绿素、核酸和蛋白质分解, 主要作用是促进芽
的形成, 抑制根的生长, 常被用于调节植株生长发
育机制, 使用效果因物种、浓度、处理时间和使
用部位不同而表现出差异性(高红兵等2006; 黄静
静等2009)。
3 矿物质对绿豆芽生长的影响
Ca、Fe、Zn、Mg等矿物质对豆芽生长指标
的影响见表3。结果表明使用不同的矿物质营养
液培育豆芽的生长状况有显著性差异(P<0.05)。
使用Ca营养液的豆芽胚轴较长(P<0.05); 使用Mg
营养液的豆芽胚轴较粗(P<0.05); 使用K营养液的
豆芽根长较短(P<0.05)。
Ca2+浓度的高低可调节植物体内生长素和脱
落酸的变化(Woods等1984), 在一定浓度内对芽苗
生长有促进作用。Ca2+是偶联胞外刺激和胞内反
应的第二信使, 对植物生理有重要意义, Ca2+能提
高钙调素(CaM)含量, 增强种子活力(李玮和朱广
廉1994)。钾对维持细胞内物质正常代谢、蛋白质
合成等生理生化功能方面发挥着重要作用, 同时
K+是多种酶的激活剂, 还可参与诱导植物体内生
长素和赤霉素的生物合成及其活力调控(张菊平等
2005; 郭英等2006)。外源Mg2+能维持细胞膜的稳
定性, 有利于豆类种子进一步生长和发育(Ma等
2008)。
根据WHO/FAO的限量标准, 食用鲜菜中的
NO3
-含量不应超过432 mg·kg-1。尽管钾能在一定
程度上提高硝酸还原酶的活性, 减少蔬菜体内NO3
-
的累积(秦鱼生等2003), 在氮磷水平一定的基础上,
增施硫酸钾或氯化钾可以使蔬菜内硝酸盐含量明
显降低(殷召学等2004)。为降低绿豆芽中硝酸盐
和亚硝酸盐的含量, 可将硝酸钾和硝酸钙分别替
换为硫酸钾和磷酸二氢钙。
4 营养液配方的确定
为挑选适合培育感官品质较好的豆芽, 依据
“结果与讨论”第3节中的结论, 选出钙、镁、钾按
照“材料与方法”4.3节中的方案和GA3、6-BA进行
复配, 指标测定结果见表4。总的说来, 在该实验
条件下, 钙、镁、钾之间表现出的拮抗作用较小,
三者之间及其与GA3和6-BA之间表现出较好的协
同效应。有学者在研究其他植物品种时报道了相
似结论, 适量增施K、Ca、Mg肥有利于香蕉植株
的生长发育(杨苞梅等2010); KH2PO4和GA3的混合
液处理种子在一定程度上提高甜椒根系活力, 促
进幼苗生长(周广栋等2005); α-淀粉酶是一种含
Ca2+的金属酶, Ca2+能活化和稳定α-淀粉酶分子,
Ca2+对GA3起到的加成作用主要是因为Ca
2+提高了
种子胚和胚乳中淀粉酶的活性, 加速胚乳贮藏物
质的动员, 为胚的生长提供了能量和底物(陈士林
等2004)。
表3 不同矿物质对绿豆芽生长的影响
Table 3 Effects of different mineral confrontation on the
growth of mung bean sprouts
矿物质 轴长/cm 轴径/mm 根长/cm 鲜重/g
Ca 7.8±0.83a 2.2±0.20b 6.8±0.83b 0.51±0.11a
Mg 6.2±0.66cd 2.3±0.21a 6.5±1.35bc 0.48±0.09a
Fe 5.9±0.81d 2.2±0.11bc 7.0±1.19b 0.45±0.13b
Mn 6.8±0.98b 2.1±0.14c 8.6±1.75a 0.47±0.17a
B 5.9±1.08d 2.2±0.14b 8.5±1.45a 0.46±0.02a
Zn 6.7±0.73bc 2.2±0.17bc 9.1±1.72a 0.45±0.26a
Cu 6.9±0.98b 2.1±0.14bc 9.1±1.52a 0.48±0.23a
Mo 6.6±0.84bc 2.1±0.12bc 8.9±1.53a 0.46±0.15a
K 6.5±1.09bc 2.1±0.16bc 5.9±1.30c 0.37±0.19a
表4 不同配方对绿豆芽生长的影响
Table 4 Effects of different formulas confrontation on the growth of mung bean sprouts
配方 pH 轴长/cm 根长/cm 轴径/mm 鲜重/g
去离子水 7.4 6.49±1.06a 6.43±1.80a 2.19 ±0.16c 0.38±0.12a
天然矿泉水 7.8 8.70±0.82a 4.70±1.60c 2.20±0.17d 0.51±0.26a
配方1 6.3 6.59±0.88a 5.31±0.99b 2.20±0.31c 0.37±0.06a
配方2 6.7 6.48±1.07a 5.87±1.23b 2.14±0.16c 0.37±0.09a
配方3 6.2 6.57±0.96a 4.50±1.28c 2.15±0.20c 0.34±0.16a
配方4 4.1 5.99±0.77b 2.26±0.86d 2.47±0.20b 0.37±0.02a
配方5 3.9 4.25±0.44c 1.15±0.23e 2.78±0.16a 0.37±0.21a
植物生理学报504
豆芽在车间培育一般需要7 d左右方可采收,
使用配方5营养液培育绿豆芽, 3~4 d即可采收, 大
大缩短了培育周期, 且芽体水分饱满, 色泽洁白,
口感脆嫩, 轴长适宜, 轴径最粗, 子叶呈淡黄色。
故选择配方5为最佳营养液配方。该配方能有效
避免豆芽发红的机制有待进一步研究。此外, 用
去离子水制作的绿豆芽, 根相对较长, 轴径偏细,
子叶过长, 芽体发红; 使用天然矿泉水培育的绿豆
芽芽体略显细长。
在无土栽培过程中, 营养液应具备植物生长
适宜的pH范围, pH可能影响到植物根系对营养物
质的吸收。据报道, pH 6.0~8.0条件下, 豆芽生长
受pH影响不大(杨铭铎等2010)。饶毅萍等(2009)
研究发现, 用pH 3.0~6.5的处理液培养的黑豆芽苗
菜的株高处于同一水平, 且优于pH 7.0~11.0处理
的芽苗菜。本试验中, 尽管配方4和配方5的pH值
相较其他对照组偏小, 但在3.0~6.5范围之内, 故结
论中不将配方的pH作为影响豆芽生长状况的主因
之一。
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