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Effects of burdock extracts on spinach’s growth and quality

牛蒡提取物对菠菜生长及品质的影响


The effects of burdock (Arctium lappa L.) extracts on spinach‘s growth and quality were studied by using pot experiment. The results show that fresh weight is increased by 38.3% and 24.7% respectively compared to that of CK treatment after spraying the burdock crude extract or burdock oligosaccharide, while, contents of Vc and total sugar of spinach are increased ,contents of nitrate and oxalate are decreased. Therefore, the burdock crude extract or burdock oligosaccharide could improve spinach‘s growth and quality. The effects of the burdock crude extract on spinach‘s growth and quality are better than those of burdock oligosaccharide. In addition, cost of the burdock crude extract is about 1/10-1/15 of that of burdock oligosaccharide. The prospect of the burdock crude extract application in agriculture is better than that of burdock oligosaccharide.


全 文 :收稿日期:!""#$"%$&& 接受日期:!""#$"#$!!
基金项目:“十一五”国家科技支撑计划(!""’()*&"("+);山东省农业科学院青年科研基金项目(!""’,-."!/);博士基金(!""’,(0"!+)资助。
作者简介:董亮(&/1/—),女,山东安丘人,助理研究员,硕士,主要从事新型肥料研发方面的研究。234:"5+&$#+&1/+’",6789:4:;47<8=&’+> ?@8
! 通讯作者 234:"5+&$#+&1/+’",6789:4:ABCDE;F=&!’> ?@8
牛蒡提取物对菠菜生长及品质的影响
董 亮&,张玉凤&!,王学君&,齐军山!,杨 力&,魏建林&,李国生&
(&> 山东省农业科学院土壤肥料研究所,济南,!5"&"";!> 山东省农业科学院植物保护所,济南,!5"&"")
摘要:通过盆栽试验,研究了牛蒡粗提液、牛蒡寡糖两种牛蒡提取物对菠菜生长及品质的影响。结果表明,喷施牛
蒡粗提液和牛蒡寡糖均可增加菠菜鲜重,分别比清水处理的高 +#>+G、!%>1G;同时,提高菠菜 H?、总糖含量,降低
菠菜体内硝酸盐、草酸含量。说明牛蒡粗提液和牛蒡寡糖不仅能促进菠菜生长,而且能改善菠菜品质。牛蒡粗提
液和牛蒡寡糖相比,牛蒡粗提液的效果优于牛蒡寡糖,而且牛蒡粗提液的成本约为牛蒡寡糖的 & I &"!& I &5。因此,
从使用效果及经济效益考虑,牛蒡粗提液的应用前景更佳。
关键词:牛蒡粗提液;牛蒡寡糖;菠菜;品质
中图分类号:0’+&>/,0’+’>& 文献标识码:) 文章编号:&""#$5"5J(!""/)"+$"1!/$"%
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9#7 4’*+&:WFX;@?Y ?XF;3 3牛蒡(405%&’6 ,->>- MZ)为菊科二、三年生草本
植物。它耐盐性强、适应性广,我国有野生种,栽培
种大多由日本引入。目前在我国人工栽培面积已达
!>++万公顷,主要分布在华北、东北、西北地区[&]。
我国每年牛蒡出口所产生的不合格等外牛蒡根产量
约 &" 吨 I公顷,主要当作废物抛弃。如果能将其合
理利用,不仅可以变废为宝,而且还可降低由此带来
的环境污染。据报道,牛蒡为药食同源植物,其牛蒡
根不仅富含蛋白质、维生素和矿物质,还含有丰富的
具有一定刺激性的次生代谢物质如多酚、菊糖、绿原
酸、牛蒡子苷、木脂素、挥发油等[!$+],这些物质活性
强、与环境相容性好、安全性高,并具肥药同源、多靶
位作用的特点,可以利用其作为新型肥料的成分,提
高蔬菜产量及品质,从而增强食品安全性。
牛蒡寡糖是从牛蒡根中提取的一种聚合度为
&+ 的菊糖型低聚果糖。它由 &!个呋喃型的果糖以
!(!"&)糖苷键相连,末端 &个吡喃型的葡萄糖以"
(&"!)糖苷键连接在果糖上的线性直链结构,分子
量为 !&+% *9[%]。牛蒡寡糖本身是一种功能性果寡
糖,无需果糖酶降解,提取成本低,仅为市售寡糖产
植物营养与肥料学报 !""/,&5(+):1!/$/+!
##############################################################
a49NV .FVX:V:@N 9N; b3XV:4:A3X 0?:3N?3
品价格的 ! " #!! " $,提取产率可达 !%&[’]。大量研
究表明,牛蒡寡糖可诱导植物系统抗性产生,降低黄
瓜白粉病、番茄灰霉病发病率,提高番茄挥发性物质
的产生量[%()]。但牛蒡寡糖对蔬菜品质方面的研究
未见报道。
初步研究发现,牛蒡粗提液在促进蔬菜种子发
芽方面效果明显,高于牛蒡寡糖纯品。这可能是因
为粗提液往往兼具多种活性,本身含有的微量化合
物可能就是纯品的有效增效剂和协调剂[*]。此外,
在生产应用方面,粗提液的使用成本相对较低,而且
更容易加工操作。所以从研制叶面肥的效果及成本
方面考虑,粗提液可能是更好的选择。但是粗提液
与纯品在蔬菜生长和品质方面的效果如何目前尚未
明确。为了进一步探讨粗提液与纯品在促进蔬菜生
长和品质方面的效果,本试验以菠菜为供试植物,以
清水为对照,研究了牛蒡粗提液与牛蒡寡糖两种牛
蒡提取物对菠菜生长及品质的影响,以期为寻求适
合无公害蔬菜生产的经济有效的肥料新成分提供科
学依据。
! 材料与方法
!"! 试验设计
供试菠菜(!"#$%&#% ’()*%&)%)为当地圆叶品种多
能菠菜。牛蒡粗提液为牛蒡根干粉经热水浸提后过
滤所得溶液;牛蒡寡糖为牛蒡粗提液进一步经过脱
色、脱蛋白等步骤所获得的牛蒡提取物纯品。
试验设 #个处理:!)对照(+,)喷清水;-)牛蒡
粗提液 ./#&牛蒡粗提液(以其中所含牛蒡寡糖含
量计)[0];#)牛蒡寡糖 ./#&牛蒡寡糖溶液。每个处
理重复 ’次。上述各处理的溶液中含 ./.!&的吐温
( *.。
选取子粒饱满的菠菜种子,播种于 -. 12 3 -.
12塑料盆中,每盆装土 * 45。所有试验处理的底肥
用量为:6、7-8’、,-8均为 -’. 25 " 45。菠菜长至 #
叶时定苗,每盆 !.株。$叶期时开始喷施,每隔 !. 9
喷施一次,共喷施 # 次。出苗后 %. 9 取样,样品用
水冲洗干净后,再用滤纸吸干,称量鲜重并测定相关
指标。
!"# 测定项目及方法
:1含量:-,$(二硝基苯肼比色法[!.];硝酸盐
含量:水杨酸法[!!];草酸含量:参照张英鹏等的方
法[!-];总糖含量:斐林法[!.]。数据采用 ;7< 软件
进行统计分析。
# 结果与分析
#"! 牛蒡提取物对菠菜鲜重的影响
牛蒡粗提液、牛蒡寡糖处理的菠菜鲜重均显著
高于清水处理,增幅分别达到 #*/#&、-$/)&。差异
达显著水平,说明牛蒡提取物能显著促进菠菜生长
(图 !)。牛蒡粗提液与牛蒡寡糖处理之间的差异也
达到显著水平。原因可能是粗提液含有更多的营养
成分,如氨基酸、维生素、矿物质等,而且其中的某些
成分可能具有增效作用,因此对菠菜的生长更为有
利。
图 ! 牛蒡提取物对菠菜鲜重的影响
$%&’! ())*+,- .) ,/* 0123.+4 *5,26+,- .7 )2*-/
8*%&/, .) -9%76+/
[注(6=>?):@A—牛蒡粗提液 @BC9=14 1CB9? ?D>CE1>;@8—牛蒡寡糖
@BC9=14 =FG5=HE11IECG9?;柱上不同字母表示差异达 ’&显著水平。;GJK
J?C?L> F?>>?CH EM=N? MECH 2?EL HG5LGJG1EL> E> ’& F?N?F O ]
#"# 牛蒡提取物对菠菜品质的影响
-/-/! 对菠菜 :1含量的影响 两种牛蒡提取物处
理的菠菜 :1含量显著高于清水处理。其中,喷施牛
蒡粗提液处理的菠菜 :1 含量比清水对照增加
-’/)&,牛蒡寡糖处理增加 !%/’&,差异显著,而两
种牛蒡提取物处理之间差异不显著(表 !)。牛蒡粗
提液和牛蒡寡糖不同程度地提高了菠菜的 :1含量,
可能是其被吸收后,影响了 :1代谢途径中的关键酶
—半乳糖酸内酯脱氢酶的活性,这尚待进一步研究
证实。
-/-/- 对菠菜总糖含量的影响 糖含量是菠菜的
重要品质之一。喷施牛蒡粗提液及牛蒡寡糖后,菠
菜体内总糖含量明显高于清水处理。比清水对照增
幅分别达到 %’/)&、$0/#&。但牛蒡粗提液与牛蒡
寡糖的效果差异不显著(表 !)。
-/-/# 对菠菜硝酸盐含量的影响 表 !还看出,与
.#) 植 物 营 养 与 肥 料 学 报 !’卷
清水对照相比,喷施牛蒡粗提液、牛蒡寡糖后,菠菜
体内硝酸盐含量明显降低,降幅分别达到了 !"#$、
%"&$,两种提取物间无明显差异。说明牛蒡提取物
能显著降低菠菜体内硝酸盐的累积。
’"’"( 对菠菜草酸含量的影响 喷施牛蒡提取物
的两个处理的菠菜草酸含量显著低于清水对照,降
幅分别为 ’#")$、)*"+$;两种牛蒡提取物间差异
也达到显著水平(表 ))。说明牛蒡提取物能显著降
低菠菜体内草酸的含量,而且牛蒡粗提液在降低菠
菜草酸含量方面的效果显著优于牛蒡寡糖处理。
表 ! 牛蒡提取物对菠菜品质的影响
"#$%& ! ’((&)*+ ,( *-& $./0,)1 &2*/#)*+ ,3 +453#)- 6.#%5*5&+
处理
,-./01.20
34
(15 6 5)
总糖 ,70/8 9:5/-
($)
硝酸盐 ;<0-/0.
(!5 6 5)
草酸 =>/8/0.
(15 6 5)
清水 ?/0.-(@A) B"#( C %"’# D )"(B C B")* D (’%"& C #*") / %"(B C ’("B /
牛蒡粗提液 E:-F74G 4-:F. .>0-/40 B"(’ C )"*( / ’"#’ C B")% / #&)"# C &"% D ("+’ C ))’"! 4
牛蒡寡糖 E:-F74G 78<579/44H/-注(;70.):同列数据后字母相同表示在 B"B*水平差异不显著 3/8:.9 I7887J.F DK 0H. 9/1. 8.00.- J<0H<2 / 478:12 /-. 270 9<52B LB* 8.M.8 L
7 讨论
34是许多园艺作物的重要营养品质指标之
一[)#]。如何提高蔬菜中的 34含量,已经越来越受
到人们的关注。目前,通过杂交育种、航天诱变育
种、基因工程改良等措施提高果蔬 34含量已取得可
喜进展[)(]。但上述措施周期长、难度大,所以人们
更青睐于从栽培管理技术的改进上提高 34 含量。
张百俊等[)*]研究认为,喷施适宜浓度的食醋(’"B
1N 6 N)可以使菠菜 34含量提高 ’#"#$,原因是食醋
中含有柠檬酸、苹果酸等多种有机酸。此外,喷施适
当浓度的羧甲基壳聚糖也可以提高黄瓜幼苗的 34
含量[)%]。本试验表明,施用牛蒡粗提液及牛蒡寡糖
均能显著提高菠菜中 34含量。
蔬菜食用部分硝酸盐含量是蔬菜卫生品质的一
个限制指标,尤其是叶菜类极易富集硝酸盐。如何
降低硝酸盐在蔬菜中的累积一直受到人们的关
注[)!]。研究发现,喷施液体钙能降低大白菜中的硝
酸盐含量,降幅可达 )*")$[)&];宋海星等[)+]报道,
在小白菜上喷施 *$的蔗糖溶液,与喷清水相比,小
白菜叶片和叶柄硝酸盐含量分别下降 ’("%$和
)’"%$。本试验结果表明,牛蒡粗提液及牛蒡寡糖
溶液在降低菠菜体内硝酸盐含量方面效果显著。究
其原因:一方面,可能是因为喷施牛蒡提取液及牛
蒡寡糖溶液促进了菠菜生长,即提高了菠菜生物量,
产生“稀释效应”;另一方面,可能是喷施牛蒡提取
物后,加强了碳代谢,为氮代谢提供能量和碳骨架,
因此提高了硝酸还原酶活性,促进硝酸盐同化,从而
降低体内硝酸盐含量[)+]。由于牛蒡粗提液中的寡
糖含量与牛蒡寡糖处理中相同,可以认为,在降低菠
菜硝酸盐含量方面,牛蒡提取物中起主导作用的应
该是牛蒡寡糖。
草酸是一种毒素和抗营养因子[’B],在植物体内
大多以可溶性钠、钾盐及难溶性钙、镁盐等形式存
在。难溶态草酸会对消化道组织产生刺激作用,引
起人体不适。可溶性草酸的大量累积对人们健康将
产生很大威胁,其不仅能引起人体 @/、O.、P5和 @:
等矿质元素的缺乏症[’)Q’’],严重时会引起功能性低
血钙痉挛,而且草酸能与 @/结合导致尿路结石和肾
结石[’#Q’(]。因此,本研究把草酸含量作为菠菜品质
评价的一个指标。近期,医学上有研究表明,海藻龙
须菜多糖可用于防止草酸钙结石形成,从而避免人
类尿结石的发生[’*],而利用植物提取物降低蔬菜草
酸含量的研究尚未见报道。本研究结果表明,喷施
牛蒡粗提液及牛蒡寡糖两种牛蒡提取物能显著降低
菠菜草酸含量,因此提高了菠菜品质。原因可能是
因为菠菜生物量提高而所产生的“稀释效应”;亦可
能是牛蒡提取物在菠菜体内调控草酸代谢,影响草
酸代谢的主要相关酶—草酸氧化酶及草酸脱羧酶的
活性。具体原因需要进一步进行深入的试验研究。
本试验表明,施用牛蒡提取物能明显提高菠菜
产量及品质。其中施用牛蒡粗提液的效果优于牛蒡
寡糖。从经济角度考虑,以相同质量的牛蒡寡糖来
计算,提取牛蒡粗提液的成本约仅为提取牛蒡寡糖
成本的 ) 6 )B!) 6 )*。因此,综合作用效果及经济两
个方面来说,可以考虑将牛蒡粗提液作为肥料成分
在农业上进行进一步研究并推广应用。
)#!#期 董亮,等:牛蒡提取物对菠菜生长及品质的影响
参 考 文 献:
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