房增國

摘要：為篩選高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的紫甘薯品種，通過田間試驗分析比較了當前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中18個主流紫甘薯品種的產(chǎn)量、花青素含量、硒元素含量。結(jié)果表明，不同品種紫甘薯的薯塊產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成、花青素含量、硒元素含量均有較大差異。薯塊產(chǎn)量的變幅為12 168～30 693 kg/hm2，薯塊產(chǎn)量及商品薯率較高的品種為徐紫22-1、煙紫2、即紫2、紫A2、煙紫1；花青素含量的變化范圍為16.1～733.3 mg/kg干質(zhì)量；硒元素含量的變化范圍為0.045～0.225 mg/kg干質(zhì)量。在本試驗條件下篩選出的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)紫甘薯品種為即紫2。

關鍵詞：紫甘薯；品種；產(chǎn)量；花青素；硒

中圖分類號： S531.02文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）09-0136-03

紫甘薯（Ipomoea batatas L.）是甘薯中具有獨特遺傳性狀和經(jīng)濟價值的特色品種，皮、肉均呈紫紅色，不僅富含礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、食用纖維、維生素，也含有豐富的花青素[1-2]?；ㄇ嗨責o毒、無特殊氣味，顏色隨pH值而變化，含有多種營養(yǎng)，并具有藥理、保健功能[3-4]。紫甘薯富含抗癌物質(zhì)硒元素，具有天然抗氧化、清除自由基等生理活性。近年來，紫甘薯作為一種優(yōu)質(zhì)天然保健食品而倍受青睞。我國引種紫甘薯較晚，但目前已擁有較為豐富的紫甘薯資源。1995年以來，我國對紫甘薯的一系列研究主要集中于品種或品系選育[5]、栽培技術(shù)[6]、花青素的提取與測定方法等方面[7-10]，而關于高產(chǎn)、富含花青素及硒元素的紫甘薯種質(zhì)資源篩選的研究鮮有報道。以生產(chǎn)中主栽的18個紫甘薯品種為研究對象，分析其產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成、花青素及硒元素含量的品種間差異，旨在篩選高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)及富硒的紫甘薯種質(zhì)資源，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中紫甘薯種質(zhì)資源的合理利用提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗地點及供試材料

試驗于山東省即墨市豐城鎮(zhèn)東龍灣頭村進行，該村地處膠東半島東南部，地貌以丘陵山地為主，年平均氣溫12.1 ℃，年平均降水量776.7 mm，年平均無霜期244 d，年有效積溫 1 700～2 000 ℃。供試土壤為棕壤土，0～20 cm耕層土壤基礎肥力為：有機質(zhì)12.6 g/kg、堿解氮53.7 mg/kg、速效磷194 mg/kg、速效鉀68.2 mg/kg、pH值6.6（水土比5 ∶1）。供試的18個紫甘薯品種為：徐紫13-1、徐紫22-1、日照紫、山川紫、凌紫、紫A0、煙紫2、美國黑、寧紫P-8、即紫2、寧紫1、濟黑1、紫A4、渝紫263、紫A2、徐紫S20-1、鄭紫1、煙紫1。

1.2試驗設計

試驗共設18個處理（品種），每個處理設3次重復，試驗地施用復合肥（N、P2O5、K2O含量均為15%）450 kg/hm2，作為基肥一次性施入，并翻地、起壟。壟高0.30 m、寬0.75 m，小區(qū)面積為 22.5 m2（4.5 m×5.0 m），將密度控制為6萬株/hm2。試驗統(tǒng)一育苗，選取大小基本一致的薯苗于5月21日栽插，并于10月20日收獲。

1.3測定項目及計算方法

收獲時按試驗小區(qū)全部收獲，折算成單位面積產(chǎn)量，同時計算單株薯塊數(shù)、商品薯率（50 g以上單薯占總質(zhì)量的比率）。選取有代表性的薯塊并洗凈晾干，一部分用于花青素、水分含量的測定；另一部分切成粒狀，采用四分法選取200 g，于105 ℃殺青、65 ℃烘干，粉碎后用于硒含量的測定。

采用原子熒光分光光度法測定硒含量。準確稱取烘干磨碎樣品0.5～1.0 g（精確至0.000 1 g）并置于150 mL三角瓶中，加入8 mL濃硝酸（優(yōu)級純）、2 mL雙氧水，蓋上表面皿，于180 ℃加熱消解至清亮，如不透明則繼續(xù)補加雙氧水直至溶液澄清透明，取下冷卻并用超純水轉(zhuǎn)移定容至50 mL，搖勻待測[11]。

采用pH值示差法測定花青素含量。選取洗凈晾干的紫甘薯樣品，采用四分法切碎混勻，放入組織搗碎機內(nèi)搗碎。準確稱取2 g（精確至0.001 g）搗碎樣品于具塞離心管中，加入20 mL提取劑（1%HCl ∶乙醇=40 ∶60，V/V），超聲提取 15 min。提取完畢后放入離心機，以10 000 r/min離心 10 min，得到澄清的上清液。準確量取上清液2 mL，定容至20 mL，分別將pH值調(diào)為1.0、4.5，采用分光光度法比色測定[10]。

花青素含量（mg/100 g鮮質(zhì)量）=ΔD×DV×VF×M/（ε×m）×100 000。

式中：ΔD表示DpH1.0-DpH4.5；DV表示稀釋體積，為20 mL；VF表示稀釋倍數(shù)，為10；m表示樣品質(zhì)量，為2 g；100 000表示單位換算；D表示總吸光度；ε表示消光系數(shù)，取26 900 L/（mol·cm）；M為花青素分子質(zhì)量，取449.2 g/mol。

花青素含量的最終結(jié)果以干質(zhì)量表示：含量（mg/kg干質(zhì)量）=含量（mg/100 g鮮質(zhì)量）/紫甘薯出干率（%）×10。

1.4統(tǒng)計方法

采用Excel 2003、SAS軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同品種紫甘薯的薯塊產(chǎn)量差異

不同品種紫甘薯地上部、薯塊鮮質(zhì)量差異均較大。18個紫甘薯品種的地上部鮮質(zhì)量變化范圍為15 540～54 461 kg/hm2，平均值為34 080 kg/hm2，其中濟黑1品種最高，而最低的紫A2品種僅為濟黑1品種的28.5%，且大部分品種間差異顯著。18個紫甘薯品種的薯塊鮮質(zhì)量變化范圍為12 168～30 693 kg/hm2，平均值為18 425 kg/hm2，其中徐紫22-1的鮮薯產(chǎn)量最高，而最低的徐紫S20-1僅為徐紫22-1 的39.6%，且部分品種間差異顯著（表1）。商品薯鮮質(zhì)量的品種間變化趨勢與薯塊鮮質(zhì)量的變化趨勢基本一致。

紫甘薯莖葉生長與塊根膨大間的關系可用地上部鮮質(zhì)量與薯塊鮮質(zhì)量的比值（T/R比值）來表示。T/R比值越小，表明同化產(chǎn)物分配于薯塊越多；反之，則表明甘薯同化產(chǎn)物分配于地上部莖葉越多。18個紫甘薯品種的T/R值變化范圍為0.79～3.41，平均值為1.99，其中紫A2的T/R值最小，徐紫13-1的T/R值最大，后者是前者的4.32倍。T/R值大于20的紫甘薯品種還有日照紫、山川紫、凌紫、紫A0、寧紫P-8、寧紫1、濟黑1、紫A4、徐紫S20-1?？梢奣/R值大于2.0的紫甘薯品種，其薯塊產(chǎn)量均小于18個品種的平均值。

2.2不同品種紫甘薯的產(chǎn)量構(gòu)成差異

不同品種紫甘薯的單株薯塊數(shù)、單株商品薯塊數(shù)、單株薯塊質(zhì)量、單薯質(zhì)量、商品薯率等產(chǎn)量構(gòu)成指標的差異均相對較小，僅部分品種間差異顯著。單株薯塊數(shù)大多為2.0～3.0個，平均為2.5個，其中煙紫1、渝紫263、徐紫22-1、寧紫1、紫A0較多，濟黑1、煙紫2較少，與大部分品種均存在顯著差異。單株商品薯塊數(shù)以徐紫22-1、煙紫1、山川紫、凌紫、渝紫263、紫A2表現(xiàn)較好。單株薯塊質(zhì)量最大的徐紫22-1為511.6 g/株，最小的徐紫S20-1僅為202.8 g/株，多數(shù)品種集中于250.0～300.0 g/株，其中徐紫13-1、日照紫、山川紫、凌紫、紫A0、寧紫P-8、寧紫1、濟黑1、紫A4、渝紫263、紫A2、鄭紫1的單株薯塊質(zhì)量相差不大，但與其他品種相比差異顯著。單薯質(zhì)量最大的煙紫2為195.2 g/個，濟黑1品種次之，單薯質(zhì)量最小的美國黑品種僅為84.3 g/個。18個紫甘薯品種中，商品薯率平均值為78.6%，其中最高的徐紫22-1為920%，最低的紫A0為59.3%，后者僅為前者的645%，只有少數(shù)品種間存在顯著差異（表2）。

以18個品種紫甘薯的各項指標平均值為參考標準，篩選出薯塊產(chǎn)量、商品率較高的品種為徐紫22-1、煙紫2、即紫2、紫A2、煙紫1。

2.3不同品種紫甘薯的花青素及硒含量差異

不同品種紫甘薯的花青素含量見表3，品種間差異較大，多數(shù)達到顯著差異水平，平均含量為231.7 mg/kg?；ㄇ嗨睾孔罡咂贩N的寧紫1為733.3 mg/kg，含量較高品種的還有鄭紫1、紫A2、煙紫1、凌紫、渝紫263、即紫2，花青素含量最低的徐紫22-1品種僅為16.1 mg/kg，是寧紫1含量的2.2%，含量較低的還有徐紫S20-1、紫A0、日照紫、山川紫，均顯著低于其他品種。

不同品種紫甘薯薯塊的硒含量平均值為0.129 mg/kg（表3），各品種均達到國家標準GB 13105—1991《食品中硒限量衛(wèi)生標準》規(guī)定的糧食類≤0.3 mg/kg的要求?？梢?，不同品種紫甘薯在吸收累積土壤本底硒，即非外源硒方面均存在顯著基因型差異。

從18個品種紫甘薯中篩選出薯塊花青素含量高、易富集非外源硒的品種有凌紫、即紫2、紫A4，在本試驗條件下篩選出的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)紫甘薯品種為即紫2。

3討論

紫甘薯薯塊產(chǎn)量、商品薯率的高低直接影響其經(jīng)濟效益。若僅用來提取花青素，該品種花青素含量越高則產(chǎn)量越高、經(jīng)濟效益越好，不用考慮單薯質(zhì)量等因素。若作為鮮食食品，不僅要充分考慮營養(yǎng)成分，還應關注薯塊的外形美觀度、單薯質(zhì)量等諸多因素。相同種植條件下，不同品種紫甘薯薯塊產(chǎn)量、產(chǎn)量構(gòu)成間的差異在很大程度上由其遺傳特性決定，種植者應結(jié)合其最終用途選擇適宜的紫甘薯品種。

供試的18個紫甘薯品種中，鮮薯產(chǎn)量差異較大，其中徐紫22-1、煙紫1產(chǎn)量顯著高于其他品種，美國黑、徐紫S20-1等品種產(chǎn)量較低。地上部鮮質(zhì)量的變化趨勢與薯塊產(chǎn)量有很大不同，濟黑1、徐紫13-1的地上部生物量較高，且顯著高于其他品種，紫A2、美國黑、渝紫263、鄭紫1的產(chǎn)量較低，顯著低于其他品種。綜合薯塊產(chǎn)量、地上部產(chǎn)量可知，較大的地上部生物量是紫甘薯薯塊高產(chǎn)量的有力保證，可產(chǎn)生更多光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)運到薯塊，但莖葉鮮質(zhì)量與塊根鮮質(zhì)量的比值（T/R比值）過大、過小均不利于薯塊產(chǎn)量的形成。如徐紫13-1品種的T/R比值過大，源大庫小，光合產(chǎn)物未能有效轉(zhuǎn)運到薯塊，這可能是其產(chǎn)量低的主要原因。

紫甘薯不僅含有普通甘薯具有的營養(yǎng)物質(zhì)[12]，還富含花青素成分[13]，如?；氖杠嚲丈?、芍藥色素等，其穩(wěn)定性較好[14]。花青素屬于天然色素，具有安全、無毒、資源豐富、易提取等優(yōu)點，在食品、化妝、醫(yī)藥等領域有著巨大應用潛力[15]。孫榮琴等研究認為，不同品種紫甘薯薯塊的花青素含量差異顯著[9]，這與本研究結(jié)果相一致，但相同品種紫甘薯薯塊的花青素含量測定結(jié)果有較大差異，可能是由種植環(huán)境、花青素的提取及測定方法不同而造成的。陳洪國在對桂花的研究中表明，不同品種桂花的花青素含量高低與品種色澤的深淺變化相一致[16]。據(jù)筆者對薯塊肉色的觀察可知，紫甘薯并無類似規(guī)律，18個品種紫甘薯的紫色深淺均與花青素含量無顯著相關性。

關于不同品種作物間累積硒能力的基因型差異已有研究報道。李志玉等在富硒土壤上種植了不同品種春大豆，其植株、籽粒的硒積累量存在顯著差異[17]。杜前進等研究發(fā)現(xiàn)，不同基因型水稻品種的成熟期糙米、谷殼、莖稈硒含量差異很大，各品種具有不同的富硒能力[18]。劉保健等研究認為，紫番薯是否富硒與土壤硒含量無明顯線形關系，而與其品種直接相關[19]。本研究結(jié)果也表明，在非外源硒（土壤本底硒含量）情況下，不同品種紫甘薯薯塊吸收累積硒的能力存在顯著基因型差異。可見紫甘薯在利用非外源硒方面與其品種有密切關系，因此可選用相應的高累積量品種進行栽培，以便進一步挖掘其生物潛力，這對于充分發(fā)揮紫甘薯花青素和硒的應用價值、促進人體健康等具有重要意義。

4結(jié)論

18個品種紫甘薯的薯塊產(chǎn)量差異較大，變幅為12 168～30 693 kg/hm2，其中薯塊產(chǎn)量及商品薯率較高的品種有徐紫22-1、煙紫2、即紫2、紫A2、煙紫1。18個品種紫甘薯的花青素含量差異較大，其變化范圍為16.1～733.3 mg/kg干質(zhì)量?；ㄇ嗨睾扛?、易富集非外源硒的紫甘薯品種為凌紫、即紫2、紫A4。在本試驗條件下篩選出的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)紫甘薯品種為即紫2。

參考文獻：

[1]Kong J M，Chia L S，Goh N K，et al. Analysis and biological activities of anthocyanins[J]. Phytochemistry，2003，64（5）：923-933.

[2]陸國權(quán)，黃華宏，何騰弟. 甘薯維生素C和胡蘿卜素含量的基因型、環(huán)境及基因型與環(huán)境互作效應的分析[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學，2002，35（5）：482-486.

[3]王關林，岳靜，李洪艷，等. 甘薯花青素的提取及其抑菌效果分析[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學，2005，38（11）：2321-2326.

[4]韓海華，梁名志，王麗，等. 花青素的研究進展及其應用[J]. 茶葉，2011，37（4）：217-220.

[5]王建玲，林祖軍，孫妮娜，等. 提高紫甘薯新品種選育效率的途徑[J]. 黑龍江農(nóng)業(yè)科學，2014（7）：10-12.

[6]張曉申，王慧瑜，李曉青，等. 紫薯產(chǎn)量比較試驗及高產(chǎn)栽培技術(shù)[J]. 陜西農(nóng)業(yè)科學，2010，56（5）：214-215.

[7]毛建霏，周虹，雷紹榮，等. 高效液相色譜法測定紫甘薯花青素含量[J]. 西南農(nóng)業(yè)學報，2012，25（1）：123-127.

[8]孫健，王洪云，鈕福祥，等. 不同品種紫甘薯花青素含量及抗氧化活性差異[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學，2013，41（12）：323-324.

[9]孫榮琴，郭華春. 七個紫甘薯品種塊根花色苷含量的比較[J]. 作物雜志，2008（6）：56-59.

[10]廉玉姬，夏霖，林光哲. 紫色馬鈴薯Bora Valley花青素的提取與含量的測定[J]. 臨沂師范學院學報，2009，31（6）：85-88.

[11]茍體忠，唐文華，張文華，等. 氫化物發(fā)生-原子熒光光譜法測定植物樣品中的硒[J]. 光譜學與光譜分析，2012，32（5）：1401-1404.

[12]陸漱韻，劉慶昌，李帷基. 甘薯育種學[M]. 北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1998：19-72.

[13]Cevallos C A，Cisneros Z L. Stability of anthocyanin-based aqueous extracts of Andean purple corn and red-fleshed sweet potato compared to synthetic and natural colorants[J]. Food Chemistry，2004，86：69-77.

[14]Goda Y，Shimizu T，Kato Y，et al. Two acylated anthocyanins from purple sweet potato[J]. Phytochemistry，1997，44（1）：183-186.

[15]桑林，謝慶華，李月秀，等. 特色馬鈴薯有色物質(zhì)的提取及相關性能的研究[J]. 西南農(nóng)業(yè)學報，2005，18（3）：334-336.

[16]陳洪國. 桂花開花進程中花瓣色素、可溶性糖和蛋白質(zhì)含量的變化[J]. 武漢植物學研究，2006，24（3）：231-234.

[17]李志玉，郭慶元，徐巧珍，等. 不同大豆品種積累硒的特性及基因型差異[J]. 植物營養(yǎng)與肥料學報，2000，6（2）：207-213.

[18]杜前進，張永發(fā)，曾 賓，等. 海南富硒地區(qū)水稻富硒品種的篩選[J]. 中國土壤與肥料，2009（1）：46-49.

[19]劉保健，潘巨忠. 富硒紫番薯的研究[J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2006（9）：7-8.