周夢春， 周昕燕， 譚 毛， 何燕子， 向茂英， 周華倫

(1.貴州師范學(xué)院 藥用生物技術(shù)研究所， 貴州 貴陽550018； 2.樂山師范學(xué)院， 四川 樂山 614004； 3.貴州省畢節(jié)市金沙縣石場苗族彝族鄉(xiāng)人民政府， 貴州 金沙 551808)

雪蓮果(Yacon)又稱菊薯、亞貢、亞龍果等，為菊科向日葵屬多年生草本植物，原產(chǎn)于秘魯南部和玻利維亞西部的安第斯高原，是當(dāng)?shù)赜〉诎踩说囊环N傳統(tǒng)食品，已有500余年的歷史[1-5]。雪蓮果的生育期彈性較大[6]，具有耐強光、喜中低溫、忌水、怕旱等特性。特別適合生長于海拔1 000 m左右的砂質(zhì)土壤[6-7]，喜光照，喜濕潤土壤，在有云霧繚繞的地方對其生長儲存營養(yǎng)最為有益。硼(B)是植物生長過程中不可缺少的微量元素之一,其對植物中光合作用、糖運輸、花粉萌發(fā)、受精和結(jié)實等均有作用，有增強作物的抗旱、抗病能力和促進(jìn)作物早熟的作用[8]。同時，硼肥能促進(jìn)根系生長，對農(nóng)作物增產(chǎn)顯著[9]。

雪蓮果在我國的種植區(qū)域較廣闊，主要分布在陜西、新疆、四川、貴州、山東和云南等地，該作物具有極佳的保健與食療作用，商品性強，耐儲藏，種植技術(shù)易于掌握[10]。雪蓮果的經(jīng)濟價值雖很大，但在15℃以下生長停滯，不耐寒，遇霜凍莖葉易枯死；且其總體單產(chǎn)、品質(zhì)及外觀普遍不夠理想。其中，果品果皮開裂率達(dá)30%左右，嚴(yán)重影響雪蓮果的生產(chǎn)經(jīng)濟效益。如何提高雪蓮果的單產(chǎn)、品質(zhì)和減少爛根及果皮開裂的產(chǎn)生，已成為目前急需解決的技術(shù)關(guān)鍵問題[3]。

我國有些產(chǎn)區(qū)常年多雨，在實際生產(chǎn)中田土水分含量不易控制，易引起雪蓮果的爛根[11]。合理施加硼肥使雪蓮果產(chǎn)量由低向高轉(zhuǎn)變是一個值得關(guān)注的問題。目前，關(guān)于硼肥對雪蓮果營養(yǎng)成分及品質(zhì)影響的研究報道鮮見。鑒于此，采用施加硼元素研究硼肥對雪蓮果產(chǎn)量與營養(yǎng)成分的影響，以期為雪蓮果生產(chǎn)中硼肥的合理施用及提高雪蓮果的品質(zhì)提供參考依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗地概況

試驗于2018年在貴州省貴陽市貴州師范學(xué)院試驗田進(jìn)行，土壤為黃壤，地勢平坦，灌溉便利，土壤肥力好且均勻，前茬空閑。

1.2試驗材料

供試品種：雪蓮果為生產(chǎn)上常規(guī)雪蓮果品種。

供試肥料：速溶硼(Na2B8O13·4H2O,含量≥99%)，遼寧硼達(dá)科技有限公司。

1.3試驗設(shè)計

根據(jù)速溶硼肥的性質(zhì)及產(chǎn)品使用參考說明，以其參考劑量作為低劑量，再以低劑量3倍劑量作為高劑量。采用隨機區(qū)組設(shè)計，共設(shè)3個處理：T1，Na2B8O13200 g/667m2(兌水10 L，下同)；T2，Na2B8O13600 g/667m2；CK，噴施等量清水。3次重復(fù)，小區(qū)面積30 m2。

1.4試驗方法

雪蓮果種植行距 130 cm，株距90 cm。常規(guī)施肥為氮磷鉀復(fù)合肥50 kg/667m2，2/3作基肥施用，1/3作追肥施用。硼肥采用土壤噴施方式，在常規(guī)施肥的基礎(chǔ)上分別在雪蓮果生長初期、中期和后期噴施3次，每次等量施用。于雪蓮果成熟期分區(qū)采集雪蓮果塊根，采收后，晾干，去除塊莖表面泥土，真空袋封裝后置于冰柜中-25℃條件下貯存待測。同時，采集對應(yīng)生長區(qū)的土壤樣品，以備檢測土壤中的硼含量背景值。

1.4.1產(chǎn)量測定每個試驗小區(qū)重復(fù)采樣3次，每次采集3株雪蓮果的全部塊根，清理干凈塊莖表面的泥土，進(jìn)行準(zhǔn)確稱重。

1.4.2雪蓮果中硼含量測定雪蓮果中硼元素含量的測定采用姜黃素光度法。

1) 標(biāo)準(zhǔn)溶液制備。硼標(biāo)準(zhǔn)貯備溶液：稱取0.572 0 g經(jīng) 40～50℃烘3 h的硼酸(H3BO3，光譜純)溶于水中，溫?zé)崛芙夂螅迫?1 000 mL石英容量瓶中，稀釋至刻度，搖勻。此溶液 1 mL含 100 μg硼，即為100.0 μg/mL硼。

姜黃素-草酸溶液：分別稱取 0.10 g姜黃素和 12.50 g草酸(優(yōu)級純)溶于 250 mL 95%乙醇中。貯于塑料瓶或石英容量瓶中，并用黑紙包裹塑料瓶或容量瓶。此溶液在使用前1 d配制并密閉存放在冰箱中，溶液可使用1周。

硼標(biāo)準(zhǔn)溶液：吸取10 mL硼標(biāo)準(zhǔn)儲備液(100.0 μg/mL)定容至1 000.00 mL，配制成1 mL含 1.0 μg/mL硼標(biāo)準(zhǔn)溶液。再吸取 0 mL、0.20 mL、0.40 mL、0.60 mL、0.80 mL和1.00 mL硼標(biāo)準(zhǔn)溶液置于50 mL容量瓶中，以水稀釋定容。

分別移取1.00 mL上述系列硼標(biāo)準(zhǔn)溶液于50 mL蒸發(fā)皿中，各加入1 mL蒸餾水、4mL姜黃素-草酸溶液，混勻，放入55℃水浴鍋上蒸干至有褐色結(jié)晶產(chǎn)生時，再繼續(xù)蒸20 min并冷卻至室溫后，用95%乙醇將其溶解轉(zhuǎn)移至10 mL的比色管中，混勻放置10 min，以試劑空白為原參比液，在540 nm波長下依次測量吸光度。得回歸方程：

Y=0.440 1X+0.139 4 (R2=0.994 2)

2) 試樣的制備與測定。稱取5.00 g雪蓮果樣品，加1% Na2CO3溶液5.00 mL，檢查pH，若試樣為酸性，繼續(xù)加1% Na2CO3溶液至堿性。置水浴鍋上蒸干，然后將其炭化至無煙，再置于馬弗爐中升溫至 550℃灰化8 h，直至灰化完全。加10%鹽酸5 mL溶解瓷坩堝中的試樣，用蒸餾水定容至25 mL。然后移取1.00 mL濾液于50 mL蒸發(fā)皿中，余下同標(biāo)準(zhǔn)溶液的條件步驟顯色進(jìn)行吸光度檢測。

1.4.3雪蓮果各營養(yǎng)成分的測定

1) 水分。水分含量采用真空減壓干燥法測定。從每個組中分別稱取10 g雪蓮果試樣于恒重的稱量瓶中，后放入70℃真空減壓干燥箱中，將箱內(nèi)氣壓降至3 kPa并通入干燥空氣，使箱內(nèi)保持一定的溫度和壓力，干燥4 h后取出在干燥器中放置0.5 h，稱重，再放回真空減壓干燥箱中烘1 h，同樣冷卻干燥0.5 h，稱重，反復(fù)烘干稱量至前后2次質(zhì)量差不超過0.001 g即為恒重。

X=[(m1-m2)/(m1-m3)]×100%

式中：X為樣品中水分的含量(%)，m1為稱量瓶和樣品的質(zhì)量(g)，m2為稱量瓶和樣品干燥后的質(zhì)量(g)，m3為稱量瓶的質(zhì)量(g)。

2) 灰分。將干燥過的試樣置于坩堝中碳化至無煙后轉(zhuǎn)入馬弗爐中，在525℃下灰化4 h，冷卻稱重，直至前后2次質(zhì)量差小于0.5 mg即為恒重。

Y=[(a1-a2)/(a3-a2)]×100%

式中：Y為樣品中灰分含量(g/100g)，a1為坩堝和灰分的質(zhì)量(g)，a2為坩堝的質(zhì)量(g)，a3為坩堝和樣品的質(zhì)量(g)。

3) 鈣鐵鋅。鈣含量的測定參考《GB 5009.92-2016食品國家安全標(biāo)準(zhǔn)食品中鈣的測定》，鐵含量的測定參考《GB 5009.14-2017食品國家安全標(biāo)準(zhǔn)食品中鐵的測定》，鋅含量的測定參考《GB 5009.90-2016食品國家安全標(biāo)準(zhǔn)食品中鋅的測定》。利用火焰原子吸收光譜法測定鈣、鐵、鋅的吸光度值。以鈣、鐵、鋅標(biāo)準(zhǔn)系列溶液中的質(zhì)量劑量為橫坐標(biāo)，以相應(yīng)的吸光度為縱坐標(biāo)，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。各元素的回歸方程分別為Y鐵=0.069 3X-0.006 2(R2=0.998 1)，Y鈣=0.056 2X+0.044 6(R2=0.999 7)，Y鋅=0.340 6X-0.002 6(R2=0.999 4)。

4) 總糖。總糖含量的測定參照《食品分析與檢驗技術(shù)》[12]。

W=[(F×V1)/(m×V2×500)]×100%

式中：W為總糖含量，F(xiàn)為10 mL堿性酒石酸銅溶液相當(dāng)于葡萄糖的量(mg)，V1為總糖樣品溶液的總體積(mL)，m為樣品重量(g)，V2為標(biāo)定時平均消耗總糖樣品溶液的總體積(mL)。

5) 維生素C。維生素C含量的測定參考《GB 5009.86-2016食品國家安全標(biāo)準(zhǔn)食品中抗壞血酸的測定》，用2,4-二硝基苯肼比色法測定。以抗壞血酸劑量(μg/mL)為橫坐標(biāo)，以吸光度值(A)為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得回歸方程：Y=0.048X-0.000 5(R2=0.999 8)。

1.4.4土壤中硼含量土壤中硼含量的測定參考《GB 7877-87森林土壤有效硼的測定》，采用沸水浸提-甲亞胺比色法進(jìn)行測定。在施肥前后分別從不同劑量植株根部區(qū)域采集表層下面土壤風(fēng)干過篩后測硼元素含量作為基底，重復(fù)3次，用于比較施硼肥前后土壤中硼元素含量的變化，以測定土壤中原有硼元素對雪蓮果產(chǎn)生的影響。

2結(jié)果與分析

2.1硼肥對雪蓮果及其土壤中硼含量的影響

2.1.1土壤由表1看出，CK、T1和T2的土壤硼元素含量平均分別為0.032 mg/kg、0.085 mg/kg和0.189 mg/kg；較對照，低劑量處理(T1)土壤硼含量增加165.6%，高劑量處理(T2)土壤硼含量增加490.6%。土壤中硼元素含量隨硼肥劑量的升高而明顯增大，施加硼肥的土壤硼元素含量變化顯著大于未施加處理，高劑量處理顯著高于低劑量處理。說明，施加的硼肥對土壤中硼含量背景值的提高能產(chǎn)生積極的影響，可持續(xù)為雪蓮果的生長提供硼元素營養(yǎng)。

2.1.2雪蓮果試驗田土壤中硼含量有一定背景值，從表1可知，CK、T1和T2的雪蓮果中硼元素含量平均分別為0.49 mg/kg、0.66 mg/kg和2.67 mg/kg；較對照，低劑量處理(T1)雪蓮果中硼含量增加34.7%，高劑量處理(T2)雪蓮果中硼含量增加444.9%。雪蓮果中硼元素含量隨硼肥劑量的升高而明顯增大，各處理間差異顯著。說明，增施硼肥對雪蓮果中硼含量的積累能產(chǎn)生一定影響。

表1不同處理土壤和雪蓮果中硼的含量

Table 1 Boron content inS.involucratetuber and oil of different treatments

處理Treatment土壤Soil含量/(mg/kg)較CK±/%雪蓮果S.involucrate含量/(mg/kg)較CK±/%CK0.032 c-0.49 bc-T10.085 b165.60.66 b34.7T20.189 a490.62.67 a444.9

注：同列不同字母表示差異達(dá)顯著水平(P<0.05).

Note: Different lowercase letters in the same column indicate significance of difference atP<0.05 level.

2.2硼肥對雪蓮果產(chǎn)量的影響

雪蓮果產(chǎn)量隨硼肥施加劑量的增加而增高，高劑量處理 (T2)的產(chǎn)量最高，平均為996.31 g/株，較CK(320.17 g/株)增產(chǎn)211.2%；低劑量 (T1)的產(chǎn)量次之，為567.48 g/株，較CK增產(chǎn)77.2%；T2較T1增產(chǎn)75.6%。因考慮到食品中硼對生物的影響，對于雪蓮果的產(chǎn)量而言，以中低劑量噴施硼肥較理想，因此，雪蓮果硼肥施用量可控制在200～600 g/667m2。

2.3硼肥對雪蓮果各成分的影響

從表2可知，增施硼肥對雪蓮果水分、灰分、總糖、維生素C及鈣鐵鋅微量元素等各成分含量增加均有促進(jìn)作用。

2.3.1水分各處理雪蓮果的水分含量都很充足，雪蓮果塊莖中水分隨施硼量的增加而增大，但水分含量增長不明顯。高劑量處理(T2)雪蓮果塊莖水分的含量最高，為886.01 g/kg，較CK增長8.0%；低劑量處理(T2)雪蓮果塊莖的水分含量為834.50 g/kg，較CK僅增長1.7%。雪蓮果水分含量隨硼肥劑量的增高呈遞增趨勢。說明，增施硼肥有利于增加雪蓮果塊根的水分含量。

表2不同硼肥處理組中雪蓮果各成分的含量

2.3.2灰分雪蓮果灰分含量施加硼肥處理均高于未施加的，說明硼元素有利于雪蓮果中無機物的形成；雪蓮果灰分含量隨硼肥劑量的增高呈遞增趨勢，但整體相差不大。高劑量處理效果最佳，灰分含量為49.58 g/kg，較CK增加33.2%；低硼肥劑量處理的灰分含量較CK增加16.6%；較CK增加率高硼肥劑量較低劑量提高近1倍。說明，適當(dāng)施加硼肥對雪蓮果的灰分含量有積極影響。

2.3.3總糖總糖含量隨硼肥劑量的增高呈遞增趨勢；雪蓮果中含豐富的糖分，總體看施加硼肥的雪蓮果總糖含量均高于未施加的，高劑量處理效果最佳，糖分含量為162.15 g/kg，較CK增加28.4%，雪蓮果塊根的口感及風(fēng)味也更佳；硼肥高劑量處理的總糖較CK增加量比低劑量處理的增加量提高1倍多。說明，適當(dāng)施加硼肥對雪蓮果的總糖含量有積極影響。

2.3.4維生素C雪蓮果的維生素C含量較低，CK的含量為12.07 mg/kg，施加硼肥的維生素C含量均大于未施加的；高劑量處理效果最佳，維生素C含量為31.82 mg/kg，較CK增加163.6%；低劑量處理較CK增加137.2%。說明，施加硼肥有利于促進(jìn)雪蓮果中維生素C含量的增加。

2.3.5鈣鐵鋅微量元素高劑量處理雪蓮果微量元素中鈣、鐵、鋅含量均最高，分別為1 623.94 mg/kg、3.53 mg/kg和2.89 mg/kg，較CK分別增加73.3%、41.2%和56.2%；低劑量處理雪蓮果微量元素中鈣、鐵、鋅含量分別為1 073.49 mg/kg、3.22 mg/kg和2.17 mg/kg，較CK分別增加14.6%、28.8%和17.3%；各處理雪蓮果微量元素含量均呈鈣>鐵>鋅。施硼肥處理均高于未施加處理，高劑量處理大于低劑量處理；施加硼肥對雪蓮果中的鈣含量影響程度大于鋅含量，對鐵含量的影響略偏弱。表明，施加硼肥均有利于提高雪蓮果微量元素的含量，且以高硼肥劑量對微量元素含量的影響最明顯。

3結(jié)論與討論

總糖是雪蓮果的主要成分之一，具有較強的保健作用，其多糖成分主要是菊糖和低聚果糖，是一種優(yōu)良的膳食纖維，具有特殊的生物活性和化學(xué)結(jié)構(gòu)，常被研究用作臨床應(yīng)用及食品添加劑，其有助于潤腸通便、防止便秘、促進(jìn)腸道蠕動，能降低體內(nèi)鎘、鉛等重金屬致癌物含量；還可作為人體內(nèi)益生菌(主要是雙歧桿菌)的增殖因子，抑制有害微生物的生長，增加益生菌的數(shù)量，維持腸道微生態(tài)平衡[13-16]。維生素 C化學(xué)名稱為抗壞血酸，是人體必需的營養(yǎng)物之一，但人體不能自身合成，只能從食物中攝取[17]。雪蓮果含有大量水溶性植物纖維、豐富的果寡糖及多種人體必需的鈣、鐵、鋅等礦質(zhì)微量元素和氨基酸[18]。但土壤中微量元素往往供給不足，導(dǎo)致雪蓮果中鈣、鐵和鋅等微量元素的含量較低。

試驗結(jié)果顯示，對照土壤中硼的背景值為0.032 mg/kg，高、低劑量處理后雪蓮果的硼含量較CK分別增加444.9%和34.7%；較CK分別增加490.6%和165.6%。說明，施加的硼肥對土壤中硼含量背景值的提高能產(chǎn)生積極影響，可持續(xù)為雪蓮果的生長提供硼元素營養(yǎng)，并進(jìn)一步深入影響植株的抗病抗旱能力及雪蓮果的產(chǎn)量與品質(zhì)及其他成分的含量。與CK及低劑量相比，高劑量(600 g/667m2)處理的產(chǎn)量最高，能顯著增加雪蓮果塊根的水分、灰分、總糖、維生素C及鈣、鐵、鋅等成分的含量，較CK分別增加8.0%、33.2%、28.4%、163.6%、73.3%、41.2%和56.2%。雪蓮果的產(chǎn)量直接影響農(nóng)戶的經(jīng)濟收益，適當(dāng)加施硼肥能使雪蓮果植株產(chǎn)生一定生理效應(yīng)，促進(jìn)植株根系的增長，并最終促進(jìn)雪蓮果塊根產(chǎn)量的顯著增長，且塊根的品質(zhì)也能得到一定程度的改善與提高。

在雪蓮果種植過程中易發(fā)生硼等微量元素攝入不足的現(xiàn)象，從而影響雪蓮果的產(chǎn)量與品質(zhì)，但加施適當(dāng)劑量的硼肥可控制雪蓮果的生長趨勢，并增強雪蓮果的抗旱、抗病能力，對其塊根產(chǎn)量和品質(zhì)的影響有一定提高作用。在雪蓮果生產(chǎn)中，可將速溶硼肥進(jìn)行大面積試驗，為后續(xù)硼肥在雪蓮果栽培中的大面積推廣應(yīng)用提供理論依據(jù)。另外，雪蓮果中增加的硼含量對人體及動物有何生理影響，還有待進(jìn)一步研究證明。