李 爽，張小軍，王 平，徐永菊，侯 睿，朱勛路，劉 行，張相瓊，岳福良，李文均，張小紅

（1四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物育種栽培研究所，成都 610300；2四川新生啟航農(nóng)業(yè)科技有限公司，成都 610000）

0 引言

芽苗菜俗稱芽菜，從20世紀(jì)90年代開始就作為一種無公害、純天然的健康食品而深受消費(fèi)者喜愛，主要包括豆芽、蘿卜芽、香椿芽等，近年油葵芽、花生芽、苜蓿芽等也開始出現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。芽苗菜生長受到光、溫度、濕度、化學(xué)物質(zhì)等諸多環(huán)境因素的影響。研究發(fā)現(xiàn)，高溫對葡萄休眠芽萌發(fā)及需熱量影響顯著[1]；藍(lán)光有利于提高苜蓿芽苗菜的營養(yǎng)品質(zhì)，而紅光能顯著提高苜蓿鮮質(zhì)量產(chǎn)量[2]；紅藍(lán)混合光、藍(lán)光處理下蘿卜芽苗菜的維生素C、蛋白質(zhì)含量顯著高于白光和紅光處理[3]；藍(lán)光和紅藍(lán)光處理顯著提高了香椿芽苗菜氨基酸含量[4]。播種密度與生長時間方面，豌豆芽苗菜的生物產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量隨著播種密度的增大，生物產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)率在達(dá)到一個峰值后回落，在第8天采收時產(chǎn)量較高、維生素C含量高，是最佳采收時間[5]。培養(yǎng)方法上，沙培法能夠促進(jìn)花生芽苗菜根系的生長；而生長素法則顯著抑制了胚根的生長，可以增加芽苗菜的可食用率[6]。此外，種子浸泡時間、浸泡溫度、浸泡水量、催芽溫度、栽培溫濕度等均會對種子萌發(fā)和芽苗菜生長產(chǎn)生顯著影響[7-8]。化學(xué)物質(zhì)同樣可以對芽苗菜生長產(chǎn)生重大影響，H2可以通過提高芽苗菜的次生代謝產(chǎn)物和抗壞血酸含量來提高其營養(yǎng)品質(zhì)[9]；乙烯利不僅影響大豆芽菜的生長代謝，而且參與大豆芽菜中酚類物質(zhì)的合成調(diào)控[10]；不同種鹽類處理可以影響花生發(fā)芽期間白藜蘆醇的含量水平[11]，不同品種間內(nèi)源激素含量水平存在差異，萌發(fā)過程中GA3、BR的提高和較低的IAA水平可促進(jìn)胚軸伸長及胚根生長，ABS、CBS、PBS、SA、PHE、NaCl等外源誘導(dǎo)添加物對花生芽長、發(fā)芽率、氨基酸和白藜蘆醇含量的影響具有顯著差異[12-13]。

植物工廠是一種現(xiàn)代化、規(guī)?；?、集約化的植物生產(chǎn)車間，近年在豆芽的規(guī)?；a(chǎn)上發(fā)展較快，逐漸替代傳統(tǒng)家庭作坊式的豆芽生產(chǎn)方式[14]。植物工廠通常采用計(jì)算機(jī)自動控制系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境管理，室內(nèi)溫度和CO2濃度相對均一穩(wěn)定，經(jīng)過選種、浸種、培育、采收、消毒等生產(chǎn)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)流程化管理，可有效解決傳統(tǒng)芽菜生產(chǎn)車間空間利用率低、噴淋不均勻等問題，生產(chǎn)不依賴自然環(huán)境，培育周期短，外觀品質(zhì)較高[15]。豆芽噴淋用水量較大，日產(chǎn)100 t左右的生產(chǎn)企業(yè)日需用水量在2500 t左右，可用臭氧活性炭吸附及循環(huán)水裝置提高純凈水利用率[16-17]。此外，不同品種對工廠化生產(chǎn)產(chǎn)量影響也很大，早期研究報(bào)道發(fā)現(xiàn)，黑龍江、吉林、上海的黑豆3個品種在工廠化生產(chǎn)條件下，黑龍江黑豆最適合工廠化生產(chǎn)[18]。

近年來，花生芽菜市場規(guī)?？焖贁U(kuò)大，也催動花生芽菜產(chǎn)業(yè)向規(guī)?；?、工廠化、自動化發(fā)展[19]?；ㄉ患芰?qiáng)[20-21]，與未發(fā)芽的花生相比，花生芽主要營養(yǎng)成分中的游離氨基酸和維生素C含量顯著升高，活性成分白藜蘆醇的含量也顯著增加；隨著花生籽仁的發(fā)育，籽仁含油量增加且高油品種含油量積累速率高于低油品種，蔗糖含量下降；不飽和脂肪酸逐漸增加，飽和脂肪酸和超長鏈飽和脂肪酸逐漸下降[22-26]。但目前花生芽相關(guān)的研究仍然較少，尤其是針對花生不同遺傳背景的品種對花生芽規(guī)?；?、工廠化生產(chǎn)相關(guān)影響的報(bào)道幾乎沒有。本研究系統(tǒng)性探究不同遺傳背景下花生對工廠化生產(chǎn)的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益影響，以期為花生芽工廠化、規(guī)?；a(chǎn)的品種選擇提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)地概況

實(shí)驗(yàn)地設(shè)于四川省成都市金堂縣清江基地(30.92°N，104.38°E)花生科研試驗(yàn)田（平原旱地）中，屬于亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，年平均氣溫16.9℃，大于0℃總積溫6168℃，年降雨量759 mm，年相對濕度80%。實(shí)驗(yàn)土壤耕層為黑沙壤土，全氮1.2 g/kg，堿解氮68.4 mg/kg，全磷957 mg/kg，全鉀14.1 g/kg，有機(jī)質(zhì)含量2.78%，硼含量24.6 mg/kg，鈣含量68.4 g/kg，鐵含量38.1 g/kg，鎂含量3.8 g/kg，鋅含量140mg/kg，前茬作物為四川冬季大頭菜（芥菜）。

1.2 實(shí)驗(yàn)概況

花生發(fā)芽實(shí)驗(yàn)設(shè)于四川新生啟航農(nóng)業(yè)科技有限公司的植物工廠花生發(fā)芽車間，車間采用全自動智能化控制系統(tǒng)。

1.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

如表1所示，實(shí)驗(yàn)選取127份來自全國各地的花生材料，其中省內(nèi)材料73份、省外材料54份，以‘天府22號’為對照，種子包衣劑包埋，覆蓋地膜，起壟栽培。1.5 m開廂，廂長8 m，廂距0.4 m，每廂種4行，行距0.3 m，窩距0.22 m，15.16萬穴/hm2，小區(qū)凈面積12 m2，每個材料每次重復(fù)種植3 m2，每穴2粒，共3次重復(fù)190個小區(qū)。播種前基施有機(jī)肥1500 kg/hm2、氮(N)90 kg/hm2、磷(P2O5)120 kg/hm2、鉀(K2O)150 kg/hm2和緩釋鈣肥150 kg/hm2。2019年4月5日播種，根據(jù)不同生育期，7月中旬—8月中旬陸續(xù)收獲，栽培管理方法按四川省農(nóng)科院經(jīng)作所花生高產(chǎn)栽培技術(shù)進(jìn)行。

表1 參試材料基本信息

續(xù)表1

收獲考種后，分別取不同材料優(yōu)質(zhì)飽滿花生仁，去除秕果，種子稱重0.5 kg，用阿米西達(dá)6000倍液與種子按照2:1混合浸泡1 h消毒殺菌。在植物工廠車間內(nèi)黑暗封閉遮光，溫度保持在26℃恒定，濕度保持在(90±5)%，CO2濃度2000 mg/kg以下進(jìn)行發(fā)芽實(shí)驗(yàn)，發(fā)芽8天后記錄數(shù)據(jù)。

1.4 測定指標(biāo)及測定方法

1.4.1 植株性狀 于采收前3天在各小區(qū)材料中選取具有小區(qū)代表性的9株花生植株，測量主莖長度、側(cè)枝長度、分枝數(shù)、單株生產(chǎn)力等。

1.4.2 產(chǎn)量性狀 花生分小區(qū)采收，曬干后3天進(jìn)行實(shí)收測產(chǎn)并計(jì)算群體產(chǎn)量，采用混合取樣法選取3個樣本在曬干后3天進(jìn)行室內(nèi)考種，測量百果重、百仁重，并計(jì)算飽果率、出仁率，如式(1)～(2)。

1.4.3 發(fā)芽性狀 選取的優(yōu)質(zhì)種子表面消毒，于植物工廠中發(fā)芽8天后選取適宜單株測量株高、莖粗、開瓣重、開瓣率、芽重系數(shù)等。

1.4.4 芽重系數(shù) 于植物工廠中對發(fā)芽8天后的花生芽整株進(jìn)行稱重，并計(jì)算芽重系數(shù)，如式(3)。

1.4.5 產(chǎn)出系數(shù) 根據(jù)不同遺傳背景花生的產(chǎn)量性狀比值與芽重系數(shù)，計(jì)算出各自產(chǎn)出系數(shù)，如式(4)～(5)。

1.4.6 數(shù)據(jù)分析 采用Microfost Excel 2016進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、處理及圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同遺傳背景花生材料特性統(tǒng)計(jì)

由圖1可知，實(shí)驗(yàn)收集并選取的127份不同遺傳背景的花生中，包括黑色、白色、紅色、普通色4種顏色種皮的材料，其中普通色種皮材料85份、紅色種皮材料18份、黑色種皮材料17份、白色種皮材料7份；普通色種皮材料最多，占總數(shù)的66.93%；白色種皮材料最少，占總數(shù)的5.51%。

圖1 不同遺傳背景花生顏色統(tǒng)計(jì)

為擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)材料的遺傳背景多樣性，進(jìn)一步探索最適宜四川花生芽生產(chǎn)的品種，材料選取以四川本地材料為主，兼顧全國各地。選取的127份材料包括西南地區(qū)花生材料83份、華中地區(qū)20份、華東地區(qū)14份、華南地區(qū)7份、華北地區(qū)3份（圖2）；西南地區(qū)花生材料占總數(shù)的65.35%，其中四川地區(qū)材料占總數(shù)的57.48%。

圖2 不同遺傳背景花生地區(qū)統(tǒng)計(jì)

2.2 產(chǎn)量性狀分析

2.2.1 百仁重測定 實(shí)驗(yàn)對所有收獲的參試材料百仁重進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如表2所示。參試材料的百仁重最低為45.0 g，最高為125.5 g，百仁重在100 g以上的占總數(shù)的6.30%，百仁重在50 g以下的占總數(shù)的3.15%，平均百仁重為75.90 g，中位值為76.5 g，70～80 g百仁重的花生占比最高(29.13%)，110～120、120～130 g百仁重的花生占比最低，各占0.79%。

表2 參試材料百仁重測定結(jié)果

2.2.2 株高測定 如表3所示，參試材料的株高最低為23.07 cm，最高為57.25 cm，平均株高為33.77 cm，中位值為33.57 cm，35～40 cm株高的花生占比最高，有42個，占總數(shù)的33.07%。

表3 參試材料株高結(jié)果分析

2.2.3 單株生產(chǎn)力 如表4所示，參試材料的單株生產(chǎn)力最低為16.20 g，最高為55.81 g，平均單株生產(chǎn)力為31.41 g，中位值為30.55 g，單株生產(chǎn)力在30～35 g之間的占比最高，占總數(shù)的37.80%。

表4 參試材料單株生產(chǎn)力結(jié)果分析

2.2.4 發(fā)芽芽長測定 為進(jìn)一步了解127個材料的種子發(fā)芽生產(chǎn)潛力，實(shí)驗(yàn)選取每個材料0.5 kg優(yōu)質(zhì)種子，在植物工廠發(fā)芽車間進(jìn)行發(fā)芽實(shí)驗(yàn)，平均發(fā)芽天數(shù)7.5天，對收獲的花生發(fā)芽芽長進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，如圖3所示。參試材料的芽長最低為10.25 cm，最高為18.0 cm，相差7.75 cm，平均發(fā)芽芽長為14.11 cm，中位值為13.0 cm，12～13 cm芽長的花生占比最高，有34個，占總數(shù)的26.77%。

圖3 花生發(fā)芽芽長統(tǒng)計(jì)

2.2.5 芽重系數(shù)測定 如圖4所示，參試材料的芽重系數(shù)最低為1.07，最高為8.40。芽重系數(shù)超過7的材料占總數(shù)的4.7%，平均芽重系數(shù)為4.62，中位值為4.73。

圖4 花生芽重系數(shù)統(tǒng)計(jì)

2.2.6 產(chǎn)出系數(shù) 如圖5所示，產(chǎn)出系數(shù)最低為YY120紅花生，產(chǎn)出系數(shù)僅0.88；產(chǎn)出系數(shù)最高的為YY40號普通色花生，產(chǎn)出系數(shù)為8.24；YY35為對照‘天府22號’，產(chǎn)出系數(shù)為5.49。平均產(chǎn)出系數(shù)為4.28，中位值為4.43，產(chǎn)出系數(shù)在7以上的均為產(chǎn)量性狀比值大于1的材料，占總數(shù)的4.72%。

圖5 不同遺傳背景花生的產(chǎn)出系數(shù)

3 結(jié)論與討論

不同遺傳背景的品種對作物發(fā)芽情況和品質(zhì)特性的影響十分顯著[27-29]。不同品種的種子，耐鹽性、抗性等諸多方面都存在顯著差異[30-31]。但是這些差異主要受到哪些主效因素影響，需要大量的實(shí)驗(yàn)去闡釋和證實(shí)。本研究從種皮顏色、來源地區(qū)、百仁重大小3個方面對不同遺傳背景花生材料的花生芽產(chǎn)出系數(shù)進(jìn)行分析和討論。

3.1 不同種皮顏色花生材料的產(chǎn)出系數(shù)

產(chǎn)出系數(shù)最高的黑色種皮材料為YY11，產(chǎn)出系數(shù)7.87；產(chǎn)出系數(shù)最高的白色種皮材料為YY81，產(chǎn)出系數(shù)6.69；產(chǎn)出系數(shù)最高的紅色種皮材料為YY71，產(chǎn)出系數(shù)5.87；產(chǎn)出系數(shù)最高的普通色種皮材料為YY40，產(chǎn)出系數(shù)8.24。

由表5可知，不同種皮顏色的平均產(chǎn)出系數(shù)無明顯差異，平均產(chǎn)出系數(shù)最高的白花生也僅是平均產(chǎn)出系數(shù)最低的紅花生的1.17倍。不同種皮顏色的花生均可以篩選出產(chǎn)出系數(shù)較高的花生材料用于加工生產(chǎn)，這有助于實(shí)現(xiàn)花生芽產(chǎn)品的市場多元化。

表5 不同種皮色花生產(chǎn)出系數(shù)分析

3.2 不同地區(qū)花生材料的產(chǎn)出系數(shù)

由表6可知，產(chǎn)出系數(shù)最高的是華南地區(qū)的YY40，產(chǎn)出系數(shù)8.24，除了華北地區(qū)產(chǎn)出系數(shù)最高值為5.21外，其余地區(qū)產(chǎn)出最高值均高于7，但華北地區(qū)材料僅有3個參加實(shí)驗(yàn)（圖2），樣本數(shù)量過少，因此不能得出顯著性差異結(jié)論。此外，除華東地區(qū)外，其余地區(qū)平均產(chǎn)出系數(shù)均在4～5，平均產(chǎn)出系數(shù)最高華東地區(qū)是最低西南地區(qū)的1.28倍。不同地區(qū)的材料均有花生發(fā)芽產(chǎn)出系數(shù)較高和較低的材料，本研究發(fā)現(xiàn)花生來源地并不是芽用品種篩選的關(guān)鍵因素。

表6 不同地區(qū)花生產(chǎn)出系數(shù)分析

3.3 不同百仁重大小花生材料的芽重系數(shù)與產(chǎn)出系數(shù)分析

百仁重是衡量花生種仁大小的關(guān)鍵指標(biāo)，百仁重高的花生更大，能量物質(zhì)儲存更豐富（表7）。將127份材料分為40～70、70～100、100～130 g 3個百仁重區(qū)域進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)3個不同百仁重范圍的花生均有芽重系數(shù)超過7.5和芽重系數(shù)低于2.5的材料。在平均芽重系數(shù)上，隨著百仁重逐漸增加，平均芽重系數(shù)逐漸降低。在產(chǎn)出系數(shù)上，40～70 g百仁重花生與70～100 g百仁重花生產(chǎn)出系數(shù)的最高值均超過7.5，但100～130 g百仁重花生產(chǎn)出系數(shù)最高值僅4.87，3個百仁重范圍的花生平均產(chǎn)出系數(shù)也呈現(xiàn)出隨著百仁重增加，平均產(chǎn)出系數(shù)逐漸降低的趨勢。說明并非種仁越大的花生越適宜花生發(fā)芽生產(chǎn)，反而是中小型種仁的花生更具優(yōu)勢。

表7 不同百仁重花生芽重系數(shù)與產(chǎn)出系數(shù)分析

綜上所述，種皮顏色、來源地區(qū)的花生材料與花生發(fā)芽產(chǎn)出系數(shù)并沒有直接的關(guān)聯(lián)。但是隨著花生百仁重的增加，花生平均芽重系數(shù)與平均產(chǎn)出系數(shù)逐漸降低，這可能與百仁重增加導(dǎo)致單位質(zhì)量的花生種子數(shù)量減少有關(guān)。但是不同遺傳背景的花生材料芽重系數(shù)與產(chǎn)出系數(shù)差異很大，百仁重高的花生中依然有芽重系數(shù)與產(chǎn)出系數(shù)較高的材料，而百仁重低的花生中依然有芽重系數(shù)與產(chǎn)出系數(shù)較低的材料。YY40、YY2與YY11排名產(chǎn)出系數(shù)前3位，是較好的芽用花生材料。這些花生材料在品質(zhì)、口味上的差異與優(yōu)缺點(diǎn)，有待進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究。