生物補(bǔ)光燈在樹莓反季栽培過程中對其品質(zhì)的影響

程雨龍 郭鵬

摘 要：針對北方地區(qū)樹莓反季栽培過程中光照不足的問題，利用植物生長燈補(bǔ)充照射。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)施肥和植物補(bǔ)光燈照射后樹莓的花青素、鞣花酸、黃酮類物質(zhì)含量、鮮果質(zhì)量等指標(biāo)明顯高于不施肥和不補(bǔ)光的，同時也高于不施肥和補(bǔ)光的處理。總之，北方地區(qū)樹莓反季栽培過程中合理補(bǔ)光有益于促進(jìn)樹莓的產(chǎn)量和品質(zhì)的提高。

關(guān)鍵詞：樹莓；反季栽培；補(bǔ)光；品質(zhì)

中圖分類號：S31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.11.024

Abstract： This experiment aims at problem existing in northern in the process of raspberry anti season cultivation， using plant growth lamp supplement irradiation. It was found that after fertilization and light irradiation， raspberry anthocyanins， SOD activity， tanning ellagic acid， flavonoid content， Vc content， fruit weight were significantly higher than that of with no fertilizer and no lighting， and higher than that of CK. In short， reasonable fill in the process of anti-season raspberry cultivation.

could help promote the improvement of yield and quality of raspberry.

Key words： raspberry； anti-season cultivation； light supplement； quality

樹莓是第三代水果， 其具有生態(tài)效益好、抗病蟲性強(qiáng)、投資效益高、管理技術(shù)簡便、產(chǎn)業(yè)延伸鏈條長、市場范圍廣等特點(diǎn)[1]。因其特殊的營養(yǎng)價值、保健功能已被各國消費(fèi)者廣泛認(rèn)可。但是，樹莓鮮果是不耐貯運(yùn)的水果，貨架期很短，雖然樹莓漿果可以速凍貯運(yùn)但還是有不少消費(fèi)者愿意花大價錢購買鮮果。我國北方大部分地區(qū)樹莓是大田栽培的，鮮果供應(yīng)期大約為6月上旬到10月下旬，每年都有約半年以上的時間市場上的樹莓鮮果要靠國外進(jìn)口，成本很高[2-5]。而秋冬季光照不足影響樹莓產(chǎn)量和品質(zhì)是北方樹莓設(shè)施栽培發(fā)展限制因素之一。樹莓含有的主要功能成分—酚類物質(zhì)是植物代謝的次級產(chǎn)物，因羥基的存在而具有潛在的抗氧化能力[6-9]。本試驗利用現(xiàn)代補(bǔ)光技術(shù)對設(shè)施樹莓進(jìn)行補(bǔ)光照射，結(jié)果發(fā)現(xiàn)該技術(shù)明顯促進(jìn)了樹莓的酚類物質(zhì)花青素、鞣花酸、黃酮類物質(zhì)的積累。該技術(shù)的使用對于北方地區(qū)樹莓設(shè)施栽培過程中品質(zhì)的提高具有較強(qiáng)的示范引導(dǎo)作用。

1 材料和方法

1.1 材料和補(bǔ)光

本項目研究以樹莓品種秋來思（Fructus Mori）為試材，研究開始前供給不同的緩釋肥處理（美國Scotts公司生產(chǎn)的Osmocote 緩釋肥，養(yǎng)分含量15-9-12，增加了微量元素，基質(zhì)溫度在21 °C時可釋放5～6個月）。光照處理周期分為自然光周期和夜間補(bǔ)光的24 h光周期，補(bǔ)光時間為試驗期間每天下午6點(diǎn)至次日上午7點(diǎn)。補(bǔ)光燈采用瑞士PHT International公司生產(chǎn)的125瓦PhytoliteTM植物生長補(bǔ)光燈。夜間補(bǔ)光期間保證苗木頂芽上方的光照強(qiáng)度至少達(dá)到220 lx（Arnott， 1979； Arnott和Macey， 1985）。光強(qiáng)測定采用美國通用電氣GE照明公司生產(chǎn)的217型英寸燭光照度計。

1.2 花青素的提取

溶劑法，溶劑選擇甲醇（50%）、乙醇（70%）、丙酮（70%）、水或者混合溶劑等。為了防止提取過程中非酰基化的花青素降解，在提取溶劑中加入1.5 mol·L-1 的HCl 和體積分?jǐn)?shù)為95%的乙醇（ 體積比15∶85） 作為溶劑，提取料液比為5 g∶1 mL，提取時間為53 min，提取溫度為71 ℃，提取2次，利用分光光度計進(jìn)行測定。樣品中原花色素的制備：植物材料經(jīng)4倍體積丙酮+水（7∶3，體積比）或者經(jīng)60%甲醇提取，40℃以下減壓蒸餾去除有機(jī)溶劑，水相再經(jīng)乙醚洗滌后定容?；ㄇ嗨睾?A500 ÷0.55×100×V 式中 V為試樣。

1.3 鞣花酸的提取

用打漿機(jī)將紅莓果打成均勻的漿體，將分離出來的紅莓籽洗凈，低溫烘干后用小型粉碎機(jī)粉碎至直徑為0.40 mm的顆粒，用二甲基亞砜溶解后吸取10 mL該溶液于50 mL容量瓶中，用二甲基亞砜定容，經(jīng)0. 45 μm 微孔濾膜過濾，作為供試品溶液備用。稱取鞣花酸對照樣品8.05 mg，置于25 mL容量瓶中，用二甲基亞砜溶解并定容，經(jīng)0. 45 μm 微孔濾膜過濾，作為對照品溶液。利用HPLC 法測定提取的鞣花酸。

1.4 黃酮類物質(zhì)的提取

采用甲醇、70%乙醇和水3 種溶劑作提取劑。取3 份冷凍樹莓果，各50 g破碎，置于燒瓶中，按1 g∶10 mL 加入提取劑， 80 ℃下回流提取3 h，過濾，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，回收溶劑，得黃酮粗提物。將粗提取的水溶液以2 BV·h-1 的流速通過樹脂柱，待大孔樹脂吸附完全時，用蒸餾水通過樹脂柱清洗雜質(zhì)，直至清洗的水不混濁為止，最后用95%乙醇將吸附的黃酮類化合物洗脫下來，收集洗脫液。取標(biāo)準(zhǔn)樣建標(biāo)準(zhǔn)曲線，取供試品貯備液5 mL，置25 mL量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻。量取2 mL，置25 mL量瓶中，照標(biāo)準(zhǔn)曲線制備項下的方法，測定吸光度，從標(biāo)準(zhǔn)曲線上讀出供試品溶液中類黃酮的質(zhì)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 補(bǔ)光處理下樹莓花青素在不同鮮果中的積累

樹莓含有豐富的花青素，具有很高的營養(yǎng)價值，花青素是一種強(qiáng)有力的抗氧化劑和自由基清除劑，其清除能力是維生素C的20 倍，維生素E的50倍[10]?；ㄇ嗨貙αu基自由基（·OH）及超氧陰離子（ O2-·） 具有較好的清除能力，并能有效降低毛細(xì)血管通透性，具有抗炎、抗水腫、清除致癌因子和調(diào)控細(xì)胞周期活性的作用。如圖1所示，通過補(bǔ)光試驗發(fā)現(xiàn)，樹莓在初果、盛果、落果中花青素分別達(dá)到了0.255，0.390，0.152 mg·g-1。與對照相比分別增加了8.5%，3.4%，12.6%。

2.2 補(bǔ)光處理下樹莓鞣花酸在不同鮮果中的積累

鞣花酸是一種廣泛存在于植物中的天然多酚組分，樹莓中的鞣花酸量居各類可食用植物之首，鞣花酸能抵抗多環(huán)芳香碳?xì)浠衔?、亞硝胺、毒枝菌素和黃曲霉素等多種化學(xué)致癌物質(zhì)，能保護(hù)人體的貼體組織，增強(qiáng)身體功能[11]。同時，鞣花酸可解除草中與大豆的多環(huán)芳香烴，也可抵御熏肉與變霉花生中的致癌物。如圖2所示，通過補(bǔ)光試驗發(fā)現(xiàn)，樹莓在初果、盛果、落果中鞣花酸分別達(dá)到了0.805，0.990，0.623 mg·g-1。與對照相比，鞣花酸在初果里積累變化不大，但在盛果和落果里的積累分別增加了10%、9.1%。

2.3 補(bǔ)光處理下樹莓黃酮類物質(zhì)在不同鮮果中的積累

樹莓含有豐富的黃酮類物質(zhì)，研究表明，黃酮類化合物有很好的自由基清除能力、抗氧化能力和抗菌活性。它可與O2-·反應(yīng)阻斷自由基引發(fā)的連鎖反應(yīng)，與脂質(zhì)過氧基（ROO·） 反應(yīng)阻斷脂質(zhì)過氧化進(jìn)程等，特別值得一提的是，黃酮類具有對抗腫瘤細(xì)胞的作用，而且對致癌因子有生化抑制作用，能防止腫瘤的產(chǎn)生和抑制腫瘤的生長[12]。所以，研究樹莓黃酮類物質(zhì)的功能及提取技術(shù)，對防治疾病和保持人體健康有積極的意義。本研究通過補(bǔ)光試驗發(fā)現(xiàn)，樹莓在初果、盛果、落果中黃酮類物質(zhì)分別達(dá)到了18.2，21.9，12.7 mg·g-1。但與對照比較，黃酮類物質(zhì)在初果中的積累幾乎沒有變化，但在盛果中的積累增加了28.9%，而其在落果中的積累則出現(xiàn)了下降（3.8%）

2.4 補(bǔ)光處理下樹莓不同類型果實鮮質(zhì)量和干質(zhì)量的比較

經(jīng)過補(bǔ)光處理后（圖4），3種不同果實類型的鮮質(zhì)量明顯高于對照，分別增長了2.3%、17.6%、 22.3%。同樣，干質(zhì)量增長了10.2%、16%、20%。這說明，補(bǔ)光增加了樹莓有效的光合作用時間進(jìn)而提高了樹莓的物質(zhì)積累。

3 結(jié)論與討論

樹莓鮮果是不耐貯運(yùn)的水果，貨架期很短，雖然樹莓漿果可以速凍但還是有不少消費(fèi)者愿意花高價格購買鮮果。在北京冬季樹莓鮮果的價格都在400～500元·kg-1；上海黑莓鮮果60元·kg-1；另外人們還有休閑采摘的需要；較長時間的運(yùn)輸使得漿果的質(zhì)量嚴(yán)重下降，這都給樹莓的設(shè)施栽培提供了機(jī)會。設(shè)施栽培屬于高投入高產(chǎn)出，資金、技術(shù)、勞動力密集型的產(chǎn)業(yè)。它是利用人工建造的設(shè)施，使傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)栽培模式逐步擺脫自然的束縛，走向現(xiàn)代工廠化農(nóng)業(yè)、環(huán)境安全型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、無毒農(nóng)業(yè)的必由之路，同時也是農(nóng)產(chǎn)品打破傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的季節(jié)性，實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品的反季節(jié)上市，進(jìn)一步滿足多元化、多層次消費(fèi)需求的有效方法。樹莓設(shè)施栽培是掌握樹莓生長發(fā)育的特性，利用日光溫室、加熱溫室、大棚等設(shè)施，通過品種篩選、破除休眠、修剪整形、授粉、水肥調(diào)控等技術(shù)或促早或延后實現(xiàn)樹莓鮮果反季節(jié)生產(chǎn)的技術(shù)[14]，也是踐行大連發(fā)展現(xiàn)代都市農(nóng)業(yè)的重要體現(xiàn)。單這一種技術(shù)途徑就足可以使得樹莓鮮果在一年中任何時期成熟上市，如果針對雙季莓品種初生莖能當(dāng)年花芽分化并開花結(jié)果的特點(diǎn)，溫室栽培使得雙季莓的延后作用得到充分發(fā)揮，可以采果到來年的2—3月份。直接在溫室土壤中定植（不移出脫除溫室休眠）的樹莓脫除休眠后促早栽培可以使得采果期提前到2月底3月初。

在我國，已經(jīng)有數(shù)十種果樹開展了保護(hù)地栽培，大大改善了市場供應(yīng)，尤其是葡萄、大櫻桃、草莓等都獲得了巨大的成功。我國的樹莓保護(hù)地栽培基本上還沒有起步。黑莓在江蘇和山東進(jìn)行了初步嘗試，江蘇的試驗結(jié)果由于方法和地區(qū)氣候限制，促早效果只有大約1個月，山東的嘗試采果期提早了2個多月，產(chǎn)量達(dá)到2 000 kg。大連市這方面的技術(shù)還比較落后。因而，引進(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行消化吸收，建立大連自己的完善的樹莓設(shè)施栽培配套技術(shù)體系是非常必要的。

光環(huán)境是植物生長發(fā)育不可缺少的重要物理環(huán)境因素之一。光通過影響光合作用、光形態(tài)建成和光周期來調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育，因所處氣候帶不同或季節(jié)變化等原因，農(nóng)作物有時不可避免地生長在弱光逆境中，農(nóng)作物長期的弱光生長會導(dǎo)致植株營養(yǎng)體不健壯、落花落果嚴(yán)重、果實發(fā)育緩慢、含糖量降低、產(chǎn)量下降、品質(zhì)變劣。因此，及時對植物補(bǔ)光特別是在溫室設(shè)施栽培過程中補(bǔ)光處理意義重大[15]。經(jīng)過補(bǔ)光處理，筆者發(fā)現(xiàn)花青素在所有果實類型里有明顯提高。這說明，增加光合作用時間有利于花青素的積累。但鞣花酸只在盛果和落果期間積累較多，初果與對照相比幾乎沒變化。推測鞣花酸在這3種類型的果實中積累的方式有所不同。同樣，黃酮類物質(zhì)的積累在盛果期間積累最多并且明顯高于對照。這說明，這3種酚類物質(zhì)在盛果期間積累最多，也是下一步對其進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化加工的重要方向。

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