施用硼肥對雪蓮果產量與品質的影響

周夢春， 周昕燕， 譚 毛， 何燕子， 向茂英， 周華倫

(1.貴州師范學院 藥用生物技術研究所， 貴州 貴陽550018； 2.樂山師范學院， 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，原產于秘魯南部和玻利維亞西部的安第斯高原，是當?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)、受精和結實等均有作用，有增強作物的抗旱、抗病能力和促進作物早熟的作用[8]。同時，硼肥能促進根系生長，對農作物增產顯著[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、品質及外觀普遍不夠理想。其中，果品果皮開裂率達30%左右，嚴重影響雪蓮果的生產經(jīng)濟效益。如何提高雪蓮果的單產、品質和減少爛根及果皮開裂的產生，已成為目前急需解決的技術關鍵問題[3]。

我國有些產區(qū)常年多雨，在實際生產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量由低向高轉變是一個值得關注的問題。目前，關于硼肥對雪蓮果營養(yǎng)成分及品質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量與營養(yǎng)成分的影響，以期為雪蓮果生產中硼肥的合理施用及提高雪蓮果的品質提供參考依據(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院試驗田進行，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%)，遼寧硼達科技有限公司。

1.3試驗設計

根據(jù)速溶硼肥的性質及產品使用參考說明，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)組設計，共設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，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產量測定每個試驗小區(qū)重復采樣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，進行準確稱重。

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) 標準溶液制備。硼標準貯備溶液：稱取0.572 0 g經(jīng) 40～50℃烘3 h的硼酸(H3BO3，光譜純)溶于水中，溫熱溶解后，移入 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。

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

分別移取1.00 mL上述系列硼標準溶液于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晶產生時，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，余下同標準溶液的條件步驟顯色進行吸光度檢測。

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，將箱內氣壓降至3 kPa并通入干燥空氣，使箱內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，反復烘干稱量至前后2次質量差不超過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量(g)，m2為稱量瓶和樣品干燥后的質量(g)，m3為稱量瓶的質量(g)。

2) 灰分。將干燥過的試樣置于坩堝中碳化至無煙后轉入馬弗爐中，在525℃下灰化4 h，冷卻稱重，直至前后2次質量差小于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為坩堝和灰分的質量(g)，a2為坩堝的質量(g)，a3為坩堝和樣品的質量(g)。

3) 鈣鐵鋅。鈣含量的測定參考《GB 5009.92-2016食品國家安全標準食品中鈣的測定》，鐵含量的測定參考《GB 5009.14-2017食品國家安全標準食品中鐵的測定》，鋅含量的測定參考《GB 5009.90-2016食品國家安全標準食品中鋅的測定》。利用火焰原子吸收光譜法測定鈣、鐵、鋅的吸光度值。以鈣、鐵、鋅標準系列溶液中的質量劑量為橫坐標，以相應的吸光度為縱坐標，制作標準曲線。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?？偺呛康臏y定參照《食品分析與檢驗技術》[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食品國家安全標準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，以吸光度值(A)為縱坐標繪制標準曲線，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干過篩后測硼元素含量作為基底，重復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生的影響。

2結果與分析

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硼肥對雪蓮果產量的影響

雪蓮果產量隨硼肥施加劑量的增加而增高，高劑量處理 (T2)的產量最高，平均為996.31 g/株，較CK(320.17 g/株)增產211.2%；低劑量 (T1)的產量次之，為567.48 g/株，較CK增產77.2%；T2較T1增產75.6%。因考慮到食品中硼對生物的影響，對于雪蓮果的產量而言，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結構，常被研究用作臨床應用及食品添加劑，其有助于潤腸通便、防止便秘、促進腸道蠕動，能降低體內鎘、鉛等重金屬致癌物含量；還可作為人體內益生菌(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、鋅等礦質微量元素和氨基酸[18]。但土壤中微量元素往往供給不足，導致雪蓮果中鈣、鐵和鋅等微量元素的含量較低。

試驗結果顯示，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)，并進一步深入影響植株的抗病抗旱能力及雪蓮果的產量與品質及其他成分的含量。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%。雪蓮果的產量直接影響農戶的經(jīng)濟收益，適當加施硼肥能使雪蓮果植株產生一定生理效應，促進植株根系的增長，并最終促進雪蓮果塊根產量的顯著增長，且塊根的品質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量與品質，但加施適當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，對其塊根產量和品質的影響有一定提高作用。在雪蓮果生產中，可將速溶硼肥進行大面積試驗，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，還有待進一步研究證明。