玉米須采收時期對其功能成分、可收集產(chǎn)量及玉米產(chǎn)量的影響

錢春榮，李 梁，姜宇博，于 洋，郝玉波，宮秀杰，葛選良，呂國依，王偉明，來永才

（1黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院耕作栽培研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部東北地區(qū)作物栽培科學觀測實驗站，哈爾濱150028；2黑龍江省中醫(yī)藥科學院，哈爾濱150036）

0 引言

玉米須是玉米的花柱和柱頭，富含黃酮、多糖、甾醇、皂苷以及微量元素等多種有效成分[1-2]，具有利尿、降壓、止血等功能[3-4]，是治療慢性腎炎、糖尿病、高血壓等藥物的原料[5-6]，被1985版《中華人民共和國衛(wèi)生部藥材標準》收錄為常用的藥材品種。玉米須是玉米生產(chǎn)中的副產(chǎn)品，來源豐富，其產(chǎn)量約為玉米產(chǎn)量的5%[7]。玉米須的保健作用、藥用價值日益為人們所看重，充分利用好玉米須這一有益資源，開發(fā)其在食品、保健品領(lǐng)域的應用，對延伸玉米產(chǎn)業(yè)鏈、增加玉米附加值、提高種植效益具有重要意義。

國內(nèi)外對玉米須的研究主要側(cè)重于其藥理作用和功能性成分分析。前人研究表明，總黃酮、總糖類是玉米須的主要功能成分[6-8]，不同的玉米品種間、相同品種不同生長期，玉米須多糖的含量均有差異[9]。玉米須未授粉時黃酮含量最高，且含量有逐步降低的趨勢，成熟期含量最低[2]。朱宇等[10]研究發(fā)現(xiàn)，大部分品種的玉米須授粉期多糖含量最高，且隨玉米須的不斷生長存在逐漸下降的趨勢；諸多研究表明，鮮嫩玉米須功能成分含量高，保健、藥用價值大，可見玉米須的采摘時期直接影響玉米須的藥用品質(zhì)。

盡管玉米須具有廣闊的應用前景，資源豐富且易獲取，但目前對玉米須開發(fā)利用還十分有限，如產(chǎn)量不穩(wěn)定、品質(zhì)參差不齊和采收困難等。如何在玉米種植過程中獲得藥用價值高、采摘成本低的玉米須，對開發(fā)玉米須相關(guān)產(chǎn)品、擴大玉米須的應用范圍具有重要意義。本研究以不同品種為試驗材料，研究控制授粉時間對玉米須可收集產(chǎn)量、功能成分及玉米產(chǎn)量的影響，旨在為兼顧玉米高產(chǎn)的同時獲取大量品質(zhì)優(yōu)良玉米須提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗時間、地點

試驗于2017、2018年在黑龍江省哈爾濱市民主鄉(xiāng)黑龍江省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)科技園區(qū)(45°50′N，126°50′E)進行。

1.2 試驗材料

試驗選用黑龍江省大面積推廣的2個玉米品種‘德美亞3號’和‘京農(nóng)科728’為試驗材料，‘德美亞3號’來源于北大荒墾豐種業(yè)股份有限公司，‘京農(nóng)科728’來源于北京市農(nóng)林科學院玉米研究中心。

1.3 試驗設(shè)計

1.3.1 不同采收時期玉米須功能成分試驗 2017年以‘德美亞3號’和‘京農(nóng)科728’為試驗材料，種植密度60000株/hm2，每個品種20行，行長10 m，行距65 cm，不設(shè)重復，自然授粉，分別于吐絲當日和吐絲后10、20、30、40、50天取玉米苞葉內(nèi)及苞葉外玉米須，進行主要功能成分測定。

1.3.2 控制授粉苞葉外可收集的玉米須產(chǎn)量試驗 2018年以‘德美亞3號’和‘京農(nóng)科728’為試驗材料，種植密度60000株/hm2，每個品種20行，行長20 m，行距65 cm，不設(shè)重復，中間8行區(qū)吐絲前雌穗套袋控制授粉。分別于吐絲后3、6、9、12、15天摘袋，剪下苞葉外玉米須，風干后測量玉米須干重。

1.3.3 不同品種苞葉外可收集的玉米須產(chǎn)量試驗 2018年選用黑龍江省目前大面積推廣和新近育成表現(xiàn)突出的20個玉米品種為試驗材料，種植密度60000株/hm2，采用隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復，每個小區(qū)4行，行長4 m，行距65 cm，自然授粉，成熟期測定果穗苞葉外可收集玉米須干重。

1.4 田間管理

試驗田采用秋季耕翻整地，秸稈還田，秋施肥，每公頃施入控釋摻混肥料(N-P2O5-K2O=26-10-12)600 kg。2017年4月29日和2018年4月27日人工播種，每穴3粒，種植密度60000株/hm2，出苗后于三葉期按設(shè)計密度定苗。其他管理措施與當?shù)卮筇锔弋a(chǎn)栽培技術(shù)措施一致。

1.5 測試項目與取樣方法

1.5.1 不同采收時期玉米須功能成分試驗 2017年玉米吐絲期挑選同一天吐絲的果穗掛牌標記，分別于吐絲當日和吐絲后10、20、30、40、50天取玉米苞葉內(nèi)及苞葉外玉米須，10株為1組混合樣品，每次取3組作為3次重復。玉米須自然陰干，粉碎，過40目篩，用于總黃酮、總糖含量測定?？傸S酮含量參照三氯化鋁顯色法[11-12]測定，多糖含量參照蒽酮-濃硫酸法[13]測定。

1.5.2 控制授粉苞葉外可收集的玉米須產(chǎn)量試驗 玉米吐絲前將每個品種中間8行，每行中間14 m范圍內(nèi)的雌穗套袋，記錄每株雌穗吐絲日期，分別于吐絲后3、6、9、12、15天摘除雌穗上的紙袋，每次摘除30個，每10個為1組，3組作為3次重復，摘除紙袋同時剪下玉米苞葉外的玉米須，玉米須自然陰干后稱重，計算單株可收集玉米須的干重；剪斷玉米須后的雌穗自然授粉，秋季收獲時計數(shù)果穗結(jié)實粒數(shù)。

1.5.3 不同品種苞葉外可收集的玉米須產(chǎn)量試驗 2018年玉米籽粒收獲前人工采集每穗玉米苞葉外玉米須，計數(shù)小區(qū)收集穗數(shù)，玉米須樣品混合，風干后稱重，計算單穗苞葉外可收集的玉米須干重。

2 結(jié)果與分析

2.1 采收時期對玉米須功能成分的影響

總黃酮和總多糖含量是評價玉米功能成分的2個重要指標。從圖1可見‘，京農(nóng)科728’和‘德美亞3號’2個品種玉米須總黃酮含量均以剛吐絲時為最高，且隨吐絲日數(shù)延長而降低‘，京農(nóng)科728’和‘德美亞3號’吐絲后50天總黃酮含量分別比吐絲期下降46%和63%‘，德美亞3號’下降幅度更明顯?？偠嗵呛颗c總黃酮含量變化趨勢相反（圖2），表現(xiàn)為隨吐絲日數(shù)延長而增加的趨勢，從吐絲當日至吐絲后50天‘京農(nóng)科728’和‘德美亞3號’總多糖含量分別增長14%和15%。對比2個品種不同生長時期總黃酮和總多糖含量的變異系數(shù)‘，京農(nóng)科728’和‘德美亞3號’玉米須總黃酮含量的變異系數(shù)分別為23.5%和41.5%，總多糖含量變異系數(shù)分別為4.5%和6.0%。以上結(jié)果說明，不同采收時期對總黃酮含量影響更明顯，在選擇最佳采收期時重點參考總黃酮的變化，以鮮嫩玉米須為最佳。

圖1 吐絲后玉米須總黃酮含量的變化

圖2 吐絲后玉米須多糖含量的變化

2.2 控制授粉對玉米須產(chǎn)量的影響

玉米須完成授粉后逐漸停止生長，試驗以套袋方式控制授粉，從而促進玉米須的生長。從圖3可見，2個玉米品種花絲均隨套袋時間延長而持續(xù)生長，‘京農(nóng)科728’和‘德美亞3號’套袋6天的玉米須產(chǎn)量比自然授粉后成熟期玉米須產(chǎn)量分別增長79.2%和65.5%，套袋12天的玉米須產(chǎn)量比自然授粉的玉米須產(chǎn)量分別增長107.6%和74.8%，說明通過控制授粉時間可以有效增加玉米須產(chǎn)量。

圖3 控制授粉后玉米須可收集量

2.3 控制授粉對玉米產(chǎn)量的影響

試驗以雌穗套袋方式人為制造了雌雄花期間隔。從圖4可見，花絲吐絲3天后解除套袋，花絲自然授粉后果穗結(jié)實未受影響，‘京農(nóng)科728’和‘德美亞3號’平均穗粒數(shù)分別為523和572，與未套袋自然授粉果穗穗粒數(shù)無顯著差異；花絲吐絲6天以后解除套袋，果穗結(jié)實顯著下降，套袋6天與套袋3天相比，‘京農(nóng)科728’和‘德美亞3號’穗粒數(shù)分別下降了57.8%和88.2%，套袋9天穗粒數(shù)分別下降66.7%和76.7%，套袋12天分別下降96.1%和96.0%，套袋15天分別下降99.3%和99.5%。

圖4 控制授粉后玉米穗粒數(shù)

2.4 不同品種苞葉外可收集的玉米須產(chǎn)量比較

20個玉米品種單穗苞葉外可收集的玉米須產(chǎn)量差異顯著（圖5），單穗玉米須產(chǎn)量變異范圍界于0.443～1.003 g/穗之間，平均值為0.655 g/穗，變異系數(shù)24.78%，其中‘京農(nóng)科728’、‘松玉419’、‘澤玉8911’、‘墾吉236’、‘嫩單18’、‘吉單66’和‘嫩單19’單穗可收集的玉米須產(chǎn)量超過平均值。以上結(jié)果說明，玉米生產(chǎn)中選擇品種時，可以兼顧籽粒產(chǎn)量和玉米須產(chǎn)量雙高的品種，通過采收玉米須增加玉米種植效益。

圖5 不同玉米品種收獲期單穗玉米須可收集量

3 結(jié)論與討論

3.1 采收時期對玉米須功能成分的影響

玉米須是一種傳統(tǒng)的中草藥[14]，其主要成分為碳水化合物，約占干重的65%～70%，其中纖維占干重的39%～53%[15-16]?；ńz中含有多糖類、多酚類、植物甾醇類、有機酸、礦物質(zhì)、生物堿和隱黃素等多種具有藥用保健功能的有效成分[17-20]，其中多糖和黃酮類物質(zhì)是主要功能成分，具有抗癌、利膽退黃、降血壓、利尿消水腫、降血糖、止血、美容護膚和提高免疫力等作用且無任何副作用[6,21-27]。前人研究已證實玉米須采收時期直接影響玉米須的功能成分含量[2,10,28]，姚英政等[2]研究表明，大部分品種在未授粉時的總黃酮含量最高，且含量有逐步降低的趨勢，成熟期的總黃酮含量明顯低于其他時期；本研究結(jié)果中黃酮的變化趨勢與前人研究一致。朱宇等[10]研究表明，大部分品種玉米須在授粉期時多糖含量最高，且隨玉米須的不斷生長存在逐漸下降的趨勢，成熟期與授粉期的含量存在顯著性差異；劉瑋等[29]研究表明，成熟期玉米須多糖含量較乳熟期玉米須多糖含量顯著降低；吳華等[30]研究表明，玉米須多糖含量在出須后0～44天內(nèi)呈先升高后降低趨勢；本研究結(jié)果顯示，玉米須多糖含量在吐絲0～50天內(nèi)呈遞增趨勢?？梢姡P(guān)于不同生長時期玉米多糖含量的變化研究結(jié)論不盡相同，這些研究結(jié)果的差異性可能來源于供試品種不同、玉米須產(chǎn)地不同，以及測試方法不同。前人研究已明確不同品種玉米須多糖含量差異顯著[10,29-30]，朱宇等[10]的研究中玉米須多糖含量最高僅為19 mg/g；劉瑋等[29]的研究中玉米須多糖最高達6.34%；董金香等[31]研究表明，玉米須黃酮含量隨產(chǎn)地不同差異很大。由此可見，玉米須作為一種藥材，它的最佳采收時期因產(chǎn)地、因品種而異，在本研究實施地點哈爾濱，玉米須采收期以吐絲后3～5天為最佳。

3.2 “粒須雙高”品種與“粒須雙高”調(diào)控技術(shù)

玉米須的獲得完全依靠人工采收，玉米須的產(chǎn)量直接影響采收效率與效益。玉米須用于產(chǎn)品加工，要在不影響玉米產(chǎn)量的前提下得到優(yōu)質(zhì)玉米須原料，所以要篩選籽粒產(chǎn)量與玉米須產(chǎn)量雙高的品種。本研究表明，不同玉米品種可收集的玉米須產(chǎn)量存在顯著差異，玉米須產(chǎn)量變異范圍界于0.443～1.003 g/穗之間，平均值為0.655 g/穗，變異系數(shù)24.78%，本研究中‘嫩單19’、‘吉單66’、‘澤玉8911’、‘京農(nóng)科728’等優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)品種具有較高的玉米須產(chǎn)量，可作為藥食同源、“粒須雙高”型玉米品種進行種植，以玉米須產(chǎn)值進一步提高玉米種植效益。

本研究表明，通過控制授粉可以顯著提高玉米須產(chǎn)量，生產(chǎn)中可以通過品種搭配、去雄等技術(shù)措施調(diào)控玉米須生長，實現(xiàn)“粒須”產(chǎn)量雙高目標，如何構(gòu)建“粒須”產(chǎn)量雙高栽培技術(shù)模式，相關(guān)理論與技術(shù)有待于進一步研究。