土壤養(yǎng)分狀況對(duì)高油酸花生瓊花1號(hào)品質(zhì)的影響

王玉杰武耀廷張新友周娜娜陳小姝高華援*馮素萍

(1.海南熱帶海洋學(xué)院,海南 三亞 572022;2.海南大學(xué),海南 ?？?570228;3.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院河南省作物分子育種研究院,河南 鄭州 450002;4.吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院花生研究所,吉林 公主嶺 136100;5.海南省海洋食品工程技術(shù)研究中心/海洋食品精深加工關(guān)鍵技術(shù)省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心,海南 三亞 572022)

中國是世界上最大的花生生產(chǎn)、消費(fèi)和出口國[1],花生中的油酸可降低對(duì)人體造成傷害的膽固醇,預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生[2]。 油酸含量越高,油脂越不容易被氧化,從而延長了貨架期。 因此,高油酸花生油在市場上更具競爭力。

花生籽仁蛋白質(zhì)、可溶性糖及脂肪酸組分等營養(yǎng)品質(zhì)除受品種遺傳特性[3-4]影響外,還受氣象條件[5]、栽培措施[6]和土壤條件[7-9]等制約,有關(guān)土壤條件對(duì)花生品質(zhì)影響的研究主要集中在不同土壤類型[7]、施氮量[8]、不同肥料營養(yǎng)配比[9]等,關(guān)于土壤條件對(duì)高油酸花生品質(zhì)影響的報(bào)道較少。 以往研究表明,不同種植環(huán)境下,花生籽仁各養(yǎng)分變異系數(shù)差異較大,油亞比的變異系數(shù)最大[10-13],粗脂肪和棕櫚酸含量的變異系數(shù)最小[11-13];油酸和亞油酸含量之間存在顯著負(fù)相關(guān),蛋白質(zhì)和粗脂肪含量存在顯著的正相關(guān)。 本研究對(duì)瓊花1號(hào)在不同土壤養(yǎng)分條件下籽仁的營養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行探討,利用變異系數(shù)對(duì)瓊花1號(hào)籽仁的營養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行分析和評(píng)價(jià),通過分析其籽仁營養(yǎng)品質(zhì)和土壤成分之間的相關(guān)性,探討提高花生籽仁品質(zhì)的關(guān)鍵因素,以期為瓊花1號(hào)高油酸花生大面積推廣提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料為高油酸花生瓊花1號(hào)花生種子。試驗(yàn)設(shè)置在保亭三道鎮(zhèn)什瓊迫村的13個(gè)不同肥力地塊,其土壤肥力狀況如表1。

表1 土壤營養(yǎng)狀況Table 1 Nutritional status of trail soils

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

選取飽滿的瓊花1號(hào)種子播種于保亭三道鎮(zhèn)什瓊迫村13塊試驗(yàn)田中,質(zhì)地為砂壤土。 2月中旬播種,6月中旬收獲。 每塊試驗(yàn)田中,施肥量均為每667 m2施氮、磷、鉀三元素復(fù)合肥40～50 kg、鈣肥(熟石灰)20～30 kg、有機(jī)肥500 kg。

將每塊試驗(yàn)田的花生分別收獲,做好標(biāo)簽后,帶回實(shí)驗(yàn)室,晾曬至水分含量在10%以下,每塊實(shí)驗(yàn)田取1 kg樣品保存在冰箱-20℃?zhèn)溆谩?/p>

花生收獲的同時(shí),每塊試驗(yàn)田采集0～20 cm土壤樣品10～20個(gè),混合成一個(gè)土壤樣品,帶回實(shí)驗(yàn)室過2 mm 土壤篩,置于陰涼通風(fēng)性良好處自然風(fēng)干,備用。

1.3 測(cè)定項(xiàng)目及方法

籽仁可溶性糖測(cè)定采用蒽酮比色法[14];籽仁可溶蛋白質(zhì)測(cè)定采用凱氏定氮法[15];籽仁脂肪酸各組成成分含量測(cè)定采用氣相色譜法[16]。

土壤養(yǎng)分各指標(biāo)的分析參考《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[17]。 土壤p H 值測(cè)定采用電位法;土壤有機(jī)質(zhì)測(cè)定采用重鉻酸鉀容量法;土壤全氮測(cè)定采用半微量開氏法;土壤堿解氮測(cè)定采用堿解擴(kuò)散法;土壤緩效鉀測(cè)定采用1 mol/L 熱HNO3浸提火焰光度法;土壤速效鉀測(cè)定采用火焰光度法;土壤有效磷測(cè)定采用鉬藍(lán)比色法。

1.4 數(shù)據(jù)處理和分析

所得數(shù)據(jù)用Excel 2007 繪圖與制表,采用Origin8.0和IBM SPSS Statistics 26統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 籽仁營養(yǎng)品質(zhì)

2.1.1 可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)

表2可見,可溶性糖含量的平均值為6.77%,含量最高的是13號(hào)樣品,為8.10%,7號(hào)樣品最低,為6.15%,從7、10、13三個(gè)試驗(yàn)田收獲的花生籽仁,其可溶性糖含量與其他試驗(yàn)田有顯著差異。13塊試驗(yàn)田中可溶性蛋白質(zhì)含量平均為27.59%,含量最高的是11號(hào)樣品,為31.73%,10號(hào)樣品最低,為21.92%,從試驗(yàn)田10、13收獲的花生籽仁,其可溶性糖含量與其他試驗(yàn)田差異顯著。

表2 花生籽仁可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)含量Table 2 The content of soluble sugar and protein in peanut kernel

2.1.2 脂肪酸組分

13個(gè)樣品的脂肪酸組成成分見表3,高油酸花生脂肪酸的主要成分是油酸、亞油酸、棕櫚酸、硬脂酸、花生四烯酸、山崳酸、花生酸和亞麻酸等。13個(gè)樣品的油酸含量均大于75%,油亞比均大于10。 油酸含量最高的是7號(hào)樣品,為81.87%,最低的是13號(hào)樣品,為75.85%。 亞油酸平均含量為3.84%,含量最高的是13號(hào)樣品,為6.98%,最低的是7號(hào)樣品,為2.82%。 13個(gè)樣品油亞比平均值為22.58,比值最高的是7號(hào)樣品,為29.03,最低的是13號(hào)樣品,為10.87。 棕櫚酸、花生酸、花生四烯酸、山崳酸的平均含量分別為7.28%、1.30%、1.50%、1.53%。

表3 花生籽仁脂肪酸組分的含量Table 3 Fatty acid composition and content of peanut

2.2 花生營養(yǎng)品質(zhì)的變異系數(shù)分析

籽仁可溶性糖和蛋白質(zhì)的含量會(huì)對(duì)花生的食用口感產(chǎn)生影響,是評(píng)價(jià)花生品質(zhì)的指標(biāo)之一。 試驗(yàn)結(jié)果表明,本研究的13塊試驗(yàn)田所出的瓊花1號(hào)花生籽仁中可溶性糖含量在6.15%～8.10%之間變化,平均為6.77%,變異系數(shù)為7.41%;可溶性蛋白質(zhì)含量最高達(dá)31.73%,最低為21.92%,平均為27.59%,變異系數(shù)為10.94%(表4)。

油酸含量和油亞比值是確定高油酸花生的標(biāo)準(zhǔn)。 本研究中,各樣品花生油酸含量均在75%以上,油亞比值均在10.87以上,達(dá)到高油酸花生的標(biāo)準(zhǔn)。 脂肪酸各組成測(cè)試結(jié)果表明,油酸變異指數(shù)為2.50%,是所有脂肪酸組成成分之間變異系數(shù)最小的指標(biāo);亞油酸的變異系數(shù)最大,為32.11%,其次是亞麻酸,變異系數(shù)為16.58%;山崳酸、花生酸、花生四烯酸、棕櫚酸的變異系數(shù)分別為2.90%、3.20%,4.18%,5.37%(表4)。

表4 13個(gè)瓊花1號(hào)樣品各品質(zhì)指標(biāo)的變異系數(shù)/%Table 4 Quality performance of 13 samples of Qionghua1 peanut

2.3 籽仁營養(yǎng)品質(zhì)和土壤養(yǎng)分之間的關(guān)系

2.3.1 花生營養(yǎng)品質(zhì)之間的相關(guān)性分析

表5可見,油酸與亞油酸、棕櫚酸和可溶性糖含量呈極顯著負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)分別為:r=-0.866,p＜0.01;r=-0.800,p＜0.01;r=-0.963,p＜0.01),亞油酸與棕櫚酸和可溶性糖含量呈極顯著正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)分別為:r=0.909,p＜0.01;r=0.889,p＜0.01),棕櫚酸與可溶性糖含量呈極顯著正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)為:r=0.768,p＜0.01),花生四烯酸和山崳酸含量呈極顯著正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)為:r=0.872,p＜0.01),油酸與花生酸含量呈顯著負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)為:r=-0.565,p＜0.05)、與可溶性蛋白含量呈顯著正相關(guān)(相關(guān)系數(shù)為:r=0.603,p＜0.05),亞油酸與可溶性蛋白質(zhì)含量呈顯著負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)為:r=-0.616,p＜0.05),可溶性糖與可溶性蛋白質(zhì)含量呈顯著負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)為:r=-0.670,p＜0.05),其余營養(yǎng)成分之間的相關(guān)性較弱。

表5 籽仁營養(yǎng)品質(zhì)的相關(guān)性Table 5 Correlation matrix of nutritional quality

2.3.2 土壤肥力狀況

土壤養(yǎng)分等級(jí)除p H 外,均按全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)養(yǎng)分進(jìn)行評(píng)價(jià)分析 (表1)。

13塊試驗(yàn)田的p H 值中性偏酸,平均為6.51,p H 最高值7.25,為3號(hào)試驗(yàn)田,最低5.72,為2號(hào)試驗(yàn)田,多數(shù)在6.3～6.7之間。

有機(jī)質(zhì)含量平均值為4.69 g/kg,12號(hào)試驗(yàn)田最高,為5.79 g/kg,13號(hào)樣品最低,為3.36 g/kg,多數(shù)在4.2～4.8 g/kg之間。

全氮、堿解氮均以12號(hào)試驗(yàn)田為最高,分別為1.65 g/kg和0.25 mg/kg,13號(hào)試驗(yàn)田最低,分別是1.06 g/kg和0.08 mg/kg。

1號(hào)試驗(yàn)田的速效鉀和有效磷含量最高,分別是0.20 mg/kg和0.05 mg/kg;11、12和13號(hào)試驗(yàn)田有效磷含量最低,均為0.02 mg/kg;2、6和12號(hào)試驗(yàn)田速效鉀含量最低,均為0.10 mg/kg。

2.3.3 籽仁營養(yǎng)品質(zhì)和土壤養(yǎng)分之間的相關(guān)分析

由表6可看出,瓊花1號(hào)花生籽仁亞油酸含量與土壤全氮呈顯著負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)為:r=-0.57,p＜0.05);可溶性糖含量與土壤有機(jī)質(zhì)和土壤全氮呈顯著負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)分別為:r=-0.577,p＜0.05;r=-0.575,p＜0.05);可溶性蛋白質(zhì)含量與土壤有機(jī)質(zhì)、土壤堿解氮和土壤全氮呈顯著負(fù)相關(guān)(相關(guān)系數(shù)分別為:r=0.568,p＜0.05;r=0.571,p＜0.05;r=0.674,p＜0.05)。

表6 籽仁營養(yǎng)品質(zhì)和土壤養(yǎng)分之間的相關(guān)性Table 6 Correlation matrix between nutrient quality and soil nutrients

3 討 論

花生籽仁中糖、蛋白質(zhì)、脂肪酸組成和含量等均為重要品質(zhì)指標(biāo),對(duì)其營養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行鑒定和評(píng)價(jià)是花生種質(zhì)資源研究的重要組成部分,也是深入挖掘優(yōu)異種質(zhì)資源的基礎(chǔ)[17]。 國內(nèi)外許多學(xué)者在花生的品質(zhì)性狀分析、鑒定和評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行過很多研究。 林小兵[18]等對(duì)江西省的進(jìn)賢多粒土花生的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量和土壤養(yǎng)分在不同施氮量處理下的變化分別進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)堿解氮和有機(jī)質(zhì)呈顯著正相關(guān),而與p H 值呈顯著負(fù)相關(guān)。 于樹濤[19]等對(duì)東北地區(qū)33個(gè)花生品種的品質(zhì)性狀進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)單株飽果數(shù)隨脂肪含量增加呈正相關(guān),分枝數(shù)的增加與粗蛋白呈負(fù)相關(guān),體現(xiàn)出花生品種的遺傳多樣性,加快了新品種遺傳改良的進(jìn)程。 本研究對(duì)瓊花1號(hào)花生籽仁的可溶性糖含量,可溶性蛋白質(zhì)含量和脂肪酸組成成分的含量分別進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)不同土壤條件下,高油酸花生瓊花1號(hào)的品質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定,均達(dá)到或高于高油酸花生的標(biāo)準(zhǔn)。

營養(yǎng)品質(zhì)除了受到基因遺傳的控制,還會(huì)受到環(huán)境因素的影響。 花生不同性狀受環(huán)境影響而發(fā)生變異的程度不同,不同花生品種對(duì)環(huán)境的敏感性不同[20]。 張翔[21]等對(duì)河南省砂姜黑土上培育的花生施以不同配比的肥料,結(jié)果發(fā)現(xiàn)對(duì)鉀的施用量進(jìn)行人為調(diào)控后,花生蛋白質(zhì)含量會(huì)相應(yīng)隨之發(fā)生改變,在磷肥鉀肥施用量相同時(shí),增加氮肥的用量,蛋白質(zhì)和脂肪的含量均有所上升。 欒天浩[22]等通過對(duì)氮磷鉀用量和產(chǎn)量構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的方式對(duì)吉林省高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種吉花1號(hào)的產(chǎn)量進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)在一定范圍內(nèi),通過增加氮、磷、鉀的用量可使吉花1號(hào)花生產(chǎn)量提高。 金建猛[23]等對(duì)河南省花生品質(zhì)形成的影響中,發(fā)現(xiàn)增加磷的施用量可在一定程度上提高花生籽仁蛋白質(zhì)的相對(duì)含量,鉀肥可增加花生籽仁的脂肪含量。

本研究對(duì)土壤營養(yǎng)成分進(jìn)行測(cè)定,并結(jié)合花生籽仁營養(yǎng)品質(zhì)和土壤養(yǎng)分之間相關(guān)矩陣分析得知,籽仁營養(yǎng)品質(zhì)與土壤成分之間存在相關(guān)關(guān)系,但均沒有達(dá)到極顯著水平,其中油酸、油亞比和土壤速效鉀顯著正相關(guān),和土壤有效磷正相關(guān),亞油酸和土壤速效鉀顯著負(fù)相關(guān),和土壤有效磷負(fù)相關(guān)。 海南的耕地類型十分豐富,不同土地所含有的氮磷鉀等各種元素的量會(huì)有較大差異。 按照全國第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),本次取樣的土壤中,有機(jī)質(zhì)含量處于極度缺乏的狀態(tài)。 生產(chǎn)中,應(yīng)加大有機(jī)肥施用,按照土壤成分的具體情況進(jìn)行精準(zhǔn)且合理的配方施肥,才可以做到在節(jié)省肥料的同時(shí)達(dá)到提升花生營養(yǎng)品質(zhì)和產(chǎn)量的目的。 改良現(xiàn)有土壤品質(zhì),提高現(xiàn)有土壤肥力,是在實(shí)際生產(chǎn)中提高花生產(chǎn)量、品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)效益的有效舉措。

品種既是高產(chǎn)的基礎(chǔ),也是高產(chǎn)的關(guān)鍵。 籽仁營養(yǎng)品質(zhì)在許多花生品種及生態(tài)環(huán)境間表現(xiàn)出的遺傳差異,是對(duì)優(yōu)良品種篩選培育的關(guān)鍵要素[24]。 從花生品種營養(yǎng)品質(zhì)在環(huán)境中表現(xiàn)出的穩(wěn)定性可鑒定出優(yōu)良品種,對(duì)品種布局意義重大。利用土壤養(yǎng)分和籽仁營養(yǎng)品質(zhì)的相關(guān)性評(píng)價(jià)花生可溶性糖含量、可溶性蛋白質(zhì)含量和脂肪酸組分含量的遺傳穩(wěn)定性,可以有效選擇和調(diào)控花生的營養(yǎng)品質(zhì),獲得廣適性且品質(zhì)優(yōu)良的花生品種,為篩選培育新品種花生提供更多的可能性[25]。