不同品種不結球白菜生長特性和營養品質的分析與評價

朱紅芳，李曉鋒，朱玉英

（上海市農業科學院設施園藝研究所，上海市設施園藝技術重點實驗室，上海201106）

不結球白菜（Brassic campestrisssp.chinensisMakino），又名青菜、小白菜、油菜，起源于中國，是長江中下游及以南地區人們喜愛的大眾化蔬菜。特別是在上海，不結球白菜的產量在地產蔬菜中約占70%的份額。目前，上海地區不結球白菜品種多且雜，在外觀形態、抗病性和營養品質上存在較大差異，沒有統一的有關不結球白菜生長和營養品質方面的評價指標可循，在生產上和評價上更沒有標準可借鑒。上海地區種植的不結球白菜品種繁多，除日本武藏野株式會社的耐熱不結球白菜‘華王’之外，還有國內福州春曉種苗有限公司的‘金品’系列，上海市農業科學院的‘新夏青’系列，上海申耕農業發展有限公司的‘長征’系列，上海馭潤農業有限公司的‘馭潤’系列，以及北京京研益農有限公司的不結球白菜品種等。目前未見關于國內外不同品種不結球白菜在生長和營養品質方面的比較研究。

不結球白菜含有人體必需的營養物質，如可溶性蛋白、可溶性糖、維生素（VC）、膳食纖維、有機酸以及多種微量元素［1］。不結球白菜在生長過程中喜歡氮肥，是一種硝酸鹽積累型蔬菜［2］，而硝酸鹽是致癌物亞硝胺的前體，過多攝入容易誘發人體消化系統的癌變［3］。

隨著生活水平的提高，人們對蔬菜品質方面的要求越來越高，優質栽培日益受到重視。優質的品種是高品質栽培的基礎，本研究對25份來源不同且在上海地區栽培較多的不結球白菜品種進行栽培比較，在測定其生長特性和營養品質的基礎上，初步建立評價優良品種的主要指標，旨在篩選出適合上海地區生長、符合上海地區消費者需求的優良不結球白菜品種，為不結球白菜生產提供指導。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試不結球白菜品種為上海地區栽種面積較多的25個不結球白菜品種（表1），主要來自日本和中國的北京、福建、上海等地，多為耐熱的青梗菜類型和秋冬類型的不結球白菜。

表1 供試不結球白菜品種Table1 Varieties of non-heading Chinese cabbage in the test

1.2 試驗方法

2018年4月2日，25份供試材料在上海市農業科學院莊行試驗站玻璃溫室進行穴盤育苗，并于2018年4月18日移栽于10連棟大棚內，株行距15 cm×20 cm，每個品種定植30行、每行6株，3次重復。5月10日對不結球白菜進行生長指標的測定，每個品種測定3株，3次重復，取其平均值進行統計；此外，每個品種隨機選取3株心葉以下第三片功能葉，剪碎、混勻，于-20℃冰箱保存，用于營養品質指標的測定。

1.3 生長指標測定

用直尺測量幼苗的株高（子葉節至生長點）、葉長和葉寬，以葉長和葉寬的最大測量值為基準計算葉面積，葉面積＝葉長×葉寬×0.66。用電子天平稱量植株葉柄和單株的鮮重。

1.4 品質指標測定

不結球白菜的營養品質主要測定6個指標，包含總蛋白、總糖、維生素C、鐵、纖維素和硝酸鹽含量。總蛋白含量采用凱氏定氮法測定；硝酸鹽含量采用紫外分光光度法測定；維生素C含量采用高效液相色譜法測定；總糖、鐵和纖維素采用微量法測定。所有試劑盒均購于蘇州科銘生物科技有限公司。

1.5 數據處理

單一品質指標中不同品種間的差異性釆用變異系數（CV）表示，計算公式為：CV＝（σ/μ）×100%，式中：σ為標準差，μ為平均值。

采用隸屬函數法進行綜合評價，以決定不結球白菜產量的株高、最大葉面積、葉片數、葉柄重和單株重5個指標計算隸屬函數值。營養品質指標包括優良營養品質指標（總蛋白、總糖、維生素C、纖維素和鐵的含量）和不良營養品質指標（硝酸鹽含量）兩個方面［4］。優良營養品質指標的隸屬函數值計算公式為X（i）＝（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin），不良營養品質指標的隸屬函數值計算公式為X（i）＝1-（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）［5］，其中，Xi為指標測定值，Xmax和Xmin為所有參試材料某一指標測定的最大值和最小值；然后分別計算各品質的平均隸屬函數值。優良營養品質指標的平均隸屬函數值越大，表示該品種含有越高的可溶性蛋白、可溶性糖、纖維素、維生素C和鐵含量，反之則含量越小。不良營養品質硝酸鹽的隸屬函數值變現則相反，其數值越大，表明硝酸鹽含量越小，反之則含量越大。生長指標的平均隸屬函數值越高，表示生長勢越強，生物量越高。

所有試驗數據均釆用Excel 2016軟件進行統計、處理和分析。

2 結果與分析

2.1 不同品種不結球白菜生長指標分析

由表2可見，定植22 d后，不同品種不結球白菜植株的平均株高為17.35 cm，最高為21.3 cm，最低為15.0 cm，標準差為1.61 cm，變異系數為9.25%。其中，株高≥18 cm的有8個品種，為P9、P20、P4，P6、P22、P3、P25和P11；株高≤16 cm的有6個品種。

表2 不同品種不結球白菜生物量分析Table 2 Biomass analysis of different varieties of non-heading Chinese cabbage

不同品種不結球白菜的單株平均葉片數為14.01片，最多為17.0片、最少為12.0片，標準差為1.52片，變異系數為10.87%。葉片數在15.0片以上的有7個品種，為P5、P21、P23，P14、P18、P22和 P13。

不同品種不結球白菜的平均最大葉面積為 160.47 cm2，變化范圍為108.3—429.4 cm2，標準差為59.62 cm2，變異系數較大（37.15%）。最大葉面積＞200.0 cm2的品種為P9、P20和P12；較大（150.0—200.0 cm2）的有10個品種；其余12個品種在108.3—150.0 cm2。

不同品種不結球白菜的柄重為50.5—96.5 g，平均值為68.75 g，標準差為11.82 g，變異系數為17.19%。其中，柄重＞80 g的有4個品種，依次為P9、P22、P10和P23，柄重在70—80 g的有5個品種，柄重＜70 g的有16個品種。

不同品種不結球白菜的單株重為74.0—131.0 g，平均單株重為97.87 g，標準差為15.92 g，變異系數為16.26%。單株重＞110 g的有5個品種，分別為P9、P23、P22、P10和P17，介于100—110 g的也有5個品種，其他品種均低于100 g。

綜合田間農藝性狀，定植后22 d時不結球白菜單株葉片數≥15片，最大葉面積≥160 cm2，株高≥18 cm，柄重≥70 g，單株重≥100 g的植株認為生長勢較強；葉片數≤12片，最大葉面積≤100 cm2，株高≤12 cm，柄重≤60 g，單株重≤90 g，則認為生長勢較弱。

2.2 不同品種不結球白菜營養品質指標分析

由表3可見，供試的25份不結球白菜品種總蛋白含量為1.43—2.77 mg/（100 g），平均值為2.02 mg/（100 g），變異系數為12.61%，其中 P4的總蛋白含量最高，P15最低。總蛋白含量大于2.0 g/（100 g）的有10個品種，依次為 P4、P17、P14、P7、P16、P19、P1、P11、P8和 P2；介于 1.5—2.0 g/（100 g）的有14個品種。

表3 不同品種不結球白菜營養品質分析Table 3 Nutritional quality analysis of different varieties of non-heading Chinese cabbage

供試不結球白菜品種總糖含量為11.3%—26.1%，平均值為16.82%，標準差為2.91%，變異系數為17.29%。總糖含量在20.0%—26.1%的僅有2個品種，分別為P25和P20，最低的為P17，大部分品種介于15.0%—20.0%，共有16個品種，介于11.3%—15.0%的有7個品種。

纖維素屬于膳食纖維的一部分，具有通便潤腸的功效。供試不結球白菜品種纖維素含量的平均值為2.64%，標準差為0.59%，變異系數高達22.34%。其中P1和P10的纖維素含量最低，均為1.10%，P5最高，達到3.41%，介于3.00%—3.41%的有8個品種，介于2.5%—3.0%的有9個品種，介于2.0%—2.5%的有5個品種，小于2.0%的僅有3個品種，分別為P1、P10和P14。

供試不結球白菜品種硝酸鹽的平均含量為602 mg/kg，標準差為59.88 mg/kg，變異區間為501—743 mg/kg，變異系數較小，為9.95%。硝酸鹽含量最低的為P15，最高的P14，介于500—600 mg/kg的有15個品種，介于600—700 mg/kg的有8個品種，高于700 mg/kg的有2個品種。

供試不結球白菜品種維生素C含量的平均值為61.56 mg/（100 g），標準差為7.39 mg/（100 g），變異系數為12.01%。P1維生素 C含量最高，為74.7 mg/（100 g），P6次之，為70.7 mg/（100 g），P8的維生素C含量最低；介于 60—70 mg/（100 g）的有 13個品種，介于 50—60 mg/（100 g）的有 7個品種，低于50 mg/（100 g）僅有 3個品種。

供試不結球白菜品種的鐵含量差異較大，平均值為20.07 mg/kg，標準差為9.40 mg/kg，變異系數較大，為46.86%。鐵含量最高的是P7，為50.7 mg/kg，最低的是P13，為8.2 mg/kg，介于30—40 mg/kg的僅有3個品種，介于20—30 mg/kg的有6個品種，介于10—20 mg/kg的有12個品種，低于10 mg/kg有3個品種。

綜上所述，定植后22 d的不結球白菜總蛋白含量≥2.2 g/（100 g），總糖含量≥18%，纖維素含量≥2.8%，維生素C含量≥70 mg/（100 g），鐵含量≥25 mg/kg，硝酸鹽含量≤600 mg/kg，認為該品種營養品質較高；總蛋白含量≤1.5 g/（100 g），總糖含量≤15%，纖維素含量≤2.0%，維生素C含量≤50 mg/（100 g），鐵含量≤10 mg/kg，硝酸鹽含量≥700 mg/kg時，則認為營養品質較差。

2.3 不同品種不結球白菜生長指標及營養品質的綜合評價

2.3.1 不同品種不結球白菜生長指標的平均隸屬函數值

不結球白菜的株高、葉片數、最大葉面積、柄重和單株重均是決定植株生物量的重要指標（表4）。生長勢較強（X＞0.550）的不結球白菜品種有4個，依次為 P9、P22、P23和 P10；生長勢居中（0.300＜X＜0.550）的不結球白菜品種共 16個，分別為 P17、P6、P25、P13、P4、P11、P20、P18、P3、P21、P16、P24、P12、P19、P5和 P15；生長勢較弱（X＜0.300）的5個品種為 P8、P23、P2、P1和 P7。

2.3.2 不同品種不結球白菜營養品質指標的平均隸屬函數值

從優良營養品質指標平均隸屬函數值（表4）可以看出，優良營養品質位次居上（X≥0.580）的品種有5個，占所選品種的20%，依次為P4、P7、P6、P24和P22。優良營養品質位次居中（0.400＜X＜0.580）的有13個，分別是 P25、P23、P9、P16、P1、P19、P12、P18、P20、P3、P5、P10和 P15。優良營養品質位次居下（X＜0.400）為 P17、P21、P2、P14、P11、P8和 P13。

表4 不同品種不結球白菜生物量和營養品質的綜合分析與評價Table 4 Comprehensive analysis and evaluation of biomass and nutritional quality of different varieties of non-heading Chinese cabbage

從不良營養品質指標（硝酸鹽含量）隸屬函數值可以看出，不良營養品質位次居上，即硝酸鹽含量較少（X＞0.800）的有5個品種，依次為P15、P22、P1、P6和P23。硝酸鹽含量中等（0.500＜X＜0.800）有12個品種，分別為 P10、P3、P8、P24、P9、P25、P21、P19、P18和 P2、P4和 P5。硝酸鹽含量較高（X＜0.500）的品種有 8個，分別為 P20、P7、P12、P11、P16、P13、P14和 P17。

從綜合營養品質平均隸屬函數值來看，高品質（X＞0.650）的不結球白菜品種有7個，依次為P22、P6、P15、P1、P24、P23和 P4。中等營養品質（0.300＜X＜0.650）的品種為 P25、P9、P10、P3、P19、P8、P7、P18、P21、P5、P2、P20、P12、P16和 P11。綜合營養品質較低（X＜0.300）的 3個品種分別為 P13、P14和P17。

3 討論與結論

植株生長指標依據植株生長一定時期生物量的積累，植株高矮、葉片數目、最大葉面積、葉柄的寬厚程度決定了植株的單株質量，并最終決定其產量，這些生長指標是育種者主要的育種目標。從測定結果可以看出，供試不結球白菜品種的最大葉面積變異系數最大（37.16%），其他4個生長指標的變異系數較小，分別為9.22%、12.63%、17.19%和16.26%。供試的25個不結球白菜品種中，以葉片數≥15片、最大葉面積≥160 cm2、株高≥18 cm、柄重≥70 g、單株重≥100 g作為生長勢強的指標，即其生長指標平均隸屬函數值大于0.550。

實現不結球白菜高產一直是2000年之前的主要育種目標之一，隨著人們物質生活水平的提高，對蔬菜品質的要求越來越高，因此具有較高含量的蛋白質、糖類、維生素C、膳食纖維和鐵，較低硝酸鹽含量的不結球白菜品種成為育種方向。通過對不結球白菜主要的營養品質進行測定、分析和評價可知，不結球白菜中總蛋白、總糖、維生素C、膳食纖維、鐵和硝酸鹽含量的變異系數分別為12.62%、17.29%、22.33%、12.01%、46.86%和9.95%。通過育種和栽培方式可增加不結球白菜中維生素、總糖和鐵元素的含量，降低硝酸鹽含量，提髙不結球白菜的綜合營養品質。本試驗中，高品質主要表現為硝酸鹽含量≤600 mg/kg，總蛋白含量≥2.2 g/（100 g），總糖含量≥18%，纖維素含量≥2.8%，維生素C含量≥70 mg/（100 g），鐵含量≥25 mg/kg；品質低則表現為總蛋白含量≤1.5 g/（100 g），總糖含量≤15%，纖維素含量≤2.0%，維生素C含量≤50 mg/（100 g），鐵含量≤10 mg/kg，而硝酸鹽含量≥700 mg/kg。即綜合營養品質的平均隸書函數值大于0.650為高品質，而低于0.300為低品質，25個不結球白菜品種營養品質比較優良的為P22、P6、P15、P1、P24、P23和 P4。

纖維素作為蔬菜作物中膳食纖維重要的組成成分，本試驗以優良品質指標出現。事實上纖維素有其兩面性，纖維素含量過低會降低膳食纖維的作用，影響營養品質；纖維素含量過高會覺得粗糙難以下咽，直接影響口感。在前期的品鑒活動中，認為P1和P6口感較佳，而這個兩個品種的纖維素含量分別為1.10%和3.20%，因此初步認為纖維素含量介于1.10%—3.20%比較合適。

關于蔬菜生長和營養品質的綜合評價，目前尚無統一的方法。田世龍等［6］用計算相對營養值的方法評價了不同蘿卜品種的綜合營養品質。陳文文等［7］利用平均營養價值估算法評價了甘藍的營養品質指標。謝大森［8］等采用數據歸一化法進行了黑皮冬瓜品質的綜合評價。程智慧等［9］、張傳偉等［10］和齊敏等［11］利用隸屬函數值的方法分別評價了大蒜蒜薹、番茄和蘿卜的綜合營養品質。本研究參照前人的方法并加以改進，釆用模糊數學的隸屬函數法分別綜合評價供試不結球白菜品種的生長指標和營養品質指標，即以決定不結球白菜產量的葉片數、最大葉面積、柄重和單株重來綜合分析不結球白菜的生物量，從不結球白菜的優良營養品質指標和不良營養品質指標兩個方面綜合評價營養品質指標，分別計算各品種的優良營養品質指標和不良營養品質指標的平均隸屬函數值，平均隸屬函數值越大，則該品種蛋白、維生素C、糖、纖維素和鐵的含量越高，硝酸鹽的含量越低。本試驗中，該分析方法最后獲得的結論與前面單一品質指標數據的分析結果基本一致，說明此方法可行。由于測定品種的數量有限和指標設定存在一定的局限性，該方法也存在一定的限制性。本試驗中的纖維素指標可以說是一個兩面性指標，過多或過少均會對不結球白菜品質產生影響，還需要進一步評價確定。對于生長勢較弱，但營養品質佳的品種可以通過密植來增加其產量。