不同花生麩處理對菜心品質及糖代謝相關酶活性的影響

柴喜榮 楊錦榮 王惠 康云艷 趙普艷 楊暹

摘 要：為探究花生麩處理對菜心品質和糖分積累的影響，以 60 天特青菜心為試材，設置花生麩 30 kg·667 m-2、40kg·667 m-2、50 kg·667 m-2和復合肥 30 kg·667 m-2以及不施肥（CK）5 個處理，研究不同處理對菜心產量、品質及糖代謝相關酶活性的影響。結果表明，50 kg·667 m-2花生麩處理的菜心單株質量比對照提高 50.22%，比復合肥處理提高8.19%。花生麩用量達 40～50 kg·667 m-2時，菜心薹葉中可溶性糖、還原性糖、蔗糖、果糖和薹莖中維生素 C、還原糖、蔗糖含量均顯著優于復合肥及對照處理。50 kg·667 m-2處理時，薹葉和薹莖中可溶性糖及蔗糖含量最高，可溶性糖含量（w，后同）為 17.09 mg·g-1和 29.7 mg·g-1，蔗糖含量為 0.51 mg·g-1和 0.87 mg·g-1，與 40 kg·667 m-2處理間差異不顯著。薹莖中蔗糖和可溶性糖含量與蔗糖合成酶活性呈顯著正相關，果糖和還原糖含量與中性轉化酶活性和蔗糖磷酸合成酶活性呈顯著正相關。從成本與效果綜合考慮，以花生麩 40 kg·667 m-2處理較適宜。

關鍵詞：菜心;花生麩;產量;品質;糖代謝

中圖分類號：S634.5 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2022）03-048-05

Abstract： A 60-day Chinese flowering cabbage variety was used to test the effects peanut bran fertilization on quality andsugar accumulation. The experiment had five treatments with peanut bran 30 kg · 667 m-2， peanut bran 40 kg · 667 m-2，peanut bran 50 kg·667 m-2， compound fertilizer 30 kg·667 m-2， and no fertilizer as CK. The results showed that use of peanutbran at the rate of 50 kg · 667 m- 2 significantly increased the plant weight of Chinese flowering cabbage， 50.22% higherthan that of no fertilization and 8.19% higher than that of compound fertilizer.When peanut bran use at rate of 40-50 kg·667m-2，the contents of soluble sugar， reducing sugar， sucrose， fructose in the leaves and the contents of vitamin C， reducing sugar，sucrose in the stem were significantly greater than those in the compound fertilizer and the control. At the application rateof peanut bran 50 kg·667 m-2， the contents of soluble sugar and sucrose were the highest， the soluble sugar contents were17.09 mg·g-1 and 29.7 mg·g-1， and the sucrose was 0.51 mg·g-1 and 0.87 mg·g-1 in the leaves and stems， respectively. Nodifference was observed between the rate of 50 kg·667 m-2 and 40 kg·667 m-2. The contents of sucrose and soluble sugarin stem were positively correlated with sucrose synthase activity， and the fructose and reducing sugar contents were positively correlated with neutral invertase and sucrose phosphate synthase activities. Considering the treatment cost andeffect， the application of peanut bran 40 kg·667 m-2gave the best result.

Key words：Chinese flowering cabbage; Peanut bran; Yield; Quality; Glucose metabolism

菜心（Brassica campestris L. ssp. chinensis var.utilis Tsen et Lee.），又名菜薹，因其營養豐富、生育期短、適應性強而備受人們青睞，是華南地區產量和面積最大的薹莖類蔬菜[1]。隨著人民生活水平的提高，人們的消費已逐步從數量型向質量型轉變，追求口感好、甜度高的菜心已成為消費者的基本要求[2-3]，而甜度在很大程度上取決于果實內所含糖分的種類和數量[4]。蔗糖、果糖、葡萄糖是菜心中主要的可溶性糖，其含量變化對菜心品質形成起重要作用[5]。

蔗糖代謝是糖積累、轉化的重要環節，蔗糖代謝相關酶的研究則是探討糖分積累、代謝的重要內容。中性轉化酶（NI）、酸性轉化酶（AI）、蔗糖合成酶（SS）和蔗糖磷酸合成酶（SPS）被認為是大部分植物蔗糖代謝的關鍵酶[6]。有研究表明，在糖料作物甘蔗和甜菜以及果實類作物中，合理施肥以及外源施用植物生長調節劑均可不同程度地調節作物體內糖分代謝，并且提高作物產量[7-9]。

花生麩作為一種優質的新型有機肥料，不僅含有豐富的養分，而且能夠改善土壤環境，緩解由于過度使用化肥所導致的一系列污染問題，具有廣闊的應用前景，在果樹的種植生產當中被廣泛地投入，對于改善果實品質起了很大的作用[10-11]。蔬菜方面也有少量研究，袁同文等[12]通過施用不同肥料品種及配比，指出花生麩在同等產量條件下，可顯著提高菜心食用品質;張春雅等[13]以柳葉空心菜為試材，對其進行花生麩追肥試驗，結果表明追肥次數與產量呈正比，且具有增強植物光合作用、提高葉片色澤的作用。迄今為止，關于花生麩提高蔬菜作物產量及改善品質的應用研究不夠深入，花生麩的具體施用量與植株體內各糖分積累及代謝酶活性相關性未見報道。

筆者通過比較不同花生麩施用量對菜心產量、品質的影響，以及調控糖代謝酶類進而影響菜心薹莖中糖分的積累，旨在揭示菜心糖分積累的機制，為花生麩在菜心的規模化生產中提高菜心產量和品質提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

以 60 天特青菜心為試材，由廣東省農業科學研究院蔬菜所提供。

花生麩原料購于廣東省惠州市四季綠農產品有限公司，每 1000 kg 花生麩原料加入 0.25 kg 的枯草芽孢桿菌混合發酵 30 d，發酵后的花生麩養分組成：有機質含量（w，后同）78.2%、全氮含量 6.54%、磷含量（P2O5）1.78%、鉀含量（K2O）1.42%、水分含量 13.4%、pH 為 7.78。

1.2 試驗設計

2020 年 7 月 17 日將菜心種植于華南農業大學園藝學院蔬菜栽培大棚內，8 月 26 日采收。采用105 孔穴盤育苗，菜心長到 3～4 片真葉時選取長勢一致的植株定植于試驗地，株行距為 15 cm ×20cm。試驗共 5 個處理，每個處理設置 3 次重復，即：花生麩 30 kg · 667 m- 2（A1）、花生麩 40 kg·667 m- 2 （A2）、花生麩 50 kg·667 m-2（A3）、復合肥（mN∶mP∶mK=17∶5∶12）30 kg · 667 m-2（CF）、不施肥（CK，對照處理），將 15 個小區在大棚內進行隨機區組排列，小區面積為 1.0 m×2.2 m，每小區種植 66 株菜心。移苗前施總肥量的 80%作為基肥。定植后第 5 天和第 10 天各追肥 1 次，施肥量各為總肥量的 10%，采用水溶施肥方式，每株定量 200 mL。試驗地菜心全部1次性采收完畢，并統計產量，其他管理與常規生產一致。

1.3 測定方法

于采收期，各處理隨機挑選 10 株菜心測定植株各項生長指標，并分別取菜薹的葉片和薹莖，用液氮速凍固定樣品，放入粉碎機粉碎，之后用冰盒保存鮮樣于低溫狀態下（-72 ℃冰箱中），以便進行稱取樣品。對每個處理樣品進行分裝、標記，用于測定品質指標。

株高、薹粗采用游標卡尺測量，株高：從菜心第1片真葉基部開始，到生長點的距離。薹粗：對菜心第 5 與第 6 片葉之間的粗度進行測量。葉片數：植株的展葉數。菜薹產量：從第 4 節位開始，測定植株質量。參照李合生[14]的方法測定維生素C、可溶性糖、可溶性蛋白、可溶性糖和還原糖含量。參照張志良等[15]的方法測定蔗糖、果糖含量。參照王慧聰等[16]的方法測定各糖代謝酶活性，略有改進。

1.4 數據處理

采用 Excel 2016 和 SPSS Statistic 17.0 進行數據整理和分析，差異性檢驗采用 Duncan 法。

2 結果與分析

2.1 花生麩處理對菜心植株生長和單株質量的影響

從表 1 可以看出，隨著花生麩施用量的增加，菜心株高、薹粗、葉片數逐漸增加，均以 A3 處理為最大，且均顯著高于 CK 和 CF。A1 處理菜心株高、薹粗、葉片數與 CK、CF 處理差異均不顯著。在各處理中，以 A3 處理植株最高，比不施肥處理提高60.92%，比復合肥處理提高 29.30%，A2 和 A3 處理之間沒有顯著差異。由此可見，當花生麩達到一定施用量后，菜心的株高變化差異不顯著，但均顯著高于復合肥處理和不施肥處理;與不施肥相比，施用復合肥處理能顯著增加菜心株高。

從表 1 可以看出，隨著花生麩施用量的增加，菜心單株質量不斷提高，各處理與對照相比，差異顯著。花生麩處理為 50 kg·667 m-2（A3）時，菜心單株質量最高，為 97.52 g，比對照提高 50.22%，比復合肥（CF）處理提高 8.19%。由此可見，施用花生麩與復合肥處理均顯著提高菜薹質量，當花生麩施用量達到一定程度后，花生麩的施用效果優于復合肥。

2.2 花生麩處理對菜心品質的影響

由表 2 可以看出，不同花生麩處理菜心維生素C 含量不同。在各處理中，A2 處理薹葉維生素C含量最高，顯著高于對照及復合肥處理，比二者分別提高 9.37%和 4.22%。A3 處理薹莖維生素 C 含量最高，顯著高于對照及復合肥，比二者分別提高25.18%和 45.02%;A2 處理薹莖次之，且與 A3 處理差異不顯著，與其他處理差異顯著。由此可見，適宜用量的花生麩處理可以顯著提高菜心維生素 C含量。

由表 3 可以看出，在各處理中，A2 處理薹葉中可溶性蛋白質含量最高，比 CK 提高 9.02%，且二者差異顯著;比 CF 處理提高 2.14%，但二者差異不顯著。在各處理中，以 A3 處理薹莖可溶性蛋白含量最高，比 CK 提高 11.90%，且二者差異顯著;比 CF處理提高 9.30%，但二者差異不顯著。由此表明，適宜用量的花生麩處理可促進菜心可溶性蛋白的合成。

由表 4 可以看出，菜心薹葉和薹莖可溶性糖含量變化趨勢一致，薹葉和薹莖可溶性糖含量均隨著花生麩施用量的增加而逐漸增加，A3 處理時可溶性糖含量均達到最高值，且與 CK、CF 相比差異顯著。與 CK 相比，薹葉和薹莖可溶性糖含量分別提高 33.00%和 21.62%;與 CF 相比，薹葉和薹莖可溶性糖含量分別提高 20.27%和 13.79%。

菜心薹葉和薹莖中還原糖含量呈現出隨著花生麩施用量的增加先上升后下降的趨勢。在各處理中，A2 處理還原糖含量最高，但薹葉中各還原糖含量差異不顯著。薹莖中 A2 處理還原糖含量最高，其次是 A3 處理，且二者均與 CK、CF 存在顯著差異，比 CK 分別提高 33.63%和 30.02%;與 CF 相比分別提高 33.23%和 29.63%。由此可見，花生麩處理對于菜心可溶性糖和還原糖含量均有促進作用，且其效果優于復合肥處理。

由表 4 可以看出，隨著花生麩用量的增加，菜心薹葉及薹莖蔗糖含量均呈上升趨勢，且薹葉蔗糖含量均顯著高于 CK 及 CF 處理，薹莖蔗糖含量均顯著高于 CK。在各處理中，A3 處理薹葉及薹莖蔗糖含量均最高 ，與 CK 相比分別提高 41.67%和27.94%;與 CF 相比分別提高 34.21%和 24.29%。可 見，適宜的花生麩處理對于菜心薹葉和菜薹蔗糖含量有顯著的促進效果。

由表 4 可以看出，不同花生麩處理，菜心薹葉和薹莖中果糖含量變化趨勢不同。A3 處理薹葉中果糖含量最高，其次是 A2 處理，且二者均與對照及復合肥處理差異顯著;薹莖中以 A2 處理果糖含量最高，其次是 A3 處理，且二者均與對照處理差異顯著。A3 處理的薹葉果糖含量比 CK 提高 28.30%， 比 CF（復合肥）處理提高 23.64%。在各處理中，A2處理薹莖果糖含量最高，比 CK 提高 43.57%，比 CF（復合肥）處理提高 21.08%。

2.3 花生麩處理對菜心糖代謝相關酶活性的影響

由表 5 可以看出，不同花生麩處理的菜心薹葉和薹莖中酶活性不同，葉片中 A2 處理 NI 活性最高，比 CK 提高 21.68%，與 CF（復合肥）處理相比提高 19.03%，其次是 A3 處理，二者均顯著高于其他處理，但兩者間差異不顯著。薹莖中以 A2 處理 NI活性最高，且顯著高于其他各處理，其他各處理之間差異不顯著。

從表 5 可以看出，隨著花生麩施用量的增加，薹葉 AI 活性有增加的趨勢，A3 處理時活性最高，與對照處理差異顯著。薹莖中 A1 處理 AI 活性最高，之后隨著花生麩用量的增加，活性有下降趨勢， A1 處理與不施肥及復合肥處理相比差異顯著。

從表 5 可以看出，不同的花生麩處理對菜心薹葉 SS 活性有一定影響。隨著花生麩施用量的增加，薹葉 SS 活性不斷提高，以 A3 處理薹葉 SS 活性最高，與 CK 處理相比提高 22.78%，與 CF 處理相比提高 16.40%。在各處理中，以 A3 處理薹莖 SS 活性最高 ，且顯著高于 CK，與 CK 處理相比提高9.55%，與 CF 處理相比提高 5.61%，而其他處理間差異不顯著。

從表 5 可以看出，各施肥處理對菜心薹葉 SPS活性的影響沒有顯著差異。不同施用量的花生麩施肥處理對菜心薹莖 SPS 活性的影響較大。與 CK相比，A2、A3 處理的菜心薹莖 SPS 活性顯著提高，分別增加 23.51%、15.86%。與 CF 處理相比，A2、 A3 處理薹莖 SPS 活性也顯著提高，增幅分別為23.16%、15.54%。A1、CK 和 CF 處理間差異不顯著。

2.4 花生麩處理對菜心糖組分與相關代謝酶活性的影響

由表 6 可知，菜心薹葉和薹莖中各糖分含量與代謝酶活性的相關性不同。其中，薹葉中蔗糖含量與 NI、AI 活性呈顯著正相關，與 SS、SPS 活性呈極顯著正相關。薹葉中果糖含量與 AI 活性呈顯著正相關，與 NI、SS、SPS 活性呈極顯著正相關。薹葉中可溶性糖含量與 NI、AI、SS 活性呈顯著正相關，與SPS 活性呈極顯著正相關。而薹葉中還原糖含量與NI 活性呈顯著正相關，與其他酶活性相關性不顯著。薹莖中蔗糖和可溶性糖含量主要受 SS 活性影響，果糖和還原糖含量主要受 NI 和 SPS 活性影響，均呈顯著正相關。

3 討論與結論

在菜心生產過程中，由于過分追求高產，長期過量投入化肥，極易造成菜心產量和營養品質下降，同時加劇了病蟲害的發生[17-19]。有機肥的施用可以顯著提高蔬菜產量和品質，同時能夠改良土壤理化性質，提高土壤有機質含量[20-21]。聶磊和劉鴻先[22]研究表明，施用花生麩+人糞尿等有機肥后柚果的總糖、總酸、可溶性固形物、維生素 C 和氨基酸含量均有所提高。區善漢等[11]研究表明，開溝施花生麩 4.0～6.0 kg·株-1，可顯著提高沙田柚果實總糖含量，改善果實品質。

本試驗結果表明，菜心產量隨著花生麩用量的提高而逐漸上升，花生麩用量達到 40～50 kg·667 m-2時，菜心各產量指標的綜合促進效果優于復合肥，且在該處理濃度下，菜心薹葉中可溶性糖、還原性糖、蔗糖、果糖和和薹莖中維生素 C、還原糖、蔗糖含量均顯著優于復合肥及對照處理。而從成本與效果綜合來考慮，以花生麩 40 kg·667 m-2處理對菜心的品質改善效果最佳。本試驗結果中，薹莖可溶性糖、還原糖、蔗糖和果糖含量均高于葉片，原因可能是薹葉作為代謝源，其營養物質（包括糖類物質）源源不斷地輸送到薹莖中以利于菜薹品質的形成，這與張曉艷等[6]研究結果一致。

蔗糖是植物葉片光合產物向果實中運輸的主要形態，也是庫代謝的基質[2]。果實獲取同化物的能力在很大程度上取決于其庫強，而庫強的大小常決定于與糖代謝相關酶類的活性[5，23-24]。葉紅霞等[25]研究表明 SPS、AI 活性是決定甜瓜果實蔗糖含量的關鍵酶，蔗糖含量的上升與 SPS 活性的上升相伴隨。張曉艷等[6]研究指出，菜心葉片的 SS、SPS 活性與可溶性糖、蔗糖、果糖和還原糖含量的相關性不顯著;薹莖的 NI 和 AI 活性與可溶性糖、蔗糖、果糖和還原糖含量的相關性均不顯著。本試驗由各代謝酶活性及與各糖分的相關性結果可知，除 AI 外，其他酶活性均表現為薹莖高于薹葉，薹葉中蔗糖、果糖、可溶性糖含量與 NI、AI、SS、SPS 活性均呈顯著正相關，而薹莖中蔗糖和可溶性糖含量均與 SS活性呈顯著正相關，果糖和還原糖含量均與 NI 和SPS 活性呈顯著正相關，本試驗結果與張曉艷研究結果不盡相同，原因可能是不同的菜心品種糖代謝規律有差異。

可以推測，通過提高 NI、SS、SPS 活性可以促進薹莖糖分的形成，增加糖分的積累，改善菜薹的品質與風味。本試驗結果明確了不同花生麩處理菜心適宜的施肥量為 40 kg·667 m-2，接下來為更好地指導菜心生產及不同菜心品種選育，有必要從糖代謝酶的分子調控及遺傳機制方面做進一步深入研究。

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