播種季節(jié)和割苗期對大麥苗粉營養(yǎng)成分的影響

楊硯斌 ,楊曉夢 ,盧映吉,趙 塔,普曉英,李 霞 ,楊麗娥,黃斌全,曾亞文

(1.云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)與種質(zhì)資源研究所,云南昆明 650205; 2.云南大學(xué)資源植物研究院,云南昆明 650504;3.云南省農(nóng)業(yè)生物技術(shù)重點實驗室,云南昆明 650205)

大麥(HordeumvulgareL.)屬禾本科植物,是世界上最早被馴化[1]、用途最廣泛的谷類作物之一[2]。大麥籽粒不僅是一些國家的主要飼料及麥芽的原料,也是許多高海拔地區(qū)重要的糧食作物;除其籽粒可作為糧飼外,在早春或晚冬營養(yǎng)生長階段刈割的麥苗也是畜牧養(yǎng)殖業(yè)的優(yōu)質(zhì)飼草[3],在人類發(fā)展中發(fā)揮著重要作用[4]。大麥嫩苗可用于苗粉和麥綠素生產(chǎn),苗粉中的γ-氨基丁酸、總黃酮、生物堿、蛋白質(zhì)等成分對人體有益[6-7],如對人體具有降血壓、增強免疫力等功效[8-9]。

云南屬低緯度高原秋播大麥生產(chǎn)區(qū),冬、春氣候溫暖,降雨量適中,是我國發(fā)展大麥生產(chǎn)生態(tài)條件最好的地區(qū)之一[10]。大麥具有較強的分蘗性,苗期割青不影響翌年生長[11],且合理割苗可以防止倒伏[12],但高頻次刈割會導(dǎo)致生產(chǎn)力下降[13],影響飼草的品質(zhì)與產(chǎn)量。研究表明,播期對大麥生育期、品質(zhì)和生物產(chǎn)量有顯著影響[14-18]。但目前關(guān)于四季種植和不同時期割苗對大麥苗粉營養(yǎng)成分影響的研究未見報道。本研究選用48個云南大麥品種(系)為試驗材料,分析種植季節(jié)和不同割苗時期處理對大麥苗粉營養(yǎng)成分的影響,以期為云南省大麥生產(chǎn)與發(fā)展提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料(表1)是云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)與種質(zhì)資源研究所選育的48個啤、飼用大麥及青稞品種(系),其中35個已完成國家非主要農(nóng)作物品種登記,其余品系正處于申報測試階段。

表1 48份云南大麥優(yōu)良品種(系)

1.2 試驗設(shè)計

試驗地點位于昆明市盤龍區(qū)滇源鎮(zhèn)南營村試驗基地(海拔1 973 m),試驗地土壤肥力中等。設(shè)秋播(2019年11月1日)、冬播(2020年2月1日)、春播(2020年5月1日)、夏播(2020年8月1日)四個播種期,播種量和基肥相同。出苗時間分別為11月10日、2月13日、5月6日、8月6日。割苗時間設(shè)分蘗前期(割苗Ⅰ)和主莖抽穗期(割苗Ⅱ),不割苗為對照(CK)。采用田間隨機(jī)區(qū)組設(shè)計,每個品種種植1行,行距0.3 m,行長2 m,條播,重復(fù)3次。秋播割苗時間為2020年1月9日和2020年2月2-29日割苗,冬播割苗時間為2020年3月23日和2020年4月5-13日,春播割苗時間為2020年5月30日和2020年6月6-20日割苗,夏播割苗時間為2020年9月1日和2020年9月16日每個品種(系)每次割苗0.3 m。栽培措施及田間管理與當(dāng)?shù)卮筇锵嗤?記載和考種執(zhí)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 營養(yǎng)成分測定

將1.2中收割的麥苗烘干,隨機(jī)稱取50 g,用粉碎機(jī)粉碎、混勻、分袋、密封、冷藏保存。在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)與種質(zhì)資源研究所重點實驗室進(jìn)行苗粉總黃酮、生物堿、γ-氨基丁酸、蛋白質(zhì)含量測定,總黃酮按許 鋼等[19]方法測定,回歸方程為y=2.135 4x-0.035 3,相關(guān)系數(shù)為0.997 4。生物堿按曾亞文等[20]方法測定,回歸方程為:y=6.854x-0.014,r2=0.998 6。γ-氨基丁酸按趙大偉等[21]方法測定,回歸方程為:y=4.586 9x+0.022 5,r2=0.997 9。蛋白質(zhì)按凱氏定氮法[22]進(jìn)行測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理分析

使用Excel 2016整理數(shù)據(jù),利用SPSS Statistics 26對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 播種季節(jié)對大麥苗粉營養(yǎng)成分的影響

由表2可知,播種季節(jié)對大麥苗粉的4種營養(yǎng)成分均有顯著影響(P<0.05)。不同品種(系)間苗粉總黃酮、γ-氨基丁酸、生物堿和蛋白質(zhì)含量的變化范圍均較大,說明基因型間差異較大。秋播苗粉的總黃酮、生物堿、γ-氨基丁酸和蛋白質(zhì)含量均顯著高于冬播、春播、夏播,冬播與春播苗粉間前兩個指標(biāo)差異不顯著,γ-氨基丁酸含量4個季節(jié)間差異均顯著,春播蛋白質(zhì)含量顯著高于夏播,與冬播差異不顯著。秋播苗粉中,云飼麥1號總黃酮含量最高,為281.89 mg·100 g-1,云稞1號最低,為40.39 mg·100 g-1,兩者相差6.98倍;云啤17號生物堿含量最高(124.93 mg·100 g-1),云飼麥14最低(60.86 mg·100 g-1);云飼麥4號γ-氨基丁酸含量最高,為290.19 mg·100 g-1,云飼麥14最低,為54.89 mg·100 g-1,兩者相差5.29倍;云飼麥3號蛋白質(zhì)含量最高,為34.84%,云啤5號最低(21.11%)。綜上所述,供試云南大麥品種(系)苗粉的4種營養(yǎng)成分平均值均表現(xiàn)為秋播>冬播>春播>夏播,播種季節(jié)對營養(yǎng)成分影響顯著,且播種期按秋、冬、春、夏依次延遲,大麥苗粉營養(yǎng)成分降低。

表2 不同播種季節(jié)大麥苗粉營養(yǎng)成分

2.2 割苗期對大麥苗粉營養(yǎng)成分的影響

由表3可知,割苗時期對大麥苗粉的營養(yǎng)功能成分有顯著影響,割苗Ⅰ處理的48個品種(系)的4種成分平均值均顯著高于割苗Ⅱ處理。苗粉總黃酮含量在秋播割苗Ⅰ時期達(dá)到最大(161.85±47.19 mg·100 g-1)、夏播割苗Ⅱ時期最小(73.73±11.32 mg·100 g-1),除夏播外,其他季節(jié)的割苗Ⅰ與割苗Ⅱ的總黃酮含量差異均顯著。秋播割苗Ⅰ的苗粉γ-氨基丁酸含量最大(202.44±57.49 mg·100 g-1),夏播割苗Ⅱ期含量最小(91.28±35.40 mg·100 g-1),且秋播、冬播、春播大麥割苗Ⅰγ-氨基丁酸含量與割苗Ⅱ差異顯著。苗粉生物堿含量秋播割苗Ⅰ處理最大(106.80±12.57 mg·100 g-1),夏播割苗Ⅱ處理最小(75.30±9.89 mg·100 g-1),相同季節(jié)播種大麥割苗Ⅰ處理的苗粉生物堿含量與割苗Ⅱ處理間差異顯著。蛋白質(zhì)含量以秋播割苗Ⅰ最大(32.66%±2.01%),夏播割苗Ⅱ最小(25.36%±3.81%),相同播種季大麥割苗Ⅰ苗粉蛋白質(zhì)含量與割苗Ⅱ之間均差異顯著,但蛋白質(zhì)含量變化差異不大。總體來看,按播種期秋、冬、春、夏依次延遲,營養(yǎng)成分含量呈下降趨勢,且總黃酮和γ-氨基丁酸含量變化更大。

表3 不同割苗處理大麥苗粉營養(yǎng)功能成分

2.3 棱型對大麥苗粉營養(yǎng)成分的影響

將供試大麥按棱型分為二棱及多棱,結(jié)果(表4)發(fā)現(xiàn),棱型對大麥苗粉總黃酮的含量影響不顯著,秋播多棱最高(176.96±52.30 mg·100 g-1),夏播多棱最低(69.08±15.40 mg·100 g-1),冬播、春播和夏播中不同棱型間大麥苗粉的總黃酮含量差異不顯著。相同播種季期二棱大麥苗粉γ-氨基丁酸含量均高于多棱,但不同棱型間差異不顯著,秋播二棱最大,為193.56±45.42 mg·100 g-1,夏播多棱最小,為92.84±25.61 mg·100 g-1。相同播種期二棱大麥苗粉生物堿含量均低于多棱,但二棱與多棱之間差異不顯著。相同播種期二棱大麥苗粉蛋白質(zhì)含量均高于多棱,秋播二棱最高(31.12%±1.56%),春播多棱最低(25.24%±1.82%),冬播和春播不同棱型間差異顯著,秋播和夏播不同棱型間差異不顯著。整體來看,二棱大麥苗粉營養(yǎng)成分高于多棱。

表4 不同棱型大麥苗粉營養(yǎng)成分

2.4 播種季節(jié)、割苗期和棱型對大麥苗粉的效應(yīng)

由方差分析結(jié)果(表5)可知,播種季節(jié)和割苗期對4個指標(biāo)均有極顯著效應(yīng),棱型對γ-氨基丁酸和蛋白質(zhì)含量有顯著效應(yīng);播種季節(jié)與割苗期互作對大麥苗粉總黃酮、生物堿、γ-氨基丁酸含量有極顯著效應(yīng);其他因素互作對被測4個指標(biāo)的效應(yīng)均不顯著。播種季節(jié)對大麥苗粉總黃酮和γ-氨基丁酸的影響較大,割苗期對生物堿和蛋白質(zhì)含量影響較大,大麥苗粉的營養(yǎng)成分受各因素交互作用的影響較小。

表5 播種季節(jié)、割苗期和棱型對苗粉營養(yǎng)成分的效應(yīng)(F值)

2.5 適宜大麥苗粉生產(chǎn)的品種篩選

綜合考慮上述結(jié)果,以秋播二棱大麥割苗Ⅰ處理營養(yǎng)成分作為選擇優(yōu)質(zhì)大麥苗粉的標(biāo)準(zhǔn),篩選出較優(yōu)的3個大麥品種,分別是云啤5號、云啤9號、矮思4號,其營養(yǎng)成分含量見表6。

表6 3個大麥品種營養(yǎng)成分

3 討論

季節(jié)變化和氣候條件是影響作物生長和產(chǎn)量的重要因素[23]。研究發(fā)現(xiàn),播種季節(jié)對作物產(chǎn)量和品質(zhì)影響顯著[24]。本研究中,秋播大麥苗粉的γ-氨基丁酸、總黃酮、生物堿、蛋白質(zhì)含量均大于冬、春、夏三季,說明播種期不適宜會降低大麥苗粉的品質(zhì),秋播是云南大麥最適播種期,這與向 莉[25]等研究結(jié)果一致。這可能是由于秋播時期昆明地區(qū)溫度相對較低,溫差相對較大,能夠刺激植物春化,利于大麥苗的營養(yǎng)成分貯存。

大麥?zhǔn)且环N再生力較強和具有分蘗優(yōu)勢的作物,幼苗刈割后殘莖可再生苗[26]。本研究中,同一播種季節(jié)大麥苗分蘗前期割苗的苗粉中總黃酮、γ-氨基丁酸、生物堿和蛋白質(zhì)含量均高于主莖抽穗期割苗,這與前人研究結(jié)論一致[27-28]。且秋播分蘗前期割苗大麥苗粉營養(yǎng)成分均高于其它季節(jié)割苗處理,這可能是由播種季節(jié)與割苗時間相互作用導(dǎo)致的。

不同棱型大麥品種的生長規(guī)律、代謝特點存在明顯差異[29]。本研究表明,二棱大麥苗粉的營養(yǎng)成分含量高于多棱,這與陳衛(wèi)英[30]和馮 輝等[31]的結(jié)果一致,與李 潔等[32]和趙春艷等[33]的結(jié)果相反,可能與供試材料和種植區(qū)域有關(guān),多棱大麥大多為春大麥,播種期在3-4月,二棱大麥大多為冬大麥,播種期在11月左右,而云南省為秋冬播大麥區(qū),更適合二棱大麥生長并積累營養(yǎng)物質(zhì)。

不同季節(jié)、不同割苗期、不同棱型的大麥苗生長進(jìn)程及積累的營養(yǎng)成分也不一致。因此,在不同地域發(fā)展大麥生產(chǎn),需進(jìn)行多種條件預(yù)種植,以選擇適應(yīng)該區(qū)環(huán)境的大麥品種,提高產(chǎn)品品質(zhì)。

4 結(jié)論

播種期、割苗期均對對大麥苗粉營養(yǎng)成分影響顯著,秋播大麥苗粉營養(yǎng)功能成分含量最高,為該區(qū)苗粉生產(chǎn)的最適播種季節(jié);分蘗前期苗粉營養(yǎng)成分含量顯著高于主莖抽穗期,為最佳割苗期;二棱大麥苗粉營養(yǎng)成分含量高于多棱,大麥苗粉生產(chǎn)可以選擇二棱大麥品種(系)。