蒋欣梅 倪淑君 于锡宏*
(1东北农业大学园艺学院,黑龙江省教育厅寒地蔬菜生物学重点实验室,黑龙江哈尔滨 150030;2黑龙江省农业科学院,黑龙江哈尔滨 150069)
笋瓜(Cucurbita maximaDuch. ex Lam.)又称印度南瓜,果实具有多种食疗保健作用和药用价值,果实中一些药理成分对糖尿病有一定的预防和治疗作用,其中南瓜多糖对糖尿病并发症的预防及治疗具有潜在意义(熊学敏 等,2000);果胶可延缓肠道对糖及脂质的吸收,对控制饭后血糖的上升具有辅助作用(张学杰 等,2002);铬(Cr3+)是葡萄糖耐量因子,是治疗糖尿病的有效成分(尹建梅 等,2000)。N、P、K不同配比对植物果实的营养成分产生一定的影响,本试验通过施用不同配比的N、P、K来研究其对笋瓜果实内铬(Cr3+)、果胶、戊糖含量的影响,以期为生产中合理施肥提供依据和参考。
试验于 2006~2007年在东北农业大学设施园艺工程中心及黑龙江省教育厅寒地蔬菜生物学重点实验室进行了两年重复试验。供试土壤为黑土,0~20 cm土层有机质含量6.71 %,全氮0.39 %,碱解氮227.1 mg·kg-1,全磷0.31 %,速效磷380.4 mg·kg-1,速效钾218.5 mg·kg-1。供试材料为笋瓜主栽品种龙园栗香,由黑龙江省农业科学院园艺分院提供。
供试材料两年同时播种育苗、定植,即于4月25日浸种催芽,播种于8 cm×8 cm的营养钵中,正常田间管理。5月25日定植于露地。爬地栽培,栽培密度12 000株·hm-2,株距60 cm,行距140 cm,小区面积10 m2,每小区定植12株,随机区组排列,3次重复。各小区之间采用苯板作隔断以减少由于水肥互渗带来的试验误差。整枝方式为单干整枝,即保留主蔓,摘除所有侧蔓,主蔓留20片叶摘心,每株保留1个瓜。
定植时正常施入基肥,即施入腐熟有机肥45 000 kg·hm-2、磷酸铵 225 kg·hm-2。当瓜坐住后进行穴施追肥,追肥时采用N、P、K的不同配比处理,即采用N、P、K肥混合追施,每种肥料均设两个水平,以常规追肥(尿素 225 kg·hm-2、磷酸铵 225 kg·hm-2、硫酸钾 150 kg·hm-2)作对照。各处理肥料的用量及编号见表1。其中N肥采用尿素(N 46 %)、P肥采用磷酸铵(N 16 %、P2O548 %)、K肥采用硫酸钾(K2O 50 %)。其他管理按常规生产。
笋瓜果实成熟时全部采收,每小区随机选取5个瓜,将去除瓜瓤后的果实切片、烘干、粉碎后,测定果实中Cr3+、果胶、戊糖含量。Cr3+含量的测定采用石墨炉原子吸收分光光度法(程永安等,2004),果胶含量的测定采用咔唑分光光度法(余燕影 等,2000),戊糖含量的测定采用苯酚-硫酸分光光度法(余燕影 等,2000)。
试验数据的整理采用Excel软件完成,差异显著性测验采用SAS 6.12软件完成。
表1 N、P、K不同处理组合 kg·hm-2
由图1可知,N、P、K不同配比对笋瓜果实中Cr3+含量影响较大。与对照(N1P1K1)相比,在施氮量不变的情况下,增施磷、钾肥均可显著增加果实中 Cr3+含量。其中同时增加磷、钾肥施用量的处理(N1P2K2)Cr3+含量最高,达到3.68 μg·kg-1,比对照增加了30.0 %;其次为仅增加磷肥施用量的处理(N1P2K1),两者之间差异不显著;处理N1P2K2和N1P2K1均显著高于仅增加钾肥施用量的处理(N1P1K2)。
施氮肥越多,越不利于果实中 Cr3+的积累。当氮肥施用量达到450 kg·hm-2时,各肥料配比下果实中 Cr3+含量与正常施用氮肥情况下的各组合相比,Cr3+含量明显降低。其中仅增施氮肥的处理(N2P1K1)Cr3+含量最低,仅为1.89 μg·kg-1,比对照下降了33.2 %。
图1 N、P、K不同配比对龙园栗香果实中Cr3+含量的影响
由图2可知,不同施肥水平对笋瓜果实中果胶含量产生一定影响。与对照(N1P1K1)相比,在氮、磷肥施用量不变的情况下,仅增加钾肥的施用量(N1P1K2)可以显著地提高果胶含量,达到2.92 g·kg-1,比对照增加了10.6 %;仅增加磷肥(N1P2K1)或同时增加磷、钾肥(N1P2K2)的施用量,则对龙园栗香果实中果胶含量影响不大。
当增加氮肥的施用量时,各处理组合下龙园栗香果实中果胶含量显著地降低,即追施尿素为450 kg·hm-2的各组合中果胶含量普遍低于追施尿素为225 kg·hm-2的各组合,其中仅增加氮肥施用量的处理(N2P1K1)果实中果胶含量最低,仅为 2.00 g·kg-1。说明提高氮肥的施用量不利于笋瓜果实中果胶的积累。
由图3可知,与对照(N1P1K1)相比,仅增加钾肥的施用量(N1P1K2)或仅增加磷肥的施用量(N1P2K1)可以显著地提高龙园栗香果实中戊糖含量。其中处理N1P1K2的果实中戊糖含量最高,达到2.73 g·kg-1,比对照增加了50.0 %;该处理显著高于处理N1P2K1。当同时增加磷、钾肥施用量(N1P2K2)时,果实中戊糖含量变化不大,与对照差异不显著。
图2 N、P、K不同配比对龙园栗香果实中果胶含量的影响
图3 N、P、K不同配比对龙园栗香果实中 戊糖含量的影响
当增加氮肥的施用量时,各处理组合下龙园栗香果实中戊糖含量也显著地降低,其中高氮高磷高钾处理(N2P2K2)的戊糖含量最低,仅为 1.10 g·kg-1,显著低于其他处理,与对照相比降低了39.6 %。
南瓜作为聚集铬的作物早被认为能促进人体胰岛素的分泌,对糖尿病和高血糖症防治有一定的作用(Yong-kon & Ho-moon,1997)。铬是人体必须的微量元素之一,自然界的铬有多种化学价态,其中以三价铬(Cr3+)和六价铬(Cr6+)为多,Cr6+是对人体有害的致癌物质,Cr3+是对人体有益的物质。生物体中的铬大部分是生物活性很高的 Cr3+。南瓜果肉中 Cr3+占可溶态总铬的91.25 %。南瓜果实中铬(Cr3+)的来源有两部分:一为初分配,即由根系直接转运至果肉;二为再分配,即根系中的 Cr3+转运到叶片后再由叶片转运至果肉(杨德 等,2006)。本试验中对龙园栗香果实中Cr3+含量的测定结果表明,在正常追肥(尿素225 kg·hm-2、磷酸铵225 kg·hm-2、硫酸钾150 kg·hm-2)前提下,若施氮肥量不变,单增施磷肥,或单增施钾肥,或同时增加磷、钾肥的施用量,均可以有效地提高果实中 Cr3+的积累,说明磷、钾肥有利于龙园栗香果实中 Cr3+的积累;若增加氮肥施用量(尿素450 kg·hm-2),则不利于果实中Cr3+积累,使其含量显著下降。
前期的研究发现(刘守伟 等,2007),龙园栗香果实中果胶和戊糖的积累受栽培方式影响,合理的栽培方式有利于光合产物的形成与运输,爬地栽培时采用双干整枝方式更有利于果胶和戊糖的积累。合理施肥既能维持和提高土壤肥力,又能改善产品品质和增加蔬菜的产量(马国瑞,2004),可使源端保持较强的同化物供应能力,使库端保持较高的同化物转化能力(张超男 等,2008)。为此,本试验未设置不施肥的对照,而是以正常生产的施肥水平作为对照,通过N、P、K不同配比探讨了其对果实中铬(Cr3+)、果胶和戊糖的影响,结果表明高氮肥(尿素450 kg·hm-2)的各处理组合不利于龙园栗香果实中果胶和戊糖的积累,而在正常追肥的前提下,增施钾肥(硫酸钾300 kg·hm-2)有利于果胶和戊糖的积累,增施磷肥(磷酸铵450 kg·hm-2)有利于戊糖的积累。本试验仅为一个当地主栽品种的结果,不同品种对N、P、K的适宜配比可能存在一定的差异,有关N、P、K配比对不同品种果实相关品质的影响,以及施肥后主要品质指标的积累与果实产量的关系还有待于进一步研究。
综合来看,龙园栗香笋瓜生产中可采用N1P1K2处理(尿素225 kg·hm-2+磷酸铵225 kg·hm-2+硫酸钾300 kg·hm-2)进行追肥,以提高龙园栗香果实中铬(Cr3+)、果胶、戊糖的含量。
程永安,高双斌,王枫,张恩慧,朱培贤,付巧玲.2004.南瓜中铬的化学形态及含量的研究.西北农林科技大学学报:自然科学版,32(s):91-93.
刘守伟,蒋欣梅,于锡宏,倪淑君.2007.不同方法整枝后的南瓜果实成熟过程中果胶、戊糖和铬(Cr3+)含量的变化.植物生理学通讯,43(1):98-100.
马国瑞.2004.蔬菜施肥手册.北京:中国农业出版社:3.
熊学敏,石扬,康明,彭新生,曹珏.2000.南瓜多糖降糖有效部位的提取分离及降糖作用的研究.中成药,22(8):563-565.
杨德,程永安,吕金印.2006.铬在南瓜体内的分布与积累.植物生理学通讯,42(5):958-960.
尹建梅,王霁云,陈学军,张丽华.2000.微量元素Cr3+对糖尿病二级预防的临床研究.中国慢性病预防与控制,8(1):40-41.
余燕影,曹树稳,万小芬,黄湘源.2000.H点标准加入光度法同时测定膳食纤维中己糖和戊糖.食品工业科技,21(4):65-66.
张超男,赵会杰,王俊忠,付晓记.2008.不同施肥方式对夏玉米碳水化合物代谢关键酶活性的影响.植物营养与肥料学报,14(1):54-58.
张学杰,刘宜生,姚蔚,王长林,王迎杰.2002.不同南瓜品种果实生长发育过程中果胶物质的动态变化.中国农业科学,35(9):1154-1158.
Yong-kon P,Ho-moon S.1997.Chemical components in different parts of pumpkin.Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition,26(4):639-646.