王丛丛,万小荣,谢元恒,陆晓东,邓绮雯,郑奕雄
(1.广东省林业科学研究院,广东 广州 510520;2.仲恺农业工程学院农业与生物学院,广东 广州 510225)
花生作为我国重要的油料作物和经济作物,是重要的食用油和蛋白质来源,在国民生活中占据重要地位[1]。近年来,我国花生食品加工业迅速发展,随着人们生活需求的不断提高,花生已不仅仅作为常规的油料作物,越来越多地被应用于直接食用或间接食品加工。而花生芽苗菜成为花生产业发展的一个新方向,满足了人们生活对多样化健康食品的需求。目前,市场上各种类型的芽苗菜由于生产便捷、特色鲜明而发展成为人们青睐的无污染蔬菜[2-6],由于芽苗菜富含多种营养元素[7],市场发展空间广阔。花生芽苗菜则是花生种子经过短时间萌发后长成的嫩芽苗,作为可食用蔬菜具有经济价值高、营养丰富等优点[8-9]。花生芽苗菜富含蛋白质、粗脂肪、植物纤维等物质,并含各种矿物质和微量元素,营养成分居蔬菜前列,对人体健康大有裨益[10-11]。虽然芽苗菜相对于其他类型蔬菜有生产周期短、可操作性强等优势[12],但是在芽苗菜生产过程中也存在品种需优化、技术待提升、成本损耗大、品质参差不齐等问题[13-16]。
对于花生芽苗菜的生产虽然已有相关实践,但整体发展速度缓慢,分析原因主要有以下几点:一是花生作为油料作物,种子含油率偏高,种子材料难以长期保存,影响芽苗菜发芽率[17-18];二是花生种子成本偏高,花生芽苗菜市场占有率偏低,未充分发挥应有的经济效益;三是不同的花生品种在芽苗菜生产过程中对培养条件的需求不太一致,针对花生芽苗菜生产的专用品种选育、培养方法筛选等研究甚少。本试验旨在从品种选育角度出发,通过不同处理方法对花生不同品系芽苗菜进行培养,筛选出适合花生芽苗菜生产的品系和培养处理方法,以期为花生芽苗菜市场化生产提供参考依据。
供试材料选自仲恺农业工程学院育成的花生新品系5个,分别为PN01、PN02、PN03、PN04和PN05。其中,PN01、PN03为小粒种,PN05为中粒种,PN02、PN04为大粒种。试验材料为新一季收获干燥的花生荚果(种子含水量控制在10%以内),剥壳后选取色泽光亮、籽粒饱满、大小均一的无损花生籽仁进行试验处理。沙培法采用pH为近中性的、去除杂质的消毒细河沙。芽苗菜生长素来源于江西进贤县绿色芽苗菜有限公司,主要成分为赤霉素和6-苄基腺嘌呤。
试验于2017年12月进行。对每个供试花生新品系挑选1 500粒种子进行预处理,每100粒种子为1个重复,共设置15组重复,每个处理芽苗菜培养时间周期为5 d,培养期间每隔1 d取3组重复进行产量和相关生长指标的测定。对不同花生品系种子进行分组后,称取并记录每组干重,每个花生品系内处理各重复之间,供试花生籽仁初始总重量不存在显著差异。本试验采用人工气候箱(上海一恒,MGC-300H)进行温湿度调控,首先用无菌蒸馏水清洗3遍后,置于20℃条件下浸种12 h,期间间隔6 h更换1次蒸馏水,使种子充分吸水膨胀,捞出沥干待用。
清水处理法:将浸好的15组花生种子均匀摆放在底部放有三层吸水纸的发芽盒内,每隔6 h喷雾补水。沙培处理法:将浸好的15组种子均匀摆放在底部铺有3 cm湿细沙的发芽盒内,上覆4 cm湿细沙,每隔6 h喷雾补水保持表面湿润。生长素处理法:将浸好的15组种子,于发芽盒内铺有三层生长素溶液湿润的吸水纸,均匀摆放种子,每隔6 h喷雾补充浓度为0.027%(V/V)的生长素溶液。以上3种处理均置于温度为28℃、湿度为70%的人工气候箱中黑暗培养,每隔1 d各自取出3组样品进行芽苗菜产量和生长指标的测定。
对每次抽取的样品进行考察调查,测定花生芽苗菜产量、胚轴长度、胚轴粗度、胚根长度等指标,计算花生芽苗菜增重系数:
试验数据采用Excel和DPS软件进行统计分析。
2.1.1 水培法处理花生芽苗菜产量变化趋势 从图1可以看出,各花生品系随着培养时间的延长,花生芽苗菜百根重增长缓慢,表明水培法处理的花生芽苗菜产量总体不高;其中,PN03折线表现尤为平缓,表明该品系芽苗期生长缓慢,且产量明显低于其他4个品系。
图1 水培法处理花生芽苗菜产量随时间变化趋势
2.1.2 沙培法处理花生芽苗菜产量变化趋势 从图2可以看出,沙培法处理与上述水培法处理表现出相似的增重趋势。各品系随着培养时间的增加,花生芽苗菜百根重增长较快,表明沙培法处理的花生芽苗菜产量总体较高。其中,PN04、PN05折线表现较陡,表明该两品系在沙培法处理条件下芽苗期生长较为快速,产量明显高于其他品系;PN03折线表现相对平缓,表明其芽苗期生长缓慢,产量明显低于其他4个品系。
图2 沙培法处理花生芽苗菜产量随时间变化趋势
2.1.3 生长素处理花生芽苗菜产量变化趋势 从图3可以看出,生长素处理与上述水培法、沙培法处理表现出相似的增重趋势。各品系随着培养时间的延长,花生芽苗菜百根重增长较快,表明生长素处理的花生芽苗菜产量总体较高。其中,PN05折线表现最陡,表明该品系在生长素处理条件下芽苗期生长快速,产量明显高于其他品系;PN03折线同样表现相对平缓,表明其芽苗期生长缓慢,产量明显低于其他4个品系。
通过水培法、沙培法、生长素法等3种培养方法分别对花生不同品系进行芽苗菜培养,培养5 d为商品采收适期,此时采收并进行产量测定,并对不同新品系、不同方法处理的芽苗菜产量进行对比分析。
图3 生长素法处理花生芽苗菜产量随时间变化趋势
2.2.1 不同培养处理对花生芽苗菜百根重的影响 以花生芽苗菜培养5 d为采收标准,以百根重为产量指标进行测定,结果见表1。由表1可知,培养5 d采收时花生不同品系芽苗菜产量不同方法处理呈现出显著差异。沙培法、生长素处理花生芽苗菜百根重平均值分别为313.83(±21.49)g和311.95(±18.86)g,比水培法处理分别增重19.21%和18.50%,增产达极显著;沙培法处理花生芽苗菜百根重比生长素处理增重0.60%,两者之间差异不显著。
从表1还可以看出,不同花生品系不同方法处理花生芽苗菜产量也存在显著差异。PN01在生长素法处理和沙培法处理下产量均较高,分别达327.65(±8.38)g和318.83(±5.08)g,与水培法处理差异极显著;PN02在生长素法处理和沙培法处理下产量均较高,分别达323.18(±1.10)g和 318.83(±5.08)g,与水培法处理差异极显著;PN03在生长素处理下产量表现最高,达184.05(±6.45)g,比沙培法处理的164.10(±2.62)g和水培法处理的158.17(±1.38)g增产均达极显著,而沙培法处理与水培法处理间产量差异不显著;PN04在沙培法处理下产量达385.50(±5.05)g,比生长素处理的328.54(±12.52)g和水培法处理的303.74(±3.54)g增产均达极显著,而其生长素处理与水培法处理间产量差异不显著;PN05在生长素处理下产量最高,达396.32(±1.46)g,比沙培法处理的380.50(±5.18)g增产显著,比水培法处理的295.85(±2.51)g增产极显著,而且沙培法处理比水培法处理增产也达极显著。可见,PN01、PN02在生长素处理或沙培法处理下的产量均显著优于水培法,PN03在生长素处理下的产量显著优于沙培法处理或水培法处理,PN04在沙培法处理下的产量显著优于生长素处理或水培法处理,PN05在3种培养方法处理下产量均存在显著差异,产量从高到低依次表现为:生长素处理>沙培法处理>水培法处理。
表1 不同培养处理对花生芽苗菜百根重的影响(g)
2.2.2 不同培养处理对花生芽苗菜增重系数的影响 以花生芽苗菜增重系数为衡量指标,可以进一步剔除花生种子初始质量对采收产量的影响,更加客观地反映花生芽苗菜生产的性价比。从表2可以看出,花生芽苗菜培养5 d,不同方法处理之间其增重系数存在显著差异。沙培法、生长素处理的增重系数分别为4.21(±0.49)和4.20(±0.48),与水培法处理的3.52(±0.33)相比,差异达极显著。
表2 不同培养处理芽苗菜培养5 d增重系数
沙培法处理中,品系PN05和PN01增重系数较大、分别达5.27和5.14,品系PN04次之、为4.44,PN02较小、为3.51,PN03最小、仅为2.70;生长素处理中,品系PN05和PN01增重系数较大、分别达5.50和5.14,品系PN04和PN02次之、分别为3.84和3.53,PN03最小、仅3.01;水培法处理中,品系PN01和PN05增重系数较大、分别达4.44和4.02,品系PN04次之、为3.57,PN02较小、为3.02,PN03最小、仅2.61。可见,品系PN01和PN05在3种不同培养方法处理中均有较高的增重系数,总体表现最优;其中,PN05尤其适宜于沙培法和生长素处理,而PN01更适宜于沙培法。
2.3.1 不同培养处理对花生芽苗菜胚轴长度的影响 由表3可知,各花生品系芽苗菜胚轴长度在不同培养方法处理之间总体表现相似的生长趋势。沙培法处理花生芽苗菜胚轴长度平均值达4.83(±0.28)cm,与生长素处理的4.41(±0.28)cm相比差异显著,与水培法处理的(3.34±0.18)cm相比差异极显著;生长素处理与水培法处理胚轴增长之间差异极显著。可见,沙培法处理和生长素处理对花生芽苗菜胚轴增长均有显著促进作用,其中沙培法处理促进作用更为突出。
表3 不同培养处理对芽苗菜胚轴长度的影响(cm)
2.3.2 不同培养处理对花生芽苗菜胚轴粗度的影响 由表4可知,生长素处理花生芽苗菜胚轴粗度平均值达6.74(±0.13)mm,与沙培法处理、水培法处理相比差异达极显著;沙培法处理胚轴粗度平均值为6.00(±0.20)mm,与水培法处理差异不显著。从表4还可以看出,不同品系在不同培养方法处理中的胚轴粗度存在一定的差异。生长素处理对PN01、PN03、PN04、PN05的胚轴粗度均有显著促进作用,对PN02无明显作用;沙培法处理对PN03、PN04的胚轴粗度有显著促进作用,对PN02、PN05无明显作用,对PN01有显著抑制作用。可见,生长素处理对花生芽苗菜胚轴增粗有显著促进作用,而沙培法则因花生品系而异。
表4 不同培养处理对芽苗菜胚轴粗度的影响(mm)
2.3.3 不同培养处理对花生芽苗菜胚根长度的影响 由表5可知,沙培法处理花生芽苗菜胚根长度平均值高达5.51(±0.43)cm,比水培法处理的2.75(±0.16)cm,增加100.36%,达极显著标准;生长素处理则仅为1.60(±0.11)cm,比水培法处理减少41.82%,差异极显著。可见,生长素处理对芽苗菜胚根伸长有显著抑制作用,有利于提高花生芽苗菜的商品价值;而沙培法对胚根伸长有显著的促进作用,这反而降低了花生芽苗菜的商品价值。
表5 不同培养处理对芽苗菜胚根长度的影响(cm)
本试验结果表明,花生芽苗菜产量和生长培养过程受各种因素影响。首先,不同遗传性状的花生品系之间存在明显差异,虽然5个供试品系均为前期预备实验筛选出的种子休眠时间较短的新品系,但是在同样培养方法下,其产量高低和芽苗菜农艺性状之间仍然存在显著差异。在水培法处理条件下,PN01表现出最高增重系数;而在沙培法和生长素处理条件下,PN05均表现出最高增重系数,PN01次之。但是,PN03在3种培养方法下产量均表现一般,虽然其发芽速度与其他品系无明显差异,但芽苗期生长增速缓慢,不适宜于芽苗菜生产。就同一品系不同培养方法的产量表现而言,PN01、PN02、PN03、PN05在生长素处理下均表现出较高产量,沙培法次之;而PN04品系却在沙培法处理下表现出最高产量,生长素法处理次之。由此说明,相对于水培法而言,生长素法在一定程度上可以普遍增加花生芽苗菜的产量,但是对于部分品系生长素处理的配比和浓度需要进一步筛选和优化,否则可能抑制芽苗菜生长而导致产量反而降低。
对于不同培养方法花生芽苗菜的生长,本试验从胚轴长度、胚轴粗度和胚根长度等指标进行相关测定和分析。对比后发现,在不同培养方法下,PN01在沙培法处理下芽苗菜表现为细长型,在生长素处理下表现为粗短型;PN02在沙培法处理表现最佳,芽苗菜整体呈现粗壮型,PN03、PN04、PN05则在生长素处理条件下表现为长条粗壮型,具有较好的商品外观。从胚根长度来看,沙培法能够促进花生芽苗菜根系的生长,导致根系发达;而生长素法则显著抑制了胚根的生长,相对于水培法和沙培法,对于所有的品系都有显著抑制作用,可以增加芽苗菜的可食用率。
在本研究选用的花生品系种子存在大小差异,有小粒种、中粒种和大粒种等之分。而在花生芽苗菜实际生产过程中,不同种子大小的品种其生产率的差异性尚无定论。试验选择的中粒种PN05在水培法、沙培法和生长素等不同方法处理中增重系数分别达4.02、5.27和5.50,总体高于小粒种PN03和大粒种PN02、PN04等。因此,花生芽苗菜生产,可能宜选择中粒种花生品种才能达到较高的综合收益。在芽苗菜培养方法选择上,与水培法相比,沙培法能够显著提高花生芽苗菜的产量,但是沙培法促进了胚根长度的伸长而降低了花生芽苗菜的商品品质,在实际生产中应引起重视。与水培法相比,生长素处理同时促进了胚轴长度、胚轴粗度的伸长并抑制胚根生长;但是生长素的配比和使用浓度可能因品种而异,对于不同的品种,需要进行生长素浓度的筛选和配比的改进,才能达到最佳效益。
芽苗菜营养种类丰富,特别是在芽苗萌发过程中多种有益物质积累,形成很好的抗氧化作用[19]。通过试验发现,花生品种差异和培养方法选择对花生芽苗菜生长存在显著影响,说明在花生芽苗菜生产过程中,为达到良好的产出和经济效益,需要综合筛选适宜的品种及方法。但是,对于不同方法培养的芽苗菜是否存在营养和口感上的差异,例如在纤维素、可溶性固形物、抗氧化物含量上是否存在显著区别,还需要进一步探究。