土壤养分状况对高油酸花生琼花1号品质的影响

王玉杰武耀廷张新友周娜娜陈小姝高华援*冯素萍

(1.海南热带海洋学院,海南 三亚 572022;2.海南大学,海南 海口 570228;3.河南省农业科学院河南省作物分子育种研究院,河南 郑州 450002;4.吉林省农业科学院花生研究所,吉林 公主岭 136100;5.海南省海洋食品工程技术研究中心/海洋食品精深加工关键技术省部共建协同创新中心,海南 三亚 572022)

中国是世界上最大的花生生产、消费和出口国[1],花生中的油酸可降低对人体造成伤害的胆固醇,预防动脉粥样硬化的发生[2]。 油酸含量越高,油脂越不容易被氧化,从而延长了货架期。 因此,高油酸花生油在市场上更具竞争力。

花生籽仁蛋白质、可溶性糖及脂肪酸组分等营养品质除受品种遗传特性[3-4]影响外,还受气象条件[5]、栽培措施[6]和土壤条件[7-9]等制约,有关土壤条件对花生品质影响的研究主要集中在不同土壤类型[7]、施氮量[8]、不同肥料营养配比[9]等,关于土壤条件对高油酸花生品质影响的报道较少。 以往研究表明,不同种植环境下,花生籽仁各养分变异系数差异较大,油亚比的变异系数最大[10-13],粗脂肪和棕榈酸含量的变异系数最小[11-13];油酸和亚油酸含量之间存在显著负相关,蛋白质和粗脂肪含量存在显著的正相关。 本研究对琼花1号在不同土壤养分条件下籽仁的营养品质进行探讨,利用变异系数对琼花1号籽仁的营养品质进行分析和评价,通过分析其籽仁营养品质和土壤成分之间的相关性,探讨提高花生籽仁品质的关键因素,以期为琼花1号高油酸花生大面积推广提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为高油酸花生琼花1号花生种子。试验设置在保亭三道镇什琼迫村的13个不同肥力地块,其土壤肥力状况如表1。

表1 土壤营养状况Table 1 Nutritional status of trail soils

1.2 试验设计

选取饱满的琼花1号种子播种于保亭三道镇什琼迫村13块试验田中,质地为砂壤土。 2月中旬播种,6月中旬收获。 每块试验田中,施肥量均为每667 m2施氮、磷、钾三元素复合肥40～50 kg、钙肥(熟石灰)20～30 kg、有机肥500 kg。

将每块试验田的花生分别收获,做好标签后,带回实验室,晾晒至水分含量在10%以下,每块实验田取1 kg样品保存在冰箱-20℃备用。

花生收获的同时,每块试验田采集0～20 cm土壤样品10～20个,混合成一个土壤样品,带回实验室过2 mm 土壤筛,置于阴凉通风性良好处自然风干,备用。

1.3 测定项目及方法

籽仁可溶性糖测定采用蒽酮比色法[14];籽仁可溶蛋白质测定采用凯氏定氮法[15];籽仁脂肪酸各组成成分含量测定采用气相色谱法[16]。

土壤养分各指标的分析参考《土壤农业化学分析方法》[17]。 土壤p H 值测定采用电位法;土壤有机质测定采用重铬酸钾容量法;土壤全氮测定采用半微量开氏法;土壤碱解氮测定采用碱解扩散法;土壤缓效钾测定采用1 mol/L 热HNO3浸提火焰光度法;土壤速效钾测定采用火焰光度法;土壤有效磷测定采用钼蓝比色法。

1.4 数据处理和分析

所得数据用Excel 2007 绘图与制表,采用Origin8.0和IBM SPSS Statistics 26统计分析软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 籽仁营养品质

2.1.1 可溶性糖和可溶性蛋白质

表2可见,可溶性糖含量的平均值为6.77%,含量最高的是13号样品,为8.10%,7号样品最低,为6.15%,从7、10、13三个试验田收获的花生籽仁,其可溶性糖含量与其他试验田有显著差异。13块试验田中可溶性蛋白质含量平均为27.59%,含量最高的是11号样品,为31.73%,10号样品最低,为21.92%,从试验田10、13收获的花生籽仁,其可溶性糖含量与其他试验田差异显著。

表2 花生籽仁可溶性糖和可溶性蛋白质含量Table 2 The content of soluble sugar and protein in peanut kernel

2.1.2 脂肪酸组分

13个样品的脂肪酸组成成分见表3,高油酸花生脂肪酸的主要成分是油酸、亚油酸、棕榈酸、硬脂酸、花生四烯酸、山嵛酸、花生酸和亚麻酸等。13个样品的油酸含量均大于75%,油亚比均大于10。 油酸含量最高的是7号样品,为81.87%,最低的是13号样品,为75.85%。 亚油酸平均含量为3.84%,含量最高的是13号样品,为6.98%,最低的是7号样品,为2.82%。 13个样品油亚比平均值为22.58,比值最高的是7号样品,为29.03,最低的是13号样品,为10.87。 棕榈酸、花生酸、花生四烯酸、山嵛酸的平均含量分别为7.28%、1.30%、1.50%、1.53%。

表3 花生籽仁脂肪酸组分的含量Table 3 Fatty acid composition and content of peanut

2.2 花生营养品质的变异系数分析

籽仁可溶性糖和蛋白质的含量会对花生的食用口感产生影响,是评价花生品质的指标之一。 试验结果表明,本研究的13块试验田所出的琼花1号花生籽仁中可溶性糖含量在6.15%～8.10%之间变化,平均为6.77%,变异系数为7.41%;可溶性蛋白质含量最高达31.73%,最低为21.92%,平均为27.59%,变异系数为10.94%(表4)。

油酸含量和油亚比值是确定高油酸花生的标准。 本研究中,各样品花生油酸含量均在75%以上,油亚比值均在10.87以上,达到高油酸花生的标准。 脂肪酸各组成测试结果表明,油酸变异指数为2.50%,是所有脂肪酸组成成分之间变异系数最小的指标;亚油酸的变异系数最大,为32.11%,其次是亚麻酸,变异系数为16.58%;山嵛酸、花生酸、花生四烯酸、棕榈酸的变异系数分别为2.90%、3.20%,4.18%,5.37%(表4)。

表4 13个琼花1号样品各品质指标的变异系数/%Table 4 Quality performance of 13 samples of Qionghua1 peanut

2.3 籽仁营养品质和土壤养分之间的关系

2.3.1 花生营养品质之间的相关性分析

表5可见,油酸与亚油酸、棕榈酸和可溶性糖含量呈极显著负相关(相关系数分别为:r=-0.866,p＜0.01;r=-0.800,p＜0.01;r=-0.963,p＜0.01),亚油酸与棕榈酸和可溶性糖含量呈极显著正相关(相关系数分别为:r=0.909,p＜0.01;r=0.889,p＜0.01),棕榈酸与可溶性糖含量呈极显著正相关(相关系数为:r=0.768,p＜0.01),花生四烯酸和山嵛酸含量呈极显著正相关(相关系数为:r=0.872,p＜0.01),油酸与花生酸含量呈显著负相关(相关系数为:r=-0.565,p＜0.05)、与可溶性蛋白含量呈显著正相关(相关系数为:r=0.603,p＜0.05),亚油酸与可溶性蛋白质含量呈显著负相关(相关系数为:r=-0.616,p＜0.05),可溶性糖与可溶性蛋白质含量呈显著负相关(相关系数为:r=-0.670,p＜0.05),其余营养成分之间的相关性较弱。

表5 籽仁营养品质的相关性Table 5 Correlation matrix of nutritional quality

2.3.2 土壤肥力状况

土壤养分等级除p H 外,均按全国第二次土壤普查养分分级标准对养分进行评价分析 (表1)。

13块试验田的p H 值中性偏酸,平均为6.51,p H 最高值7.25,为3号试验田,最低5.72,为2号试验田,多数在6.3～6.7之间。

有机质含量平均值为4.69 g/kg,12号试验田最高,为5.79 g/kg,13号样品最低,为3.36 g/kg,多数在4.2～4.8 g/kg之间。

全氮、碱解氮均以12号试验田为最高,分别为1.65 g/kg和0.25 mg/kg,13号试验田最低,分别是1.06 g/kg和0.08 mg/kg。

1号试验田的速效钾和有效磷含量最高,分别是0.20 mg/kg和0.05 mg/kg;11、12和13号试验田有效磷含量最低,均为0.02 mg/kg;2、6和12号试验田速效钾含量最低,均为0.10 mg/kg。

2.3.3 籽仁营养品质和土壤养分之间的相关分析

由表6可看出,琼花1号花生籽仁亚油酸含量与土壤全氮呈显著负相关(相关系数为:r=-0.57,p＜0.05);可溶性糖含量与土壤有机质和土壤全氮呈显著负相关(相关系数分别为:r=-0.577,p＜0.05;r=-0.575,p＜0.05);可溶性蛋白质含量与土壤有机质、土壤碱解氮和土壤全氮呈显著负相关(相关系数分别为:r=0.568,p＜0.05;r=0.571,p＜0.05;r=0.674,p＜0.05)。

表6 籽仁营养品质和土壤养分之间的相关性Table 6 Correlation matrix between nutrient quality and soil nutrients

3 讨 论

花生籽仁中糖、蛋白质、脂肪酸组成和含量等均为重要品质指标,对其营养品质进行鉴定和评价是花生种质资源研究的重要组成部分,也是深入挖掘优异种质资源的基础[17]。 国内外许多学者在花生的品质性状分析、鉴定和评价等方面进行过很多研究。 林小兵[18]等对江西省的进贤多粒土花生的农艺性状、产量和土壤养分在不同施氮量处理下的变化分别进行分析,发现碱解氮和有机质呈显著正相关,而与p H 值呈显著负相关。 于树涛[19]等对东北地区33个花生品种的品质性状进行分析,发现单株饱果数随脂肪含量增加呈正相关,分枝数的增加与粗蛋白呈负相关,体现出花生品种的遗传多样性,加快了新品种遗传改良的进程。 本研究对琼花1号花生籽仁的可溶性糖含量,可溶性蛋白质含量和脂肪酸组成成分的含量分别进行检测,发现不同土壤条件下,高油酸花生琼花1号的品质相对稳定,均达到或高于高油酸花生的标准。

营养品质除了受到基因遗传的控制,还会受到环境因素的影响。 花生不同性状受环境影响而发生变异的程度不同,不同花生品种对环境的敏感性不同[20]。 张翔[21]等对河南省砂姜黑土上培育的花生施以不同配比的肥料,结果发现对钾的施用量进行人为调控后,花生蛋白质含量会相应随之发生改变,在磷肥钾肥施用量相同时,增加氮肥的用量,蛋白质和脂肪的含量均有所上升。 栾天浩[22]等通过对氮磷钾用量和产量构建数学模型的方式对吉林省高产优质品种吉花1号的产量进行分析,发现在一定范围内,通过增加氮、磷、钾的用量可使吉花1号花生产量提高。 金建猛[23]等对河南省花生品质形成的影响中,发现增加磷的施用量可在一定程度上提高花生籽仁蛋白质的相对含量,钾肥可增加花生籽仁的脂肪含量。

本研究对土壤营养成分进行测定,并结合花生籽仁营养品质和土壤养分之间相关矩阵分析得知,籽仁营养品质与土壤成分之间存在相关关系,但均没有达到极显著水平,其中油酸、油亚比和土壤速效钾显著正相关,和土壤有效磷正相关,亚油酸和土壤速效钾显著负相关,和土壤有效磷负相关。 海南的耕地类型十分丰富,不同土地所含有的氮磷钾等各种元素的量会有较大差异。 按照全国第二次土壤普查养分分级标准,本次取样的土壤中,有机质含量处于极度缺乏的状态。 生产中,应加大有机肥施用,按照土壤成分的具体情况进行精准且合理的配方施肥,才可以做到在节省肥料的同时达到提升花生营养品质和产量的目的。 改良现有土壤品质,提高现有土壤肥力,是在实际生产中提高花生产量、品质和经济效益的有效举措。

品种既是高产的基础,也是高产的关键。 籽仁营养品质在许多花生品种及生态环境间表现出的遗传差异,是对优良品种筛选培育的关键要素[24]。 从花生品种营养品质在环境中表现出的稳定性可鉴定出优良品种,对品种布局意义重大。利用土壤养分和籽仁营养品质的相关性评价花生可溶性糖含量、可溶性蛋白质含量和脂肪酸组分含量的遗传稳定性,可以有效选择和调控花生的营养品质,获得广适性且品质优良的花生品种,为筛选培育新品种花生提供更多的可能性[25]。