玉-豆间作对菜用大豆品质的影响

方萍，刘卫国*，刘孝德，刘 婷，池晓玉，许 燕，庞 婷，彭 霄，蔡 凌，杨文钰*

（1.四川农业大学生态农业研究所，成都611130；2.农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室，成都611130；3.四川省三台县刘营镇农业服务中心，四川绵阳621100）

玉-豆间作对菜用大豆品质的影响

方萍1，2，刘卫国1，2*，刘孝德3，刘 婷1，2，池晓玉1，许 燕1，庞 婷1，彭 霄1，2，蔡 凌1，2，杨文钰1，2*

（1.四川农业大学生态农业研究所，成都611130；2.农业部西南作物生理生态与耕作重点实验室，成都611130；3.四川省三台县刘营镇农业服务中心，四川绵阳621100）

通过田间试验，研究了玉米-大豆间作种植方式对3个菜用大豆品种外观性状、营养物质和食味主要成分的影响.结果表明:与净作相比，在间作模式下菜用大豆的外观品质除百粒鲜质量增大外，百荚鲜质量、百荚粒质量、一粒荚数、二粒荚数、三粒荚数和二粒荚率均降低；营养品质表现出菜用大豆的优良特性，其中蛋白质、可溶性糖均高于净作，浙鲜豆4号和沈鲜6号的游离氨基酸高于净作.青酥5号间作模式的外观品质表现较优，浙鲜豆4号次之，沈鲜6号较差，而营养品质则是沈鲜6号表现较优，青酥5号较差.对品种与种植方式2因素的交互作用分析结果表明，外观品质主要受栽培方式影响，而营养品质受栽培方式和品种的共同影响.对各品质指标的相关分析表明，百荚鲜质量与粗脂肪、百粒鲜质量呈显著负相关，百荚粒质量和甜味氨基酸、游离氨基酸呈显著正相关.可见，选用适当的菜用大豆品种，采用玉-豆间作种植可以达到较好的品质效果.

菜用大豆；间作；品质

SummaryMany researches have been done on the high economic benefit，stable yield and superior seed quality of monocropping vegetable soybean.But with the arrival of the food crisis，intercropping is more and more popular. Whether vegetable soybean can maintain the excellent qualities mentioned above still needs more research.

We explored the effects of maize-soybean strip intercropping on seed quality of vegetable soybean with field experiment.Maize（Zhenghong 505）was planted two lines in narrow row while vegetable soybean was sowed two lines in wide row at the same time（May 5th，2015）.Three vegetable soybean varieties were adapted in this experiment:Zhexiandou 4，Qingsu 5 and Shenxian 6.At the beginning of R6，samples were taken to determine theagronomic characters and nutrition quality of vegetable soybean.The seed agronomic characters include the fresh mass per 100-pod，fresh mass per 100-pod seeds，fresh mass per 100-seed mass，flat pods number per plant，onepod number per plant，two-pod number per plant，three-pod number per plant and two-pod rate per plant.The nutrition quality contained protein，free amino acid，crude fat，soluble sugar，starch，and moisture.

As the results showed，the agronomic characters of intercropping vegetable soybean decreased compared with those of monocropping，but 100-seed mass increased.The contents of protein and soluble sugar of intercropping vegetable soybean seeds were higher than those in monoculture.Moreover，the free amino acid of Zhexiandou 4，Shenxian 6 was higher than that in monoculture，but Qingsu 5 was lower.Comparing these three vegetable soybeans，we concluded that as for appearance quality Qingsu 5 was the best，and Zhexiandou 4 took the second，Shenxian 6 was poor.However，with regard to nutrition，Shenxian 6 was the best，Qingsu 5 was the last.

As the interactive analysis showed，both appearance and nutrition quality of vegetable quality were mainly determined by cropping pattern.But there were some difference among different varieties.The correlation analysis suggested that fresh mass per 100-seed mass was significantly negatively correlated with crude fat，and it was the same as fresh mass per 100-seed mass and moisture.Fresh mass per 100-pod seeds was significantly positively correlated with sweet amino acid and free amino acid.

In summary，when the appearance quality is good，the nutrition quality will be poor.Thus，it is necessary to coordinate appearance quality and nutrition quality.Because the appearance quality of vegetable soybean is affected by cropping pattern and the nutrition are affected by pattern and variety，we should screen out well adaptability and good quality varieties.At the same time，we must focus on techniques including line spacing，crop allocation，density，fertilization management and harvest time，so that we can achieve high quality and high yield vegetable soybean in an intercropping pattern.

菜用大豆品质主要指外观品质、食用品质和营养品质，随着人们生活水平的提高，对卫生品质、贮藏品质的要求也不断提高.菜用大豆的品质是基因型和环境共同作用的结果.气候条件中的温度、雨水及光照条件和矿质营养是影响菜用大豆的重要因素.有研究表明，温度、雨水及光照条件影响植株的生长速度和组织的代谢水平以及器官和组织的发育，从而影响果蔬品质［1］.菜用大豆的外观性状包括绿荚大小、荚色、每荚粒数和豆粒大小，被认为是较为重要的品质性状.一般人们较喜欢荚长、荚宽、荚厚的大粒大荚品种.百粒鲜质量、百荚鲜质量、二粒荚百分比与荚长、荚宽、荚厚有一定的相关性［2］.营养品质和食味品质决定菜用大豆的价格.菜用大豆是一种高蛋白质植物，张惠君，等［3］研究表明，它的蛋白质含量显著高于粒用大豆.菜用大豆的鲜味主要是由于菜用大豆含有大量的游离氨基酸［4］.据YANAGISAWA，等［5］的研究报道，菜用大豆和普通大豆在籽粒发育过程中，游离氨基酸的代谢速度不同，菜用大豆籽粒中游离氨基酸的含量要比普通大豆高出近1倍.因此，菜用大豆比普通大豆能提供更多的必需氨基酸.淀粉和可溶性糖的含量与食用品质的好坏直接相关，可溶性糖含量高的品种有较强的甜味，淀粉含量高的品种糯性较强，脂肪含量高的品种质地较软［68］.菜用大豆品质较为复杂，所以较优的菜用大豆品质之间应该相互协调［9］.

大豆与玉米间套作种植，实现了豆科与禾本科、低秆与高秆作物、固氮与耗氮作物的有效配置［10］，充分利用光、温、水、肥等资源，提高土地当量比、土地利用率，减少化肥等资源的浪费［11］，提高光能截获率和转化效率从而提高产量［12］，还能增强病虫害的防治、抑制杂草［13］.粒用大豆在间作中的形态、产量、品质与净作相比有较大差异［14-15］，间作菜用大豆形态、产量方面也有报道，而品质方面的研究较少［1617］.本研究在前人的基础上对间作条件下菜用大豆的外观性状、营养物质和影响食味的主要成分进行研究，以便为间作优质菜用大豆品种筛选提供理论依据.

1 材料与方法

1.1 材料

试验采用生育时期相近（约80 d）的3个（浙鲜豆4号、青酥5号、沈鲜6号）菜用大豆品种和1个玉米（正红505）品种（表1）.

表1 试验使用的菜用大豆和玉米品种Table 1_Vegetable soybean and maize varieties used in the experiment

1.2 种植方法

试验于2015年在四川农业大学雅安教学科研园区进行.试验用土为壤土，肥力全氮为0.324%，全磷为0.312%，全钾为1.96%，有机质为3.663%.试验采用2因素裂区试验设计，主区因素为种植方式，设大豆净作和玉米-大豆间作2个处理；副因素为3个菜用大豆品种，3次重复，小区面积为20 m2.大豆净作采用等行距种植，行距为50 cm，穴距为10 cm，每穴留1株.在玉米-大豆间作体系下，每个品种连续种2带，带长5 m、带宽2 m，采用玉米-大豆2∶2宽窄行带状种植，玉米宽行160 cm，窄行40 cm，玉米宽行内种2行大豆，大豆行距40 cm，玉米与大豆行距60 cm；玉米穴距20 cm，每穴留1株，密度为52 000株/ hm2；大豆穴距10 cm，每穴留2株，密度为204 000株/ hm2，玉米底肥施尿素37.5 kg/hm2、过磷酸钙600 kg/hm2、氯化钾150 kg/hm2，苗肥施尿素90 kg/ hm2，拔节期施尿素150 kg/hm2，大喇叭口期施碳铵750 kg/hm2；大豆底肥施氯化钾60 kg/hm2、过磷酸钙600 kg/hm2.玉米采用育苗移栽，4月28日播种，5月6日移栽，8月20日收获；大豆5月6日播种，8月22日收获.

1.3 品质指标测定

在菜用大豆R6期（粒鼓满期）取样测定以下指标:

外观品质:用电子天平测定百荚鲜质量、百荚粒质量、百粒鲜质量；人工数20株材料的总瘪荚数、一粒荚数、二粒荚数、三粒荚数.

营养品质:用日立L-8800氨基酸自动分析仪测定大豆中的氨基酸，称取0.500 g籽粒粉样置50-m L具塞试管中，加入30 m L 0.1 mol/L HCl，在18℃的恒温摇床中振荡24 h后移取2 m L上清液，以12 000 r/min离心10 min，移取0.5 m L上清液与10%的磺基水杨酸按1∶3混合后静置15 min，再次以12 000 r/min离心10 min，移取1.5 m L离心后的上清液，上机测定游离氨基酸含量.蛋白质采用FOSS8400全自动凯氏定氮仪测定，称取0.100 g粉样，加入10 m L浓硫酸和1粒硝煮片，380℃硝煮2.5 h，冷却后上机测定.粗脂肪采用Hanon SOX500脂肪测定仪测定，称取1.000 g粉样及脱脂滤纸和脱脂棉线的质量，包好后上机以石油醚80℃提取380 min，循环时间为35 min.可溶性糖、淀粉采用熊庆娥［18］的蒽酮比色法进行测定；根据GB 5009.3—2010《食品中水分的测定》［19］，采用体积法和质量法测定含水率.

1.4 数据统计与分析

用Excel 2007、SPSS17和OriginPro 8对数据进行统计分析和图表制作，用最小显著差数法（LSD）进行差异显著性检验.

2 结果与分析

2.1 间作对菜用大豆外观性状的影响

与净作相比，玉米大豆间作中3个菜用大豆的百荚鲜质量、百荚粒质量、一粒荚数、二粒荚数和二粒荚率均显著降低；浙鲜豆4号和青酥5号的百粒鲜质量和瘪荚数较净作升高，而沈鲜6号降低.百荚鲜质量、百荚粒质量、百粒鲜质量和三粒荚数，均受种植模式、品种及两者的交互作用；除瘪荚数外，其余外观品质指标均受种植方式的影响，而瘪荚数主要是受种植方式和品种的交互作用.在3个品种中，浙鲜豆4号的百荚鲜质量和百荚粒质量最高，百粒鲜质量和二粒荚率则低于其余2个品种；在净作模式下，浙鲜豆4号的百荚鲜质量比青酥5号和沈鲜4号分别高出39.6 g和13.425 g，百荚粒质量分别高出11.831 g和2.111 g，而百粒鲜质量分别比青酥5号和沈鲜4号低10.685 g和9.082 g，二粒荚率分别低6%和4.52%；在间作模式下，浙鲜豆4号的百荚鲜质量比青酥5号和沈鲜6号分别高出24.914 g和28.833 g，百荚粒质量分别高出11.743 g和24.635 g，而百粒鲜质量低18.296 g和3.036 g，二粒荚率分别低1.95%和6.53%（表2）.

2.2 间作对菜用大豆蛋白质及脂肪的影响

从图1可以看出，采用与玉米间作种植的3个品种菜用大豆的蛋白质含量较净作有显著提高，由净作中353.657～377.837 mg/g提高到360.41～390.413 mg/g.粗脂肪含量有所降低，但差异并不显著.在3个品种中，沈鲜6号的蛋白质和精脂肪2种物质含量在2种种植方式中均表现最佳.

表2 不同种植方式下菜用大豆外观品质Table2 Appearance quality of vegetable soybeans in different planting patterns

图1 不同种植方式下菜用大豆蛋白质和粗脂肪Fig.1 Protein and crude fat contents of vegetable soybeans in different planting patterns

2.3 间作对菜用大豆氨基酸的影响

不同品种的游离氨基酸在不同种植方式中有不同表现（表3），其中，浙鲜豆4号的鲜味氨基酸、甜味氨基酸、苦味氨基酸、芳香族氨基酸及总游离氨基酸在间作种植后含量均有所提高；而青酥5号的5类氨基酸含量表现相反，沈鲜6号各类氨基酸在2种种植方式中的差异不显著.间作中浙鲜豆4号的总游离氨基酸含量较净作中显著升高，而青酥5号显著降低，沈鲜6号有一定升高但不显著.

表3 不同种植方式下菜用大豆氨基酸Table3 Free amino acid contents of vegetable soybeans in different planting patterns

2.4 间作对菜用大豆淀粉和可溶性糖的影响

淀粉含量在不同种植方式和不同品种中差异不显著，但不同品种含量变化趋势表现不同，其中沈鲜6号在间作种植方式中淀粉含量有所提高，而其余2个品种降低.间作后菜用大豆的可溶性糖含量均升高，其中沈鲜6号差异显著.沈鲜6号的淀粉和可溶性糖含量在净作中的含量均较其余2个品种低，但在间作种植中均表现最佳（图2）.

图2 不同种植方式下菜用大豆淀粉和可溶性糖Fig.2 Starch and soluble sugar contents of vegetable soybeans in different planting patterns

2.5 种植方式与品种互作对菜用大豆品质的影响

2因素方差分析（表4）表明，种植方式对菜用大豆的蛋白质含量、可溶性糖、鲜味氨基酸、甜味氨基酸、芳香族氨基酸及总游离氨基酸有显著影响，而粗脂肪、淀粉和苦味氨基酸含量不受种植方式的影响；品种对菜用大豆的蛋白质、粗脂肪和各类游离氨基酸含量有显著影响，对可溶性糖和淀粉无影响；种植方式和品种2因素的交互作用对蛋白质及各类氨基酸含量均有显著影响，对粗脂肪、可溶性糖和淀粉无影响.

2.6 菜用大豆品质性状的相关性分析

由表5可知，在净作模式中，瘪荚数和鲜味氨基酸、甜味氨基酸、淀粉，蛋白质和淀粉呈显著负相关；瘪荚数和游离氨基酸，三粒荚数和芳香族氨基酸、可溶性糖呈极显著负相关；二粒荚率和粗脂肪，游离氨基酸和蛋白质、鲜味氨基酸，甜味氨基酸和淀粉，芳香族氨基酸和可溶性糖呈极显著正相关.在间作模式中，百荚鲜质量和二粒荚数、粗脂肪，瘪荚数和蛋白质，百粒鲜质量和含水率呈显著负相关；一粒荚数和淀粉呈极显著负相关；甜味氨基酸和百荚粒质量、鲜味氨基酸、苦味氨基酸呈显著正相关；游离氨基酸和百荚粒质量、苦味氨基酸呈极显著正相关.

表4 菜用大豆品质的2因素方差分析Table4 Two-way ANOVA analysis of quality for vegetable soybeans

3 讨论

亚洲蔬菜研究与发展中心（AVRDC）认为适合做菜用大豆的外观品质应具以下特点:粒大，百粒质量不少于30 g，荚大.500 g鲜荚包装不超过175个荚；粒多，成品荚每荚粒数应大于2粒；荚和种子的颜色浅绿.荚上的茸毛较少且为白毛或灰毛，灰脐或浅褐脐［20］.李之国，等［2］研究发现，菜用大豆外观品质的主要限制因素是百粒鲜质量、百荚鲜质量和二粒荚百分比.大豆产量构成因素主要为每亩株数、每株荚数、每荚粒数、百粒质量，瘪荚数、一粒荚数、二粒荚数是单株荚数、单株粒数的另一种表现，荚和粒的大小以及二粒荚、三粒荚，罗建，等［21］和卢秉升，等［22］研究表明在间作下大豆的株荚数、百粒质量和株粒质量较净作降低.在本研究中，3个品种菜用大豆的百荚鲜质量、百荚粒质量、二粒荚率和总荚数间作均低于净作，外观品质和产量下降.间作中浙鲜豆4号的百荚鲜质量、百荚粒质量最高，但其百粒鲜质量、二粒荚数、二粒荚率最低，缺乏产量优势，且与净作相比百荚鲜质量降低28.406 g，而百粒鲜质量仅增加2.443 g；青酥5号具有最高的一粒荚数、百粒鲜质量和瘪荚数，其余指标在3个品种中处于中等水平，其百荚鲜质量间作与净作相比下降3.72 g，百粒鲜质量增加11.454 g，具有相对良好的适应性；沈鲜6号除二粒荚数和二粒荚率外，其余指标均处于较低水平，间作的百荚鲜质量和百粒鲜质量分别比净作降低43.714 g和2.208 g.以上所述，3个品种在外观品质方面青酥5号表现较优，浙鲜豆4号次之，沈鲜6号较差.

一般甜度高的菜用大豆口感好，对甜味起决定作用的是甜度较高的果糖、葡萄糖和蔗糖等可溶性糖［7］.在本研究中，净作模式表现出含糖量与蛋脂总量呈负相关，与前人［23］研究结果一致，但在间作模式中表现出呈正相关，蛋脂总量高的品种其可溶性糖和淀粉含量也高.蛋白质含量低、油分含量高的品种，鲜食时质地较为松软，蛋白质是主要的营养品质，脂肪经加工时发生一系列如美拉德反应（Maillard reaction）和脂质氧化作用等复杂的化学反应，产生具有一定挥发性和味觉特性的风味物质，增加其口感和食味品质［24］.游离氨基酸是水溶物质中的呈味物质，也是香味形成前体物质.有分析表明菜用大豆游离氨基酸的含量比粒用大豆高出1倍［25］.氨基酸根据其呈味特征可分为鲜味氨基酸（赖氨酸Lys、谷氨酸Glu、天冬氨酸Asp）、甜味氨基酸（甘氨酸Gly、丙氨酸Ala、丝氨酸Ser、苏氨酸Thr、脯氨酸Pro、组氨酸His）、苦味氨基酸（缬氨酸Val、亮氨酸Leu、异亮氨酸Ile、蛋氨酸Met、色氨酸Trp、精氨酸Arg）和芳香族氨基酸（苯丙氨酸Phe、酪氨酸Tyr、胱氨酸Cys）［26］.李秋英，等［27］对30份菜用大豆的研究发现，菜用大豆采收期籽粒中蛋白质含量平均达426 mg/g，籽粒中脂肪含量差异较大，平均含量为185.94 mg/g，变化范围为143.99～217 mg/g；可溶性糖平均含量为59.7 mg/g；菜用大

豆籽粒中游离氨基酸平均含量为15.1 mg/g，含量最高的品种可达19.5 mg/g，比含量最低的品种多出8.0 mg/g.徐兆生，等［9］对55份菜用大豆品质的测定结果表明，粗蛋白质的含量范围在35.25%～45.48%；淀粉含量的变化范围9.44%～17.28%.在本研究中，间作的3个菜用大豆品种除青酥5号、沈鲜6号的游离氨基酸含量外各营养品质指标均达到前人研究的平均水平；间作下，蛋白质含量显著增加，可溶性糖含量有所升高，但差异不显著，粗脂肪有所降低，差异也不显著；在间作中，浙鲜豆4号的甜味氨基酸、鲜味氨基酸、苦味氨基酸、总游离氨基酸含量和含水率最高，粗脂肪、可溶性糖、淀粉含量最低；青酥5号的蛋白质含量最低，其余指标处于中间水平；沈鲜6号的蛋白质、粗脂肪、可溶性糖、淀粉含量最高，各类氨基酸及含水率最低，可溶性糖、淀粉、游离氨基酸、蛋白质含量高于净作.所以，沈鲜6号在3个品种中表现出较优的营养品质，浙鲜豆4号次之，青酥5号较差.与外观品质相反.

表5 菜用大豆品质指标的相关性分析Table5 Correlationcoefficientsamongqualitytraitsofvegetablesoybean

在本研究中，种植模式和品种均是除对瘪荚数无影响外，对其余外观品质有显著影响，种植模式和品种的交互作用对一粒荚数、二粒荚率无影响.在营养品质方面，种植模式对苦味氨基酸、粗脂肪、淀粉含量无显著影响，对鲜味氨基酸、蛋白质、可溶性糖影响显著；品种对可溶性糖、淀粉含量无影响；两者交互作用对粗脂肪、可溶性糖、淀粉、含水率无影响；鲜食大豆淀粉含量较稳定，不受种植模式、品种及其交互作用的影响.在相关分析中，百荚鲜质量与粗脂肪、百粒鲜质量与含水率呈显著负相关，百荚粒质量和甜味氨基酸、游离氨基酸呈显著正相关.外观品质与营养、食味品质需进一步协调.

4 结论

与玉米间作种植的菜用大豆，其外观质量虽然有所降低，但除游离氨基酸外，蛋白质、粗脂肪、淀粉和可溶性糖能表现出较好的菜用大豆特性，品种本身也是差异的来源之一.因此，在进一步研究间作下菜用大豆品质形成机制的基础上，筛选适合间作的优质菜用大豆品种是发展该模式的关键.

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FANG Ping1，2，LIU Weiguo1，2*，LIU Xiaode3，LIU Ting1，2，CHI Xiaoyu1，XU Yan1，PANG Ting1，PENG Xiao1，2，CAI Ling1，2，YANG Wenyu1，2*
（1.Institute of Ecological Agriculture，Sichuan Agricultural University，Chengdu 611130，China；2.Key Laboratory of Crop Ecophysiology and Farming System in Southwest China of the Ministry of Agriculture，Chengdu 611130，China；3.Agricultural Service Center of Liuyin Town，Santai County，Mianyang 621100，Sichuan，China）

vegetable soybean；intercropping；quality

S 643.7

A

10.3785/j.issn.1008-9209.2016.02.031