不同栽培条件对水芹菜营养成分含量的影响

郭守鹏， 李佳嫘， 徐晓琳， 袁园园， 门洪文， 徐延熙*

(1. 济南市农业科学研究院，山东济南 250011; 2.山东中医药大学附属医院，山东济南 250316;3.济南市土壤肥料站，山东济南 250002)



不同栽培条件对水芹菜营养成分含量的影响

郭守鹏1， 李佳嫘2， 徐晓琳3， 袁园园1， 门洪文1， 徐延熙3*

(1. 济南市农业科学研究院，山东济南 250011; 2.山东中医药大学附属医院，山东济南 250316;3.济南市土壤肥料站，山东济南 250002)

摘要[目的]研究不同栽培条件对水芹菜营养成分含量的影响，为水芹菜栽培技术的改进与优化提供依据。[方法]对比了不同栽培条件以及施肥条件下水芹菜可食用部位类胡萝卜素、膳食纤维、总糖、总黄酮、维生素C等营养元素的含量差异。[结果]栽培条件的不同对水芹菜营养元素含量有明显的影响，基质无土栽培优于土培与水培，尿素(60 kg/hm2)+硫酸钾(45 kg/hm2)与尿素(75 kg/hm2)+硫酸钾(60 kg/hm2)的追肥方案具有更好的效果，菌肥短期效果不佳。[结论]该研究初步找到了一种水芹菜优质高产栽培方法。

关键词水芹菜；类胡萝卜素；膳食纤维；总糖；总黄酮；维生素C

水芹菜[Oenanthejavanica(Bl.) DC.]为伞形科水芹菜属多年水生宿根草本植物，其味辛、微甘、性凉，具有防癌降压、退热解毒、宣肺利湿、清热利尿的功效，可治疗痄腮和便血等症，对泌尿系统感染亦有很好的辅助治疗作用，是一种优良的食疗保健蔬菜，还具有很强的污水净化作用[1]。水芹菜在我国南方各省广泛分布并多有栽培，但是在北方鲜有栽培。有作为特色野菜引进栽培的，但由于气候条件和栽培技术的原因，均没有大规模推广。类胡萝卜素、膳食纤维、总糖、总黄酮、维生素C等营养物质普遍存在于高等植物中，具有很高的营养保健价值。韩雅珊等[2]发现，类胡萝卜素被人体摄入后，可以被肠壁直接吸收，或者转化成维生素A，具有防癌、防夜盲症的作用[3]。王岸娜[4-6]等研究发现，膳食纤维具有持水性、阳离子结合和交换能力、有机物吸附螯合作用、填充剂容积作用；可被厌氧菌与酵母分解，为其细胞生长与功能实现提供能量；具有较好的降血糖效果。朱英环[7]等研究发现，余甘子总酚酸和总黄酮配伍有抑瘤、增强机体免疫力的作用；曾满红[8]等研究发现，总黄酮可明显提升自然衰老大鼠的高血清SOD、GSH-Px和IL-2水平，降低血清MDA、IL-6含量，提高其脾、胸腺指数及T、B淋巴细胞增殖能力，发挥延缓衰老的功效。丁焱[9-10]等研究发现，维生素C参与造血、胶原蛋白合成、体内儿茶酚胺生成、胆固醇转化为皮质激素等，具有增强人体免疫功能、预防和治疗缺铁性贫血、预防和治疗恶性贫血、预防和治疗坏血病、促进胶原的形成和类固醇的代谢、解毒、抗衰老和防癌抗癌作用。目前，在水芹菜营养与保健价值及其机理方面的研究较多，但在高效栽培模式和栽培方式对水芹菜营养价值影响方面的研究鲜见报道。鉴于此，笔者通过对水芹菜在土培、水培、盆栽3种栽培条件以及在盆栽中不同施肥条件下类胡萝卜素、膳食纤维、总糖、总黄酮、维生素C含量的测定和对比，找出栽培方式、施肥量以及施肥种类与水芹菜生长发育之间的相关性，以期为水芹菜栽培技术的改进与优化提供理论支持。

1材料与方法

1.1试验材料供试材料为水芹菜幼嫩茎叶，种植于济南市现代都市农业精品园，采用不同栽培方式，当水芹菜生长到20 cm高时，进行采样。

1.2试剂与仪器

1.2.1试剂。无水乙醇、氢氧化钠、丙酮、亚硝酸钠、抗坏血酸、芦丁、正辛醇、碘、碘化钾、淀粉、蒽酮、葡萄糖、氢氧化钾、浓硫酸，以上药品皆为分析纯。

1.2.2仪器。Lambda25分光光度仪、Titrette10 mL滴定仪、DZTW调温电热套、BSA822电子天平、HWS-24电热恒温水浴锅、VELP粗纤维测定仪、DGG-9076A电热恒温鼓风干燥箱、KQ-700V超声波清洗器、UPD-Ⅰ-30T超纯水器、SX-4-10马弗炉。

1.3试验方法

1.3.1不同栽培条件的设置。主要设置了水培、土培和基质培3种不同栽培方式，采用基质培进行不同肥料施用量和不同肥料肥效试验，分别在2015年2月26日、3月12日、3月27日3次追肥，于4月12日开始进行营养测定试验。不同处理具体设置如下：A水培I；B土培I；C基质栽培(包括I1、I2、I3、I4、I5保利丰1号、保利丰2号、速必丰、力威宝菌肥、菌肥+I3)。I为尿素+硫酸钾。配方商品肥施用量均按照含氮量等于75 kg/hm2尿素含量计算所得。不同处理的施用量分别为：水培I(尿素75 kg/hm2+硫酸钾60 kg/hm2)、土培I(尿素75 kg/hm2+硫酸钾60 kg/hm2)、I1(尿素45 kg/hm2+硫酸钾30 kg/hm2)、I2(尿素60 kg/hm2+硫酸钾45 kg/hm2)、I3(尿素75 kg/hm2+硫酸钾60 kg/hm2)、I4(尿素90 kg/hm2+硫酸钾75 kg/hm2)、I5(尿素105 kg/hm2+硫酸钾90 kg/hm2)、保利丰1号184.5 kg/hm2、保利丰2号199.5 kg/hm2、速必丰214.5 kg/hm2、力威宝229.5 kg/hm2、菌肥30 kg/hm2、菌肥+I3 (菌肥30 kg/hm2+尿素75 kg/hm2+硫酸钾60 kg/hm2)。每个处理做3次重复。

1.3.2营养成分测定方法。类胡萝卜素测定采用分光光度法[11]，膳食纤维测定采用酸碱消煮法[12]，总糖测定采用蒽酮法[13]，总黄酮测定采用芦丁对照法[14]，维生素C测定采用直接碘量法[15]。

2结果与分析

2.1不同栽培条件对类胡萝卜素含量的影响如图1所示，在尿素+硫酸钾的处理中，Ⅰ2类胡萝卜素含量最高。商品配方肥中，施用速必丰的水芹菜中类胡萝卜素含量最高。在所有处理中，单独施用菌肥的水芹菜中类胡萝卜素含量最高，为24.72 mg/kg；水培处理含量最低，仅为5.98 mg/kg；土培处理水芹菜中未检出类胡萝卜素；不同处理的水芹菜中类胡萝卜素含量差异达到了极显著水平。

图1　不同栽培条件下水芹菜类胡萝卜素含量Fig.1　The carotenoid content of celery under different cultivation conditions

2.2不同栽培条件对膳食纤维含量的影响如图2所示，在尿素+硫酸钾的处理中，Ⅰ1膳食纤维含量最高。商品配方肥中，施用速必丰的水芹菜中膳食纤维含量最高，也是所有处理中含量最高的，为6.68%。所有处理中，菌肥处理水芹菜中膳食纤维含量偏低，土培最低，仅为2.59%；不同处理间总体差异达到极显著水平，而不同尿素+硫酸钾处理之间差异不显著，不同商品配方肥之间差异亦不显著。

图2　不同栽培条件对膳食纤维含量的影响Fig.2　The effect of different cultivation conditions ondietary fiber content

2.3不同栽培条件对总糖含量的影响如图3所示，在尿素+硫酸钾的处理中，Ⅰ3处理水芹菜中总糖含量最高。商品配方肥中，施用保利丰2号的水芹菜中总糖含量最高，也是所有处理中含量最高的，为3.87%。在所有处理中，单独施用菌肥水芹菜中总糖含量仅次于保利丰2号(为3.67%)；土培处理水芹菜中总糖含量较低，为2.53%，仅高于Ⅰ5处理；不同处理间总体差异达到极显著水平。

图3　不同栽培条件对总糖含量的影响Fig.3　The effect of different cultivation conditions on total sugar content

2.4不同栽培条件对总黄酮含量的影响图4表明，在尿素+硫酸钾处理中，Ⅰ2处理水芹菜中总黄酮含量最高。商品配方肥中，施用力威宝的水芹菜中总黄酮含量最高。在所有处理中，施用菌肥的水芹菜中总黄酮含量稍低；水培处理水芹菜中总黄酮含量最高，为29.49 g/kg；Ⅰ5处理水芹菜中总黄酮含量最低，为24.16 g/kg；不同处理间总体差异不显著。

图4　不同栽培条件对总黄酮含量的影响Fig.4　The effect of different cultivation conditions on total flavonoids

2.5不同栽培条件对维生素C含量的影响由图5可见，在尿素+硫酸钾的处理中，Ⅰ3处理水芹菜中维生素C含量最高，也是所有处理中含量最高的，为426.3 mg/kg。商品配方肥中，施用力威宝的水芹菜中维生素C含量最高。在所有处理中，施用菌肥的水芹菜中维生素C含量偏低，菌肥+Ⅰ3处理水芹菜中维生素C含量最低，为217.0 mg/kg；水培和土培处理水芹菜中维生素C含量也较低；不同处理间总体差异达到极显著水平。

图5　不同栽培条件对维生素C含量的影响Fig.5　The effect of different cultivation conditions on Vc content

3讨论与结论

3.1基质无土栽培优于水培和土培对比Ⅰ3、水培和土培3个处理可以发现，5种营养成分中除总黄酮外，其余4种Ⅰ3处理均高于水培和土培处理，其中，类胡萝卜素、总糖和维生素C含量都达到显著水平，而总黄酮含量虽然水培条件下最多，但与Ⅰ3处理相比差异不显著。因此，在基质无土栽陪、水培、土培3种不同栽培方式中，基质无土栽培能获得更多的营养物质，效果最好。

3.2不同氮肥与钾肥施用量对水芹生长发育有影响比较不同氮肥与钾肥施用量下水芹菜中类胡萝卜素、膳食纤维、总糖、总黄酮、维生素C 5种营养成分的含量差异发现，尿素

+硫酸钾3处理水芹菜中总糖和维生素C含量最高，说明水芹菜正处于旺盛生长阶段，可以获得最大产出量；尿素+硫酸钾2处理的水芹菜中类胡萝卜素、总黄酮和膳食纤维含量较多，说明其生长势强；其他3个处理总体表现较差。5个不同处理在对5种营养成分积累的影响上，大体趋势表现为Ⅰ3=Ⅰ4>Ⅰ1>Ⅰ2>Ⅰ5。因此，在基质无土栽培中追肥量以尿素60～75 kg/hm2和硫酸钾45～60 kg/hm2为宜。

3.3商品配方肥稍优于自配肥在商品配方肥中，速必丰处理的水芹菜中类胡萝卜素、膳食纤维含量最高，总黄酮和总糖含量较高，综合对比效果最好；力威宝处理水芹菜中维生素C、总黄酮含量最高，效果次之；其他几种肥料总体效果欠佳。与自配肥相比，商品配方肥表现出一定优势，但是优势不明显，水芹菜中类胡萝卜素和膳食纤维的平均含量明显高于自配肥，而总黄酮和维生素C的平均含量略低于自配肥，总糖含量相当。因此，在水芹菜基质栽培时，可以选用商品配方肥，品牌选择上可以优先考虑“速必丰”和“力威宝”。3.4菌肥没有表现出优势相对于Ⅰ3处理，菌肥+Ⅰ3处理即在尿素+硫酸钾处理的基础上加入微生物制剂效果不理想。菌肥+Ⅰ3和菌肥处理的水芹菜中类胡萝卜素含量最高，但其余4种营养元素的含量却很低，可能的原因是：①微生物制剂发挥效应需要一段反应时间，而该试验从第一次施肥到收割的时间太短，微生物没有开始发挥作用；②微生物在发挥作用时需要分解一些有机物，需从土壤和肥料中获得，从而导致短时间内水芹菜生长状况弱于相同情况下的其他同种水芹菜。

参考文献

[1] 杨文斌,王国祥,刘玉，等.水芹菜不同栽培方式净化水体效果比较[J].人民黄河,2007,29(11):64-65.

[2] 李福枝, 刘飞, 曾晓希, 等.天然类胡萝卜素的研究进展[J].食品工业科技,2007,28(9):227-232.

[3] 韩雅珊.类胡萝卜素的功能研究进展(综述)[J].中国农业大学学报,1999,4(1):5-9.

[4] 王岸娜, 朱海兰,吴立根, 等.膳食纤维的功能、改性及应用[J].河南工业大学学报(自然科学版),2009,30(2):89-94.

[5] 赵贵兴, 陈霞,赵春杰.膳食纤维的功能及其在食品中的应用[J].农产品加工·学刊,2008(7):29-33.

[6] 李建民,侯玉泽.膳食纤维的功能与应用进展[J].河南科技大学学报(农学版),2003,23(2):75-78.

[7] 朱英环,孟宪生,包永睿, 等.余甘子总酚酸和总黄酮配伍抑制肝癌细胞增殖及对免疫功能的调节作用[J].中国实验方剂学杂志, 2012,18(3):132-135.

[8] 曾满红,黄清松,张德兴.红景天总黄酮对自然衰老大鼠抗氧化和免疫功能的影响[J].解剖学研究,2012,34(2):135-137.

[9] 丁焱.维生素C的功能和应用[J].宿州师专学报,2002,17(3):61-62.

[10] 曾翔云.维生素C 的生理功能与膳食保障[J].中国食物与营养,2005(4):52-54.

[11] 莫玉楠,张鲁刚,王国芳.橙色大白菜类胡萝卜素提取与测定方法研究[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2014,42(3):206-214.

[12] 程颖颖,赵晋铭,盖钧镒，等.大豆秸秆粗纤维含量的测定及摘荚对其饲用品质的影响[J].大豆科学,2008,27(5):773-776.

[13] 董爱文,陈阳波,向中，等.蒽酮法测定爬山虎果中糖类的含量[J].中国野生植物资源,2003,22(1):47-48.

[14] 邓斌,蒋刚彪,黄红英，等.分光光度法测定夏枯草中总黄酮的含量[J].时珍国医国药,2008,19(7):1608-1609.

[15] 王美荣.直接碘量法定量测定维生素C[J].阴山学刊,2006,20(3):39-40.

基金项目济南市农业科技创新计划项目(201315)；山东省现代农业产业技术体系蔬菜创新团队建设项目。

作者简介郭守鹏(1983- )，男，山东平阴人，农艺师，从事茄子育种和稀特蔬菜栽培。*通讯作者，高级农艺师，硕士，从事农村能源与生态农业方面研究。

收稿日期2016-04-20

中图分类号S 63

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)15-271-03

Effects of Different Cultivation Conditions on Nutrient Content of Water Celery

GUO Shou-peng1, LI Jia-lei2, XU Xiao-lin3, XU Yan-xi3*et al

(1. Jinan Academy of Agricultural Sciences, Jinan, Shandong 250011; 2. Affiliated Hospital of Shandong University of Traditional Chinese Medicine, Jinan, Shandong 250316; 3. Jinan Soil and Fertilizer Station, Jinan, Shandong 250002)

Abstract[Objective] The aim was to study effects of different cultivation conditions on the nutrient content of water celery, to provide reference for improvement and optimization of water celery cultivation technique. [Method] The nutrient content such as carotenoids, dietary fiber, total sugar, flavonoids, vitamin C in edible parts of water celery under different cultivation conditions and fertilization was compared. [Result] Different cultivation conditions had significant effects on the nutrient contents of water celery. Soilless culture was better than soil and hydroponic cultures, the fertilization scheme of urea(60 kg/hm2)+potassium sulfate(45 kg/hm2) and urea(75 kg/hm2)+potassium sulfate(60 kg/hm2) had better effect, the advantage of bacterial manure was not obvious in the short term. [Conclusion] The study finds a kind of high quality and high yield cultivation method for water celery.

Key wordsWater celery;Carotenoids; Dietary fiber; Total sugar; Total flavonoids; Vitamin C