施用硼肥对雪莲果产量与品质的影响

周梦春， 周昕燕， 谭 毛， 何燕子， 向茂英， 周华伦

(1.贵州师范学院 药用生物技术研究所， 贵州 贵阳550018； 2.乐山师范学院， 四川 乐山 614004； 3.贵州省毕节市金沙县石场苗族彝族乡人民政府， 贵州 金沙 551808)

雪莲果(Yacon)又称菊薯、亚贡、亚龙果等，为菊科向日葵属多年生草本植物，原产于秘鲁南部和玻利维亚西部的安第斯高原，是当地印第安人的一种传统食品，已有500余年的历史[1-5]。雪莲果的生育期弹性较大[6]，具有耐强光、喜中低温、忌水、怕旱等特性。特别适合生长于海拔1 000 m左右的砂质土壤[6-7]，喜光照，喜湿润土壤，在有云雾缭绕的地方对其生长储存营养最为有益。硼(B)是植物生长过程中不可缺少的微量元素之一,其对植物中光合作用、糖运输、花粉萌发、受精和结实等均有作用，有增强作物的抗旱、抗病能力和促进作物早熟的作用[8]。同时，硼肥能促进根系生长，对农作物增产显著[9]。

雪莲果在我国的种植区域较广阔，主要分布在陕西、新疆、四川、贵州、山东和云南等地，该作物具有极佳的保健与食疗作用，商品性强，耐储藏，种植技术易于掌握[10]。雪莲果的经济价值虽很大，但在15℃以下生长停滞，不耐寒，遇霜冻茎叶易枯死；且其总体单产、品质及外观普遍不够理想。其中，果品果皮开裂率达30%左右，严重影响雪莲果的生产经济效益。如何提高雪莲果的单产、品质和减少烂根及果皮开裂的产生，已成为目前急需解决的技术关键问题[3]。

我国有些产区常年多雨，在实际生产中田土水分含量不易控制，易引起雪莲果的烂根[11]。合理施加硼肥使雪莲果产量由低向高转变是一个值得关注的问题。目前，关于硼肥对雪莲果营养成分及品质影响的研究报道鲜见。鉴于此，采用施加硼元素研究硼肥对雪莲果产量与营养成分的影响，以期为雪莲果生产中硼肥的合理施用及提高雪莲果的品质提供参考依据。

1材料与方法

1.1试验地概况

试验于2018年在贵州省贵阳市贵州师范学院试验田进行，土壤为黄壤，地势平坦，灌溉便利，土壤肥力好且均匀，前茬空闲。

1.2试验材料

供试品种：雪莲果为生产上常规雪莲果品种。

供试肥料：速溶硼(Na2B8O13·4H2O,含量≥99%)，辽宁硼达科技有限公司。

1.3试验设计

根据速溶硼肥的性质及产品使用参考说明，以其参考剂量作为低剂量，再以低剂量3倍剂量作为高剂量。采用随机区组设计，共设3个处理：T1，Na2B8O13200 g/667m2(兑水10 L，下同)；T2，Na2B8O13600 g/667m2；CK，喷施等量清水。3次重复，小区面积30 m2。

1.4试验方法

雪莲果种植行距 130 cm，株距90 cm。常规施肥为氮磷钾复合肥50 kg/667m2，2/3作基肥施用，1/3作追肥施用。硼肥采用土壤喷施方式，在常规施肥的基础上分别在雪莲果生长初期、中期和后期喷施3次，每次等量施用。于雪莲果成熟期分区采集雪莲果块根，采收后，晾干，去除块茎表面泥土，真空袋封装后置于冰柜中-25℃条件下贮存待测。同时，采集对应生长区的土壤样品，以备检测土壤中的硼含量背景值。

1.4.1产量测定每个试验小区重复采样3次，每次采集3株雪莲果的全部块根，清理干净块茎表面的泥土，进行准确称重。

1.4.2雪莲果中硼含量测定雪莲果中硼元素含量的测定采用姜黄素光度法。

1) 标准溶液制备。硼标准贮备溶液：称取0.572 0 g经 40～50℃烘3 h的硼酸(H3BO3，光谱纯)溶于水中，温热溶解后，移入 1 000 mL石英容量瓶中，稀释至刻度，摇匀。此溶液 1 mL含 100 μg硼，即为100.0 μg/mL硼。

姜黄素-草酸溶液：分别称取 0.10 g姜黄素和 12.50 g草酸(优级纯)溶于 250 mL 95%乙醇中。贮于塑料瓶或石英容量瓶中，并用黑纸包裹塑料瓶或容量瓶。此溶液在使用前1 d配制并密闭存放在冰箱中，溶液可使用1周。

硼标准溶液：吸取10 mL硼标准储备液(100.0 μg/mL)定容至1 000.00 mL，配制成1 mL含 1.0 μg/mL硼标准溶液。再吸取 0 mL、0.20 mL、0.40 mL、0.60 mL、0.80 mL和1.00 mL硼标准溶液置于50 mL容量瓶中，以水稀释定容。

分别移取1.00 mL上述系列硼标准溶液于50 mL蒸发皿中，各加入1 mL蒸馏水、4mL姜黄素-草酸溶液，混匀，放入55℃水浴锅上蒸干至有褐色结晶产生时，再继续蒸20 min并冷却至室温后，用95%乙醇将其溶解转移至10 mL的比色管中，混匀放置10 min，以试剂空白为原参比液，在540 nm波长下依次测量吸光度。得回归方程：

Y=0.440 1X+0.139 4 (R2=0.994 2)

2) 试样的制备与测定。称取5.00 g雪莲果样品，加1% Na2CO3溶液5.00 mL，检查pH，若试样为酸性，继续加1% Na2CO3溶液至碱性。置水浴锅上蒸干，然后将其炭化至无烟，再置于马弗炉中升温至 550℃灰化8 h，直至灰化完全。加10%盐酸5 mL溶解瓷坩埚中的试样，用蒸馏水定容至25 mL。然后移取1.00 mL滤液于50 mL蒸发皿中，余下同标准溶液的条件步骤显色进行吸光度检测。

1.4.3雪莲果各营养成分的测定

1) 水分。水分含量采用真空减压干燥法测定。从每个组中分别称取10 g雪莲果试样于恒重的称量瓶中，后放入70℃真空减压干燥箱中，将箱内气压降至3 kPa并通入干燥空气，使箱内保持一定的温度和压力，干燥4 h后取出在干燥器中放置0.5 h，称重，再放回真空减压干燥箱中烘1 h，同样冷却干燥0.5 h，称重，反复烘干称量至前后2次质量差不超过0.001 g即为恒重。

X=[(m1-m2)/(m1-m3)]×100%

式中：X为样品中水分的含量(%)，m1为称量瓶和样品的质量(g)，m2为称量瓶和样品干燥后的质量(g)，m3为称量瓶的质量(g)。

2) 灰分。将干燥过的试样置于坩埚中碳化至无烟后转入马弗炉中，在525℃下灰化4 h，冷却称重，直至前后2次质量差小于0.5 mg即为恒重。

Y=[(a1-a2)/(a3-a2)]×100%

式中：Y为样品中灰分含量(g/100g)，a1为坩埚和灰分的质量(g)，a2为坩埚的质量(g)，a3为坩埚和样品的质量(g)。

3) 钙铁锌。钙含量的测定参考《GB 5009.92-2016食品国家安全标准食品中钙的测定》，铁含量的测定参考《GB 5009.14-2017食品国家安全标准食品中铁的测定》，锌含量的测定参考《GB 5009.90-2016食品国家安全标准食品中锌的测定》。利用火焰原子吸收光谱法测定钙、铁、锌的吸光度值。以钙、铁、锌标准系列溶液中的质量剂量为横坐标，以相应的吸光度为纵坐标，制作标准曲线。各元素的回归方程分别为Y铁=0.069 3X-0.006 2(R2=0.998 1)，Y钙=0.056 2X+0.044 6(R2=0.999 7)，Y锌=0.340 6X-0.002 6(R2=0.999 4)。

4) 总糖。总糖含量的测定参照《食品分析与检验技术》[12]。

W=[(F×V1)/(m×V2×500)]×100%

式中：W为总糖含量，F为10 mL碱性酒石酸铜溶液相当于葡萄糖的量(mg)，V1为总糖样品溶液的总体积(mL)，m为样品重量(g)，V2为标定时平均消耗总糖样品溶液的总体积(mL)。

5) 维生素C。维生素C含量的测定参考《GB 5009.86-2016食品国家安全标准食品中抗坏血酸的测定》，用2,4-二硝基苯肼比色法测定。以抗坏血酸剂量(μg/mL)为横坐标，以吸光度值(A)为纵坐标绘制标准曲线，得回归方程：Y=0.048X-0.000 5(R2=0.999 8)。

1.4.4土壤中硼含量土壤中硼含量的测定参考《GB 7877-87森林土壤有效硼的测定》，采用沸水浸提-甲亚胺比色法进行测定。在施肥前后分别从不同剂量植株根部区域采集表层下面土壤风干过筛后测硼元素含量作为基底，重复3次，用于比较施硼肥前后土壤中硼元素含量的变化，以测定土壤中原有硼元素对雪莲果产生的影响。

2结果与分析

2.1硼肥对雪莲果及其土壤中硼含量的影响

2.1.1土壤由表1看出，CK、T1和T2的土壤硼元素含量平均分别为0.032 mg/kg、0.085 mg/kg和0.189 mg/kg；较对照，低剂量处理(T1)土壤硼含量增加165.6%，高剂量处理(T2)土壤硼含量增加490.6%。土壤中硼元素含量随硼肥剂量的升高而明显增大，施加硼肥的土壤硼元素含量变化显著大于未施加处理，高剂量处理显著高于低剂量处理。说明，施加的硼肥对土壤中硼含量背景值的提高能产生积极的影响，可持续为雪莲果的生长提供硼元素营养。

2.1.2雪莲果试验田土壤中硼含量有一定背景值，从表1可知，CK、T1和T2的雪莲果中硼元素含量平均分别为0.49 mg/kg、0.66 mg/kg和2.67 mg/kg；较对照，低剂量处理(T1)雪莲果中硼含量增加34.7%，高剂量处理(T2)雪莲果中硼含量增加444.9%。雪莲果中硼元素含量随硼肥剂量的升高而明显增大，各处理间差异显著。说明，增施硼肥对雪莲果中硼含量的积累能产生一定影响。

表1不同处理土壤和雪莲果中硼的含量

Table 1 Boron content inS.involucratetuber and oil of different treatments

处理Treatment土壤Soil含量/(mg/kg)较CK±/%雪莲果S.involucrate含量/(mg/kg)较CK±/%CK0.032 c-0.49 bc-T10.085 b165.60.66 b34.7T20.189 a490.62.67 a444.9

注：同列不同字母表示差异达显著水平(P<0.05).

Note: Different lowercase letters in the same column indicate significance of difference atP<0.05 level.

2.2硼肥对雪莲果产量的影响

雪莲果产量随硼肥施加剂量的增加而增高，高剂量处理 (T2)的产量最高，平均为996.31 g/株，较CK(320.17 g/株)增产211.2%；低剂量 (T1)的产量次之，为567.48 g/株，较CK增产77.2%；T2较T1增产75.6%。因考虑到食品中硼对生物的影响，对于雪莲果的产量而言，以中低剂量喷施硼肥较理想，因此，雪莲果硼肥施用量可控制在200～600 g/667m2。

2.3硼肥对雪莲果各成分的影响

从表2可知，增施硼肥对雪莲果水分、灰分、总糖、维生素C及钙铁锌微量元素等各成分含量增加均有促进作用。

2.3.1水分各处理雪莲果的水分含量都很充足，雪莲果块茎中水分随施硼量的增加而增大，但水分含量增长不明显。高剂量处理(T2)雪莲果块茎水分的含量最高，为886.01 g/kg，较CK增长8.0%；低剂量处理(T2)雪莲果块茎的水分含量为834.50 g/kg，较CK仅增长1.7%。雪莲果水分含量随硼肥剂量的增高呈递增趋势。说明，增施硼肥有利于增加雪莲果块根的水分含量。

表2不同硼肥处理组中雪莲果各成分的含量

2.3.2灰分雪莲果灰分含量施加硼肥处理均高于未施加的，说明硼元素有利于雪莲果中无机物的形成；雪莲果灰分含量随硼肥剂量的增高呈递增趋势，但整体相差不大。高剂量处理效果最佳，灰分含量为49.58 g/kg，较CK增加33.2%；低硼肥剂量处理的灰分含量较CK增加16.6%；较CK增加率高硼肥剂量较低剂量提高近1倍。说明，适当施加硼肥对雪莲果的灰分含量有积极影响。

2.3.3总糖总糖含量随硼肥剂量的增高呈递增趋势；雪莲果中含丰富的糖分，总体看施加硼肥的雪莲果总糖含量均高于未施加的，高剂量处理效果最佳，糖分含量为162.15 g/kg，较CK增加28.4%，雪莲果块根的口感及风味也更佳；硼肥高剂量处理的总糖较CK增加量比低剂量处理的增加量提高1倍多。说明，适当施加硼肥对雪莲果的总糖含量有积极影响。

2.3.4维生素C雪莲果的维生素C含量较低，CK的含量为12.07 mg/kg，施加硼肥的维生素C含量均大于未施加的；高剂量处理效果最佳，维生素C含量为31.82 mg/kg，较CK增加163.6%；低剂量处理较CK增加137.2%。说明，施加硼肥有利于促进雪莲果中维生素C含量的增加。

2.3.5钙铁锌微量元素高剂量处理雪莲果微量元素中钙、铁、锌含量均最高，分别为1 623.94 mg/kg、3.53 mg/kg和2.89 mg/kg，较CK分别增加73.3%、41.2%和56.2%；低剂量处理雪莲果微量元素中钙、铁、锌含量分别为1 073.49 mg/kg、3.22 mg/kg和2.17 mg/kg，较CK分别增加14.6%、28.8%和17.3%；各处理雪莲果微量元素含量均呈钙>铁>锌。施硼肥处理均高于未施加处理，高剂量处理大于低剂量处理；施加硼肥对雪莲果中的钙含量影响程度大于锌含量，对铁含量的影响略偏弱。表明，施加硼肥均有利于提高雪莲果微量元素的含量，且以高硼肥剂量对微量元素含量的影响最明显。

3结论与讨论

总糖是雪莲果的主要成分之一，具有较强的保健作用，其多糖成分主要是菊糖和低聚果糖，是一种优良的膳食纤维，具有特殊的生物活性和化学结构，常被研究用作临床应用及食品添加剂，其有助于润肠通便、防止便秘、促进肠道蠕动，能降低体内镉、铅等重金属致癌物含量；还可作为人体内益生菌(主要是双歧杆菌)的增殖因子，抑制有害微生物的生长，增加益生菌的数量，维持肠道微生态平衡[13-16]。维生素 C化学名称为抗坏血酸，是人体必需的营养物之一，但人体不能自身合成，只能从食物中摄取[17]。雪莲果含有大量水溶性植物纤维、丰富的果寡糖及多种人体必需的钙、铁、锌等矿质微量元素和氨基酸[18]。但土壤中微量元素往往供给不足，导致雪莲果中钙、铁和锌等微量元素的含量较低。

试验结果显示，对照土壤中硼的背景值为0.032 mg/kg，高、低剂量处理后雪莲果的硼含量较CK分别增加444.9%和34.7%；较CK分别增加490.6%和165.6%。说明，施加的硼肥对土壤中硼含量背景值的提高能产生积极影响，可持续为雪莲果的生长提供硼元素营养，并进一步深入影响植株的抗病抗旱能力及雪莲果的产量与品质及其他成分的含量。与CK及低剂量相比，高剂量(600 g/667m2)处理的产量最高，能显著增加雪莲果块根的水分、灰分、总糖、维生素C及钙、铁、锌等成分的含量，较CK分别增加8.0%、33.2%、28.4%、163.6%、73.3%、41.2%和56.2%。雪莲果的产量直接影响农户的经济收益，适当加施硼肥能使雪莲果植株产生一定生理效应，促进植株根系的增长，并最终促进雪莲果块根产量的显著增长，且块根的品质也能得到一定程度的改善与提高。

在雪莲果种植过程中易发生硼等微量元素摄入不足的现象，从而影响雪莲果的产量与品质，但加施适当剂量的硼肥可控制雪莲果的生长趋势，并增强雪莲果的抗旱、抗病能力，对其块根产量和品质的影响有一定提高作用。在雪莲果生产中，可将速溶硼肥进行大面积试验，为后续硼肥在雪莲果栽培中的大面积推广应用提供理论依据。另外，雪莲果中增加的硼含量对人体及动物有何生理影响，还有待进一步研究证明。