桑枝屑还田对桑芽功能成分的影响

黄金枝 俞燕芳 王军文 杜贤明 邓真华

( 1.江西省蚕桑茶叶研究所 330202; 2.江西省经济作物研究所 330202; 3.江西省蚕桑工程技术研究中心 330202)

桑叶含有丰富的功能活性成分，是一种“药食两用”农产品[1]。桑芽，是桑枝尖头最嫩的几片桑叶。近年来，桑叶菜肴由于具有保健、清热解毒、降火的饮食内涵深受消费者的青睐，桑(芽)叶菜肴发展势头迅猛，尤其在南方地区，各种桑叶菜式不仅出现在酒店的特色菜单中，也走进了寻常百姓家[2～3]。

我国桑树资源丰富，桑枝作为桑树的主要副产物，约占桑树年产干物质的64%[4～6]。然而，在蚕桑生产过程中，桑枝的利用率不到3%[7]，大部分被丢弃在田间，极少部分用作燃料，研究开发利用不够，造成了极大的浪费，也加重环境污染[8]。近年来，随着科技进步，对蚕桑资源高效利用深入研究，桑枝的资源价值也引起关注。据资料显示，桑枝含有粗蛋白5.84%、纤维素51.48%、木质素18.1%、半纤维23.2%、灰分1.57%，具有较高的利用价值[9]。桑枝是我国目前最丰富的农业废弃物资源之一，然而目前关于桑枝肥料化利用提升桑芽功能成分含量的可行性研究鲜见报道。本试验从桑枝肥料化利用提升桑芽功能成分的角度出发，探究桑枝还田对桑芽功能成分的提升效应。

1 材料与方法

1.1 材料、仪器与主要试剂

材料：桑品种为丰田5号，树龄10年，栽植于江西省蚕桑茶叶研究所桑树示范基地；桑枝取自于江西省蚕桑茶叶研究所桑园。

仪器：切枝机BC1000E(天津威猛机械制造有限公司)；三相异步电动机Y225-4(周口豫川特种电机厂)；安捷伦1260Ⅱ高效液相色谱(美国安捷伦公司)；多功能酶标仪(赛默飞世尔科技有限公司)；HH恒温水浴锅(金坛市中大仪器厂) ；美国奥豪斯水分仪 (美国奥豪斯仪器有限公司) ；ST16R1 台式高速冷冻离心机( 北京联合科力科技有限公司) 。

主要试剂：没食子酸、芦丁、1-脱氧野尻霉素(DNJ)标准品、芴甲氧羰酰氯( FMOC-Cl) 购自上海阿拉丁生化科技有限公司；乙醇、葡萄糖、苯酚、浓硫酸、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、碳酸钠、福林酚、盐酸、甘氨酸、醋酸等为分析纯试剂，购自西陇化工股份有限公司；乙腈、甲醇、甲酸为色谱纯试剂，购自德国默克公司。

1.2 试验方法

1.2.1 还田方法

桑枝屑还田试验在江西省蚕桑茶叶研究所桑树示范基地完成。2020年7月中旬，挑选生长发育良好、整齐一致、树形基本相似的植株240株，分为4组，每组60株，设3个重复，每个重复20株，挂牌标记，并对其进行同一高度的修剪。新鲜桑枝利用粉碎性设备实施粉碎处理，将粉碎后的桑枝屑进行不同处理，比较还田效果。试验共设计4个处理，分别为：未覆盖桑枝屑未旋耕(CK1)；未覆盖桑枝屑旋耕(CK2)；将桑枝屑均匀覆盖桑园，厚度为5cm(M1)；将桑枝屑均匀覆盖在桑树下，厚度为5cm，再旋耕(M2)。

1.2.2 取样方法

还田处理0d、20d、40d、60d后，取不同还田方式处理后的丰田5号植株桑芽，每株随机选取3～5根枝条，采收全部芽头，将桑芽迅速带回实验室进行干燥处理，60℃ 烘干，粉碎，过 60 目筛，分装于不同的自封袋，并做好标记，待功能成分检测。

1.2.3 检测方法

总酚含量测定采用Folin-Ciocalteu比色法[10～12]；总黄酮含量测定采用亚硝酸钠-硝酸铝法[13]；总糖含量测定采用苯酚硫酸法[14]；DNJ含量测定采用芴甲氧羰酰氯(FMOC-Cl)柱前衍生液相色谱法[15]；酚类单体化合物的含量测定采用高效液相色谱-质谱(HPLC-MS)。

1.3 数据统计及分析

采用 Excel 2007 软件进行数据统计；采用 Origin8.0 软件作图；采用SPSS20.0 软件完成数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同还田方式对桑芽总酚含量的影响

在相同还田量处理情况下，不同还田方式对桑芽总酚含量的影响各不相同。从图1可以看出，四种处理方式下，桑芽总酚含量都呈先减少后增加的趋势。M1和M2处理60d后桑芽总酚显著高于CK1和CK2(p<0.05)，其中M1中总酚含量最高，为25.96mg/g，M2次之，为24.91mg/g，这说明桑枝屑还田对桑芽总酚的含量具有一定的影响，桑枝屑还田能够提高土壤肥效，促进桑芽中总酚的形成。已有许多研究表明，桑叶中总酚、总黄酮和 DNJ等含量与生长季节有关。本试验研究结果与俞燕芳等[1]一致，总酚含量7—9月先下降后上升。

2.2 不同还田方式对桑芽总黄酮含量的影响

在相同还田量处理情况下，不同还田方式对桑芽总黄酮含量的影响各不相同。从图2可以看出，四种处理方式下，桑芽总黄酮含量都呈先减少后增加的趋势，这可能与季节有关。M1和M2处理60d后桑芽总黄酮含量显著高于CK1和CK2(p<0.05)，其中M1总黄酮最高，为62.82mg/g，M2次之，为50.55mg/g，说明桑枝屑还田对桑芽总黄酮的含量具有一定的影响，能够促进总黄酮积累。

注：不同小写字母表示差异显著(p<0.05)

注：不同小写字母表示差异显著(p<0.05)

2.3 不同还田方式对桑芽多糖含量的影响

在相同还田量处理情况下，不同还田方式对桑芽多糖含量的影响各不相同。从图3可以看出，四种处理方式下，桑芽多糖含量都呈先增加后减少的趋势。M1处理60d后桑芽多糖含量显著高于其他几个处理(p<0.05)，为82.80mg/g，CK1次之，为77.74mg/g，说明桑枝屑还田对桑芽多糖含量具有一定的影响。

注：不同小写字母表示差异显著(p<0.05)

2.4 不同还田方式对桑芽DNJ含量的影响

在相同还田量处理情况下，不同还田方式对桑芽DNJ含量的影响各不相同。从图4可以看出，四种处理方式下，桑芽DNJ含量都呈先增加后减少的趋势。CK1处理60d后DNJ含量显著高于其他处理((p<0.05))，为4.06mg/g，M2次之，为3.69mg/g，这说明桑枝屑还田对桑芽DNJ的形成具有一定的作用。杨兵等[16]研究结果显示，桑叶中 DNJ 含量在 7—8 月最高。蒋微[17]测定了4个桑树品种在 4—10 月桑叶中生物碱的含量，结果表明， DNJ 含量在 4—5 月达到最高值，之后皆呈现波动下降趋势。这些研究结果与本文的结果是相符的，但与杨贵明等[18]的研究结果差异较大，这可能与试验的区域气候、土壤和栽培条件等不同有关。

2.5 不同还田方式对桑芽酚类组成及含量的影响

在相同还田量处理情况下，不同还田方式对桑芽酚类组成及含量的影响各不相同。从表1可以看出，四种处理方式下，桑芽中绿原酸、芦丁、槲皮素、槲皮素-3-O-丙二酰基-葡萄糖苷(QMG)、紫云英苷(AG)和山奈酚-3-O-丙二酰基-葡萄糖苷(KMG)含量各不相同。其中M1处理20d后绿原酸含量最高，为5.07 mg/g，CK2处理20d后绿原酸含量最低，为2.61mg/g；M1处理20d后芦丁含量最高，为1.31mg/g，CK2处理20d后芦丁含量最低，为0.51mg/g；M1处理60d后槲皮素的含量最高，为1.46mg/g，CK1处理20d后槲皮素的含量最低，为0.22mg/g；M1处理60d 后QMG含量最高，为3.3mg/g，M2处理20d后 QMG含量最低，为1.28mg/g；M1处理20d 后AG含量最高，为4.52mg/g，CK2处理20d 后AG含量最低，为2.43mg/g；M1处理60d后 KMG含量最高，为2.62mg/g，M2处理40d后 KMG含量最低，为1.15mg/g。

注：不同小写字母表示差异显著(p<0.05)

表1 不同还田方式对桑芽酚类组成及含量的影响 单位：mg/g

续表 单位：mg/g

3 小结

本试验对桑芽中的总酚、黄酮、多糖、DNJ及主要酚类物质进行检测分析，结果发现，桑枝屑不同还田方式对桑芽总酚、总黄酮、多糖、DNJ及主要酚类物质含量具有一定的影响。覆盖桑枝屑处理60d后总酚、总黄酮、多糖含量显著高于未覆盖桑枝屑未旋耕(p<0.05)，DNJ含量显著低于未覆盖桑枝屑未旋耕(p<0.05)。覆盖桑枝屑旋耕处理60d后桑芽总酚和总黄酮含量显著高于未覆盖桑枝屑旋耕(p<0.05)，多糖和DNJ含量与未覆盖桑枝屑旋耕相比差异不显著(p>0.05)。因此，生产上可以根据桑芽的食用性以及药用性，选择不同处理方式的桑芽为原料，使桑芽功能性成分的利用效果达到最佳。