覆膜与施肥对紫薯块根花青素含量的影响

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山西农业科学2021袁49渊4冤院455-460doi:10.3969/j.issn.1002-2481.2021.04.12

JournalofShanxiAgriculturalSciences

覆膜与施肥对紫薯块根花青素含量的影响

吴红红袁黄文芳袁史敏莉袁何东强袁贺立恒

渊山西农业大学农学院袁山西太谷030801冤

摘要院为了解紫薯块根花青素含量积累与栽培因子的相互影响袁以秦紫2号和紫罗兰块根为试验材料袁设置不

同覆膜方式尧不同施肥方式与肥料梯度袁对各处理下紫薯块根花青素含量进行测定遥结果表明袁与对照相比袁不同施肥方式下紫薯块根花青素含量均有提高袁具体表现为配施磷钾肥跃单施磷肥跃单施钾肥跃对照曰单施80kg/hm2磷肥处理的紫薯块根花青素含量最高袁单施15kg/hm2钾肥处理的紫薯块根花青素含量最高袁磷钾肥配比为7颐1处理紫薯块根花青素含量最高遥不同覆膜条件下袁与对照相比袁紫薯块根花青素含量具体表现为覆黑膜跃覆白膜跃对照遥

关键词院紫薯块根曰花青素含量曰施肥种类曰施肥水平曰覆膜方式中图分类号院S531

文献标识码院A

文章编号院1002-2481渊2021冤04-0455-06

EffectofPlasticMulchingandFertilizationonAnthocyaninContentof

PurpleSweetPotatoRootTuber

WUHonghong袁HUANGWenfang袁SHIMinli袁HEDongqiang袁HELiheng

渊CollegeofAgronomy袁ShanxiAgriculturalUniversity袁Taigu030801袁China冤

Abstract院Tounderstandtheinteractionbetweentheaccumulationofanthocyanincontentinpurplesweetpotatoroottubersandcultivationfactors,Qinzi2andVioletrootstuberwereusedasexperimentalmaterials,anddifferentmulchingmethods,differentfertilizationmethodsandfertilizergradientswereset.Theanthocyanincontentofpurplesweetpotatoroottuberswasdetermined.Theresultsshowedthatcomparedwiththecontrol,theanthocyanincontentofthepurplesweetpotatoroottuberincreasedunderdifferentfertilizationmethods,andthespecificperformancewascombinedapplicationofphosphateandpotassiumfertilizers跃singleapplicationofphosphatefertilizers跃singleapplicationofpotassiumfertilizers跃control.Forallfertilizationgradientsofsingleapplicationofphosphatefertilizer,80kg/hm2hadthehighestanthocyanincontent.Forallfertilizationgradientsofsingleapplicationofpotassiumfertilizer,15kg/hm2hadthehighestanthocyanincontent.Allfertilizationratiosofcombinedapplicationofphosphorusandpotassiumfertilizer,7颐1hadthehighestanthocyanincontent.Comparedwiththecontrol,theanthocyanincontentofpurplesweetpotatoroottubersunderdifferentmulchingconditionswasblackfilmcoating跃whitefilmcoating跃control.

Keywords院purplesweetpotatoroottuber;anthocyanimcontent;fertilizationtype;fertilizationlevel;mulchingmethod

甘薯渊Ipomoeabatatas渊L.冤Lam.冤是重要的粮食尧饲料作物袁也是重要的工业原料和新型生物能源作物[1-4]遥随着人们生活水平的提高袁特种甘薯如高糖型尧药用型尧水果型和高花青素型等[5]袁因其具备特殊价值受到人们的重视遥作为特种甘薯的一种袁紫色甘薯渊1pomoeabatatas.冤的薯肉呈紫色袁国内也淀粉尧蛋白质尧脂肪尧多种维生素尧氨基酸及钙尧磷尧称为紫心甘薯尧紫肉甘薯[6]袁除含有普通甘薯所含的

花青素具有较高的经济价值尧营养价值袁现已成为上组织[13-16]袁而关于提高块根花青素含量的报道较少遥因此袁本试验通过不同的外在因子处理对紫薯块根花青素含量的影响进行探索袁具有重要意义遥

紫色甘薯花青素是从紫薯块根中提取的一种天然色素[12袁17]袁与其他天然色素相比袁其不仅无色无前人研究表明袁花青素还可以修复肝损伤尧抗癌尧降味袁还具有较强的稳定性尧抗突变性尧抗氧化能力[18-19]遥研究热点[12]遥目前袁对紫薯花青素的研究多集中在地

铁等营养成分外袁它的花青素含量尤为突出[7-11]遥因

收稿日期院2020-12-07

基金项目院国家自然科学基金项目渊31571611冤曰山西省重点研发计划项目渊201803D221008-6冤曰山西省农谷建设科研专项项目

渊SXNGJSKYZX201703冤曰现代农业产业技术体系建设专项经费渊CARS-03-01-24冤曰山西省科技创新团队项目渊201605D131041冤曰山西省野1331工程冶

作者简介院吴红红渊1992-冤袁女袁山西平鲁人袁在读硕士袁研究方向院现代育种与种子工程遥贺立恒为通信作者遥

窑455窑

低血压[19-23]遥由于紫色甘薯花青素具有特殊的生理功能袁研究其合成与积累具有重要意义[24]遥花青素的子共同完成[25-26]遥内在因子包括紫色甘薯合成与积累与植物发育过程密切相关袁它由内外因花青素的合成和积累相关酶基因和转录因子的表

钾配施3种遥以不施任何肥料为对照渊CK冤袁单施磷

2肥用量分别为60渊P1冤尧80渊P2冤尧100kg/hm渊P3冤曰单

施钾肥用量分别为10渊K1冤尧15渊K2冤尧20kg/hm2渊K3冤曰磷钾肥配施分别为7颐1渊PK1袁磷钾肥分别为008mm白膜渊W冤尧16.67kg/hm2冤遥覆膜方式为覆0.区面积为6m2袁施肥区宽2m袁行距1m袁株距20cm袁83.34尧16.67kg/hm2冤尧3颐1渊PK3袁磷钾肥分别为50尧

达袁外在因子有环境因子和外源物质[27]袁即物外源激素尧矿物质元素冤等遥研究发现袁光照是影响花色苷生物合成重要的外在环境因子[28]遥DONG[29]在

116.67尧16.67kg/hm2冤尧5颐1渊PK2袁磷钾肥分别为

理因素渊光质尧光强尧温度冤和化学因素渊糖类物质尧

0.01mm黑膜渊B冤袁以不覆膜渊N冤为对照遥每处理小

研究光对苹果花着色的影响中发现袁阻断光照后袁苹果花不能正常着色遥光在果皮花色素苷形成中具有重要作用袁完全不照光的苹果果实能够正常成熟袁却无花青素合成[28袁32]遥光通过光合作用为花青素的合成提供物质基础袁也可以调节花青素苷生物合成途径中关键酶的活性[30]遥同时袁花青素的合成与代过活化代谢酶来促进酚类物质转化为类黄酮[32]遥有研究表明袁磷尧钾肥对彩色马铃薯花青素有重要影响[33]遥增施钾肥能提高马铃薯[34]块茎和苹果[35]尧凤道较少遥

本试验以不同施肥尧不同覆膜的处理袁实现为紫薯提供不同光照尧不同矿质元素离子的栽培条件袁来进一步探究提高花青素含量的栽培因子袁以期为提高紫薯块根花青素含量提供理论指导遥谢过程需要钾离子的激活和调节[31]遥磷尧钾离子可通

种植密度约为50250株/hm2遥磷钾肥单施尧配施均作为基肥施用袁后续不再追肥遥1.3

花青素的测定

采用柠檬酸-磷酸氢二钠法[37]遥称取新鲜甘薯

0.50g袁在研钵中加入pH值3.0柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲液研磨袁然后置于50mL容量瓶中定容袁并静置0.5h以上袁取3次重复分别进行离心袁在525nm处比色后取平均值遥

式中袁C为花青素含量渊mg/100g冤曰958为ABS转化为质量体积比的经验系数曰V是定容体积曰m是称取样品质量曰ABS为吸光光度计上读取读数曰100000是单位转换系数遥1.4

数据分析

数据采用SPSS软件进行方差分析袁并用邓肯新复极差法进行多重比较渊琢越0.05冤袁采用Excel2010绘图遥

C越1/958伊渊V/100冤伊渊1/m冤伊ABS伊100000[38]渊1冤

梨[36]果实中的花青素含量袁而有关钾肥对紫薯的报

1.1

材料和方法

试验材料

试验选用山西农业大学甘薯课题组农作物基

2.1

结果与分析

不同施肥对紫薯花青素含量的影响

从图1可以看出袁在不覆膜条件下的3种施

因资源中心的脱毒苗繁殖的秦紫2号和紫罗兰2个紫薯品种为试验材料遥

钾肥为中农舜天生态肥业有限公司生产的硫酸钾渊含K2O50%冤袁磷肥为中国农资集团有限公司生产的高钙磷肥渊含P2O518%冤遥1.2

试验方法

试验前取预种植区土壤测定其肥力袁保证试验在低磷尧钾肥状态下进行袁以减少土壤本身养分对

试验的影响遥土质为黄色沙壤土袁试验地土壤养分为院有效磷含量15.87mg/kg袁速效钾含量144.07mg/kg袁全氮含量1.40g/kg袁有机质含量16.71g/kg袁pH值8.35遥

试验于2019年5月在山西省太谷县北六门村甘薯种植基地进行遥试验采用裂区设计袁以施肥种类为主尧覆膜方式为辅遥施肥设单施磷肥尧单施钾肥尧磷窑456窑

肥对比袁秦紫2号对照组渊CKN冤花青素含量2.75mg/100g袁单施P肥处理渊P2N冤花青素含量最高袁为4.04mg/100g袁比对照提高46.8%曰单施K肥处理渊K2N冤秦紫2号花青素含量最高袁为5.39mg/100g袁比对照提高96.2%曰PK肥配施处理渊PK1N冤秦紫2号花青素含量最高袁为7.79mg/100g袁比对照提高183.5%遥从图2可以看出袁紫罗兰对照

组渊CKN冤花青素含量为5.78mg/100g袁单施P肥处理渊P2N冤紫罗兰花青素含量最高袁为11.2mg/100g袁与对照相比提高了94.0%曰单施K肥处理渊K2N冤紫罗兰花青素含量最高袁为12.25mg/100g袁比对照提高112.0豫曰PK肥配施处理渊PK1N冤紫罗兰花青素含量最高袁为15.17mg/100g袁比对照提高162.7豫遥

从图1可以看出袁在覆黑膜条件下的3种施肥

对比袁单施P肥处理渊P2B冤秦紫2号花青素含量最高袁为6.44mg/100g袁与对照相比提高了65.2%曰单施K肥处理渊K2B冤秦紫2号花青素含量最高袁为9.05mg/100g袁较对照提高了132.1%曰PK肥配施处理渊PK1B冤秦紫2号花青素含量最高袁为9.81mg/100g袁与对照相比提高了151.8%遥由图2可知袁单施P肥处

理渊P2B冤紫罗兰花青素含量最高袁为19.17mg/100g袁与对照相比提高了98.9%曰单施K肥处理渊K2B冤紫罗兰花青素含量最高袁为17.68mg/100g袁比对照提高83.4豫曰PK肥配施处理渊PK1B冤紫罗兰花青素含量最高袁为24.01mg/100g袁比对照提高149.1豫遥

从图1可以看出袁在覆白膜条件下的3种施肥对比袁单施P肥处理渊P2W冤秦紫2号花青素含量最高袁为5.50mg/100g袁与对照相比提高了62.9%曰单施K肥处理渊K2W冤秦紫2号的花青素含量最高袁达到7.86mg/100g袁与对照相比提高了133.0%曰PK肥配施处理渊PK1W冤秦紫2号的花青素含量最高袁为8.87mg/100g袁与对照相比提高了162.9%遥由图2可知袁单施P肥处理渊P2W冤紫罗兰花青素含量最高袁为13.mg/100g袁与对照相比提高了100.0%曰单施K肥处理渊K2W冤紫罗兰花青素含量最高袁为16.14mg/100g袁较对照提高了136.7豫曰PK肥配施处理渊PK3W冤紫罗兰花青素含量最高袁为14.79mg/100g袁较对照提高了116.8豫遥2.22.2.1

不同肥料梯度对紫薯花青素含量的影响单施磷肥对紫薯花青素含量的影响

由图

2号尧紫罗兰花青素含量均显著提高袁不覆膜尧覆黑膜尧覆白膜条件下秦紫2号花青素含量提高46.8%尧65.2%尧62.9%袁不覆膜尧覆黑膜尧覆白膜条件下紫罗兰花青素含量分别提高94.0%尧92.7%尧100.0%遥100kg/hm2施肥水平下袁不覆膜尧覆黑膜尧覆白膜条件下秦紫2号花青素含量分别提高8.7%尧41.1%尧0袁不覆膜尧覆黑膜尧覆白膜条件下紫罗兰花青素含量分别提高68.1%尧68.5%尧59.7%遥3个梯度水平相比袁P2花青素含量显著高于P1和P3袁说明花青素含量与单施P肥水平不是简单的递增关系遥2.2.2

单施钾肥对紫薯花青素含量的影响

从图4

可以看出袁单施钾肥袁与对照相比袁10尧15尧20kg/hm2等3个施肥水平花青素含量也均有提高遥10kg/hm2施肥水平下袁不覆膜尧覆黑膜尧覆白膜条件下秦紫2号花青素含量分别提高16.5%尧.3%尧69.1%袁不覆膜尧覆黑膜尧覆白膜条件下紫罗兰花青素含量分别提高28.9%尧112.0%尧29.1%遥15kg/hm2施肥水平下袁不覆膜尧覆黑膜尧覆白膜条件下秦紫2号花青素含量比对照分别提高96.2%尧132.1%尧133.0%袁不覆膜尧覆黑膜尧覆白膜条件下紫罗兰花青素含量比对

窑457窑

3可知袁单施P肥袁与对照相比袁60尧80尧100kg/hm2这3个施肥水平花青素含量均有提高遥60kg/hm2施肥水平下袁不覆膜尧覆黑膜尧覆白膜条件下秦紫2号花青素含量分别提高5.1%尧17.9%尧18.6%曰不覆膜尧覆黑膜尧覆白膜条件下紫罗兰花青素含量分别提高13.9%尧.7%尧14.3%遥80kg/hm2施肥水平下袁秦紫

照分别提高112.0%尧77.6%尧136.7%遥20kg/hm2施肥水平下袁不覆膜尧覆黑膜尧覆白膜条件下秦紫2号花青素含量分别提高50.6%尧111.6%尧97.9%袁不覆膜尧

覆黑膜尧覆白膜条件下紫罗兰花青素含量比对照分别提高78.3%尧20.3%尧63.3%遥3种梯度水平花青素含量相比袁15kg/hm2整体花青素含量较高遥

2.2.3PK配施对紫薯花青素含量的影响从图5101.0%袁不覆膜尧覆黑膜尧覆白膜条件下紫罗兰花青素含量分别提高12.7%尧60.8%尧28.1%遥3颐1配比下袁不覆膜尧覆黑膜尧覆白膜条件下秦紫2号花青素含量分别提高了169.6%尧137.5%尧121.6%袁不覆膜尧覆黑膜尧覆白膜条件下紫罗兰花青素含量分别提高了138.6%尧131.1%尧90.8%遥3个施肥配比中袁5颐1配比花青素含量最低袁3颐1配比花青素含量次之袁7颐1施肥配比花青素含量最高遥

可以看出袁PK肥配施袁与对照相比袁磷钾配比为7颐1尧5颐1尧3颐1等3个配比花青素含量均有不同程度的提高遥7颐1配比下袁不覆膜尧覆黑膜尧覆白膜条件下秦紫2号花青素含量分别提高了183.5%尧151.8%尧162.8%袁不覆膜尧覆黑膜尧覆白膜条件下紫罗兰花青素含量分别提高了162.7%尧141.3%尧116.9%遥5颐1配比下袁不覆膜尧覆黑膜尧覆白膜条件下秦紫2号花青素含量分别提高了127.7%尧110.7%尧

2.3不同覆膜方式对紫薯花青素含量的影响从图6可以看出袁单施P肥不同覆膜影响对比袁

高了21.7%遥单施K肥不同覆膜影响对比袁覆黑膜处理渊BP2冤秦紫2号花青素含量最大袁为9.05mg/100g袁与对照相比提高了67.7%袁覆白膜处理渊WK2冤秦紫2号花青素含量最大袁为7.86mg/100g袁与对照相比提高了45.8%曰覆黑膜处理渊BK2冤紫罗兰花青素含量最大袁为17.68mg/100g袁与对照相比提高了44.3%袁覆白膜处理渊WK2冤紫罗兰花青素含量最大袁为16.14mg/100g袁与对照相比提高了31.8%遥配施PK肥不同覆膜影响对比袁覆黑膜处理渊BPK1冤秦紫2号

覆黑膜处理渊BP2冤秦紫2号花青素含量最大袁为6.44mg/100g袁与对照相比提高了59.5%曰覆白膜处理渊WP2冤秦紫2号花青素含量最大袁为5.50mg/100g袁与对照相比提高了36.2%遥由图7可知袁覆黑膜处理渊BP2冤紫罗兰花青素含量最大袁为19.17mg/100g袁与对照相比提高了71.1%曰覆白膜处理渊WP2冤紫罗兰花青素含量最大袁为13.mg/100g袁与对照相比提窑458窑

花青素含量最大袁为9.81mg/100g袁与对照相比提高了25.9%袁覆白膜处理渊WPK1冤秦紫2号花青素含量最大袁为8.87mg/100g袁与对照相比提高了13.8%曰覆黑膜处理渊BPK1冤紫罗兰花青素含量最大袁为24.01mg/100g袁与对照相比提高了84.5%袁覆白膜处

理渊WPK1冤紫罗兰花青素含量最大袁为15.17mg/100g袁与对照相比提高了16.6%遥不同的覆膜处理下花青素含量不同袁与对照相比袁花青素含量提高表现为覆黑膜最高袁覆白膜次之遥

3结论与讨论

品种的紫薯对不同肥料敏感性不同遥

与不覆膜相比袁覆黑膜和覆白膜均可以促进花青素含量累积袁不同覆膜方式花青素的提高程度不同遥与覆白膜相比袁覆黑膜花青素含量整体表现更高遥有研究表明袁遮阴条件下袁紫心甘薯块根的淀粉含量和淀粉积累速率显著降低袁而可溶性糖含量却青素合成的前体物质之一袁因此袁覆黑膜处理有助于花青素含量的提高遥

本研究结果表明袁不同的外界因子对紫薯种薯花青素含量影响不同袁合理的施肥量和配比可以显著提高花青素含量袁磷钾肥配施与单施磷肥尧单施钾肥相比袁花青素含量更高曰单施磷肥与单施钾肥相比袁秦紫2号单施钾肥花青素含量较高袁紫罗兰单施磷肥花青素含量较高袁说明不同品种对肥料的利用效果存在差异遥不同的覆膜方式也会对花青素含量的提高产生影响袁覆黑膜整体花青素含量比覆白膜和不覆膜高遥

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花青素的合成受许多因子的影响,如磷尧钾和光照等环境因子[39]遥施用磷肥尧钾肥均能提高紫甘薯的花青素含量[25]遥与对照相比袁试验中花青素含量在各个施肥条件下均有不同程度的提高袁整体上显示袁单施磷肥在60尧100kg/hm2水平下袁花青素含量的提高程度较低袁在80kg/hm2水平下花青素含量的提高程度最高遥单施钾肥在10尧20kg/hm2水平下袁花青素含量的提高程度较低袁在15kg/hm2水平下花青素含量的提高程度最高遥磷钾肥配施在7颐1配比下花青素含量提高最高袁3颐1配比下花青素含量提高较多袁5颐1配比下花青素含量提高最少遥这与李霞[33]尧史春余[40]的研究结论一致袁说明适宜的施肥量尧施肥配比有利于花青素的累积袁花青素含量与施肥量不是单一的关系袁不会随着施肥量的提高而升高遥

单施磷肥尧钾肥处理的花青素含量均比配施磷钾肥的花青素含量低袁说明适宜的配施可以较大程度提高花青素含量遥同时袁秦紫2号尧紫罗兰在单施磷尧钾肥时表现不同遥与单施磷肥相比袁在单施钾肥时袁秦紫2号花青素含量整体较高曰紫罗兰表现恰好相反袁单施磷肥花青素含量整体较高遥说明不同

显著增加[41]遥而糖原渊包括可溶性糖冤是紫薯种薯花

窑459窑

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