朱紅芳,李曉鋒,朱玉英
(上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院設(shè)施園藝研究所,上海市設(shè)施園藝技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海201106)
不結(jié)球白菜(Brassic campestrisssp.chinensisMakino),又名青菜、小白菜、油菜,起源于中國(guó),是長(zhǎng)江中下游及以南地區(qū)人們喜愛(ài)的大眾化蔬菜。特別是在上海,不結(jié)球白菜的產(chǎn)量在地產(chǎn)蔬菜中約占70%的份額。目前,上海地區(qū)不結(jié)球白菜品種多且雜,在外觀形態(tài)、抗病性和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)上存在較大差異,沒(méi)有統(tǒng)一的有關(guān)不結(jié)球白菜生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)方面的評(píng)價(jià)指標(biāo)可循,在生產(chǎn)上和評(píng)價(jià)上更沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)可借鑒。上海地區(qū)種植的不結(jié)球白菜品種繁多,除日本武藏野株式會(huì)社的耐熱不結(jié)球白菜‘華王’之外,還有國(guó)內(nèi)福州春曉種苗有限公司的‘金品’系列,上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院的‘新夏青’系列,上海申耕農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司的‘長(zhǎng)征’系列,上海馭潤(rùn)農(nóng)業(yè)有限公司的‘馭潤(rùn)’系列,以及北京京研益農(nóng)有限公司的不結(jié)球白菜品種等。目前未見(jiàn)關(guān)于國(guó)內(nèi)外不同品種不結(jié)球白菜在生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)方面的比較研究。
不結(jié)球白菜含有人體必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),如可溶性蛋白、可溶性糖、維生素(VC)、膳食纖維、有機(jī)酸以及多種微量元素[1]。不結(jié)球白菜在生長(zhǎng)過(guò)程中喜歡氮肥,是一種硝酸鹽積累型蔬菜[2],而硝酸鹽是致癌物亞硝胺的前體,過(guò)多攝入容易誘發(fā)人體消化系統(tǒng)的癌變[3]。
隨著生活水平的提高,人們對(duì)蔬菜品質(zhì)方面的要求越來(lái)越高,優(yōu)質(zhì)栽培日益受到重視。優(yōu)質(zhì)的品種是高品質(zhì)栽培的基礎(chǔ),本研究對(duì)25份來(lái)源不同且在上海地區(qū)栽培較多的不結(jié)球白菜品種進(jìn)行栽培比較,在測(cè)定其生長(zhǎng)特性和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的基礎(chǔ)上,初步建立評(píng)價(jià)優(yōu)良品種的主要指標(biāo),旨在篩選出適合上海地區(qū)生長(zhǎng)、符合上海地區(qū)消費(fèi)者需求的優(yōu)良不結(jié)球白菜品種,為不結(jié)球白菜生產(chǎn)提供指導(dǎo)。
供試不結(jié)球白菜品種為上海地區(qū)栽種面積較多的25個(gè)不結(jié)球白菜品種(表1),主要來(lái)自日本和中國(guó)的北京、福建、上海等地,多為耐熱的青梗菜類型和秋冬類型的不結(jié)球白菜。
表1 供試不結(jié)球白菜品種Table1 Varieties of non-heading Chinese cabbage in the test
2018年4月2日,25份供試材料在上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院莊行試驗(yàn)站玻璃溫室進(jìn)行穴盤育苗,并于2018年4月18日移栽于10連棟大棚內(nèi),株行距15 cm×20 cm,每個(gè)品種定植30行、每行6株,3次重復(fù)。5月10日對(duì)不結(jié)球白菜進(jìn)行生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定,每個(gè)品種測(cè)定3株,3次重復(fù),取其平均值進(jìn)行統(tǒng)計(jì);此外,每個(gè)品種隨機(jī)選取3株心葉以下第三片功能葉,剪碎、混勻,于-20℃冰箱保存,用于營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定。
用直尺測(cè)量幼苗的株高(子葉節(jié)至生長(zhǎng)點(diǎn))、葉長(zhǎng)和葉寬,以葉長(zhǎng)和葉寬的最大測(cè)量值為基準(zhǔn)計(jì)算葉面積,葉面積=葉長(zhǎng)×葉寬×0.66。用電子天平稱量植株葉柄和單株的鮮重。
不結(jié)球白菜的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)主要測(cè)定6個(gè)指標(biāo),包含總蛋白、總糖、維生素C、鐵、纖維素和硝酸鹽含量??偟鞍缀坎捎脛P氏定氮法測(cè)定;硝酸鹽含量采用紫外分光光度法測(cè)定;維生素C含量采用高效液相色譜法測(cè)定;總糖、鐵和纖維素采用微量法測(cè)定。所有試劑盒均購(gòu)于蘇州科銘生物科技有限公司。
單一品質(zhì)指標(biāo)中不同品種間的差異性釆用變異系數(shù)(CV)表示,計(jì)算公式為:CV=(σ/μ)×100%,式中:σ為標(biāo)準(zhǔn)差,μ為平均值。
采用隸屬函數(shù)法進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),以決定不結(jié)球白菜產(chǎn)量的株高、最大葉面積、葉片數(shù)、葉柄重和單株重5個(gè)指標(biāo)計(jì)算隸屬函數(shù)值。營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)包括優(yōu)良營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)(總蛋白、總糖、維生素C、纖維素和鐵的含量)和不良營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)(硝酸鹽含量)兩個(gè)方面[4]。優(yōu)良營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值計(jì)算公式為X(i)=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin),不良營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的隸屬函數(shù)值計(jì)算公式為X(i)=1-(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)[5],其中,Xi為指標(biāo)測(cè)定值,Xmax和Xmin為所有參試材料某一指標(biāo)測(cè)定的最大值和最小值;然后分別計(jì)算各品質(zhì)的平均隸屬函數(shù)值。優(yōu)良營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的平均隸屬函數(shù)值越大,表示該品種含有越高的可溶性蛋白、可溶性糖、纖維素、維生素C和鐵含量,反之則含量越小。不良營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)硝酸鹽的隸屬函數(shù)值變現(xiàn)則相反,其數(shù)值越大,表明硝酸鹽含量越小,反之則含量越大。生長(zhǎng)指標(biāo)的平均隸屬函數(shù)值越高,表示生長(zhǎng)勢(shì)越強(qiáng),生物量越高。
所有試驗(yàn)數(shù)據(jù)均釆用Excel 2016軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、處理和分析。
由表2可見(jiàn),定植22 d后,不同品種不結(jié)球白菜植株的平均株高為17.35 cm,最高為21.3 cm,最低為15.0 cm,標(biāo)準(zhǔn)差為1.61 cm,變異系數(shù)為9.25%。其中,株高≥18 cm的有8個(gè)品種,為P9、P20、P4,P6、P22、P3、P25和P11;株高≤16 cm的有6個(gè)品種。
表2 不同品種不結(jié)球白菜生物量分析Table 2 Biomass analysis of different varieties of non-heading Chinese cabbage
不同品種不結(jié)球白菜的單株平均葉片數(shù)為14.01片,最多為17.0片、最少為12.0片,標(biāo)準(zhǔn)差為1.52片,變異系數(shù)為10.87%。葉片數(shù)在15.0片以上的有7個(gè)品種,為P5、P21、P23,P14、P18、P22和 P13。
不同品種不結(jié)球白菜的平均最大葉面積為 160.47 cm2,變化范圍為108.3—429.4 cm2,標(biāo)準(zhǔn)差為59.62 cm2,變異系數(shù)較大(37.15%)。最大葉面積>200.0 cm2的品種為P9、P20和P12;較大(150.0—200.0 cm2)的有10個(gè)品種;其余12個(gè)品種在108.3—150.0 cm2。
不同品種不結(jié)球白菜的柄重為50.5—96.5 g,平均值為68.75 g,標(biāo)準(zhǔn)差為11.82 g,變異系數(shù)為17.19%。其中,柄重>80 g的有4個(gè)品種,依次為P9、P22、P10和P23,柄重在70—80 g的有5個(gè)品種,柄重<70 g的有16個(gè)品種。
不同品種不結(jié)球白菜的單株重為74.0—131.0 g,平均單株重為97.87 g,標(biāo)準(zhǔn)差為15.92 g,變異系數(shù)為16.26%。單株重>110 g的有5個(gè)品種,分別為P9、P23、P22、P10和P17,介于100—110 g的也有5個(gè)品種,其他品種均低于100 g。
綜合田間農(nóng)藝性狀,定植后22 d時(shí)不結(jié)球白菜單株葉片數(shù)≥15片,最大葉面積≥160 cm2,株高≥18 cm,柄重≥70 g,單株重≥100 g的植株認(rèn)為生長(zhǎng)勢(shì)較強(qiáng);葉片數(shù)≤12片,最大葉面積≤100 cm2,株高≤12 cm,柄重≤60 g,單株重≤90 g,則認(rèn)為生長(zhǎng)勢(shì)較弱。
由表3可見(jiàn),供試的25份不結(jié)球白菜品種總蛋白含量為1.43—2.77 mg/(100 g),平均值為2.02 mg/(100 g),變異系數(shù)為12.61%,其中 P4的總蛋白含量最高,P15最低??偟鞍缀看笥?.0 g/(100 g)的有10個(gè)品種,依次為 P4、P17、P14、P7、P16、P19、P1、P11、P8和 P2;介于 1.5—2.0 g/(100 g)的有14個(gè)品種。
表3 不同品種不結(jié)球白菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)分析Table 3 Nutritional quality analysis of different varieties of non-heading Chinese cabbage
供試不結(jié)球白菜品種總糖含量為11.3%—26.1%,平均值為16.82%,標(biāo)準(zhǔn)差為2.91%,變異系數(shù)為17.29%??偺呛吭?0.0%—26.1%的僅有2個(gè)品種,分別為P25和P20,最低的為P17,大部分品種介于15.0%—20.0%,共有16個(gè)品種,介于11.3%—15.0%的有7個(gè)品種。
纖維素屬于膳食纖維的一部分,具有通便潤(rùn)腸的功效。供試不結(jié)球白菜品種纖維素含量的平均值為2.64%,標(biāo)準(zhǔn)差為0.59%,變異系數(shù)高達(dá)22.34%。其中P1和P10的纖維素含量最低,均為1.10%,P5最高,達(dá)到3.41%,介于3.00%—3.41%的有8個(gè)品種,介于2.5%—3.0%的有9個(gè)品種,介于2.0%—2.5%的有5個(gè)品種,小于2.0%的僅有3個(gè)品種,分別為P1、P10和P14。
供試不結(jié)球白菜品種硝酸鹽的平均含量為602 mg/kg,標(biāo)準(zhǔn)差為59.88 mg/kg,變異區(qū)間為501—743 mg/kg,變異系數(shù)較小,為9.95%。硝酸鹽含量最低的為P15,最高的P14,介于500—600 mg/kg的有15個(gè)品種,介于600—700 mg/kg的有8個(gè)品種,高于700 mg/kg的有2個(gè)品種。
供試不結(jié)球白菜品種維生素C含量的平均值為61.56 mg/(100 g),標(biāo)準(zhǔn)差為7.39 mg/(100 g),變異系數(shù)為12.01%。P1維生素 C含量最高,為74.7 mg/(100 g),P6次之,為70.7 mg/(100 g),P8的維生素C含量最低;介于 60—70 mg/(100 g)的有 13個(gè)品種,介于 50—60 mg/(100 g)的有 7個(gè)品種,低于50 mg/(100 g)僅有 3個(gè)品種。
供試不結(jié)球白菜品種的鐵含量差異較大,平均值為20.07 mg/kg,標(biāo)準(zhǔn)差為9.40 mg/kg,變異系數(shù)較大,為46.86%。鐵含量最高的是P7,為50.7 mg/kg,最低的是P13,為8.2 mg/kg,介于30—40 mg/kg的僅有3個(gè)品種,介于20—30 mg/kg的有6個(gè)品種,介于10—20 mg/kg的有12個(gè)品種,低于10 mg/kg有3個(gè)品種。
綜上所述,定植后22 d的不結(jié)球白菜總蛋白含量≥2.2 g/(100 g),總糖含量≥18%,纖維素含量≥2.8%,維生素C含量≥70 mg/(100 g),鐵含量≥25 mg/kg,硝酸鹽含量≤600 mg/kg,認(rèn)為該品種營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)較高;總蛋白含量≤1.5 g/(100 g),總糖含量≤15%,纖維素含量≤2.0%,維生素C含量≤50 mg/(100 g),鐵含量≤10 mg/kg,硝酸鹽含量≥700 mg/kg時(shí),則認(rèn)為營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)較差。
2.3.1 不同品種不結(jié)球白菜生長(zhǎng)指標(biāo)的平均隸屬函數(shù)值
不結(jié)球白菜的株高、葉片數(shù)、最大葉面積、柄重和單株重均是決定植株生物量的重要指標(biāo)(表4)。生長(zhǎng)勢(shì)較強(qiáng)(X>0.550)的不結(jié)球白菜品種有4個(gè),依次為 P9、P22、P23和 P10;生長(zhǎng)勢(shì)居中(0.300<X<0.550)的不結(jié)球白菜品種共 16個(gè),分別為 P17、P6、P25、P13、P4、P11、P20、P18、P3、P21、P16、P24、P12、P19、P5和 P15;生長(zhǎng)勢(shì)較弱(X<0.300)的5個(gè)品種為 P8、P23、P2、P1和 P7。
2.3.2 不同品種不結(jié)球白菜營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的平均隸屬函數(shù)值
從優(yōu)良營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)平均隸屬函數(shù)值(表4)可以看出,優(yōu)良營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)位次居上(X≥0.580)的品種有5個(gè),占所選品種的20%,依次為P4、P7、P6、P24和P22。優(yōu)良營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)位次居中(0.400<X<0.580)的有13個(gè),分別是 P25、P23、P9、P16、P1、P19、P12、P18、P20、P3、P5、P10和 P15。優(yōu)良營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)位次居下(X<0.400)為 P17、P21、P2、P14、P11、P8和 P13。
表4 不同品種不結(jié)球白菜生物量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的綜合分析與評(píng)價(jià)Table 4 Comprehensive analysis and evaluation of biomass and nutritional quality of different varieties of non-heading Chinese cabbage
從不良營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)(硝酸鹽含量)隸屬函數(shù)值可以看出,不良營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)位次居上,即硝酸鹽含量較少(X>0.800)的有5個(gè)品種,依次為P15、P22、P1、P6和P23。硝酸鹽含量中等(0.500<X<0.800)有12個(gè)品種,分別為 P10、P3、P8、P24、P9、P25、P21、P19、P18和 P2、P4和 P5。硝酸鹽含量較高(X<0.500)的品種有 8個(gè),分別為 P20、P7、P12、P11、P16、P13、P14和 P17。
從綜合營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)平均隸屬函數(shù)值來(lái)看,高品質(zhì)(X>0.650)的不結(jié)球白菜品種有7個(gè),依次為P22、P6、P15、P1、P24、P23和 P4。中等營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)(0.300<X<0.650)的品種為 P25、P9、P10、P3、P19、P8、P7、P18、P21、P5、P2、P20、P12、P16和 P11。綜合營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)較低(X<0.300)的 3個(gè)品種分別為 P13、P14和P17。
植株生長(zhǎng)指標(biāo)依據(jù)植株生長(zhǎng)一定時(shí)期生物量的積累,植株高矮、葉片數(shù)目、最大葉面積、葉柄的寬厚程度決定了植株的單株質(zhì)量,并最終決定其產(chǎn)量,這些生長(zhǎng)指標(biāo)是育種者主要的育種目標(biāo)。從測(cè)定結(jié)果可以看出,供試不結(jié)球白菜品種的最大葉面積變異系數(shù)最大(37.16%),其他4個(gè)生長(zhǎng)指標(biāo)的變異系數(shù)較小,分別為9.22%、12.63%、17.19%和16.26%。供試的25個(gè)不結(jié)球白菜品種中,以葉片數(shù)≥15片、最大葉面積≥160 cm2、株高≥18 cm、柄重≥70 g、單株重≥100 g作為生長(zhǎng)勢(shì)強(qiáng)的指標(biāo),即其生長(zhǎng)指標(biāo)平均隸屬函數(shù)值大于0.550。
實(shí)現(xiàn)不結(jié)球白菜高產(chǎn)一直是2000年之前的主要育種目標(biāo)之一,隨著人們物質(zhì)生活水平的提高,對(duì)蔬菜品質(zhì)的要求越來(lái)越高,因此具有較高含量的蛋白質(zhì)、糖類、維生素C、膳食纖維和鐵,較低硝酸鹽含量的不結(jié)球白菜品種成為育種方向。通過(guò)對(duì)不結(jié)球白菜主要的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)進(jìn)行測(cè)定、分析和評(píng)價(jià)可知,不結(jié)球白菜中總蛋白、總糖、維生素C、膳食纖維、鐵和硝酸鹽含量的變異系數(shù)分別為12.62%、17.29%、22.33%、12.01%、46.86%和9.95%。通過(guò)育種和栽培方式可增加不結(jié)球白菜中維生素、總糖和鐵元素的含量,降低硝酸鹽含量,提髙不結(jié)球白菜的綜合營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。本試驗(yàn)中,高品質(zhì)主要表現(xiàn)為硝酸鹽含量≤600 mg/kg,總蛋白含量≥2.2 g/(100 g),總糖含量≥18%,纖維素含量≥2.8%,維生素C含量≥70 mg/(100 g),鐵含量≥25 mg/kg;品質(zhì)低則表現(xiàn)為總蛋白含量≤1.5 g/(100 g),總糖含量≤15%,纖維素含量≤2.0%,維生素C含量≤50 mg/(100 g),鐵含量≤10 mg/kg,而硝酸鹽含量≥700 mg/kg。即綜合營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的平均隸書(shū)函數(shù)值大于0.650為高品質(zhì),而低于0.300為低品質(zhì),25個(gè)不結(jié)球白菜品種營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)比較優(yōu)良的為P22、P6、P15、P1、P24、P23和 P4。
纖維素作為蔬菜作物中膳食纖維重要的組成成分,本試驗(yàn)以優(yōu)良品質(zhì)指標(biāo)出現(xiàn)。事實(shí)上纖維素有其兩面性,纖維素含量過(guò)低會(huì)降低膳食纖維的作用,影響營(yíng)養(yǎng)品質(zhì);纖維素含量過(guò)高會(huì)覺(jué)得粗糙難以下咽,直接影響口感。在前期的品鑒活動(dòng)中,認(rèn)為P1和P6口感較佳,而這個(gè)兩個(gè)品種的纖維素含量分別為1.10%和3.20%,因此初步認(rèn)為纖維素含量介于1.10%—3.20%比較合適。
關(guān)于蔬菜生長(zhǎng)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià),目前尚無(wú)統(tǒng)一的方法。田世龍等[6]用計(jì)算相對(duì)營(yíng)養(yǎng)值的方法評(píng)價(jià)了不同蘿卜品種的綜合營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。陳文文等[7]利用平均營(yíng)養(yǎng)價(jià)值估算法評(píng)價(jià)了甘藍(lán)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)。謝大森[8]等采用數(shù)據(jù)歸一化法進(jìn)行了黑皮冬瓜品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)。程智慧等[9]、張傳偉等[10]和齊敏等[11]利用隸屬函數(shù)值的方法分別評(píng)價(jià)了大蒜蒜薹、番茄和蘿卜的綜合營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。本研究參照前人的方法并加以改進(jìn),釆用模糊數(shù)學(xué)的隸屬函數(shù)法分別綜合評(píng)價(jià)供試不結(jié)球白菜品種的生長(zhǎng)指標(biāo)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo),即以決定不結(jié)球白菜產(chǎn)量的葉片數(shù)、最大葉面積、柄重和單株重來(lái)綜合分析不結(jié)球白菜的生物量,從不結(jié)球白菜的優(yōu)良營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)和不良營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)兩個(gè)方面綜合評(píng)價(jià)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo),分別計(jì)算各品種的優(yōu)良營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)和不良營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的平均隸屬函數(shù)值,平均隸屬函數(shù)值越大,則該品種蛋白、維生素C、糖、纖維素和鐵的含量越高,硝酸鹽的含量越低。本試驗(yàn)中,該分析方法最后獲得的結(jié)論與前面單一品質(zhì)指標(biāo)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果基本一致,說(shuō)明此方法可行。由于測(cè)定品種的數(shù)量有限和指標(biāo)設(shè)定存在一定的局限性,該方法也存在一定的限制性。本試驗(yàn)中的纖維素指標(biāo)可以說(shuō)是一個(gè)兩面性指標(biāo),過(guò)多或過(guò)少均會(huì)對(duì)不結(jié)球白菜品質(zhì)產(chǎn)生影響,還需要進(jìn)一步評(píng)價(jià)確定。對(duì)于生長(zhǎng)勢(shì)較弱,但營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)佳的品種可以通過(guò)密植來(lái)增加其產(chǎn)量。