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摘要:为了系统研究铁、铜配施时宁夏枸杞中有效成分、微量元素含量的积累规律,促进枸杞合理使用微肥,采用宁夏枸杞“宁杞1号”品种为材料,选取宁夏中宁、银川园林场2地,在枸杞叶面喷施不同浓度硫酸亚铁、硫酸铜进行试验,利用高效液相色谱仪、原子吸收分光光度分析仪进行有效成分及微量元素定量分析。结果表明:设定的0.03%~0.20%施用浓度范围内,中宁、银川2地积累趋势基本一致,随着浓度升高,枸杞有效成分及微量元素均显著提高,到达一定量后,则随着浓度升高其积累量呈下降趋势,最终确定出铁-铜适宜的喷施浓度为0.10%铁 0.05%铜。
关键词:宁夏枸杞;有效成分;微量元素;积累;铁;铜
中图分类号:S567.1 90.6 文献标志码:A 文章编号:1002—1302(2016)01—0228—03
宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)系茄科枸杞属宁夏枸杞种,是中国西部地区最具特色的农产品,栽培历史悠久。枸杞有免疫调节、抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、降血脂、降血糖等功能。枸杞的这些药用功能與其所具有的有效成分枸杞多糖、甜菜碱、黄酮类物质等密切相关。微量元素不仅可以促进中药材的生长发育,是有效成分的构成因子,还能够影响有效成分的形成和积累。针对外源微量元素配合大量、中量元素使用,对枸杞中的主要有效成分多糖、甜菜碱、黄酮类物质以及枸杞体相应内源微量元素含量积累的影响研究未见报道。因此,以不同浓度微量元素铁、铜对枸杞配施处理,研究枸杞果实内的有效成分、微量元素的含量积累与铁、铜配施之间的相关性,从而可避免微量元素的盲目使用对枸杞的质量安全造成影响,为枸杞产业发展中的合理配施铁、铜微量元素肥料提供理论依据。
1材料与方法
1.1试验地点、材料
2014年在宁夏中宁、银川园林场枸杞种植基地设点,枸杞品种为“宁杞1号”,铁、铜分别来自硫酸亚铁、硫酸铜(天津光复科技发展有限公司),试验地土壤肥力状况见表1。试验点喷施铁、铜的浓度为0.05%铁 0.03%铜、0.05%铁 0.05%铜、0.05%铁 0.10%铜、0.10%铁 0.03%铜、0.10%铁 0.05%铜、0.10%铁 0.10%铜、0.20%铁 0.03%铜、0.20%铁 0.05%铜、0.20%铁 0.10%铜,设置对照处理。5月下旬开始喷施,共喷施4次,每次喷施间隔10 d,于最后1次喷施处理后3 d采摘成熟枸杞鲜果,每个点随机取样,重复3次,同时采摘对照样品。鲜果进行黄酮、多糖、甜菜碱、锌、锰、铜、铁含量的测定。
1.2试验仪器、方法
高效液相色谱仪(Waters e2695,配2489紫外检测器,美国沃特世公司);原子吸收分光光度分析仪(220FS,美国瓦里安仪器公司);匀浆机(T18basic型,德国IKA公司);电子天平(AL204,瑞士METrLER TOLEDO公司);高速离心机(LXJ-64-01,北京医疗仪器修理厂);超声波清洗仪(DS-2510,上海生析超声仪器有限公司);纯水机(美国Millipore公司);紫外可见分光光度计(U-3900,日本日立公司);电热恒温水浴锅(DZKW,上海科恒实业发展有限公司)。
枸杞多糖采用硫酸一苯酚比色法进行检测,枸杞甜菜碱、黄酮采用高效液相色谱法(紫外检测器)进行检测,元素(包括锌、锰、铜、铁)采用原子吸收分光光度法测定。
2结果与分析
2.1枸杞中甜菜碱、黄酮含量的测定
利用高效液相色谱配紫外检测器进行面积外标法,测定黄酮、甜菜碱峰面积,通过制作的标准曲线,计算出黄酮、甜菜碱含量,色谱图见图1。图1中3.643 min为黄酮、8.208 min为甜菜碱。
2.2不同浓度铁-铜处理对枸杞中有效成分积累的影响
对采摘的枸杞鲜果样品在15 000 r/min转速下高速匀浆,使样品充分粉碎混匀,然后分别进行各项指标检测,结果见表2、表3。
通过采集2地的土壤进行化验,结果发现2地的土壤肥力基本接近。根据表2、表3看出,与对照相比较,铁一铜配施对枸杞有效成分及微量元素的积累有一定的影响。中宁和银川的测定结果表明,铁-铜配施对黄酮的积累有一定的影响,黄酮在铁-铜配合喷施浓度范围内,随着浓度升高,其积累量逐渐增加,当浓度达到0.20%铁 0.03%铜时,园林场黄酮的积累量达到最高(97.63 mg/kg),此后则随着浓度升高其积累量呈下降趋势,在0.10%铁 0.05%铜配施时,中宁和园林场黄酮的含量均达到较高值。0.20%铁 0.03%铜配施时对多糖的积累影响最明显,多糖积累达到最高值,随着浓度升高其积累量呈下降趋势。铁-铜对甜菜碱的积累有一定的影响,在喷施浓度范围内,随着浓度升高,其积累量逐渐增加,当浓度达到0.10%铁 0.05%铜时,甜菜碱的积累量达到最高,此后则随着浓度升高其积累量呈下降趋势;铁-铜对锌、锰2种元素的积累影响不明显,在喷施浓度范围内,2种元素的量有一定的变化,0.10%铁 0.05%铜浓度时积累量达到较高的水平。喷施铁-铜对枸杞的内源微量元素铁、铜的积累非常明显,当喷施浓度达到0.10%时,铁、铜的积累也达到显著的水平,此后则随着浓度升高其积累量成下降趋势,中宁、银川2地积累趋势基本一致。
新复极差方差分析结果表明,枸杞各营养成分问P<0.001,差异极显著。施用不同浓度铁铜处理与枸杞各营养成分问差异显著(P<0.05),有些甚至差异极显著(P<0.01)。施用不同浓度铁铜后可明显提高枸杞黄酮、铁含量,其中0.10%铁 0.05%铜处理枸杞黄酮、甜菜碱含量最高,分别为93.82 5 mg/kg、1.985 g/kg;0.05%铁 0.03%铜处理铁、锰元素含量最高,分别为12.642、2.176 5 mg/kg;0.2%铁 0.03%铜处理枸杞多糖含量最高,为10.66 5 g/kg;0.2%铁 0.01%铜处理枸杞锌含量最高,为3.921 5 mg/kg;0.05%铁 0.10%铜处理枸杞铜含量最高,为4.243 mg/kg,不同浓度铁铜配施对枸杞有效成分及内源微量元素的积累有相关作用,且差异显著。
3结论
高效液相色谱方法测定宁夏枸杞中黄酮、甜菜碱含量,方法简单,分析时间短,准确度高,对枸杞样品及制剂的质量控制十分有效。
施用不同浓度铁铜后可明显提高枸杞有效成分及内源微量元素含量,表明不同浓度铁-铜配施对枸杞有效成分及内源微量元素的积累有相关作用。
结合中宁和银川的结果,枸杞中有效成分与内源微量元素(锌、锰、铜、铁)的积累量,以及微量元素对植物的作用,确定铁-铜适宜的喷施浓度为0.10%铁 0.05%铜。
4讨论
在冬小麦上进行的铜氮配施试验,结果表明,施用铜氮不仅使籽粒产量提高,而且储藏蛋白质含量和富含必需氨基酸的结构蛋白含量都有所增加。施铜可以提高玉米叶片的光合作用能力,促进生长发育进程,增强抗逆力,最终对获取玉米高产有良好影响。西洋参在适宜浓度的硒素下能促进根系发育和干物质积累,但浓度高则表现抑制作用。微量元素及其含量过多会产生毒害,过少又发挥不了作用,都将影响药材的品级与药效。宁夏枸杞對微量元素的吸收积累也符合必需元素对生物体效应的生物剂量规律,即在适宜浓度范围内,喷施浓度越高,枸杞有效成分及内源微量元素的积累作用越强,达到一定程度时,积累量呈下降趋势。施用不同浓度铁铜后可明显提高枸杞有效成分及内源微量元素含量,表明不同浓度铁-铜配施对枸杞有效成分及内源微量元素的积累有相关作用。研究结果对于合理使用微肥具有指导意义,以期避免盲目过量使用。
关键词:宁夏枸杞;有效成分;微量元素;积累;铁;铜
中图分类号:S567.1 90.6 文献标志码:A 文章编号:1002—1302(2016)01—0228—03
宁夏枸杞(Lycium barbarum L.)系茄科枸杞属宁夏枸杞种,是中国西部地区最具特色的农产品,栽培历史悠久。枸杞有免疫调节、抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、降血脂、降血糖等功能。枸杞的这些药用功能與其所具有的有效成分枸杞多糖、甜菜碱、黄酮类物质等密切相关。微量元素不仅可以促进中药材的生长发育,是有效成分的构成因子,还能够影响有效成分的形成和积累。针对外源微量元素配合大量、中量元素使用,对枸杞中的主要有效成分多糖、甜菜碱、黄酮类物质以及枸杞体相应内源微量元素含量积累的影响研究未见报道。因此,以不同浓度微量元素铁、铜对枸杞配施处理,研究枸杞果实内的有效成分、微量元素的含量积累与铁、铜配施之间的相关性,从而可避免微量元素的盲目使用对枸杞的质量安全造成影响,为枸杞产业发展中的合理配施铁、铜微量元素肥料提供理论依据。
1材料与方法
1.1试验地点、材料
2014年在宁夏中宁、银川园林场枸杞种植基地设点,枸杞品种为“宁杞1号”,铁、铜分别来自硫酸亚铁、硫酸铜(天津光复科技发展有限公司),试验地土壤肥力状况见表1。试验点喷施铁、铜的浓度为0.05%铁 0.03%铜、0.05%铁 0.05%铜、0.05%铁 0.10%铜、0.10%铁 0.03%铜、0.10%铁 0.05%铜、0.10%铁 0.10%铜、0.20%铁 0.03%铜、0.20%铁 0.05%铜、0.20%铁 0.10%铜,设置对照处理。5月下旬开始喷施,共喷施4次,每次喷施间隔10 d,于最后1次喷施处理后3 d采摘成熟枸杞鲜果,每个点随机取样,重复3次,同时采摘对照样品。鲜果进行黄酮、多糖、甜菜碱、锌、锰、铜、铁含量的测定。
1.2试验仪器、方法
高效液相色谱仪(Waters e2695,配2489紫外检测器,美国沃特世公司);原子吸收分光光度分析仪(220FS,美国瓦里安仪器公司);匀浆机(T18basic型,德国IKA公司);电子天平(AL204,瑞士METrLER TOLEDO公司);高速离心机(LXJ-64-01,北京医疗仪器修理厂);超声波清洗仪(DS-2510,上海生析超声仪器有限公司);纯水机(美国Millipore公司);紫外可见分光光度计(U-3900,日本日立公司);电热恒温水浴锅(DZKW,上海科恒实业发展有限公司)。
枸杞多糖采用硫酸一苯酚比色法进行检测,枸杞甜菜碱、黄酮采用高效液相色谱法(紫外检测器)进行检测,元素(包括锌、锰、铜、铁)采用原子吸收分光光度法测定。
2结果与分析
2.1枸杞中甜菜碱、黄酮含量的测定
利用高效液相色谱配紫外检测器进行面积外标法,测定黄酮、甜菜碱峰面积,通过制作的标准曲线,计算出黄酮、甜菜碱含量,色谱图见图1。图1中3.643 min为黄酮、8.208 min为甜菜碱。
2.2不同浓度铁-铜处理对枸杞中有效成分积累的影响
对采摘的枸杞鲜果样品在15 000 r/min转速下高速匀浆,使样品充分粉碎混匀,然后分别进行各项指标检测,结果见表2、表3。
通过采集2地的土壤进行化验,结果发现2地的土壤肥力基本接近。根据表2、表3看出,与对照相比较,铁一铜配施对枸杞有效成分及微量元素的积累有一定的影响。中宁和银川的测定结果表明,铁-铜配施对黄酮的积累有一定的影响,黄酮在铁-铜配合喷施浓度范围内,随着浓度升高,其积累量逐渐增加,当浓度达到0.20%铁 0.03%铜时,园林场黄酮的积累量达到最高(97.63 mg/kg),此后则随着浓度升高其积累量呈下降趋势,在0.10%铁 0.05%铜配施时,中宁和园林场黄酮的含量均达到较高值。0.20%铁 0.03%铜配施时对多糖的积累影响最明显,多糖积累达到最高值,随着浓度升高其积累量呈下降趋势。铁-铜对甜菜碱的积累有一定的影响,在喷施浓度范围内,随着浓度升高,其积累量逐渐增加,当浓度达到0.10%铁 0.05%铜时,甜菜碱的积累量达到最高,此后则随着浓度升高其积累量呈下降趋势;铁-铜对锌、锰2种元素的积累影响不明显,在喷施浓度范围内,2种元素的量有一定的变化,0.10%铁 0.05%铜浓度时积累量达到较高的水平。喷施铁-铜对枸杞的内源微量元素铁、铜的积累非常明显,当喷施浓度达到0.10%时,铁、铜的积累也达到显著的水平,此后则随着浓度升高其积累量成下降趋势,中宁、银川2地积累趋势基本一致。
新复极差方差分析结果表明,枸杞各营养成分问P<0.001,差异极显著。施用不同浓度铁铜处理与枸杞各营养成分问差异显著(P<0.05),有些甚至差异极显著(P<0.01)。施用不同浓度铁铜后可明显提高枸杞黄酮、铁含量,其中0.10%铁 0.05%铜处理枸杞黄酮、甜菜碱含量最高,分别为93.82 5 mg/kg、1.985 g/kg;0.05%铁 0.03%铜处理铁、锰元素含量最高,分别为12.642、2.176 5 mg/kg;0.2%铁 0.03%铜处理枸杞多糖含量最高,为10.66 5 g/kg;0.2%铁 0.01%铜处理枸杞锌含量最高,为3.921 5 mg/kg;0.05%铁 0.10%铜处理枸杞铜含量最高,为4.243 mg/kg,不同浓度铁铜配施对枸杞有效成分及内源微量元素的积累有相关作用,且差异显著。
3结论
高效液相色谱方法测定宁夏枸杞中黄酮、甜菜碱含量,方法简单,分析时间短,准确度高,对枸杞样品及制剂的质量控制十分有效。
施用不同浓度铁铜后可明显提高枸杞有效成分及内源微量元素含量,表明不同浓度铁-铜配施对枸杞有效成分及内源微量元素的积累有相关作用。
结合中宁和银川的结果,枸杞中有效成分与内源微量元素(锌、锰、铜、铁)的积累量,以及微量元素对植物的作用,确定铁-铜适宜的喷施浓度为0.10%铁 0.05%铜。
4讨论
在冬小麦上进行的铜氮配施试验,结果表明,施用铜氮不仅使籽粒产量提高,而且储藏蛋白质含量和富含必需氨基酸的结构蛋白含量都有所增加。施铜可以提高玉米叶片的光合作用能力,促进生长发育进程,增强抗逆力,最终对获取玉米高产有良好影响。西洋参在适宜浓度的硒素下能促进根系发育和干物质积累,但浓度高则表现抑制作用。微量元素及其含量过多会产生毒害,过少又发挥不了作用,都将影响药材的品级与药效。宁夏枸杞對微量元素的吸收积累也符合必需元素对生物体效应的生物剂量规律,即在适宜浓度范围内,喷施浓度越高,枸杞有效成分及内源微量元素的积累作用越强,达到一定程度时,积累量呈下降趋势。施用不同浓度铁铜后可明显提高枸杞有效成分及内源微量元素含量,表明不同浓度铁-铜配施对枸杞有效成分及内源微量元素的积累有相关作用。研究结果对于合理使用微肥具有指导意义,以期避免盲目过量使用。