生物补光灯在树莓反季栽培过程中对其品质的影响

程雨龙 郭鹏

摘 要：针对北方地区树莓反季栽培过程中光照不足的问题，利用植物生长灯补充照射。结果发现，经施肥和植物补光灯照射后树莓的花青素、鞣花酸、黄酮类物质含量、鲜果质量等指标明显高于不施肥和不补光的，同时也高于不施肥和补光的处理。总之，北方地区树莓反季栽培过程中合理补光有益于促进树莓的产量和品质的提高。

关键词：树莓；反季栽培；补光；品质

中图分类号：S31 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.11.024

Abstract： This experiment aims at problem existing in northern in the process of raspberry anti season cultivation， using plant growth lamp supplement irradiation. It was found that after fertilization and light irradiation， raspberry anthocyanins， SOD activity， tanning ellagic acid， flavonoid content， Vc content， fruit weight were significantly higher than that of with no fertilizer and no lighting， and higher than that of CK. In short， reasonable fill in the process of anti-season raspberry cultivation.

could help promote the improvement of yield and quality of raspberry.

Key words： raspberry； anti-season cultivation； light supplement； quality

树莓是第三代水果， 其具有生态效益好、抗病虫性强、投资效益高、管理技术简便、产业延伸链条长、市场范围广等特点[1]。因其特殊的营养价值、保健功能已被各国消费者广泛认可。但是，树莓鲜果是不耐贮运的水果，货架期很短，虽然树莓浆果可以速冻贮运但还是有不少消费者愿意花大价钱购买鲜果。我国北方大部分地区树莓是大田栽培的，鲜果供应期大约为6月上旬到10月下旬，每年都有约半年以上的时间市场上的树莓鲜果要靠国外进口，成本很高[2-5]。而秋冬季光照不足影响树莓产量和品质是北方树莓设施栽培发展限制因素之一。树莓含有的主要功能成分—酚类物质是植物代谢的次级产物，因羟基的存在而具有潜在的抗氧化能力[6-9]。本试验利用现代补光技术对设施树莓进行补光照射，结果发现该技术明显促进了树莓的酚类物质花青素、鞣花酸、黄酮类物质的积累。该技术的使用对于北方地区树莓设施栽培过程中品质的提高具有较强的示范引导作用。

1 材料和方法

1.1 材料和补光

本项目研究以树莓品种秋来思（Fructus Mori）为试材，研究开始前供给不同的缓释肥处理（美国Scotts公司生产的Osmocote 缓释肥，养分含量15-9-12，增加了微量元素，基质温度在21 °C时可释放5～6个月）。光照处理周期分为自然光周期和夜间补光的24 h光周期，补光时间为试验期间每天下午6点至次日上午7点。补光灯采用瑞士PHT International公司生产的125瓦PhytoliteTM植物生长补光灯。夜间补光期间保证苗木顶芽上方的光照强度至少达到220 lx（Arnott， 1979； Arnott和Macey， 1985）。光强测定采用美国通用电气GE照明公司生产的217型英寸烛光照度计。

1.2 花青素的提取

溶剂法，溶剂选择甲醇（50%）、乙醇（70%）、丙酮（70%）、水或者混合溶剂等。为了防止提取过程中非酰基化的花青素降解，在提取溶剂中加入1.5 mol·L-1 的HCl 和體积分数为95%的乙醇（ 体积比15∶85） 作为溶剂，提取料液比为5 g∶1 mL，提取时间为53 min，提取温度为71 ℃，提取2次，利用分光光度计进行测定。样品中原花色素的制备：植物材料经4倍体积丙酮+水（7∶3，体积比）或者经60%甲醇提取，40℃以下减压蒸馏去除有机溶剂，水相再经乙醚洗涤后定容。花青素含量=A500 ÷0.55×100×V 式中 V为试样。

1.3 鞣花酸的提取

用打浆机将红莓果打成均匀的浆体，将分离出来的红莓籽洗净，低温烘干后用小型粉碎机粉碎至直径为0.40 mm的颗粒，用二甲基亚砜溶解后吸取10 mL该溶液于50 mL容量瓶中，用二甲基亚砜定容，经0. 45 μm 微孔滤膜过滤，作为供试品溶液备用。称取鞣花酸对照样品8.05 mg，置于25 mL容量瓶中，用二甲基亚砜溶解并定容，经0. 45 μm 微孔滤膜过滤，作为对照品溶液。利用HPLC 法测定提取的鞣花酸。

1.4 黄酮类物质的提取

采用甲醇、70%乙醇和水3 种溶剂作提取剂。取3 份冷冻树莓果，各50 g破碎，置于烧瓶中，按1 g∶10 mL 加入提取剂， 80 ℃下回流提取3 h，过滤，旋转蒸发，回收溶剂，得黄酮粗提物。将粗提取的水溶液以2 BV·h-1 的流速通过树脂柱，待大孔树脂吸附完全时，用蒸馏水通过树脂柱清洗杂质，直至清洗的水不混浊为止，最后用95%乙醇将吸附的黄酮类化合物洗脱下来，收集洗脱液。取标准样建标准曲线，取供试品贮备液5 mL，置25 mL量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀。量取2 mL，置25 mL量瓶中，照标准曲线制备项下的方法，测定吸光度，从标准曲线上读出供试品溶液中类黄酮的质量。

2 结果与分析

2.1 补光处理下树莓花青素在不同鲜果中的积累

树莓含有丰富的花青素，具有很高的营养价值，花青素是一种强有力的抗氧化剂和自由基清除剂，其清除能力是维生素C的20 倍，维生素E的50倍[10]。花青素对羟基自由基（·OH）及超氧阴离子（ O2-·） 具有较好的清除能力，并能有效降低毛细血管通透性，具有抗炎、抗水肿、清除致癌因子和调控细胞周期活性的作用。如图1所示，通过补光试验发现，树莓在初果、盛果、落果中花青素分别达到了0.255，0.390，0.152 mg·g-1。与对照相比分别增加了8.5%，3.4%，12.6%。

2.2 补光处理下树莓鞣花酸在不同鲜果中的积累

鞣花酸是一种广泛存在于植物中的天然多酚组分，树莓中的鞣花酸量居各类可食用植物之首，鞣花酸能抵抗多环芳香碳氢化合物、亚硝胺、毒枝菌素和黄曲霉素等多种化学致癌物质，能保护人体的贴体组织，增强身体功能[11]。同时，鞣花酸可解除草中与大豆的多环芳香烃，也可抵御熏肉与变霉花生中的致癌物。如图2所示，通过补光试验发现，树莓在初果、盛果、落果中鞣花酸分别达到了0.805，0.990，0.623 mg·g-1。与对照相比，鞣花酸在初果里积累变化不大，但在盛果和落果里的积累分别增加了10%、9.1%。

2.3 补光处理下树莓黄酮类物质在不同鲜果中的积累

树莓含有丰富的黄酮类物质，研究表明，黄酮类化合物有很好的自由基清除能力、抗氧化能力和抗菌活性。它可与O2-·反应阻断自由基引发的连锁反应，与脂质过氧基（ROO·） 反应阻断脂质过氧化进程等，特别值得一提的是，黄酮类具有对抗肿瘤细胞的作用，而且对致癌因子有生化抑制作用，能防止肿瘤的产生和抑制肿瘤的生长[12]。所以，研究树莓黄酮类物质的功能及提取技术，对防治疾病和保持人体健康有积极的意义。本研究通过补光试验发现，树莓在初果、盛果、落果中黄酮类物质分别达到了18.2，21.9，12.7 mg·g-1。但与对照比较，黄酮类物质在初果中的积累几乎没有变化，但在盛果中的积累增加了28.9%，而其在落果中的积累则出现了下降（3.8%）

2.4 补光处理下树莓不同类型果实鲜质量和干质量的比较

经过补光处理后（图4），3种不同果实类型的鲜质量明显高于对照，分别增长了2.3%、17.6%、 22.3%。同样，干质量增长了10.2%、16%、20%。这说明，补光增加了树莓有效的光合作用时间进而提高了树莓的物质积累。

3 结论与讨论

树莓鲜果是不耐贮运的水果，货架期很短，虽然树莓浆果可以速冻但还是有不少消费者愿意花高价格购买鲜果。在北京冬季树莓鲜果的价格都在400～500元·kg-1；上海黑莓鲜果60元·kg-1；另外人们还有休闲采摘的需要；较长时间的运输使得浆果的质量严重下降，这都给树莓的设施栽培提供了机会。设施栽培属于高投入高产出，资金、技术、劳动力密集型的产业。它是利用人工建造的设施，使传统农业栽培模式逐步摆脱自然的束缚，走向现代工厂化农业、环境安全型农业生产、无毒农业的必由之路，同时也是农产品打破传统农业的季节性，实现农产品的反季节上市，进一步满足多元化、多层次消费需求的有效方法。树莓设施栽培是掌握树莓生长发育的特性，利用日光温室、加热温室、大棚等设施，通过品种筛选、破除休眠、修剪整形、授粉、水肥调控等技术或促早或延后实现树莓鲜果反季节生产的技术[14]，也是践行大连发展现代都市农业的重要体现。单这一种技术途径就足可以使得树莓鲜果在一年中任何时期成熟上市，如果针对双季莓品种初生茎能当年花芽分化并开花结果的特点，温室栽培使得双季莓的延后作用得到充分发挥，可以采果到来年的2—3月份。直接在温室土壤中定植（不移出脱除温室休眠）的树莓脱除休眠后促早栽培可以使得采果期提前到2月底3月初。

在我国，已经有数十种果树开展了保护地栽培，大大改善了市场供应，尤其是葡萄、大樱桃、草莓等都获得了巨大的成功。我国的树莓保护地栽培基本上还没有起步。黑莓在江苏和山东进行了初步尝试，江苏的试验结果由于方法和地区气候限制，促早效果只有大约1个月，山东的尝试采果期提早了2个多月，产量达到2 000 kg。大连市这方面的技术还比较落后。因而，引进国内外先进技术进行消化吸收，建立大连自己的完善的树莓设施栽培配套技术体系是非常必要的。

光环境是植物生长发育不可缺少的重要物理环境因素之一。光通过影响光合作用、光形态建成和光周期来调节植物的生长发育，因所处气候带不同或季节变化等原因，农作物有时不可避免地生长在弱光逆境中，农作物长期的弱光生长会导致植株营养体不健壮、落花落果严重、果实发育缓慢、含糖量降低、产量下降、品质变劣。因此，及时对植物补光特别是在温室设施栽培过程中补光处理意义重大[15]。经过补光处理，笔者发现花青素在所有果实类型里有明显提高。这说明，增加光合作用时间有利于花青素的积累。但鞣花酸只在盛果和落果期间积累较多，初果与对照相比几乎没变化。推测鞣花酸在这3种类型的果实中积累的方式有所不同。同样，黄酮类物质的积累在盛果期间积累最多并且明显高于对照。这说明，这3种酚类物质在盛果期间积累最多，也是下一步对其进行产业化加工的重要方向。

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