桑枝屑還田對桑芽功能成分的影響

黃金枝 俞燕芳 王軍文 杜賢明 鄧真華

( 1.江西省蠶桑茶葉研究所 330202; 2.江西省經濟作物研究所 330202; 3.江西省蠶桑工程技術研究中心 330202)

桑葉含有豐富的功能活性成分，是一種“藥食兩用”農產品[1]。桑芽，是桑枝尖頭最嫩的幾片桑葉。近年來，桑葉菜肴由于具有保健、清熱解毒、降火的飲食內涵深受消費者的青睞，桑(芽)葉菜肴發展勢頭迅猛，尤其在南方地區，各種桑葉菜式不僅出現在酒店的特色菜單中，也走進了尋常百姓家[2～3]。

我國桑樹資源豐富，桑枝作為桑樹的主要副產物，約占桑樹年產干物質的64%[4～6]。然而，在蠶桑生產過程中，桑枝的利用率不到3%[7]，大部分被丟棄在田間，極少部分用作燃料，研究開發利用不夠，造成了極大的浪費，也加重環境污染[8]。近年來，隨著科技進步，對蠶桑資源高效利用深入研究，桑枝的資源價值也引起關注。據資料顯示，桑枝含有粗蛋白5.84%、纖維素51.48%、木質素18.1%、半纖維23.2%、灰分1.57%，具有較高的利用價值[9]。桑枝是我國目前最豐富的農業廢棄物資源之一，然而目前關于桑枝肥料化利用提升桑芽功能成分含量的可行性研究鮮見報道。本試驗從桑枝肥料化利用提升桑芽功能成分的角度出發，探究桑枝還田對桑芽功能成分的提升效應。

1 材料與方法

1.1 材料、儀器與主要試劑

材料：桑品種為豐田5號，樹齡10年，栽植于江西省蠶桑茶葉研究所桑樹示范基地；桑枝取自于江西省蠶桑茶葉研究所桑園。

儀器：切枝機BC1000E(天津威猛機械制造有限公司)；三相異步電動機Y225-4(周口豫川特種電機廠)；安捷倫1260Ⅱ高效液相色譜(美國安捷倫公司)；多功能酶標儀(賽默飛世爾科技有限公司)；HH恒溫水浴鍋(金壇市中大儀器廠) ；美國奧豪斯水分儀 (美國奧豪斯儀器有限公司) ；ST16R1 臺式高速冷凍離心機( 北京聯合科力科技有限公司) 。

主要試劑：沒食子酸、蘆丁、1-脫氧野尻霉素(DNJ)標準品、芴甲氧羰酰氯( FMOC-Cl) 購自上海阿拉丁生化科技有限公司；乙醇、葡萄糖、苯酚、濃硫酸、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、碳酸鈉、福林酚、鹽酸、甘氨酸、醋酸等為分析純試劑，購自西隴化工股份有限公司；乙腈、甲醇、甲酸為色譜純試劑，購自德國默克公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 還田方法

桑枝屑還田試驗在江西省蠶桑茶葉研究所桑樹示范基地完成。2020年7月中旬，挑選生長發育良好、整齊一致、樹形基本相似的植株240株，分為4組，每組60株，設3個重復，每個重復20株，掛牌標記，并對其進行同一高度的修剪。新鮮桑枝利用粉碎性設備實施粉碎處理，將粉碎后的桑枝屑進行不同處理，比較還田效果。試驗共設計4個處理，分別為：未覆蓋桑枝屑未旋耕(CK1)；未覆蓋桑枝屑旋耕(CK2)；將桑枝屑均勻覆蓋桑園，厚度為5cm(M1)；將桑枝屑均勻覆蓋在桑樹下，厚度為5cm，再旋耕(M2)。

1.2.2 取樣方法

還田處理0d、20d、40d、60d后，取不同還田方式處理后的豐田5號植株桑芽，每株隨機選取3～5根枝條，采收全部芽頭，將桑芽迅速帶回實驗室進行干燥處理，60℃ 烘干，粉碎，過 60 目篩，分裝于不同的自封袋，并做好標記，待功能成分檢測。

1.2.3 檢測方法

總酚含量測定采用Folin-Ciocalteu比色法[10～12]；總黃酮含量測定采用亞硝酸鈉-硝酸鋁法[13]；總糖含量測定采用苯酚硫酸法[14]；DNJ含量測定采用芴甲氧羰酰氯(FMOC-Cl)柱前衍生液相色譜法[15]；酚類單體化合物的含量測定采用高效液相色譜-質譜(HPLC-MS)。

1.3 數據統計及分析

采用 Excel 2007 軟件進行數據統計；采用 Origin8.0 軟件作圖；采用SPSS20.0 軟件完成數據分析。

2 結果與分析

2.1 不同還田方式對桑芽總酚含量的影響

在相同還田量處理情況下，不同還田方式對桑芽總酚含量的影響各不相同。從圖1可以看出，四種處理方式下，桑芽總酚含量都呈先減少后增加的趨勢。M1和M2處理60d后桑芽總酚顯著高于CK1和CK2(p<0.05)，其中M1中總酚含量最高，為25.96mg/g，M2次之，為24.91mg/g，這說明桑枝屑還田對桑芽總酚的含量具有一定的影響，桑枝屑還田能夠提高土壤肥效，促進桑芽中總酚的形成。已有許多研究表明，桑葉中總酚、總黃酮和 DNJ等含量與生長季節有關。本試驗研究結果與俞燕芳等[1]一致，總酚含量7—9月先下降后上升。

2.2 不同還田方式對桑芽總黃酮含量的影響

在相同還田量處理情況下，不同還田方式對桑芽總黃酮含量的影響各不相同。從圖2可以看出，四種處理方式下，桑芽總黃酮含量都呈先減少后增加的趨勢，這可能與季節有關。M1和M2處理60d后桑芽總黃酮含量顯著高于CK1和CK2(p<0.05)，其中M1總黃酮最高，為62.82mg/g，M2次之，為50.55mg/g，說明桑枝屑還田對桑芽總黃酮的含量具有一定的影響，能夠促進總黃酮積累。

注：不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)

注：不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)

2.3 不同還田方式對桑芽多糖含量的影響

在相同還田量處理情況下，不同還田方式對桑芽多糖含量的影響各不相同。從圖3可以看出，四種處理方式下，桑芽多糖含量都呈先增加后減少的趨勢。M1處理60d后桑芽多糖含量顯著高于其他幾個處理(p<0.05)，為82.80mg/g，CK1次之，為77.74mg/g，說明桑枝屑還田對桑芽多糖含量具有一定的影響。

注：不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)

2.4 不同還田方式對桑芽DNJ含量的影響

在相同還田量處理情況下，不同還田方式對桑芽DNJ含量的影響各不相同。從圖4可以看出，四種處理方式下，桑芽DNJ含量都呈先增加后減少的趨勢。CK1處理60d后DNJ含量顯著高于其他處理((p<0.05))，為4.06mg/g，M2次之，為3.69mg/g，這說明桑枝屑還田對桑芽DNJ的形成具有一定的作用。楊兵等[16]研究結果顯示，桑葉中 DNJ 含量在 7—8 月最高。蔣微[17]測定了4個桑樹品種在 4—10 月桑葉中生物堿的含量，結果表明， DNJ 含量在 4—5 月達到最高值，之后皆呈現波動下降趨勢。這些研究結果與本文的結果是相符的，但與楊貴明等[18]的研究結果差異較大，這可能與試驗的區域氣候、土壤和栽培條件等不同有關。

2.5 不同還田方式對桑芽酚類組成及含量的影響

在相同還田量處理情況下，不同還田方式對桑芽酚類組成及含量的影響各不相同。從表1可以看出，四種處理方式下，桑芽中綠原酸、蘆丁、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處理20d后綠原酸含量最高，為5.07 mg/g，CK2處理20d后綠原酸含量最低，為2.61mg/g；M1處理20d后蘆丁含量最高，為1.31mg/g，CK2處理20d后蘆丁含量最低，為0.51mg/g；M1處理60d后槲皮素的含量最高，為1.46mg/g，CK1處理20d后槲皮素的含量最低，為0.22mg/g；M1處理60d 后QMG含量最高，為3.3mg/g，M2處理20d后 QMG含量最低，為1.28mg/g；M1處理20d 后AG含量最高，為4.52mg/g，CK2處理20d 后AG含量最低，為2.43mg/g；M1處理60d后 KMG含量最高，為2.62mg/g，M2處理40d后 KMG含量最低，為1.15mg/g。

注：不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05)

表1 不同還田方式對桑芽酚類組成及含量的影響 單位：mg/g

續表 單位：mg/g

3 小結

本試驗對桑芽中的總酚、黃酮、多糖、DNJ及主要酚類物質進行檢測分析，結果發現，桑枝屑不同還田方式對桑芽總酚、總黃酮、多糖、DNJ及主要酚類物質含量具有一定的影響。覆蓋桑枝屑處理60d后總酚、總黃酮、多糖含量顯著高于未覆蓋桑枝屑未旋耕(p<0.05)，DNJ含量顯著低于未覆蓋桑枝屑未旋耕(p<0.05)。覆蓋桑枝屑旋耕處理60d后桑芽總酚和總黃酮含量顯著高于未覆蓋桑枝屑旋耕(p<0.05)，多糖和DNJ含量與未覆蓋桑枝屑旋耕相比差異不顯著(p>0.05)。因此，生產上可以根據桑芽的食用性以及藥用性，選擇不同處理方式的桑芽為原料，使桑芽功能性成分的利用效果達到最佳。