不同采收期对菊苣根系营养成分和芽球产量的影响

doi：10.11838/sfsc.1673-6257.22123
不同采收期对菊苣根系营养成分和芽球产量的影响
冯秀娟1，任冰如2，牛冠婷2，黄晓杰2，朱超伟1，孟秀花2， 
丁晓琴2，盖亚男2，刘　艳2，陈　剑1，2*
（1．南京林业大学轻工与食品学院，江苏　南京　210037；2．江苏省中国科学院植物研究所，江苏省抗
糖尿病药物筛选技术服务中心，江苏　南京　210014）
摘　要：以自选的菊苣株系为研究对象，于2020年9月9日播种，播种后76～181 d每隔1周左右采收1次，测定根的糖分、可溶性蛋白质、游离氨基酸含量以及软化后芽球的形态指标，探讨不同采收期对根系营养成分及芽球产量的影响。

结果表明：根和叶含水量均随气温下降而降低并在大寒节气前后达到最低点；在播种后76～153 d，根的总糖含量持续增加，而还原糖含量则为当最低气温低于0℃且持续时间较长时增加，153 d以后根的总糖含量逐渐下降而还原糖含量的变化规律也发生了改变；根的可溶性蛋白质含量在104～146 d明显下降，游离氨基酸含量在90～160 d上升，以后下降。

相关性分析表明，播种后76～153 d采收的植株，其芽球直径和重量分别与根的干重、总糖、还原糖、游离氨基酸含量呈显著相关，芽球转化率仅与单位重量根中的还原糖含量呈显著相关，软化天数分别与根干重、总糖、还原糖、游离氨基酸含量呈显著负相关。

综合分析表明，所选菊苣株系在越冬期间未发生冻害，适当延期采收可使包括糖分和氨基酸在内的干物质充分积累，在南京地区1月初至2月上旬采收植株有利于保证芽球产量和品质。

关键词：菊苣；采收期；根系；营养成分；芽球产量
菊苣（Cichorium intybus L.）为菊科（Composi-tae）菊苣属（Cichorium L.）一年生或多年生草本植物，软化型菊苣是将大田栽培的肉质根在黑暗处再次培养形成黄化芽球的一种类型，菊苣芽球是一种绿色无公害的高档保健型蔬菜，具有广阔的市场前景［1-4］。

软化型菊苣原产于地中海、亚洲中部和北非等地区，近年来我国北方地区引进种植面积较 大［5-7］，但江苏地区由于气候条件与原产地有较大差异，目前尚无引种推广。

在现有种植区，软化型菊苣田间肉质根的采收时间均为秋末冬初霜冻之前［8-11］，任冰如等［12-13］的试验结果表明，在南京地区，适当延迟采收时间，可使菊苣肉质根增粗增重，其软化形成的芽球产量增加，芽球转化率提高，软化天数减少。

早在20世纪90年代，就有研究发现，随着采收期的延迟，菊苣根中糖类成分的结构和含量均发生变化［14］，但文献仅报道了植株
生长期（从春季播种至秋末冬初采收）及根在冷藏期间发生的变化，并未对糖分含量与芽球指标之间的相关性进行分析。

基于此，本试验以文献报道的“秋末冬初”作为“常规采收期”，从常规采收期至春季开始返青阶段，分期采收大田生长的菊苣，测定根系营养成分，同时进行软化培养测定芽球形态指标，进一步探讨不同采收期对菊苣根系营养成分和芽球产量的影响。

1　材料与方法
1.1　试验材料
软化型菊苣种子购自德国耶拿市，在南京地区种植，从中选取表现优良的单株，采集该单株所产种子用于本次试验。

试验在江苏省中国科学院植物研究所试验苗圃进行，于2020年9月9日播种于育苗穴盘，20 d左右移栽，田间管理及软化等方法同文献［12］。

从2020年11月24日（常规采收期）开始至2021年3月9日（返青期），每1周左右采收1次，共采收16批材料，每批10株。

首先考察植株的形态指标，再从中取3株烘干，用于测定干重及含水量，并测定根的总糖、还原糖和游离氨基酸含量；另取3株菊苣根，当天测定可溶性蛋
收稿日期：2022-03-10；录用日期：2022-04-02
基金项目：国家自然科学基金（81973463）；江苏省农业科技自主创新资金项目（CX（20）3167）。

作者简介：冯秀娟（1994-），硕士研究生，主要从事林特产品贮藏与加工方面的研究。

E-mail：fxj194814@。

通讯作者：陈剑，E-mail：chenjian80@。

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图1　南京不同日期气温变化曲线
1.2　仪器与试剂
主要仪器设备：EL204电子天平［梅特勒-托利多（上海）有限公司］；Eppendorf Centrifuge 5810 台式高速多功能冷冻离心机（德国Eppendorf 公；FSH-2A 可调高速匀浆机（北京中西华大科技有限公司）；Mili-Q TM Advantage A10超纯水仪（美Millipore 公司），MD Spectra Max Plus 384 酶标仪（美国Molecular Devices 公司），数显恒温水浴锅（南京科尔仪器设备有限公司）。

试剂：D -果糖（纯度大于 98%，批号J14F8R29114）
-谷氨酸（纯度大于 98%，批号S12A10I85582）品均购自上海源叶生物科技有限公司，其试剂均为分析纯，购自南京化学试剂有限 公司。

1.3　方法
1.3.1　形态指标测定
叶鲜重为去除枯黄部分后叶片的鲜重，115℃15 min，80℃烘干5 h，称取叶干重并计算叶含水量；根鲜重为去除须根和细小侧根后的鲜重，同法测定根干重并计算根含水量；芽球直径以芽球最粗处的值为准；芽球重量为软化后所得芽球的净重。

含水量（%）=［（鲜重-干重）/鲜重］× 100；芽球转化率（%）=（芽球重量/该芽球下根的重量）×100。

1.3.2　总糖和还原糖含量的测定
标准曲线的制定：配制质量浓度为1.0 mg/mL
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图2　不同采收期菊苣干物质和含水量的变化
2.2　不同采收期菊苣根系营养成分的变化2.2.1　不同采收期根系糖分含量的变化
不同采收期根系糖分含量的变化结果（图3）76～153 d 菊苣根中总糖含量的增个梯度，其中76～83 d 总糖含量大幅增加，随后维持在较平稳的水平，至118～132 d 又有一次增加并稳定保持至播种后153 d，以后逐渐 还原糖含量的变化与总糖相比有较大差异，对17日至2021年3月16日的气温1）可以发现，在播种后153 d 之前，还原糖含量受最低气温影响较大，当最低气温低于0℃且保持时间较长的情况下，还原糖含量增加，当最低气温升高到0℃以上，还原糖含量下降，然153 d 开始这一变化规律不再明显甚至发生了改变，尤其是从播种后167 d 开始，虽然0℃以上，但还原糖含量仍然增加，推测此时是植株生理状态发生了改变。

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图3　不同采收期根系糖分含量的变化
2.2.2　不同采收期根系可溶性蛋白质含量和游离氨基酸含量的变化
不同采收期根系可溶性蛋白质含量和游离氨基酸含量的变化结果（图4）显示，菊苣根系中可溶性蛋白质含量在播种后104～146 d（对应冬至至立春阶段）存在一个明显的下降趋势，表明这一阶段根的生理代谢活动降低，有利于提高抗冻能力。

从不同采收期根系游离氨基酸含量的变化结果（图4）可以看出，播种后90～160 d 系中游离氨基酸含量整体呈上升的趋势，Limamii ［19］报道，在菊苣生长后期（播种后根含氮量的增加与根干物质的增加相关，但蛋白质含量保持恒定，新增加的氮主要被转化为氨基酸贮存，本试验测得游离氨基酸含量的变化趋势与其结果是一致的。

然而160 d 以后游离氨基酸含量呈下降趋势，推测根部的游离氨基酸作为氮源向地上部分运输供其生长。

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图4　不同采收期根系可溶性蛋白质含量和游离氨基酸含量的变化
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图5　不同采收期根软化后芽球形态指标的变化
2.4　不同采收期菊苣芽球形态指标与软化前根系营养成分的相关性分析
如上所述，播种后160～181 d，即2月16日日采收的肉质根不宜用于软化，因此，只153 d 采收的菊苣样品，先计算每一批样品各指标的平均值，再分析芽球形态指标与软化前各指标之间的相关性，结果如表1所示：芽球直径与根干重呈极显著相关，芽球重量也与根干重呈极显著相关，软化天数与根干重呈显著负相关，说明充实的根软化后可得到粗而重的芽球且所需软化时间较短。

芽球直径与单位重量根中的总糖含量、还原糖含量、游离氨基酸含量均呈极显著正相关，与每
个根中的总糖含量、还原糖含量、游离氨基酸含量有更高的相关性；芽球重量与单位重量根中的还原糖含量、游离氨基酸含量呈极显著相关，与单位重量根中的总糖含量呈显著相关，与每个根中的总糖含量、还原糖含量、游离氨基酸含量有更高的相关性，均极显著相关；芽球转化率仅与单位重量根中的还原糖含量呈显著相关；软化天数分别与单位重量根中的总糖含量、游离氨基酸含量及每个根中的还原糖含量、总糖含量、游离氨基酸含量呈显著或极显著负相关。

由此可见，根中的总糖含量、还原糖含量和游离氨基酸含量增加均有利于形成粗壮的芽球，并缩短软化所需 时间。

表1　芽球形态指标与软化前植株形态及根系营养成分指标的相关性分析
指标 芽球直径芽球重量芽球转化率软化天数
叶干重-0.018-0.1280.0410.272
根干重0.891**0.859**0.528-0.622*
总糖含量a0.718**0.677*0.533-0.699*还原糖含量a0.749**0.713**0.705*-0.477游离氨基酸含量a0.806**0.789**0.391-0.676*可溶性蛋白质含量a-0.230-0.168-0.1550.334总糖含量b0.883**0.882**0.402-0.761**还原糖含量b0.884**0.891**0.541-0.684*游离氨基酸含量b0.853**0.861**0.363-0.735**可溶性蛋白质含量b0.657*0.716**0.252-0.439注：*表示指标间显著相关（P <0.05），**表示指标间极显著相关（P<0.01）。

a表示单位重量根中的量，b表示每个根中的量。

3　讨论
软化型菊苣原产欧洲，比利时、波兰、德国、荷兰等均为较早栽培菊苣的国家，这些地区所处纬度较高，菊苣在春季4月底至5月初播种，生长120～150 d后于秋末冬初采收用于软化。

比利时研究者报道，当莲座状植株外叶开始衰老时采收肉质根［14］，根据文中数据推算具体采收时间在9月中下旬。

波兰研究者测定了4个菊苣品种根的成熟度，从9月下旬开始至11月末，每隔一周采收1次，发现随着根采收时间的推迟，软化得到的芽球长度均增加，秋季地面霜冻可加快根的成熟［21］。

与欧洲国家相比，南京地区处于较低纬度，菊苣的生长特性发生了很大改变，春播易造成抽苔开花，无法用于芽球生产，而秋季播种冬季采收的肉质根可用于培养芽球［12-13］。

本试验测定了不同采收期对菊苣根营养成分的影响，试验所用种子为同一株系，结果显示，该株系在越冬期间（冬至-立春）随着气温下降，植株含水量下降，根中可溶性蛋白质含量减少，同时根的干物质持续积累、总糖含量保持较高水平、游离氨基酸含量持续增加，可见植株通过降低生理代谢活动和增高细胞质浓度来抵御低温伤害和增强抗冻 能力。

欧洲文献报道，在菊苣生长的7—9月份，高聚果糖浓度显著增加，葡萄糖浓度下降，同时蔗糖、果糖和低聚果糖的浓度基本保持稳定，即聚合度变大，而到10月初，在很短时间内，蔗糖、果糖和低聚果糖浓度均增加，高聚果糖浓度下降，聚合度变小，并发现造成这些变化的原因是低温的作用［14，22］。

菊苣中的果聚糖主要由蔗糖连接不同数量的果糖而成，还原糖主要由果糖和葡萄糖组成，因此测定总糖和还原糖含量的变化在一定程度上可以反映果聚糖的动态变化。

与前人的研究结果相比，越冬前及越冬期间糖分的变化虽然在时间节点上存在差异，但有相似的变化趋势；然而，越冬以后总糖和还原糖含量的变化规律发生了变化，推测植株生理状态发生了改变，这与越冬以后叶片数开始增加、叶和根含水量持续增加、根中游离氨基酸含量下降等现象相互印证。

菊苣软化是将肉质根置黑暗条件下培养，形成芽球的物质主要来自根所储藏的营养成分。

试验结果显示，立春以前，随着采收期的延迟，肉质根的干物质、总糖含量、游离氨基酸含量均增加，其软化形成的芽球产量也呈增加趋势，芽球重量分别与根干重、总糖含量、还原糖含量、游离氨基酸含量有显著相关性。

众所周知，植物体内物质转运需要在小分子游离状态进行，糖分运输的形式主要为单糖（如葡萄糖和果糖）和蔗糖。

试验结果显示，芽球转化率与单位重量根中的还原糖含量有显著相关性，这一结果提示若将根中的大分子果聚糖充分转化为小分子糖，可能有助于提高芽球转化率，从而提高芽球 产量。

4　结论
在不造成冻害的前提下，延期采收可使菊苣根的干物质充分积累，总糖含量和游离氨基酸含量增加，芽球产量提高，但入春以后植株进入生殖生长阶段，肉质根不宜用于软化。

在南京地区，所选株系在1月初至2月上旬期间采收，有利于保证芽球产量和品质。

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参考文献：
［1］ 张德纯，王德槟，王小琴，等．菊苣的软化栽培技术 ［J］ ．北方园艺，1996（2）：1-3．
［2］ 刘振海，王相江．日光温室菊苣的软化栽培 ［J］ ．中国蔬菜，2000（5）：43．
［3］ 甄一鸣，黎桂阳．菊苣的软化栽培技术 ［J］ ．蔬菜，2001（6）：9-10．
［4］ 李井会，王玉霞，朱丽丽，等．菊苣的软化栽培技术 ［J］ ．北方园艺，2011（22）：61．
［5］ 郎德山，马兴云，杨青山．寿光地区温室菊苣分阶段栽培技术 ［J］ ．北方园艺，2016（22）：73-74．
［6］ 毛世强，余冬冬，亓德明，等．北京地区芽球菊苣的软化栽培技术 ［J］ ．北方园艺，2017（23）：239-240．
［7］ 曹华，李新旭．一种优质保健蔬菜的独特栽培模式——软化菊苣栽培技术 ［J］ ．科学培养，2019（10）：57-59．
［8］ 凌丽云，程艳．芽球菊苣的生物学特性及栽培技术 ［J］ ．现代农业科技，2015（12）：89，91．
［9］ 王俊花，辛秀山．芽球菊苣高效栽培技术 ［J］ ．河北农业，2018（5）：33-34．
［10］ 陈明远，韩立红，于静湜，等．草莓-芽球菊苣软化栽培模式 ［J］ ．中国蔬菜，2021（5）：111-112．
［11］ 郭玲娟，郭明星，史晋鹏，等．软化菊苣规模化高效栽培技术 ［J］ ．上海蔬菜，2021（2）：17-19．
［12］ 任冰如，陈剑，梁呈元，等．南京地区菊苣品种“沃姆”引种栽培初报 ［J］ ．中国野生植物资源，2018，37（3）：76-79．［13］ 任冰如，陈剑，李维林，等．不同采收期对软化型菊苣根和芽球产量的影响 ［J］ ．中国野生植物资源，2021，40（5）：9-13．［14］ Demeulemeester M，Verdoodt V，Proft M．Interaction between physiological age and cold treatment on the composition and concentration 
of carbohydrates in chicory roots（Cichorium intybus L．）［J］ ．Journal 
of Plant Physiology，1998，153（S3-4）：467-475．
［15］ 高文军，李卫红，王喜明，等．3，5-二硝基水杨酸法测定蔓菁中还原糖和总糖含量 ［J］ ．中国药业，2020，29（9）：113-116．［16］ 王学奎．植物生理学实验 ［M］ ．北京：高等教育出版社，2006：204-206．
［17］ 陈刚，李胜．植物生理生化实验原理和技术 ［M］ ．北京：高等教育出版社，2016：40-42．
［18］ 陈金华，王英姿，黄建安，等．茶饮料中游离氨基酸总量测定方法的改进 ［J］ ．食品工业，2019，40（10）：191-195．［19］ Limamii A，Roux L，Laville J，et al．Dynamics of nitrogen compounds in the chicory（Cichorium intybus L．）tuberised 
tap root during the growing season and cold storage period ［J］ ．
Journal of Plant Physiology，1993，141（3）：263-268．［20］ 朱士农．芽球菊苣栽培及软化试验 ［J］ ．上海蔬菜，2004（5）：40-41．
［21］ Jozef B．Influence of the harvest date on ripeness of some chicory cultivars（Cichorium Intybus L．var．foliosum Hegi）［J］ ．
Vegetable Crops Research Bulletin，1999，50：41-46．［22］ Ende W，Mintiens A，Speleers H，et al．The metabolism of fructans in roots of Cichorium intybus during growth，storage and 
forcing ［J］ ．New Phytologist，1996，132（4）：555-563．
Effects of different harvest dates on root nutrients and bud yield of Cichorium Intybus L.
FENG Xiu-juan1，REN Bing-ru2，NIU Guan-ting2，HUANG Xiao-jie2，ZHU Chao-wei1，MENG Xiu-hua2，DING Xiao-qin2，GAI Ya-nan2，LIU Yan2，CHEN Jian1，2*（1．School of Light Industry and Food，Nanjing Forestry University，Nanjing Jiangsu 210037；2．Institute of Botany，Jiangsu Province and Chinese Academy of Sciences，Jiangsu Provincial Service Center for Anti-diabetic Drugs Screening，Nanjing Jiangsu 210014）
Abstract：Self-selected Cichorium Intybus L. were sown at 9 September，2020 and harvested every week from 76 to 181 days after sowing. The contents of total sugar，soluble protein，free amino acids and the morphological indexes of softened buds were measured，and the effects of different harvest dates on root nutrients and bud yield were discussed. The results showed that the water content of roots and leaves was decreased with the decrease of temperature，and reached the lowest point around the Major Cold solar term. From 76 to 153 days after sowing，the total sugar content of roots continued to increase，while the reducing sugar content increased when the minimum temperature was lower than 0℃ and lasted for a long time，the total sugar content of roots gradually was decreased and the change law of reducing sugar also changed after 153 days. The soluble protein content of roots was decreased significantly from 104 to 146 days after sowing，and the free amino acids content was increased from 90 to 160 days. The correlation analysis showed that the diameter and weight of bud ball of plants harvested 76 to 153 days after sowing were significantly correlated with the dry weight，total sugar，reducing sugar and free amino acids content of roots，respectively，the bud ball conversion rate was significantly correlated only with the reducing sugar content in root per unit weight，and the softening days were significantly negatively correlated with the dry weight，total sugar，reducing sugar and free amino acids content of roots，respectively. The comprehensive analysis results showed that there was no freezing injury during the overwintering period of selected Cichorium Intybus L. strains，and the dry matter including sugar and amino acids could be fully accumulated by appropriately delaying the harvest. It is suggested that the succulent roots should be harvested from early January to early February in Nanjing，which is conducive to ensure the yield and quality of buds.
Key words：Cichorium intybus L.；harvest time；root system；nutrients；bud yield
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