不同竹炭处理对皇菊挥发性化学成分的影响.pdf

不同竹炭处理对皇菊挥发性化学成分的影响周 婧1姚 宏1*吴华芬1金关根2（1丽水市农林科学研究院，浙江丽水 323000；2丽水市轩德皇菊有限开发公司，浙江丽水 323000）摘要试验以皇菊花朵为材料，设置 4 个竹炭施用处理，分别为 0 kg/hm2（CK）、750 kg/hm2（T1）、1 500 kg/hm2（T2）、2 250 kg/hm2（T3），采用气相色谱-质谱联用仪结合顶空固相微萃取技术对不同竹炭处理对皇菊挥发性化学成分和含量的影响进行了分析。结果表明：处理 T1、T2、T3的皇菊分别鉴定出 40、44、43 种挥发性化合物，相对含量分别为 89.900%、96.156%、94.806%；CK 鉴定出 39 种挥发性化合物，相对含量为 84.693%。与 CK 相比，处理 T1提高了皇菊中酯类、酸类、酚类、烷类、其他氧化物的含量，降低了烃类、醇类、醛类、酮类的含量；处理 T2提高了皇菊中烃类、醇类、酮类、酯类、酚类、烷类的含量，降低了醛类、其他氧化物的含量；处理 T3提高了皇菊中烃类、醇类、醛类、酮类、酯类、酸类、酚类的含量，降低了烷类、其他氧化物的含量。不同竹炭处理均能影响皇菊挥发性化学成分的组成及含量，当施用量为 2 250 kg/hm2时，皇菊中有效成分含量明显增加，能提高皇菊挥发性化学成分品质。关键词皇菊；竹炭；挥发性化学成分；相对含量中图分类号R284.1文献标识码A文章编号 1007-5739（2023）18-0061-06DOI：10.3969/j.issn.1007-5739.2023.18.017开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Effects of Different Bamboo Charcoal Treatments on Volatile Chemical Components ofChrysanthemumZHOU Jing1YAO Hong1*WU Huafen1JIN Guangen2(1Lishui Institute of Agriculture and Forestry Sciences,Lishui Zhejiang 323000;2Lishui Xuande Huang Chrysanthemum Limited Development Company,Lishui Zhejiang 323000)AbstractIn this experiment,the flowers of chrysanthemum were used as materials,four treatments of bamboocharcoal application 0 kg/hm2(CK),750 kg/hm2(T1),1 500 kg/hm2(T2),and 2 250 kg/hm2(T3)were set,and the effectsof different bamboo charcoal treatments on the volatile chemical components and contents of chrysanthemum wereanalyzed by using gas chromatography-mass spectrometry combined with headspace solid phase microextractiontechnology.The results showed that 40,44 and 43 kinds of volatile compounds were identified in the chrysanthemumfrom treatment T1,treatment T2and treatment T3respectively,and their relative contents were 89.900%,96.156%and94.806%respectively.39 kinds of volatile compounds were identified in the chrysanthemum from CK,with a relativecontent of 84.693%.Compared with CK,treatment T1increased the contents of esters,acids,phenols,alkanes and otheroxides in chrysanthemum,while decreased the contents of hydrocarbons,alcohols,aldehydes and ketones.Treatment T2increased the contents of hydrocarbons,alcohols,ketones,esters,phenols and alkanes,while decreased the contents ofaldehydes and other oxides.Treatment T3increased the contents of hydrocarbons,alcohols,aldehydes,ketones,esters,acids and phenols,and decreased the contents of alkanes and other oxides.Different bamboo charcoal treatments couldall affect the composition and content of volatile chemical components of chrysanthemum.When the application rate was2 250 kg/hm2,the contents of active components in chrysanthemum increased significantly,which could improve the基金项目 丽水市科技局公益项目（2021GYX10）。第一作者 周婧（1989），女，硕士，助理研究员，从事特色花卉研究工作。E-mail：*通信作者 E-mail：收稿日期 2023-01-12现代农业科技2023 年第 18 期园艺学61现代农业科技2023 年第 18 期园艺学皇菊，又名黄菊，为菊科植物菊（Chrysanthemummorifolium Ramat.）的干燥头状花序1。据文献记载，菊花性微寒，味甘苦，具有解毒消炎、清肝明目、散风清热等作用2。皇菊是丽水地区的特色优势农产品，因具有花形优美、汤色明亮、口感甘甜、香气沁人等特点，已成为茶饮的上等品，作为朵菊市售，受到广大消费者的喜爱和追捧。研究表明，菊花挥发油的化学成分基本为倍半萜烯类、单萜烯类及其含氧衍生物，有抗氧化、抗炎症、抗细菌等多种药物作用效应3-4。因产地不同，各品种菊花有道地性差异，其花内挥发油成分含量及比率各不相同5。李福高等6研究表明，杭白菊-榄香烯的含量比樟脑、龙脑高出较多，且-榄香烯在广谱抗肿瘤等方面具有广泛的药物作用效应。胡文杰等7研究表明，从皇菊叶、茎、根和花的挥发油中分别鉴定出 45、32、29、39 种化合物，共鉴定出 90 种化学成分，这些成分在保健、医药和香精香料等方面有较广泛的应用，开发利用价值较高。由于连作种植和肥药大量施用，土壤营养流失较多，土壤肥力明显下降，影响了皇菊的产量和品质。竹炭具有比表面积较大、孔隙含量高、稳定性高、含碳量较高等特点8-10，施入土壤可提高作物产量和品质，近年来被广泛应用于农业生产领域。因此，探究竹炭对皇菊品质的影响，并筛选出最利于生产的竹炭用量，对促进皇菊产业发展具有重要意义。通过前期试验发现，添加竹炭可以改良种植土壤营养成分并促进皇菊生长。查找文献可知，未见施用竹炭对丽水皇菊挥发物成分及含量影响的报道。本研究以丽水皇菊为供试材料，选择竹炭作为土壤改良剂，研究竹炭对皇菊挥发性化学成分和含量的影响，以期为进一步对丽水皇菊进行综合开发利用和挥发性成分研究提供科学依据。1材料与方法1.1试验材料供试菊花品种为皇菊，是丽水市菊花种植品种，其生长期为 180 d 左右，由丽水市轩德皇菊开发有限公司提供。供试竹炭，由毛竹在厌氧、高温（500）环境下炭化所得。其基本理化性质如下：pH 值为 10.1，有机碳含量为 122 g/kg，全氮含量为 4.7 g/kg，全磷含量为0.83 g/kg，全钾含量为 2.1 g/kg。供试有机肥原料为茶籽饼和菜籽饼，利用高温发酵而成，其 pH 值为 5.91，N、P、K 质量分数分别为3.25%、2.35%、2.73%。1.2仪器与设备供试仪器与设备有气相色谱质谱联用仪（型号Thermo 1300，美国 Thermo Fisher 公司）、毛细管色谱柱（型号 TG-5MS，30.00 m0.25 mm0.25 m）、电子天平（型号 ML4002E，梅特勒托利多仪器上海有限公司）、SPME 固相微萃取装置（50/30m PDMS/DVB 萃取头，57328-U 型，15 mL 顶空瓶，美国 Supelco 公司）。1.3试验设计试验设 4 个竹炭用量处理，分别为 0 kg/hm2（CK）、750 kg/hm2（T1）、1 500 kg/hm2（T2）、2 250 kg/hm2（T3）。3 次重复，随机区组设计，共 12 个小区，每个小区面积为 20 m2。2021 年 5 月上旬，按照试验设计将竹炭和有机肥（1 500 kg/hm2）充分搅拌均匀，然后作为底肥一次性施用于对应小区并翻耕（深约 25 cm）。种植区域做畦（宽 40 cm、深 15 cm），小区间距 30 cm，试验地周围铺设保护行，定期滴灌浇水。田间栽培管理按当地优质皇菊生产技术规范进行。1.4试验方法于 2021 年 11 月上旬，采收开度为 70%的鲜花，并按照皇菊加工工艺进行烘干，烘干后用粉碎机粉碎，过 20 目筛待测。检测前，先将 PDMS/DVB 萃取纤维在 GC 进样口 250 老化 1 h。取 1.0 g 样品置于15 mL 顶空瓶中，加入 3 mL 饱和氯化钠，涡旋，超声，压盖密封，放置于 80 水浴锅中，加热 30 min，30 min 后再将提前老化好的固相微萃取针扎入加热的顶空瓶中，继续萃取吸附 30 min，上机解析 5 min，采用 GC-MS 条件进行挥发性成分分离分析。1.5GC-MS 测定条件色谱条件：进样方式为不分流模式，进口温度为280，起始柱温 50，保持 5 min；以 3.5/min 升温至 100，再以 8.0/min 升温至 200 保持 5 min，再以 15/min 升温至 280 保持 15 min。载气为氦气，压力为 7.61 kPa，总流量 104.2 mL/min，柱流量为1.00 mL/min，线速度 36 cm/s，吹扫流量 3.0 mL/min。质谱条件：进样模式为不分流，进样口温度volatile chemical components quality of chrysanthemum.Keywordschrysanthemum;bamboo charcoal;volatile chemical component;relative content62250，离子源温度 280，四级杆温度 280，进样量 1 L，流速 1.2 mL/min，质量扫描范围为 40600 m/z。1.6数据分析数 据 分 析 采 用 保 留 时 间 结 合 标 准 质 谱 库（NIST08）检索，确定化合物的结构，以峰面积归一法测定其含量。2结果与分析2.1不同竹炭处理对皇菊挥发性化学成分的影响经 GC-MS 检测分析，经鉴定，各处理皇菊所含化合物数量不同。其中，CK 鉴定出化合物 39 种，处理T1鉴定出化合物 40 种，处理 T2鉴定出