遼東地區(qū)林下大葉芹粗蛋白和礦質(zhì)元素含量的影響因素分析

李喜霞，楊征

（沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)，遼寧 沈陽(yáng) 110866）

遼東地區(qū)林下大葉芹粗蛋白和礦質(zhì)元素含量的影響因素分析

李喜霞，楊征

（沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)，遼寧 沈陽(yáng) 110866）

在充分調(diào)查遼東地區(qū)大葉芹生長(zhǎng)環(huán)境的基礎(chǔ)上，研究不同立地條件和環(huán)境因子對(duì)大葉芹生長(zhǎng)的影響，以期篩選出可獲得高品質(zhì)大葉芹的栽植模式。結(jié)果表明：林分類型和坡位對(duì)大葉芹粗蛋白含量的影響極顯著；林下栽植的大葉芹粗蛋白含量略高于全光坡耕地上栽植的，人工林下栽植大葉芹的粗蛋白含量高于天然次生林下的；大葉芹礦質(zhì)元素含量與林分類型和坡度的關(guān)系最大；大葉芹Ca、Mg、Fe含量受綜合立地條件的影響比較大，其中坡度為15°～20°時(shí)，Ca，Mg元素含量最高；坡度為5°～10°時(shí)Fe元素含量高；Cu和Zn兩種微量元素所受影響相對(duì)較小。

大葉芹；粗蛋白；礦質(zhì)元素；影響因素；遼東地區(qū)

大葉芹Spuriopimpinella brachycarpa是遼東地區(qū)林下山野菜的代表種類［1］，也是遼寧省出口野菜的6個(gè)品種之一［2］。大葉芹又名山芹、短果回芹、山芹菜，為傘形科多年生草本植物，主要分布在我國(guó)的東北部和俄羅斯遠(yuǎn)東地區(qū)，其嫩莖葉可食，是色、香、味俱佳的山野菜［3］。其營(yíng)養(yǎng)成分在野菜中較高，富含蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維、碳水化合物、胡蘿卜素、維生素B1、B2、維生素C、葉酸、鈣、鐵、磷等［4］，因此倍受人們的喜愛(ài)。遼東地區(qū)的山野菜有相當(dāng)一部分由于對(duì)水分、光照、土質(zhì)有比較嚴(yán)格的要求，瀕臨滅絕，而大葉芹對(duì)立地環(huán)境要求不嚴(yán)，有很大的仿野生栽培生產(chǎn)和保護(hù)利用的空間［5］。仿野生栽培生產(chǎn)的山野菜比溫室大棚農(nóng)藥殘留少10%以上，接近無(wú)公害純天然野生山野菜［6］。

目前關(guān)于大葉芹的研究主要集中于生物多樣性［4］、栽培技術(shù)［7-9］、產(chǎn)量影響因子［10］、病蟲害防治［11］、山野菜資源的開(kāi)發(fā)與利用［12］等方面。對(duì)大葉芹營(yíng)養(yǎng)元素的研究中，大部分集中在脂肪、糖類、維生素的研究或描述以及無(wú)機(jī)元素［13］和維C、類胡蘿卜素的研究［14-15］。本文對(duì)于林下種植大葉芹的粗蛋白和礦質(zhì)元素含量進(jìn)行測(cè)定計(jì)算，并對(duì)影響其含量的因子進(jìn)行分析。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)地概況

遼寧省東部山區(qū)是長(zhǎng)白山脈的西南延伸部分，海拔200～500 m，屬于中低山地，包括撫順、本溪、清原、新賓等17個(gè)縣（市、區(qū)）。氣候?qū)儆跂|部山地濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，年均氣溫為5～8℃，年降水量為800～ 1 000 mm，且多集中在7、8月。森林資源豐富，植物種類2 000多種，主要森林類型包括櫟林、闊葉雜木林、紅松林、落葉松林、油松林等。土壤為暗棕色森林土和棕色森林土。

1.2 樣地選擇

本試驗(yàn)在遼寧省清原縣灣甸子鎮(zhèn)砍椽溝的林地進(jìn)行。年均氣溫5.3℃，降水主要集中在夏季，海拔256～670 m，地理位置為東經(jīng)125°11′，北緯41°57′。試驗(yàn)林地中，人工林多為落葉松林，個(gè)別為紅松林；天然次生林多由色木、椴木、楊樹(shù)和柞樹(shù)等構(gòu)成。

通過(guò)對(duì)林地的踏查，針對(duì)大葉芹上層林分的不同林型、不同坡位、不同坡向等條件，選擇了典型的9塊試驗(yàn)林地，劃出10 m×10 m觀測(cè)標(biāo)準(zhǔn)地，調(diào)查每塊標(biāo)準(zhǔn)地的基本狀況，包括標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)上層木的樹(shù)高、胸徑和枯枝落葉層厚度等，具體情況見(jiàn)表1。每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)隨機(jī)設(shè)3塊1 m×1 m的小樣方。

表1 標(biāo)準(zhǔn)地基本情況

1.3 取樣方法及處理

2015年5月初，大葉芹生長(zhǎng)的后期（采菜期），在選擇好的這9塊標(biāo)準(zhǔn)地內(nèi)隨機(jī)的3個(gè)樣方中，每個(gè)樣方中隨機(jī)采10株大葉芹，在90℃烘箱中烘15 min，然后降溫至65℃干燥，干燥時(shí)間為24 h。取出烘干葉片，研磨粉碎過(guò)60目篩子儲(chǔ)存?zhèn)溆?。采用凱氏定氮法測(cè)定粗蛋白，采用原子吸收法測(cè)定營(yíng)養(yǎng)元素。

1.4 數(shù)據(jù)分析處理

采用Excel和SPSS軟件數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 大葉芹粗蛋白的影響因子研究

2.1.1 各樣地差異對(duì)大葉芹中粗蛋白的影響

各樣地大葉芹粗蛋白的差異是由樣地環(huán)境因子共同作用的結(jié)果，對(duì)樣地差異的分析相當(dāng)于對(duì)各環(huán)境因子的組合模式進(jìn)行分析。

由圖1可以看出，天然次生林的1號(hào)樣地和裸地的9號(hào)樣地明顯比其他樣地的大葉芹中粗蛋白含量低（實(shí)際上，1號(hào)樣地上層林木稀疏且離9號(hào)樣地比較近），這可能是因?yàn)槿馄赂叵氯鄙倏葜β淙~層的保護(hù)，導(dǎo)致土壤養(yǎng)分和水分流失較快，土質(zhì)變差。喬木遏制了水土流失，使土壤更加肥沃；其次，森林給予了大葉芹生長(zhǎng)適宜的遮陰條件。

2.1.2 各因素對(duì)林下大葉芹中粗蛋白含量的影響

通過(guò)對(duì)樣地的選擇和分析，選取主要存在的4種立地條件影響因子：林型（天然次生林、人工落葉松林和人工紅松林）、坡向（半陰坡和半陽(yáng)坡）、坡位（上坡和下坡）和坡度（5°～10°、10°～15°、15°～20°）。

圖1 各樣地大葉芹的粗蛋白含量

由表2可以看出，林型和坡位對(duì)林下大葉芹中粗蛋白含量的影響達(dá)到了極顯著水平（p<0.01），而坡向和坡度對(duì)大葉芹粗蛋白含量無(wú)顯著影響（p> 0.05）。

表2 主體間效應(yīng)的分析

不同林型下大葉芹中粗蛋白含量為人工落葉松林25.47%，其次為人工紅松林24.95%，天然次生林下所含的粗蛋白含量最少22.37%。從多重比較可以看出，人工落葉松林和人工紅松林下大葉芹的粗蛋白含量差異不顯著，但是與天然次生林下大葉芹粗蛋白含量有極顯著差異（p<0.01）?？傮w來(lái)說(shuō)在人工林下，大葉芹粗蛋白含量較高，為24%～26%。這可能是因?yàn)槿斯ち值膯棠痉植几泳鶆?，針葉樹(shù)的枯枝落葉層更加致密，而天然次生林均為闊葉樹(shù)種，且分布較為稀疏。

2.2 立地條件對(duì)大葉芹Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn的影響因子

由表3可以看出，除Cu元素外，林分類型對(duì)其他5種營(yíng)養(yǎng)元素都有極顯著影響；除Zn和Mn元素外，坡度對(duì)其他4種營(yíng)養(yǎng)元素也有極顯著影響，這說(shuō)明林分類型和坡度對(duì)于礦質(zhì)元素的影響比較大。這是因?yàn)椴煌瑯?shù)種對(duì)土壤的影響不同，所含礦質(zhì)元素的多少也有所差異，導(dǎo)致大葉芹對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的吸收有所不同。而4種立地條件均對(duì)Mg元素有極顯著的影響，從F值可以看出，Mg元素受坡位影響程度最大，其次為林分類型，受坡度影響程度最小?？梢?jiàn)Mg元素受立地條件影響較大，這可能是因?yàn)椴煌⒌貤l件濕度差異較大，其蒸騰作用的強(qiáng)弱限制了鎂的吸收。林分類型、坡位和坡度都對(duì)Fe元素有極顯著影響，由F值可以看出坡度對(duì)Fe元素影響程度最大，林分類型和坡位影響程度相差不大。坡度對(duì)Cu元素有極顯著影響，坡位對(duì)Cu元素影響顯著，其他因子均對(duì)Cu元素影響不顯著；除林分類型對(duì)Zn元素影響極顯著以外，其他立地條件均對(duì)Zn元素沒(méi)有顯著影響，這說(shuō)明立地條件對(duì)Cu和Zn元素影響非常小。

表3 立地條件對(duì)林下大葉芹營(yíng)養(yǎng)元素含量影響的方差分析

2.2.1 林型對(duì)大葉芹營(yíng)養(yǎng)元素含量的影響

林型對(duì)大葉芹大量和微量元素含量都有相對(duì)較大的影響，由圖2、3可以看出，人工紅松林下大葉芹Ca、Fe和Zn元素含量均高于天然次生林和人工落葉松林，這可能是因?yàn)榧t松林內(nèi)速效養(yǎng)分相對(duì)較高，可以迅速補(bǔ)給土壤中的養(yǎng)分損失。雖然這種養(yǎng)分結(jié)構(gòu)不利于養(yǎng)分的持續(xù)供應(yīng)，但是大葉芹生長(zhǎng)期較短。人工落葉松林下大葉芹Ca元素含量較少，而人工落葉松林下的Mg和Mn元素均略高于其他林型。這可能是因?yàn)椴煌瑔棠竞凸庹諏?duì)土壤中各元素產(chǎn)生的影響不同所造成的。而林型對(duì)Cu元素?zé)o顯著影響，Cu含量也很少，僅為0.001 mg·g-1左右。

圖2 林型對(duì)大葉芹Ca、Mg、Fe元素含量的影響

圖3 林型對(duì)大葉芹Mn、Zn元素含量的影響

2.2.2 坡度對(duì)大葉芹營(yíng)養(yǎng)元素含量的影響

由圖4可以看出，坡度為15°～20°的樣地內(nèi)大葉芹Ca、Mg元素含量的平均值大于其他坡度，而Fe元素則在15°～20°的樣地中含量較少，這是因?yàn)榕潘涣嫉耐寥乐杏行цF的含量會(huì)增加。而坡度為5°～10°和10°～15°的大葉芹內(nèi)各營(yíng)養(yǎng)元素的含量差異不明顯。坡度對(duì)Mn、Cu和Zn的影響均不顯著。Mn含量0.016～0.032 mg·g-1；Zn含量0.036～ 0.051 mg·g-1。

圖4 坡度對(duì)大葉芹Ca、Mg、Fe元素含量的影響

2.2.3 坡向和坡位對(duì)大葉芹營(yíng)養(yǎng)元素含量的影響

半陽(yáng)坡的大葉芹Ca元素含量較高，這可能是因?yàn)榘腙?yáng)坡大葉芹接受了更多的陽(yáng)光（圖5）。

圖5 坡向?qū)Υ笕~芹Ca、Mg、Fe元素含量的影響

位于上坡的大葉芹內(nèi)Mg元素的含量較高，而Fe元素則是在下坡大葉芹內(nèi)含量較高（圖6）。另外，雖然坡位對(duì)Cu元素含量有顯著影響，但由于Cu含量過(guò)低，所以均值差別不大。坡向和坡位對(duì)Mn和Zn均無(wú)顯著影響。

圖6 坡位對(duì)大葉芹Ca、Mg、Fe元素含量的影響

3 結(jié)論

通過(guò)多因素方差分析，發(fā)現(xiàn)林型和坡位對(duì)林下大葉芹中粗蛋白含量的影響極顯著。另外，全光坡耕地下大葉芹中粗蛋白的含量相較林下略低。

全光坡耕地下大葉芹的Ca元素含量較低，而Mn元素含量明顯較高，為林下大葉芹含量的近3倍。對(duì)營(yíng)養(yǎng)元素的影響因子做多因素方差分析發(fā)現(xiàn)，各營(yíng)養(yǎng)元素受林型和坡度影響相對(duì)較大，其中Ca、Mg、Fe 3種元素受綜合立地條件的影響較大。Cu和Zn兩種微量元素相對(duì)受影響較小。在人工紅松林、半陽(yáng)坡以及坡度為15°～20°的環(huán)境下，大葉芹中Ca元素的含量較高；在人工落葉松林、上坡以及坡度為15°～20°的環(huán)境下，大葉芹中Mg元素含量比較高；在人工紅松林、下坡、坡度為5°～15°的環(huán)境下，大葉芹中Fe元素的含量較高。

［1］邰姍姍，胡遠(yuǎn)滿，張洪生，等.遼東山區(qū)林權(quán)制度改革中林下種植模式對(duì)林下植物物種多樣性的影響［J］.生態(tài)學(xué)雜志，2010，2（2）：238-243.

［2］宋雪晶，張曉峰.遼東地區(qū)山野菜生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展思路［J］.新農(nóng)村，2011，（12）：47-47.

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（責(zé)任編輯：張素清）

Influencing factors on protein and mineral element contents of Spuriopimpinella brachycarpa in east Liaoning Province

LI Xixia，YANG Zheng
（ShenyangAgricultural University，Shenyang 110866，China）

Taking Spuriopimpinella brachycarpa as materials，the effects of different sites and environmental factors on the growth of Spuriopimpinella brachycarpa were studied in order to gain high quality planting pattern.The results showed：forest types，slope position had very significant influence on the total crude protein in Spuriopimpinella brachycarpa.Total crude protein content in Spuriopimpinella brachycarpa under canopy was higher than that planted in bare land.And total crude protein content in Spuriopimpinella brachycarpa under artificial forest was higher than that under natural secondary forest.Content of mineral matter in Spuriopimpinella brachycarpa was mostly affected by forest type and slop gradient.The content of Ca，Mg，F(xiàn)e was mostly affected by the site conditions.The contents of Ca and Mg in Spuriopimpinella brachycarpa were highest in slop gradient between 15 and 20.The content of Fe in Spuriopimpinella brachycarpa was highest in slop gradient between 5 and 10.The site conditions had a little effect on contents of Cu and Zn in Spuriopimpinella brachycarpa.

Spuriopimpinella brachycarpa；crude protein；mineral matter；influencing factors；east Liaoning area

S79.89

A

1001-1714（2017）01-0003-05

2016-11-04

遼寧省教育廳科學(xué)技術(shù)研究項(xiàng)目（L2015479）；遼寧省社科聯(lián)研究項(xiàng)目（2016lslktzijjx-41）。

李喜霞（1970-），女，副教授，主要從事生態(tài)經(jīng)濟(jì)方面的研究。E-mail：xixiali@126.com。