油橄欖林下種植百合土壤養(yǎng)分及有效成分含量研究

嚴(yán)毅，徐鋇昌，孫雪蓮，何銀忠，王軍民，高柱，陳金龍

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油橄欖林下種植百合土壤養(yǎng)分及有效成分含量研究

嚴(yán)毅1,2，徐鋇昌2，孫雪蓮2，何銀忠2，王軍民3，高柱4，陳金龍2＊

(1. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)，云南 昆明 650201；2. 昆明市?？诹謭?，云南 昆明 650114； 3. 西南林業(yè)大學(xué)，云南 昆明 650224；4. 江西省科學(xué)院，江西 南昌 330096)

以油橄欖林下套種百合模式為研究對象，分析百合種植對油橄欖林土壤養(yǎng)分(有機(jī)質(zhì)、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全鉀和速效鉀)的影響，通過測定百合中有效成分(總多糖、總黃酮、總生物堿、總皂苷)的含量，分析土壤肥力狀況與百合有效成分的相關(guān)性。結(jié)果表明：油橄欖林下種植百合后，土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全鉀和速效鉀養(yǎng)分含量均明顯降低，說明百合生長對有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀均有不同程度的需求，有機(jī)質(zhì)的含量明顯降低，其次是全磷和有效磷，對氮和鉀的需求量不大；油橄欖林下種植百合的總多糖、總黃酮、總生物堿、總皂苷含量分別為4.19%、0.56%、1.87% 、1.18%；與前人的研究結(jié)果相比除百合多糖含量低，其他3項(xiàng)指標(biāo)均不亞于其他研究結(jié)果。結(jié)論：在油橄欖林下種植百合具有一定可行性及研究價值，在種植過程中需根據(jù)百合對土壤含量的需求增加土壤有機(jī)質(zhì)和磷肥施用量；該研究結(jié)果對油橄欖林下種植百合及土壤管理具有一定科學(xué)價值，為油橄欖林下空間的綜合利用提供研究基礎(chǔ)。

油橄欖林；食藥百合；林下種植；土壤養(yǎng)分

百合是單子葉植物亞綱百合科(Liliaceae)百合屬()植物的總稱，多年生宿根草本植物，是我國衛(wèi)生部首批頒布的藥食兼用植物之一，首載于我國現(xiàn)存最早的藥物學(xué)專著《神農(nóng)本草經(jīng)》[1-2]，遍布全國。近年來，百合在食用和藥用兩方面較大的價值引起學(xué)者們的廣泛關(guān)注，研究發(fā)現(xiàn)：百合鱗片中含有較高的鈣、鎂、鐵、鋁、鉀、磷、淀粉粒，以及鋅、鈦、鎳、錳等微量元素，還含有7 ~ 8種人體必需氨基酸等一般性成分[3-5]。同時還含有黃酮、皂苷、生物堿、多糖等活性成分，具有止咳、祛痰、鎮(zhèn)靜催眠、調(diào)節(jié)免疫和抗腫瘤等作用[6]。百合在我國已經(jīng)得到全面而廣泛的開發(fā)利用，特別在百合栽培技術(shù)方面有較大進(jìn)展，但限于品種退化、連作障礙、病害等原因，百合出現(xiàn)品質(zhì)下降、大幅減產(chǎn)的危機(jī)[2]。

在林下種植中藥材不僅能夠充分利用林下較為寬闊的空間，產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)效益，對中藥材的天然性也是一種強(qiáng)化。植物的生長與光照密切相關(guān)[7]，對植物進(jìn)行適當(dāng)遮蔭，可以在一定程度上改善其生活環(huán)境，降低環(huán)境溫度，提高空氣濕度和CO2濃度，促進(jìn)光合作用，提高生理活性[8]，從而保證藥材的藥用價值。昆明市海口林場擁有得天獨(dú)厚的林地資源優(yōu)勢和豐富的野生中藥材資源，歷年來對林下中藥材種植做了較多嘗試，取得可喜成果[9]，但藥用百合在油橄欖林下種植方面鮮見報道，藥用百合種植對油橄欖林土壤養(yǎng)分及其本身藥用價值的相關(guān)性不明確。本研究對油橄欖林下種植藥用百合前后的土壤養(yǎng)分含量及藥用百合的有效成分進(jìn)行測定，分析之間的相關(guān)性，以期為藥用百合的林下種植提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

百合種球采自昆明?？诹謭?4 a生油橄欖林下(平均胸徑38 cm，林相優(yōu)良，郁閉度70%)，當(dāng)年種植，標(biāo)本存于昆明市海口林場；葡萄糖分析純；蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品；烏頭堿標(biāo)準(zhǔn)品；薯蕷皂苷標(biāo)準(zhǔn)品(純度均＞99%)購自寶雞辰光生物科技有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 土壤肥力測定[10-12]

用四分法分別在油橄欖林下取 1 ~ 2 kg百合種植前、后的土壤帶回實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，進(jìn)行肥力狀況測定。測定項(xiàng)目包括有機(jī)質(zhì)、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全鉀和速效鉀含量。土壤有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀外熱源法測定；全氮含量采用半微量凱氏法測定；水解氮含量采用堿解擴(kuò)散法測定；全磷含量采用氫氧化鈉熔融—鉬藍(lán)比色法測定；有效磷含量采用碳酸氫鈉浸提—鉬銻抗比色法測定；全鉀含量采用氫氧化鈉熔融—火焰光度法測定；速效鉀含量采用NH4Ac浸提—火焰光度法測定。

1.2.2 總多糖含量測定

1.2.2.1 百合多糖提取

取干燥磨碎的百合鱗片1 g，加適量的石油醚回流脫脂1 h，用適量無水乙醇回流2 h除去皂苷，再用蒸餾水提取粗多糖3次，時間分別為1、2、1 h，料液比為1：25，過濾，250 mL容量瓶定容，得到百合粗多糖提取液。

1.2.2.2 加樣回收率實(shí)驗(yàn)

準(zhǔn)確量取0.1 g葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品加入1 g百合中，同上述1.2.2.1同步操作。

1.2.2.3 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

取0.5 g葡萄糖于100 mL容量瓶定容得到濃度為4 mg·mL-1，分別取0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL于50 mL定容，分別取1 mL置于試管中，每只加2 mL的苯酚和5 mL的濃硫酸置于60℃的水浴鍋中加熱30 min后冷水浴10 min，最后在490 nm處測吸光值。以葡萄糖濃度為橫坐標(biāo)，吸光值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得線性回歸方程。

1.2.2.4 多糖含量測定

分別取百合粗多糖提取液1 mL，加2 mL的苯酚和5 mL的濃硫酸，置于60℃的水浴鍋中加熱30 min后，冷水浴10 min，最后在490 nm處測吸光值。

1.2.3 總黃酮含量測定

1.2.3.1 百合總黃酮提取

取干燥磨碎的百合1 g，加適量的石油醚回流脫脂1 h，然后用75%的乙醇(含10%亞硝酸鈉)提取總皂苷3次，時間分別為1、2、1 h，料液比為1：25，過濾，250 mL容量瓶定容，得到百合總皂苷提取液。

1.2.3.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

精密量取5.25 mg蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品于100 mL容量瓶定容得到濃度為5、25 mg·mL-1。分別取1、2、4、8、10 mL于10 mL容量瓶中定容，然后分別取2 mL置于試管中，加入0.5 mL的5%亞硝酸鈉溶液，6 min后加入0.5 mL的10%硝酸鋁溶液，15 min后在510 nm處測吸光值。以蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品濃度為橫坐標(biāo)，吸光值為縱坐標(biāo)。得線性回歸方程。

1.2.3.3 總黃酮含量測定

分別取百合總黃酮提取液2 mL置于試管中，加入0.5 mL的5%亞硝酸鈉溶液，6 min后加入0.5 mL的10%硝酸鋁溶液，反應(yīng)15 min后在510 nm處測吸光值。

1.2.4 總生物堿含量測定

1.2.4.1 總生物堿提取

取干燥磨碎的百合1 g置于圓底燒瓶，用緩沖液提取總生物堿3次，時間為1、2、1 h，料液比為1：30，過濾，250 mL容量瓶定容，得到百合總生物堿提取液。

1.2.4.2 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

精密量取5 mg烏頭堿標(biāo)準(zhǔn)品25 mL定容，得到濃度為0.2 mg·mL-1。取5支試管，分別加入標(biāo)準(zhǔn)品0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mL，再補(bǔ)加緩沖液到3 mL，依次加入5 mL 0.05%溴甲酚綠溶液、10 mL氯仿，振搖3 min后靜置30 min，分取氯仿層，再加入0.5 g硫酸鈉放置30 min，最后用緩沖溶液為空白對照，在415 nm處測吸光值。以烏頭堿標(biāo)準(zhǔn)品濃度為橫坐標(biāo)，吸光值為縱坐標(biāo)，得到線性回歸方程。

1.2.4.3 總生物堿測定

取3 mL百合總生物堿提取液，依次加入5 mL 0.05%溴甲酚綠溶液、10 mL氯仿。振搖3 min后靜置30 min，分取氯仿層，再加入0.5 g硫酸鈉，放置30 min，最后用緩沖溶液為空白對照，在415 nm處測吸光值。

1.2.5 總皂苷含量測定

1.2.5.1 總皂苷提取

取1 g粉碎后的百合藥材放在石油醚中，用索氏提取在70℃恒溫水浴中脫脂處理40 min，加入25倍量的75%乙醇，在80℃恒溫水浴中回流提取4 h，合并提取液，用75%乙醇定容稀釋，作為百合皂苷供試液。

1.2.5.2 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線

準(zhǔn)確稱取5 mg的薯蕷皂苷，用無水乙醇定容至50 mL，分別精密移取100 mg·mL-1的薯蕷皂苷溶液0.1、0.2、0.4、0.8、1.0 mL置于具塞刻度試管中，揮干，加入0.2 mL 5%香草醛-冰醋酸溶液混勻和0.8 mL 98%濃硫酸，混勻，在60℃水浴中加熱20 min，冷卻至室溫后加入5 mL冰醋酸，搖勻。最后以75%乙醇為空白對照，在545 nm波長處測吸光度值。以薯蕷皂苷濃度為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)，得線性回歸方程。

1.2.5.3 總皂苷測定

取0.5 mL百合皂苷供試液，置于具塞刻度試管中，揮干，加入0.2 mL 5%香草醛—冰醋酸溶液混勻和0.8 mL 98%濃硫酸，混勻，在60℃水浴中加熱20 min，冷卻至室溫后加入5 mL冰醋酸，搖勻，最后以75%乙醇為空白對照，在545 nm波長處測吸光度值。

2 結(jié)果與分析

2.1 藥用百合種植前后土壤養(yǎng)分分析

土壤肥力是土壤各方面性質(zhì)的綜合反映，它的高低直接影響著植物的生長發(fā)育，土壤養(yǎng)分作為土壤肥力的重要指標(biāo)，它的變化是植物生長對養(yǎng)分的吸收情況的直接反映[11]。通過對油橄欖林下種植百合前、后土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全鉀和速效鉀等營養(yǎng)成分含量測定發(fā)現(xiàn)(表1)，油橄欖林下種植百合后土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全鉀和速效鉀含量均出現(xiàn)明顯降低的情況，種植后油橄欖林下土壤營養(yǎng)成分中有機(jī)質(zhì)、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全鉀和速效鉀含量分別較種植前降低12.261、0.048、0.006、0.364、0.257、0.097、0.01 g·kg-1，其中有機(jī)質(zhì)降低最多，其次是全磷和有效磷；說明藥用百合種植能夠顯著降低土壤養(yǎng)分，生產(chǎn)中要加強(qiáng)肥料管理，同時，百合對有機(jī)質(zhì)和磷存在偏吸收現(xiàn)象，生產(chǎn)中要注意補(bǔ)充有機(jī)質(zhì)和磷肥的施用量。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

以吸光度為縱坐標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo)，分別繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，如圖1 ~ 4所示，得到多糖標(biāo)準(zhǔn)回歸方程為：= 17.677+ 0.144 4，2 = 0.999 4；得到黃酮標(biāo)準(zhǔn)回歸方程為：= 1.378 1+ 0.001 3，2 = 0.999 2；得到生物堿標(biāo)準(zhǔn)回歸方程為：= 7.228 5+ 0.14，= 0.999 5；得到皂苷標(biāo)準(zhǔn)回歸方程為：= 0.537 3+ 0.039 1，= 0.999 3。

表1 種植前后土壤養(yǎng)分含量測定

圖1 多糖標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖2 黃酮標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖3 生物堿標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖4 皂苷標(biāo)準(zhǔn)曲線

2.3 多糖含量分析

百合含有多種活性多糖，研究表明百合多糖具有提高細(xì)胞免疫活性、抗氧化及降血糖的功能的作用[13]。由表2可知，油橄欖林下種植百合總多糖含量為4.19%，加料后多糖總含量變?yōu)?3.99%，加料回收率為98%，說明該測定方法具有較高的準(zhǔn)確性。

表2 百合總多糖含量及加料回收率測定 %

注：表頭數(shù)字為樣品號，下同。

2.4 總黃酮含量分析

黃酮類化合物不僅對植物的生長、發(fā)育、開花、結(jié)果及耐鹽、抗旱、防菌、防病等方面起重要作用，還具有抗氧化、抗菌抗病毒、抗癌癥、抗衰老、抑制高血壓、高血脂及預(yù)防心血管疾病等多種生物活性，因此，黃酮化合物的研究與利用受到人們廣泛關(guān)注，特別在食品、醫(yī)藥、保健品和化妝品等領(lǐng)域的具有廣闊應(yīng)用前景[14]。黃酮作為百合中一種重要的次生代謝物，與百合的藥理作用有密切的關(guān)系。由表3可知，油橄欖林下種植百合總黃酮含量為0.56%。

表3 百合總黃酮含量測定 %

2.5 總生物堿含量分析

早在20世紀(jì)60年代就有百合中生物堿的研究報道。前人的研究表明百合中秋水仙堿含量為0．049％，認(rèn)為百合可作為提取秋水仙堿的植物源，且具有很好的抗癌作用，它不僅可抑制細(xì)胞有絲分裂和DNA合成，還可抑制癌細(xì)胞的生長[15]。油橄欖林下種植百合總生物堿含量見表4，由表4可知油橄欖林下種植百合具有較高生物堿含量，其含量為1.87%。

表4 百合總生物堿含量測定 %

2.6 百合皂苷含量分析

百合中的苷類是以C一27甾體化合物為苷元的甾體皂苷，是合成甾體避孕藥和激素的重要原料。有研究表明百合皂苷比人參皂苷具有更強(qiáng)的清除羥自由基的能力[15]。由表5可知，油橄欖林下種植百合皂苷含量為1.18%。

表5 百合總皂苷含量測定 %

3 結(jié)論與討論

通過對油橄欖林下百合種植前、后土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全鉀和速效鉀等營養(yǎng)成分含量進(jìn)行測定發(fā)現(xiàn)，油橄欖林下種植百合后土壤營養(yǎng)成分均明顯降低，種植前油橄欖林下土壤營養(yǎng)成分中有機(jī)質(zhì)、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全鉀和速效鉀含量分別為25.693、0.239、 0.030、1.019、0.443、1.447、0.016 g·kg-1，種植百合后土壤養(yǎng)分含量為13.432、0.191、0.024、0.655、0.186、1.350、0.006 g·kg-1，說明百合生長對有機(jī)質(zhì)、氮、磷、鉀均有不同程度的需求，其中消耗吸收最大的為有機(jī)質(zhì)，其次是全磷和有效磷，對氮和鉀的需求量不大。土壤養(yǎng)分狀況是科學(xué)施肥、養(yǎng)分分區(qū)管理和有效控制土壤養(yǎng)分流失的理論和科學(xué)依據(jù)，因此在百合種植過程中應(yīng)根據(jù)土壤肥力情況，適當(dāng)增加土壤有機(jī)質(zhì)和磷肥施用量，或者選擇土壤有機(jī)質(zhì)含量和磷含量較高的林下種植百合為宜。同時由于植物在不同生育期對土壤養(yǎng)分形態(tài)和含量的吸收和利用呈規(guī)律性變化，如若想全面把握百合種植過程中對土壤營養(yǎng)的需求，建議對百合各個生育期土壤養(yǎng)分含量變化情況做系統(tǒng)研究，才能制定科學(xué)合理的百合栽培管理技術(shù)措施。

對油橄欖林下種植百合的有效成分分析發(fā)現(xiàn)：百合總多糖含量為4.19%，均比孫俊等[13]研究的幾個產(chǎn)地的百合多糖含量要低，估計跟不同產(chǎn)地、品種等因素有關(guān)；百合總黃酮含量為0.56%，與李章念[14]測定的百合黃酮含量接近；而百合總生物堿、百合總皂苷含量較高，分別為1.87%、1.18%，遠(yuǎn)高于其他研究者的研究結(jié)果[16-17]。眾多研究認(rèn)為百合有效成分含量高低跟產(chǎn)地、品種、栽培年限等多因素密切相關(guān)，因此從一個簡單的種植試驗(yàn)無法判斷種植方式的優(yōu)劣，但從油橄欖林下種植百合的4種有效成分含量上看具有一定的可行性和研究價值。

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Study on Nutrient Change and Active Ingredient Content of Lily Planted in Olive Grove

YAN Yi1,2, XU Beichang2, SUN Xuelian2, HE Yinzhong2, WANG Junmin3, GAO Zhu4, CHEN Jinlong2

(1.,,,; 2.;; 4.)

The effects of planted lilies on the soil nutrients (organic matter, total nitrogen, hydrolyzed nitrogen, total phosphorus, available phosphorus, total potassium and available potassium) under olive plantations were analyzed along with the levels of key active ingredients in the lilies. The lilies’ contents of total polysaccharides, total flavonoids, total alkaloids and total saponins were analyzed for the correlation of these traits with soil fertility status. The results showed that the soil’s content of organic matter, total nitrogen, hydrolyzed nitrogen, total phosphorus, available phosphorus, total potassium and available potassium decreased significantly after the planting of lily under olive plantations. The content of organic matter showed the greatest decrease followed by total phosphorus and available phosphorus Meanwhile, decreases in nitrogen and potassium were lower, indicating that the demand for these nutrients was not high. The total polysaccharide, total flavonoid, total alkaloid and total saponin contained in the lilies grown under the olive plantation were 4.19%, 0.56%, 1.87%, and 1.18% respectively. When compared to previous research results, these indicators are no less than the results found by other researchers except for polysaccharide which was markedly lower. It was concluded that it is feasible and economically viable to cultivate lilies under olive plantations. In the process of planting, the soil organic matter and phosphorus fertilizer application should be increased according to the requirements of the lilies. The results of this study provide a scientific basis for the comprehensive utilization of the space under the olive plantations.

olive grove; edible lily; planting under the forest; soil nutrient

S565.7；S644.1

A

昆明市科技計劃項(xiàng)目（2016-1-S-03064）；廣西林產(chǎn)化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放課題項(xiàng)目(GXFC14-12)

嚴(yán)毅(1986― )，女，碩士，工程師，主要從事果樹學(xué)研究

陳金龍(1976― )，男，本科，高級工程師，主要從事森林培育研究