不同坡向油茶枝葉主要化學(xué)成分研究

吳煒　高小明　胡娟娟　余云云　束慶龍

（1.安徽省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)工程研究所，合肥 230031;2.合肥幼兒師范高等專(zhuān)科學(xué)校，合肥 ?230013;3.皖西學(xué)院環(huán)境與旅游學(xué)院，安徽 六安 ?237012;4.皖西大別山旅游與景觀研究中心，安徽 六安 ?237012;5.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與園林學(xué)院，合肥 ?230036）

摘要：以安徽省舒城縣曉天鎮(zhèn)海拔200 m左右的40年生油茶（Camellia oleifera Abel.）林為研究對(duì)象，選擇4個(gè)坡向，分別采集當(dāng)年生油茶枝條和葉片，測(cè)定枝條與葉片的綜纖維素、纖維素、木質(zhì)素以及苯-醇抽提物含量，比較不同坡向油茶枝、葉主要化學(xué)成分的差異。結(jié)果表明，不同坡向油茶枝、葉中綜纖維素、纖維素含量、木質(zhì)素、苯醇抽提物含量均為南坡>東坡>西坡>北坡。油茶的內(nèi)在抗逆性為南坡>東坡>西坡>北坡，這是油茶在環(huán)境壓力選擇下長(zhǎng)期適應(yīng)的結(jié)果。在以追求產(chǎn)量為目的的油茶林以營(yíng)建在南坡、西南坡和東南坡為宜;在育苗基地的選擇上應(yīng)當(dāng)選擇朝陽(yáng)南坡最為適宜。

關(guān)鍵詞：油茶（Camellia oleifera Abel.）;坡向;化學(xué)成分;抗逆性

中圖分類(lèi)號(hào)：S791 ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：0439-8114（2019）18-0078-04

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2019.18.019 ? ? ? ? ? 開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Study on main chemical components of shoots and leaves of

Camellia oleifera Abel. in slope aspexts

WU Wei1，GAO Xiao-ming2，HU Juan-juan3，4，YU Yun-yun5，SHU Qing-long5

（1.Institute of Agricultural Engineering， Anhui Academy of Agricultural Sciences， Hefei 230031，China;2.Hefei Preschool Education College，Hefei 230013，China;3.College of Environment and Tourism，West Anhui University， Luan 237012，Anhui，China;

4.Research Center of Tourism and Landscape in Dabieshan Mountains of Western Anhui Province，Luan 237012，Anhui，China;

5.College of Forestry and Landscape Architecture，Anhui Agricultural University，Hefei 230036，China）

Abstract： The experimental materrials 40 years old Camellia oleifera Abel. forest were collected from the altitude of 200 meters in Xiaotian town， Shucheng county， Anhui province，and four slope aspects were selected. To collect shoots and leaves of Camellia oleifera Abel.， the content of holo-cellulose，cellulose，lignin and benzene-ethanol of shoots and leaves were determined to compare the difference of chemical compositions among the four slope aspects of Camellia oleifera Abel.. The results showed that the content of holo-cellulose， cellulose， lignin and benzene-ethanol in the shoots and leaves of different slope aspects were in the south>east>west>north. The inherent resistance of Camellia oleifera Abel. showed the trend of the south>east>west>north， which was the result of long-term adaptation of Camellia oleifera Abel. under environmental stress selection. Camellia oleifolia Abel. plantation is better be built in the south， southwest and southeast slope in order to pursue yield， and the south slope toward the sun is the most suitable choice for the seedling base.

Key words： Camellia oleifera Abel.; slope aspects; chemical composition; stress resistance

油茶（Camellia oleifera Abel.）屬山茶科（Theaceae）山茶屬（Camellia L.）植物，是中國(guó)南方特有的木本油料樹(shù)種，是與油棕、油橄欖、椰子齊名的世界四大油源樹(shù)種之一。油茶大都種植在山地，發(fā)展油茶在緩解日益緊張的食用油供給矛盾的同時(shí)，還可以置換出耕地用于種植糧食，對(duì)于中國(guó)糧油安全意義重大[1]。安徽省大別山地區(qū)是油茶栽培的重點(diǎn)區(qū)域之一，也是油茶的北緣產(chǎn)區(qū)[2]。油茶的栽培以丘陵山地為主，在丘陵山地種植油茶，坡向成為種植者考慮的重要問(wèn)題之一。

不同坡向?qū)χ参锏挠绊懷芯恐饕性诓煌孪蛄帜镜纳L(zhǎng)規(guī)律、種群結(jié)構(gòu)以及碳儲(chǔ)蓄量和空間分布等[3]。隋玉龍等[4]對(duì)不同坡向油松樹(shù)高、胸徑以及材積變化規(guī)律進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)陰坡比陽(yáng)坡更利于油松優(yōu)勢(shì)生長(zhǎng);韓文娟等[5]通過(guò)對(duì)不同坡向油松人工林建群種種群結(jié)構(gòu)及群落特征的分析，認(rèn)為種群結(jié)構(gòu)、幼苗更新和群落特征對(duì)于10年生人工林在陰坡和陽(yáng)坡樣地上沒(méi)有明顯差異，綜合考慮物種豐富度、生長(zhǎng)量及土壤養(yǎng)分含量，陰坡比陽(yáng)坡更利于種群與群落的發(fā)展;王梅等[6]研究了不同坡向油松的生長(zhǎng)狀況，得出油松在陰坡比陽(yáng)坡更具有生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì);宋清華等[7]利用ArcGIS建立研究區(qū)域的數(shù)字高程模型，研究了不同坡向甘肅臭草根系分叉數(shù)和連接長(zhǎng)度的關(guān)系，得出坡向由北坡向東坡、西坡、南坡轉(zhuǎn)變，草地群落的密度、高度、地上生物量和土壤含水量逐漸減小;徐松等[8]認(rèn)為，各種立地條件下樟子松各器官碳密度分配分別為樹(shù)干碳密度>根碳密度>枝碳密度>葉碳密度，樟子松林系統(tǒng)總碳密度大小為丘間地>背風(fēng)坡>迎風(fēng)坡。這些研究表明，坡向?qū)τ诓煌帜酒贩N類(lèi)型的生長(zhǎng)以及代謝具有不同影響。李艷豐等[9]研究了不同坡向華北落葉松的生長(zhǎng)狀況，結(jié)果顯示處于陰坡的華北落葉松的胸徑、樹(shù)高、材積生長(zhǎng)較陽(yáng)坡優(yōu)勢(shì)明顯。

不同生境條件下，植物的主要化學(xué)成分存在差異。不同的生態(tài)條件對(duì)植物枝葉內(nèi)木質(zhì)素、纖維素、綜纖維素和苯醇抽提物的含量形成一定影響，進(jìn)而影響樹(shù)木抗逆性的強(qiáng)弱。油茶性喜光，喜溫暖濕潤(rùn)，陰坡的光照缺乏以及低溫等因素導(dǎo)致油茶在生長(zhǎng)過(guò)程中遭受低溫的脅迫是不可避免的。目前，不同坡向關(guān)于油茶枝葉化學(xué)成分方面的研究鮮見(jiàn)報(bào)道，不同坡向生境條件下油茶枝葉化學(xué)成分不同[10-14]。

為了掌握油茶在不同坡向主要化學(xué)成分的差異，揭示坡向與油茶抗逆性之間的關(guān)系，本研究選擇安徽省舒城縣曉天鎮(zhèn)不同坡向的普通油茶，分別測(cè)定其枝葉的木質(zhì)素、纖維素、綜纖維素、苯醇抽提物4種主要化學(xué)成分，探討不同坡向條件下的油茶枝葉主要化學(xué)成分的差異及其與抗逆性之間的相關(guān)性，為今后北緣油茶栽植管理以及良種選育提供理論指導(dǎo)。

1 ?材料與方法

1.1 ?采集地及供試材料

試驗(yàn)材料采集于安徽省舒城縣曉天鎮(zhèn)，該鎮(zhèn)位于大別山區(qū)東北坡，地處東經(jīng)116°31′，北緯31°01′—31°05′，屬于北亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，無(wú)霜期200 d，年平均氣溫13.6 ℃，年均降雨量1 574 mm。

供試材料為普通油茶中的寒露籽類(lèi)型，樹(shù)齡約42年。

1.2 ?樣品采集方法

選擇海拔（200～300 m）、林內(nèi)郁閉度（0.7～0.9）的東坡、南坡、西坡、北坡4個(gè)坡向油茶林。每個(gè)坡向隨機(jī)選定15株樣株，共選樣株60株。分別采集各組植株樹(shù)冠中部、上部四周的當(dāng)年生枝梢，保存于密封袋中，當(dāng)天帶回實(shí)驗(yàn)室放入冰箱中待測(cè)。

1.3 ?試驗(yàn)方法

采集的枝條、葉片樣品置于85 ℃恒溫鼓風(fēng)干燥箱中烘干至恒質(zhì)量（即每小時(shí)測(cè)定1次，相鄰2次測(cè)定結(jié)果相差在2 mg范圍內(nèi)時(shí)，后者為恒質(zhì)量），并稱(chēng)其干質(zhì)量。項(xiàng)目檢測(cè)的樣品經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后充分混合。各化學(xué)成分的測(cè)定按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行[14]，其中綜纖維素含量測(cè)定按酸性亞氯酸鈉法（GB 2677.10-1995）進(jìn)行;纖維素含量測(cè)定按硝酸乙醇法進(jìn)行;木質(zhì)素含量測(cè)定按GB 2677.8-1994的72%濃硫酸法進(jìn)行;苯醇抽提物含量測(cè)定按GB 2677.6-94進(jìn)行，各化學(xué)成分含量均指質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.4 ?統(tǒng)計(jì)分析方法

采用Microsoft Excel 2003和SPSS 13.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和圖表處理，圖表中的數(shù)據(jù)為3次重復(fù)的平均值，用單因素方差分析結(jié)合Duncan新復(fù)極差法對(duì)組間差異進(jìn)行分析。

2 ?結(jié)果與分析

2.1 ?坡向?qū)τ筒柚ι?、葉片綜纖維素含量的影響

如圖1所示，不同坡向油茶枝梢綜纖維素含量高低順序?yàn)槟掀?東坡>西坡>北坡;葉片綜纖維素含量變化趨勢(shì)與枝條一致，但是下降趨勢(shì)較緩慢。枝梢綜纖維素含量在63.67%～39.61%，下降了24.06個(gè)百分點(diǎn)，葉片綜纖維素含量在32.67%～24.63%，下降了8.04個(gè)百分點(diǎn)。

方差分析結(jié)果顯示，不同坡向之間油茶枝梢綜纖維素含量差異都達(dá)到極顯著水平。不同坡向之間油茶葉片綜纖維素含量差異均不顯著。多重比較結(jié)果（圖1）表明，不同坡向油茶枝梢中綜纖維素含量，南坡與西坡之間差異顯著，南坡與東坡、東坡與西坡之間差異不顯著;不同坡向油茶葉片中綜纖維素含量，南坡、東坡與北坡差異均顯著，南坡與西坡差異顯著，其余兩兩之間差異均不顯著。

2.2 ?坡向?qū)τ筒柚ι?、葉片纖維素含量的影響

如圖2所示，不同坡向油茶枝梢中纖維素含量高低順序?yàn)槟掀?東坡>西坡>北坡;葉片中纖維素含量變化趨勢(shì)與枝梢一致，但是下降趨勢(shì)較緩慢。枝梢中纖維素含量在24.01%～20.60%，下降3.41個(gè)百分點(diǎn)，葉片中纖維素含量在16.64%～13.11%，下降3.53個(gè)百分點(diǎn)。

通過(guò)方差分析結(jié)果顯示，不同坡向之間油茶枝梢、葉片纖維素含量差異都達(dá)極顯著水平。多重比較結(jié)果（圖2）表明，不同坡向油茶枝梢中纖維素含量，南坡與西坡、南坡與東坡之間差異顯著，東坡與西坡差異不顯著;不同坡向油茶葉片中纖維素含量，南坡與東坡之間差異顯著，東坡與西坡差異不顯著。

2.3 ?坡向?qū)τ筒柚ι?、葉片木質(zhì)素的影響

由圖3所示，不同坡向油茶枝梢木質(zhì)素含量高低順序?yàn)槟掀?東坡>西坡>北坡;葉片木質(zhì)素含量變化趨勢(shì)與枝梢一致，但是下降趨勢(shì)較緩慢。枝梢木質(zhì)素含量在26.58%～23.28%，下降3.3個(gè)百分點(diǎn)，葉片木質(zhì)素含量在14.74%～11.13%，下降3.61個(gè)百分點(diǎn)。

方差分析結(jié)果顯示，不同坡向之間油茶枝、葉片木質(zhì)素含量差異都達(dá)到極顯著水平。多重比較結(jié)果（圖3）表明，不同坡向油茶枝梢中木質(zhì)素含量，南坡與東坡、南坡與西坡、西坡與北坡之間差異顯著，東坡與西坡差異不顯著;不同坡向油茶葉片中木質(zhì)素含量，南坡、東坡、西坡與北坡差異均達(dá)到顯著水平，其余兩兩之間差異均不顯著。

2.4 ?坡向?qū)τ筒柚ι?、葉片苯醇抽提物的影響

如圖4所示，不同坡向油茶枝、葉中苯醇抽提物含量高低順序?yàn)槟掀?東坡>西坡>北坡，同一坡向油茶葉片苯醇抽提物含量高于枝梢。葉片中苯醇抽提物含量變化趨勢(shì)與枝梢一致，但是下降趨勢(shì)更明顯。枝梢中苯醇抽提物含量在8.10%～5.74%，下降2.36個(gè)百分點(diǎn);葉片苯醇抽提物含量在24.91%至19.98%，下降4.93個(gè)百分點(diǎn)。

方差分析結(jié)果顯示，不同坡向之間油茶枝梢、葉片苯醇抽提物含量差異都達(dá)到顯著水平。多重比較結(jié)果（圖4）表明，不同坡向油茶枝梢苯醇抽提物含量，南坡與北坡、南坡與西坡之間差異顯著，其余兩兩之間差異不顯著;不同坡向油茶葉片中苯醇抽提物含量，南坡與北坡之間差異顯著，南坡與西坡差異顯著，其余兩兩之間差異均不顯著。

3 ?小結(jié)與討論

通過(guò)對(duì)位于安徽省舒城縣曉天鎮(zhèn)不同坡向油茶枝葉主要化學(xué)成分進(jìn)行測(cè)定、比較和分析，結(jié)果顯示，不同坡向油茶枝葉中綜纖維素、纖維素、木質(zhì)素、苯醇抽提物含量均為南坡>東坡>西坡>北坡。經(jīng)過(guò)單因素方差分析，除了不同坡向間油茶枝梢、葉片苯醇抽提物含量差異都達(dá)到顯著水平外，其余3種主要化學(xué)成分含量差異與不同坡向均達(dá)到極顯著水平。

綜纖維素是指植物纖維原料在除去木質(zhì)素后所保留的全部半纖維素及纖維素的總量[15]，而纖維素和半纖維素都是細(xì)胞壁的主要成分[16，17]，與枝條、葉片的木質(zhì)化聯(lián)系緊密[18]，因此與植物的抗倒伏和抗旱能力有一定關(guān)系[19]。木質(zhì)素在細(xì)胞中不僅賦予細(xì)胞壁剛性，還可增強(qiáng)植物細(xì)胞及組織抵御其他逆境的能力[20-23]。油茶枝、葉綜纖維素、纖維素、木質(zhì)素含量均為南坡>東坡>西坡>北坡，表明南坡油茶枝條的木質(zhì)化程度最佳，這對(duì)油茶枝條抗寒、抗雪壓和抗風(fēng)能力的提高起積極作用。

有報(bào)道認(rèn)為苯醇抽提物與植物抗逆性之間的關(guān)系，可能是與苯醇抽提物中含有脂類(lèi)、蠟及單寧等物質(zhì)有關(guān)[21]。油茶枝條和葉片苯醇抽提物含量為南坡>東坡>西坡>北坡，可見(jiàn)坡向與油茶植株抗寒性存在一定相關(guān)性。

由于油茶林地坡向的不同，環(huán)境中各種生態(tài)因子，例如氣溫、空氣濕度及水分條件、太陽(yáng)光及紫外線(xiàn)輻射強(qiáng)度等均發(fā)生了不同程度的變化，這些環(huán)境因子作為選擇壓力，長(zhǎng)期作用于油茶，也成為維持該區(qū)域油茶特異性的環(huán)境因子[3，24]。上述研究表明，油茶的內(nèi)在抗逆性呈南坡>東坡>西坡>北坡，這是油茶在環(huán)境選擇壓力下長(zhǎng)期適應(yīng)的結(jié)果。中國(guó)油茶栽培正在向北緣地區(qū)推進(jìn)，在生產(chǎn)中可采取相應(yīng)的栽培措施提高其抗寒性[25]。例如，追求產(chǎn)量為目的的油茶林以營(yíng)建在南坡、西南坡和東南坡為宜;在育苗基地的選擇上以朝陽(yáng)南坡為宜。這對(duì)油茶抗寒性的提高和油茶北移工程的成功具有重要意義。此外，本試驗(yàn)材料采用的是42年樹(shù)齡的普通油茶，至于幼齡油茶的情況還需進(jìn)一步探討。

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