不同土壤條件下天津地區(qū)引種黑果枸杞生長、產(chǎn)量、成分差異

錢瀅宇 毛金楓 聶江力* 裴 毅 郎鈺潔

（1. 天津農(nóng)學(xué)院園藝園林學(xué)院，天津 300392；2. 北京市北海公園管理處，北京 100032）

黑果枸杞（Lycium ruthenicumMurr.）為茄科（Solanaceae）枸杞屬（Lycium）多年生多棘刺的灌木，其野生資源主要分布在我國甘肅、寧夏、青海等地［1］。果實中含有豐富的維生素C、氨基酸、微量元素以及花青素等物質(zhì)，能夠增強人體免疫力、抵御致癌物質(zhì)、保護心血管等，具有良好的食用及藥用價值，其純化后的花青素具有穩(wěn)定性高、抗氧化性強的特點，可作為天然色素資源［2～3］。

黑果枸杞是一種荒漠植物，具有生命力頑強和根系發(fā)達的特點，作為先鋒樹種在我國西北干旱或荒漠地區(qū)起到保持水土的作用，也可通過人工栽培改善土壤的鹽堿情況［4］。目前在山西省靜樂縣、北京、山東海濱鹽堿地區(qū)以及遼西等地引種黑果枸杞均取得成功，且在北京引種栽培后，花青素和原花青素的含量均高于原產(chǎn)地［5］，但天津地區(qū)引種黑果枸杞的研究尚鮮見相關(guān)報道。有研究表明，生長在不同土壤環(huán)境下的黑果枸杞植株莖葉形態(tài)結(jié)構(gòu)有明顯差異［6］，本試驗所在的天津農(nóng)學(xué)院東校區(qū)試驗基地（粘壤土）pH 值與甘肅民勤地區(qū)（7.09～8.92）較為接近，且年均溫高于民勤地區(qū)（7.6℃），因此黑果枸杞在天津地區(qū)進行引種試驗具有可行性。

本試驗通過分析比較黑果枸杞在天津不同土壤條件的生長、產(chǎn)量、光合特性以及花青素、原花青素、甜菜堿含量差異，分析研究黑果枸杞引種到天津地區(qū)后的生長適應(yīng)性，不僅可以滿足市場需求，也能豐富天津的種質(zhì)資源，為黑果枸杞在天津地區(qū)推廣栽培提供可靠依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

3 個試驗地分別為天津農(nóng)學(xué)院東校區(qū)試驗基地（粘壤土），天津農(nóng)學(xué)院西校區(qū)試驗基地（沙土）和天津市薊州區(qū)翠屏湖科學(xué)園試驗基地（多礫石粘壤土）。試驗基地概況如表1所示。

表1 試驗地概況Table 1 Overview of the test site

1.2 試驗材料

試驗材料為引自甘肅民勤的兩年生黑果枸杞植株。

1.3 試驗方法

對引種到天津3 種土壤條件的黑果枸杞進行生長、產(chǎn)量以及成分差異的觀察和測定。由于引種到多礫石粘壤土的黑果枸杞在試驗期間只進行了營養(yǎng)生長而沒有開花結(jié)果，因此本試驗中有關(guān)黑果枸杞花及果實的各項指標，只對粘壤土和沙土地區(qū)進行測定。

1.4 項目測定

1.4.1 物候期觀測

黑果枸杞的物候期研究采用目測調(diào)查法，在每試驗基地隨機選取10株生長健壯的黑果枸杞植株作為觀測對象，及時記錄每株黑果枸杞各個發(fā)育期出現(xiàn)的時間，只要被觀測的10 株黑果枸杞植株中的5株或以上都達到了某一發(fā)育標準，就將這一天記為該發(fā)育期的出現(xiàn)日期［7］。

1.4.2 靜態(tài)生長指標的測定

分別以不同試驗基地中生長狀況良好的健康植株上的當(dāng)年生葉、花、果等為測定對象。指標包括葉長、葉寬、葉厚、花冠直徑、單枝花數(shù)、單枝果數(shù)、果實橫縱徑以及單株產(chǎn)量等。

1.4.3 光合特性的研究

2019年7～11月，在晴朗無風(fēng)天氣的上午9～11時，使用便攜式光合測定儀（CI-340，美國）對引種到不同試驗基地生長健壯的黑果枸杞植株上南部的完全葉的光合特性進行測定［8］。主要測定葉片的光合有效輻射（PAR）、凈光合速率（Pn）、蒸騰速率（Tr）、氣孔導(dǎo)度（Gs）和胞間CO2濃度（Ci），根據(jù)各自的Pn和Tr之比計算水分利用效率（WUE）。由于多生長在礫石粘壤土中的黑果枸杞到11月全部落葉，因此該地只測到10月。

1.4.4 果實有效成分測定

從種植在天津不同試驗基地的黑果枸杞植株上采摘的成熟、飽滿的紫黑色果實和在市場采購的來自甘肅民勤的黑果枸杞干果。鮮果自然風(fēng)干后放在40℃恒溫烘箱內(nèi)烘干24 h，挑選紫黑色的干燥的黑果枸杞果實備用。

黑果枸杞果實花青素的測定參考何如喜［9］的測定方法；原花青素含量的測定方法參照任小娜［10］等的測定方法；黑果枸杞甜菜堿的測定方法參照2015年版《中國藥典》中的枸杞子甜菜堿的測定方法［11］，用照薄層色譜法測定黑果枸杞果實中的甜菜堿。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2007 對數(shù)據(jù)進行整理，采用SPSS 19.0 中單因素方差分析比較不同土壤條件下黑果枸杞靜態(tài)生長指標、光合特性以及果實有效成分的差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 黑果枸杞物候期

由表2 可知，3 種土壤條件下黑果枸杞的物候期各不相同。粘壤土條件下黑果枸杞的葉芽開綻和展葉發(fā)生于4月上旬，沙土和多礫石粘壤土條件下分別出現(xiàn)在4月中旬和下旬，甘肅民勤地區(qū)黑果枸杞的展葉期在4 月23 日［12］；沙土條件下黑果枸杞春梢花期比粘壤土條件下平均晚了20 d，二次枝的花期平均晚了10 d；兩種土壤條件下黑果枸杞春梢果實成熟期相差15 d，二次枝果實成熟期相差25 d；天津地區(qū)黑果枸杞的落葉初期和末期分別在10 月初和11 月初，而甘肅地區(qū)黑果枸杞落葉末期為10 月17 日［12］，天津地區(qū)種植的黑果枸杞比原產(chǎn)地落葉晚了13～20 d?？傮w來說，在天津地區(qū)黑果枸杞的生長期延長。

表2 黑果枸杞在天津地區(qū)物候期的表現(xiàn)Table 2 Phenological of L.ruthenicum in Tianjin district

2.2 黑果枸杞靜態(tài)生長指標

從表3可知，引種到粘壤土和沙土的黑果枸杞葉片長度無顯著差異（P＞0.05），而引種到多礫石粘壤土中的黑果枸杞葉片的長度僅為11.24 mm，極顯著小于另外兩種土壤條件（P＜0.01）；生長在多礫石粘壤土中黑果枸杞葉寬為2.23 mm，極顯著低于粘壤土和沙土條件（P＜0.01）；在葉片厚度方面，多礫石粘壤土條件下黑果枸杞葉片最厚，平均達2.12 mm，極顯著高于在另2 種土壤條件下（P＜0.01）；沙土環(huán)境下黑果枸杞的花冠直徑為10.25 mm，極顯著高于粘壤土條件下（P＜0.01）；生長在粘壤土中的黑果枸杞平均單枝開花數(shù)和單枝結(jié)果數(shù)為31.6 朵和23.8 個，而生長在沙土中的則為12.8 朵和8.6 個，兩種土壤條件下黑果枸杞單枝花朵數(shù)和單枝果數(shù)均存在極顯著差異（P＜0.01），單枝果數(shù)與單枝上的花數(shù)明顯不對等，果花比分別是0.75 和0.67，說明坐果率到達50%以上；粘壤土和沙土條件下黑果枸杞的果形指數(shù)分別為0.76 和0.80，均為扁圓形；粘壤土條件下黑果枸杞果實橫徑和縱徑均值分別為8.13和6.15 mm，其果實極顯著大于沙土條件下（P＜0.01）；引種到粘壤土條件下黑果枸杞的產(chǎn)量為0.34 kg·m-2，而沙土條件下為0.05 kg·m-2，存在極顯著差異（P＜0.01）。

表3 黑果枸杞靜態(tài)生長指標Table 3 Static growth index of L.ruthenicum

2.3 黑果枸杞光合特性

由表4可知，三種土壤條件下的PAR不同，其中引種到多礫石粘壤土中最大，為1.743 μmol·m-2·s-1，顯著高于粘壤土和沙土條件下（P＜0.05）。3 種土壤條件下黑果枸杞葉片的Pn和WUE均無顯著差異（P＞0.05），但是粘壤土條件下黑果枸杞葉片的Pn最高，WUE卻最低，分別為1.803 3 μmol·m-2·s-1和3.948 2 mmol·mol-1；沙土條件下分別是1.603 3 μmol·m-2·s-1和45.050 1 mmol·mol-1，與粘壤土條件下呈相反關(guān)系。生長在多礫石粘壤土中的黑果枸杞葉片的Gs最小，為1.943 7 mmol·m-2·s-1顯著低于在粘壤土和沙土條件下（P＜0.05）。粘壤土和沙土條件下黑果枸杞葉片的Tr無顯著差異（P＞0.05），其中粘壤土條件下最大，為0.488 8 μmol mol-1，多礫石粘壤土條件下則顯著低于其他2 種土壤條件（P＜0.05），為0.097 7 μmol·mol-1。3 種土壤條件下黑果枸杞的Ci差異顯著（P＜0.05），表現(xiàn)為多礫石粘壤土＞沙土＞粘壤土，分別為0.451 4、0.362 4 和0.341 8 mmol·m-2·s-1。

表4 黑果枸杞光合參數(shù)的月均值比較Table 4 Comparison of monthly mean photosynthetic parameters of L.ruthenicum

2.4 黑果枸杞果實有效成分

由表5可知，粘壤土和沙土條件下的黑果枸杞的花青素含量分別為14.43和13.67 mg·g-1，二者間無顯著差異（P＞0.05），但均顯著高于甘肅民勤黑果枸杞的花青素含量（P＜0.05）；原花青素含量大小依次為粘壤土＞民勤＞沙土，分別為60.30、40.56和45.66 mg·g-1，粘壤土條件下的黑果枸杞原花青素含量顯著高于沙土條件下（P＜0.05），但與民勤地區(qū)相比均無顯著性差異（P＞0.05）；在粘壤土種植的黑果枸杞果實的原花青素含量最高，分別比沙土種植和市售甘肅民勤高了48.68%和32.08%。引種到粘壤土的黑果枸杞果實中的甜菜堿最高，為2.36%，顯著高于引種到沙土和市售民勤的黑果枸杞果實；2015 年版《中國藥典》中規(guī)定枸杞子甜菜堿的含量不少于0.3%［11］，本試驗中黑果枸杞果實甜菜堿的含量均高于該規(guī)定。

表5 不同來源黑果枸杞花青素、原花青素及甜菜堿含量比較Table 5 Comparison of anthocyanins，proanthocyanidins and betaine of L. ruthenicum from different sources

3 討論

黑果枸杞在天津地區(qū)引種后物候期與原產(chǎn)地甘肅地區(qū)相差較大，生長期也略長于原產(chǎn)地。是因為天津地區(qū)位于溫帶季風(fēng)氣候，而甘肅民勤縣地區(qū)屬于溫帶大陸性氣候，氣候差異較大。同時，天津地區(qū)的3個試驗地點的小氣候環(huán)境不同，使得黑果枸杞的物候期也有差異。粘壤土條件（天津農(nóng)學(xué)院東校區(qū)）相比其他2 種土壤條件更臨近市區(qū)，氣溫略高，因此各個物候期出現(xiàn)的最早；而多礫石粘壤土條件（翠屏湖科學(xué)園）位于山區(qū)，海拔相對較高，并且和水庫相鄰，因此除了落葉期提前，其他發(fā)育期都延后，這與陳燚格等人對大馬士革Ⅲ玫瑰的引種研究結(jié)果一致［13］，是海拔和溫度影響了物候期發(fā)生的時間。

多礫石粘壤土保水保肥性好、營養(yǎng)較好，比較適宜黑果枸杞的生長，因此葉片長勢好、葉片較厚。植物的生長包括營養(yǎng)生長和生殖生長，粘壤土條件下黑果枸杞植株的開花數(shù)、結(jié)果數(shù)和果實大小顯著高于沙土條件下。生長在多礫石粘壤土的黑果枸杞只有營養(yǎng)生長而沒有生殖生長，可能是環(huán)境因素或其他因素導(dǎo)致果期延長，具體原因有待進一步研究。

葉片是光合作用的主要器官，葉片光合能力的強弱與植物的生長有著密切關(guān)系［14～15］。引種到粘壤土的黑果枸杞的Pn高于其他2 種土壤條件，不僅營養(yǎng)生長旺盛，生殖生長也是最好的，沙土條件下黑果枸杞的營養(yǎng)生長和生殖生長次之，在多礫石粘壤土中則是只有營養(yǎng)生長，這表明不同土壤及環(huán)境條件會影響黑果枸杞的Pn，從而影響黑果枸杞的生物量的積累。3種土壤條件下黑果枸杞的蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度均為粘壤土＞沙土＞多礫石粘壤土，這是因為控制植物體內(nèi)水分蒸騰的主要影響因子是氣孔的開閉，這與羅永忠等［16］的研究結(jié)果相一致。

本試驗所測得的天津地區(qū)粘壤土和沙土種植的黑果枸杞果實的花青素含量分別是14.43 和13.67 mg·g-1，市售的甘肅民勤的花青素含量則為8.80 mg·g-1，羅華等［17］測得21 個產(chǎn)地的黑果枸杞果實的花青素含量范圍是在8.6～27.4 mg·g-1，本試驗結(jié)果在其測定的含量范圍內(nèi)。汪洋等［18］測得的不同地域的黑果枸杞果實的原花青素最高和最低含量分別是14.26和90.24 mg·g-1，本試驗測得天津地區(qū)粘壤土和沙土種植的黑果枸杞果實的原花青素含量為60.30和40.56 mg·g-1，市售的甘肅民勤黑果枸杞花青素含量為45.65 mg·g-1，本試驗結(jié)果與其研究的含量范圍相符合。本試驗測得引種到天津地區(qū)粘壤土和沙土的黑果枸杞果實的甜菜堿分別為2.36%和2.23%，市售的甘肅民勤野生黑果枸杞的果實的甜菜堿含量為2.25%，耿丹丹等［19］測得柴達木地區(qū)內(nèi)7 個不同產(chǎn)地的黑果枸杞果實的甜菜堿含量在0.944%～1.956%，本試驗結(jié)果高于其測定結(jié)果。在本試驗中，市售的民勤野生黑果枸杞花青素、原花青素和甜菜堿的含量均低于在天津粘壤土條件下引種種植的，和沙土種植的黑果枸杞果實的含量接近，可能是由于人工種植的環(huán)境優(yōu)于野生環(huán)境，更有利于黑果枸杞的生長［20］。

4 結(jié)論

黑果枸杞在天津地區(qū)引種種植后，物候期和生長期與原產(chǎn)地各不相同，物候期比甘肅民勤地區(qū)提前發(fā)生并且延遲結(jié)束，生長期延長。說明黑果枸杞引種到天津不同地區(qū)后，它的物候和生長期因所處的生長環(huán)境而變化，以適應(yīng)各自的生長環(huán)境，這表明其適應(yīng)性較強。粘壤土條件下黑果枸杞植株開花、結(jié)果等生殖生長最佳，產(chǎn)量最高，沙土條件下次之，而引種到多礫石粘壤土的黑果枸杞植株則沒出現(xiàn)生殖生長，這有可能是黑果枸杞引種到該地區(qū)地點后由于環(huán)境及其他因素導(dǎo)致其只進行了營養(yǎng)生長。雖然不同土壤條件下的黑果枸杞植株生長狀況差異較大，但生長狀況均良好。黑果枸杞在天津引種種植后花青素含量顯著高于市售的民勤黑果枸杞花青素，原花青素含量和市售民勤的差異不顯著，種植在粘壤土的黑果枸杞甜菜堿的含量顯著高于市售甘肅民勤的，而沙土條件下的黑果枸杞果實的甜菜堿含量和市售民勤無顯著差異。綜上所述，黑果枸杞引種到天津后生長發(fā)育期延長，生長指標良好，光合作用較強，且粘壤土條件下果實中花青素、原花青素和甜菜堿的含量高于市售民勤黑果枸杞，表現(xiàn)出較強的生長適應(yīng)性。