覆蓋對毛竹早出筍營養(yǎng)成分含量的影響

王海霞 程 平 曾慶南 韓 偉

(1 江西省林業(yè)科學(xué)院 南昌 330032；2 弋陽縣鐵沙林場 江西上饒 334400)

采用林地覆蓋增溫措施生產(chǎn)的毛竹早出筍產(chǎn)品口感好、品質(zhì)優(yōu)，近年來日益受到消費(fèi)者的喜愛。同時(shí)覆蓋生產(chǎn)的早出筍個(gè)體較大，易于采挖，售價(jià)較高，經(jīng)濟(jì)效益較好，生產(chǎn)面積逐年擴(kuò)大。早出筍的營養(yǎng)品質(zhì)成為與產(chǎn)量同等重要的指標(biāo)，為此，本文研究了覆蓋生產(chǎn)對早出筍營養(yǎng)成分的影響，以期為今后毛竹早出筍安全生產(chǎn)、品質(zhì)調(diào)控及進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)化打下基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)地概況

試驗(yàn)地位于江西省上饒市弋陽縣，地理位置北緯28°3′55″—28°46′55″、東 經(jīng)117°13′27″—117°37′45″，屬中亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，年平均氣溫18.1 ℃、最冷月1 月平均氣溫5.9 ℃、最熱月7 月平均氣溫29.5 ℃，極端最高溫41.4 ℃、極端最低溫－11.2 ℃，年降雨量1 350.2～2 843.7 mm。試驗(yàn)地位于弋陽縣北部山區(qū)，有集中連片天然毛竹林超過163.33 hm2，試驗(yàn)林位于林分下坡，海拔280～300 m，坡度平緩，土層深厚、較疏松、石礫含量低，紅壤土、微酸性。

2 試驗(yàn)材料與方法

2.1 試驗(yàn)材料

尿素、稻草和礱糠作為林地覆蓋材料。覆蓋前在林內(nèi)均勻撒施尿素50 kg/667 m2，隨后對林地澆水，澆透后用稻草和礱糠進(jìn)行覆蓋，覆蓋總厚度為40 cm。具體覆蓋方法參見江西省地方標(biāo)準(zhǔn)《毛竹早出筍培育技術(shù)規(guī)程》 (DB 36/T 1461－2021)[1]。

2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在林地內(nèi)設(shè)置3 個(gè)試驗(yàn)小區(qū)，小區(qū)面積為0.2 hm2，小區(qū)之間相距10 m 以上，小區(qū)內(nèi)各設(shè)置20 m × 20 m 固定樣地1 個(gè)。2016—2017 年冬季不覆蓋，2017—2019 年進(jìn)行連續(xù)覆蓋試驗(yàn)，并于出筍期采取土樣和筍樣進(jìn)行分析。

2.3 樣品采集

在每個(gè)樣地內(nèi)，隨機(jī)挖取大小基本一致、無機(jī)械損傷、出土20 cm 左右的筍樣3 個(gè)，裝入樣品袋中放入樣品冷藏箱；當(dāng)天剝?nèi)スS籜，切除不可食部分，取可食部分冷凍保存。返回實(shí)驗(yàn)室后，將樣品切成小方塊混合，置高速組織搗碎機(jī)粉碎后過14目篩，后置于－80 ℃超低溫冰箱中保存待測。

2.4 檢測指標(biāo)及方法

檢測指標(biāo)有總氮、磷、鉀、還原糖、膳食纖維、鈣、鎂、鋅、銅及鐵元素含量?？偟捎肎B 5009.5—2016、磷采用GB 5009.87—2016、鉀采用GB 5009.268—2016、還原糖采用GB 5009.7—2016、膳食纖維采用GB 5009.88—2014 規(guī)定的方法檢測，礦質(zhì)元素鈣、鎂、鋅、銅、鐵采用GB 5009.268—2016 規(guī)定的方法檢測。

2.5 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 錄入、求取平均數(shù)等，用DPS 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同覆蓋年限筍營養(yǎng)成分含量變化

2016—2019 年4 年期間竹筍營養(yǎng)成分含量測定結(jié)果見表1。從表1 可以看出，4 年期間毛竹早出筍中各營養(yǎng)成分含量變化呈現(xiàn)3 種規(guī)律：一是先增后減，二是先減后增，三是持續(xù)減少。

表1 不同覆蓋年限早出筍營養(yǎng)成分含量Tab.1 Nutrient contents of early shoots under different mulching durations

3.1.1 氮、磷、鉀元素含量變化

氮元素是植物體內(nèi)蛋白質(zhì)、維生素等的重要組成成分，對植物的生命活動(dòng)、產(chǎn)量及營養(yǎng)品質(zhì)均有極其重要的作用，被稱為植物生長的生命元素。磷元素是植物體內(nèi)許多重要有機(jī)化合物的組分，以多種方式參與植物體內(nèi)各種代謝過程，可稱之為能量元素。鉀是植物生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)元素，在植物體內(nèi)以離子狀態(tài)存在，流動(dòng)性強(qiáng)，在作物體內(nèi)能被反復(fù)利用，被稱為植物的血液元素。因此，研究毛竹筍內(nèi)氮、磷、鉀的含量及其變化，是進(jìn)一步研究毛竹早出筍營養(yǎng)品質(zhì)和產(chǎn)量的基礎(chǔ)。

分析結(jié)果顯示(圖1)，氮元素含量較磷、鉀元素含量高，且呈現(xiàn)出先降后升的變化趨勢，這與蘇文會(huì)等[2]測定的毛竹冬筍中氮元素含量相差較大，具體原因有待于進(jìn)一步分析。磷元素含量高于鉀元素，且整體上含量水平均較高，呈現(xiàn)出先升后降的變化趨勢。與江西省毛竹春筍的含量水平相比，氮和磷元素含量明顯偏高[3]。到第4年末，筍中氮、磷含量均高于對照林分，而鉀含量略低于對照林分。

圖1 不同覆蓋年限早出筍主要營養(yǎng)成分含量變化Fig.1 The content changes of major nutrients in early shoots under different mulching durations

3.1.2 還原糖和膳食纖維含量變化

還原糖是竹筍營養(yǎng)和風(fēng)味的決定性物質(zhì)，其含量水平直接決定著竹筍品質(zhì)的高低。測定結(jié)果顯示，在毛竹早出筍中還原糖含量平均達(dá)10.45 mg/g，略低于江西省毛竹春筍含量水平(10.58 mg/g)[3]。在試驗(yàn)的4 年期間，其含量水平總體上呈先降后升的變化趨勢，覆蓋第1 年含量有所降低、覆蓋第2 年含量持續(xù)降低，到覆蓋第3 年其含量快速增加，直至略低于未覆蓋的冬筍含量。

膳食纖維是一類不能被人體吸收但具有相當(dāng)重要生理作用的一類物質(zhì)，被營養(yǎng)學(xué)界認(rèn)定為第7 類營養(yǎng)素，與蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素、礦物質(zhì)及水并列[4]。因此，筍中膳食纖維含量也成為反映竹筍營養(yǎng)品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。測定結(jié)果顯示，毛竹早出筍膳食纖維平均含量為9.88 mg/g，與核桃、芝麻中的含量[5]相當(dāng)，是非常優(yōu)秀的高纖食物。試驗(yàn)期間，筍中膳食纖維含量有微弱的先減后增的變化趨勢，覆蓋第1、2 年其含量均在微量減少，覆蓋第3 年則有所增加，但是增加幅度較小，最終含量超過了覆蓋前毛竹冬筍含量，但是整體上變化水平較小。這表明，林地短期覆蓋對毛竹筍膳食纖維含量的影響不大。

3.1.3 礦質(zhì)元素含量變化

礦質(zhì)元素參與人體許多功能的實(shí)現(xiàn)，如鋅參與人體多種酶的合成，可加速生長發(fā)育、增強(qiáng)創(chuàng)傷組織再生能力等。鐵是血紅蛋白與肌紅蛋白的重要組分；鈣是形成骨骼和牙齒得主要成分，還能減少鋁元素在體內(nèi)積聚并降低膽固醇水平等；鎂是多種酶的催化劑，還有助于鈣吸收、蛋白質(zhì)制造、脂肪代謝及遺傳基因的組成等。這些礦質(zhì)元素人體自身不能合成，需要通過食物來獲取。因此竹筍中的礦質(zhì)元素，可作為人體礦質(zhì)元素的重要來源之一[3]。

檢測結(jié)果顯示，早出筍中礦質(zhì)元素鈣(58.98 mg/kg)、鎂(55.33 mg/kg) 含量較高，其次為鐵(6.78 mg/kg) 和鋅(5.23 mg/kg)，銅元素含量較低，僅為0.41 mg/kg。均低于江西省毛竹春筍的含量水平，其中鈣、鎂含量不到春筍的一半(春筍中鈣、鎂含量分別為139.67 mg/kg、19.38 mg/kg)，銅略低于春筍中的含量(0.50 mg/kg)[2]。進(jìn)一步分析可知(圖2)，鈣、鋅、鋅、銅均具有先減后增的變化趨勢，鐵元素含量呈現(xiàn)出持續(xù)減少的趨勢。其中，鈣元素變化幅度較大，到試驗(yàn)期末，含量已經(jīng)超過對照林分；鎂元素和鋅元素含量變化幅度較小，試驗(yàn)期末與對照林分差異不大；而銅元素含量到試驗(yàn)期末已遠(yuǎn)低于對照林分。

圖2 不同覆蓋年限早出筍中礦質(zhì)元素含量變化Fig.2 The content changes of mineral elements in early shoots under different mulching durations

3.2 營養(yǎng)成分含量之間的相關(guān)性

3.2.1 還原糖與各元素含量之間的相關(guān)性

以筍中氮、磷、鉀元素含量和礦質(zhì)元素含量為自變量，還原糖含量為因變量，進(jìn)行多元線性回歸擬合，可以得到還原糖含量與各元素含量之間的相關(guān)性。

1) 還原糖與氮、磷、鉀元素含量的相關(guān)性?；貧w方程為：y＝150.192 5－1.872 1x1(氮) ＋0.174 2x2(磷)－50.464 8x3(鉀)。從回歸方程可以看出，還原糖含量與氮、鉀元素含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與磷元素含量呈正相關(guān)關(guān)系；鉀元素含量是影響還原糖含量的主要因素。進(jìn)一步方差分析顯示(表2)，回歸方差較大，而剩余方差極小，P＜0.05，說明該回歸方程達(dá)到了顯著水平，回歸效果較好。

表2 筍還原糖含量與各元素含量相關(guān)性方差分析Tab.2 Correlation analysis of variance between reducing sugar content and mineral element contents in early shoots

2) 還原糖與大量元素鈣、鎂含量的相關(guān)性?；貧w方程為：y＝62.439 6－0.120 1x1(鈣)－0.811 7x2(鎂)?？梢钥闯?，筍中還原糖含量與鈣、鎂元素含量均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，而且鎂元素含量對還原糖含量的影響大于鈣元素的影響。方差分析顯示(表2)，回歸方差較大，而剩余方差極小，P＜0.01，說明該回歸方程達(dá)到極顯著水平，回歸效果極好。

3) 還原糖與微量元素鋅、銅、鐵含量的相關(guān)性?；貧w方程為：y＝2.683 9＋1.392 0x1(鋅) ＋60.433 8x2(銅)－3.579 2x3(鐵)?？梢钥闯觯€原糖含量與鋅、銅元素含量呈正相關(guān)關(guān)系，而與鐵元素含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；且銅元素含量是影響還原糖含量的主要因素，其次為鐵元素含量，對其影響最小的是鋅元素含量。方差分析顯示(表2)，P＜0.01，回歸方程達(dá)到極顯著水平。

3.2.2 膳食纖維與各元素含量之間的相關(guān)性

以筍中氮、磷、鉀元素含量和礦質(zhì)元素含量為自變量，膳食纖維含量為因變量，進(jìn)行多元線性回歸擬合，可以得到筍膳食纖維與各元素含量間的相關(guān)性。

1) 膳食纖維與氮、磷、鉀元素含量的相關(guān)性?；貧w方程為：y＝20.915 2＋0.004 0x1(氮)＋0.154 2x2(磷)－4.527 0x3(鉀)?？梢钥闯觯浽睾渴怯绊懮攀忱w維含量的主要因素，其次為磷元素含量，再次為氮元素含量。膳食纖維含量與氮、磷元素含量呈正相關(guān)關(guān)系，而與鉀元素含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，且受鉀元素含量的影響最大。進(jìn)一步方差分析顯示(表3)，P＜0.05，說明該回歸方程達(dá)到顯著水平，回歸效果較好。

2) 膳食纖維與大量元素鈣、鎂含量的相關(guān)性?；貧w方程為：y＝31.715 7＋0.031 0x1(鈣)－0.427 8x2(鎂)?；貧w方程顯示，筍膳食纖維含量與鈣元素含量呈正相關(guān)關(guān)系，而與鎂元素含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，且鎂元素含量對膳食纖維含量的影響大于鈣元素的影響。方差分析顯示(表3)，P＜0.05，說明回歸方程達(dá)到顯著水平，回歸效果較好。

3) 膳食纖維與微量元素鋅、銅、鐵含量的相關(guān)性。獲得的回歸方程為：y＝12.241 3－0.355 1x1(鋅) ＋3.002 1x2(銅)－0.256 6x3(鐵)。回歸方程顯示，筍膳食纖維含量與銅元素含量呈正相關(guān)關(guān)系，而與鋅、鐵元素含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系；銅元素含量是影響膳食纖維含量的主要因素，其次為鋅元素含量，影響最小的是鐵元素含量。方差分析顯示(表3)，P＜0.01，說明該回歸方程達(dá)到極顯著水平，回歸效果極好。

4 結(jié)論與討論

本文測定的各項(xiàng)筍營養(yǎng)成分指標(biāo)，在覆蓋期間均出現(xiàn)波動(dòng)，但到試驗(yàn)期末，絕大部分指標(biāo)已經(jīng)接近于試驗(yàn)開始前的水平，這可能是由于剛開始覆蓋時(shí)，林分生理尚未適應(yīng)新的生產(chǎn)模式，到第3 年時(shí)已經(jīng)出現(xiàn)適應(yīng)性。

在早出筍中，氮、磷、鉀元素含量均高于毛竹春筍，但還原糖、膳食纖維及礦質(zhì)元素含量均低于春筍，這可能是由于早出筍未經(jīng)陽光照射，部分元素尚未轉(zhuǎn)化成有機(jī)物，生理生長勢也不如春筍高，因此，對很多礦質(zhì)元素的吸收力稍弱。具體原因，有待于進(jìn)一步研究。

筍還原糖和膳食纖維含量與各元素含量之間均存在一定的相關(guān)性，其中與氮、鉀、鈣、鎂、鐵元素含量呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與磷、鋅、銅元素含量呈正相關(guān)關(guān)系；根據(jù)回歸方程可知，各元素含量對還原糖含量的影響從大到小依次為銅、鉀、鐵、氮、鋅、鎂、磷、鈣，對膳食纖維含量的影響從大到小依次為鉀、銅、鎂、鋅、鐵、磷、鈣、氮。可見，對還原糖和膳食纖維含量影響較大的元素是銅和鉀元素，而土壤中含量較高、植物生長需求較大的元素氮以及大量礦質(zhì)元素鈣對竹筍主要營養(yǎng)成分的影響反而較小，這為今后設(shè)計(jì)培育毛竹早出筍提出了新的思路。