不同土壤水分處理對長白山區(qū)仿生栽培茖蔥生物量與營養(yǎng)品質(zhì)的影響

劉佳藝，徐光花，馮 博，李成龍，馬思佳，呂夢燕

(1.長春市凈月設(shè)計集團有限公司，吉林 長春 130118；2.吉林省林業(yè)科學(xué)研究院，吉林 長春 130033；3.長春市凈月潭實驗林場，吉林 長春 130118；4.長春凈月高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)凈月南環(huán)小學(xué)，吉林 長春 130118)

茖蔥(AlliumvictorialisL.)為百合科蔥屬多年生草本植物，具有止血、散淤、化痰、鎮(zhèn)痛的功效，且風(fēng)味爽口，是長白山區(qū)的一種歷史悠久、開發(fā)潛力極大的藥食同源植物[1]。近年來，隨著人們對其食用與藥用價值的認識不斷提高，市場需求急劇增加。但近年來長白山區(qū)野生茖蔥的生存狀況因生境的劇烈變化而受到嚴重威脅[2]，特別是其種子萌發(fā)率較低，繁育能力較差，自然生長速度較慢[3，4]。如何縮短其栽培繁育周期、提高栽培效果、改善營養(yǎng)品質(zhì)、滿足日益增長的市場需求已成為急需解決的問題。

水是植物細胞質(zhì)的主要成分，對植物生長發(fā)育與代謝起著重要的作用。水分過低會導(dǎo)致細胞脫水，從而破壞細胞膜結(jié)構(gòu)和功能，進而影響植物的正常生長[5]。不同植物的需水特性不同，同一種植物在不同生長階段對水分的需求特性也存在較大的差異[6，7]。在蔥屬植物的栽培過程中，水分控制是一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。土壤水分含量對土壤孔隙度與養(yǎng)分有效性都有一定影響，土壤水分與養(yǎng)分也存在著強烈的互作效應(yīng)，進而影響了植物的物質(zhì)積累[8]，因此，研究土壤水分變化對蔥屬植物物質(zhì)積累的效應(yīng)尤為重要。前人已有關(guān)于土壤水分狀況對香蔥[8，9]、大蔥[10]等植株生物量積累與營養(yǎng)品質(zhì)的研究，但關(guān)于對茖蔥植株生物量積累的影響以及土壤水分狀況與仿生栽培營養(yǎng)物質(zhì)積累狀況關(guān)系方面的研究尚未見報道。本研究以敦化地區(qū)仿生栽培茖蔥為研究對象，通過分析土壤水分狀況對其生長與營養(yǎng)物質(zhì)積累的影響，以期明確最適宜的土壤水分，進而為長白山區(qū)茖蔥栽培管理與提質(zhì)提效提供理論依據(jù)與技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與地點

試驗材料為茖蔥植株。試驗地點位于敦化市江源鎮(zhèn)，地理位置43°10′27″N、128°02′17″E。林分類型為針闊混交林，郁閉度30 %。土壤類型為暗棕壤，pH 4.86～5.68，土壤理化性質(zhì)為：全氮含量4.48 g·kg-1，全磷含量1.20 g·kg-1，全鉀含量16.40 g·kg-1，有機質(zhì)含量94.00 g·kg-1，土壤田間持水量43.7 %。

1.2 試驗設(shè)計

水分處理采用盆栽方式進行，盆栽基質(zhì)為當(dāng)?shù)赝寥?。在移栽的第二年，茖蔥幼苗開始展葉前，將栽培盆轉(zhuǎn)移到大棚內(nèi)進行水分處理。共設(shè)置4個水分處理：充分灌溉(W0，即對照組，土壤含水量為田間持水量)、輕度缺水(W1，土壤含水量為田間持水量的70 %)、中度缺水(W2，土壤含水量為田間持水量的50 %)與重度缺水(W3，土壤含水量為田間持水量的25 %)。隨機區(qū)組排列，每個小區(qū)面積為9 m×0.6 m(栽植90株)，3次重復(fù)。在處理過程中，采用稱重法控制水分梯度。取樣時間分別為4月19日、4月28日、5月7日、5月16日、5月25日、6月10日和6月25日，到6月25日結(jié)束，每次取5株長勢良好且均一的植株。

1.3 試驗方法

1.3.1 生長狀況與生物量測定

每次取樣后，將植株分為根系、假莖與葉片3部分，在80 ℃烘箱中烘干至恒重，測定各部分干重。每個指標(biāo)重復(fù)測定3次。

1.3.2 展葉盛期(采收期)營養(yǎng)品質(zhì)測定

5月7日(茖蔥展葉盛期，即采收期)測定營養(yǎng)物質(zhì)含量。其中，維生素C(VC)含量采用鉬藍比色法測定[11]；可溶性糖含量采用蒽酮-硫酸比色法測定[12]；可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G-250染色法測定[13]；纖維素含量采用蒽酮-硫酸比色法測定[14]，并參考王學(xué)奎方法改進[15]；總黃酮含量采用分光光度法測定[16]；β-胡蘿卜素則為經(jīng)丙酮-石油醚浸提后，用比色法測定其含量[17]。每個指標(biāo)均重復(fù)測定3次。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SPSS 22.0軟件進行方差分析與多重比較，多重比較方法為Duncan法，采用Excel 2010軟件進行圖表制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同水分條件下根系生物量變化

5月7日前，各水分處理的根系干重均有明顯增加，在此期間輕度缺水與充分灌溉處理的根系干重較接近。5月7日后，各處理的根系干重增速先有一定的減緩，后逐漸趨于穩(wěn)定，在此期間輕度缺水處理的根系干重大于其他處理，但與充分灌溉與中度缺水處理無顯著差異。至6月25日，輕度缺水處理的根系干重分別比充分灌溉、中度缺水與重度缺水處理高2.5 %、2.2 %與15.4 %(見表1)。

表1 不同水分條件下茖蔥根系干重變化動態(tài)

2.2 不同水分條件下假莖生物量變化

各水分處理的假莖干重在5月25日前有較明顯的增加，在此期間輕度缺水、充分灌溉與中度缺水處理的假莖干重差異不明顯。5月25日后，各水分處理的假莖干重增加趨勢有所減緩，但在此期間輕度缺水、充分灌溉與中度缺水處理的假莖干重差異仍不明顯，但顯著高于重度缺水處理。至6月25日，輕度缺水處理的假莖干重分別比充分灌溉、中度缺水與重度缺水處理高5.5 %、1.4 %與14.4 %(見表2)。

表2 不同水分條件下茖蔥假莖干重變化動態(tài)

2.3 不同水分條件下葉片生物量變化

5月16日前，各處理的葉片生物量均有較明顯的增加，在此期間輕度缺水處理的葉片干重與中度缺水和充分灌溉處理差異不顯著，但顯著高于重度缺水處理。5月16日后，各處理的葉片生物量增加趨勢逐漸趨于穩(wěn)定，在此期間輕度缺水處理的葉片干重仍高于其他處理。至6月25日，輕度缺水處理的葉片干重分別比充分灌溉、中度缺水與重度缺水處理高7.0 %、2.6 %與13.9 %(見表3)。

表3 不同水分條件下茖蔥葉片干重變化動態(tài)

2.4 不同水分條件下展葉盛期(采收期)營養(yǎng)品質(zhì)

從表4中可以看出，在展葉盛期，除纖維素含量外，輕度缺水處理的另外幾種營養(yǎng)物質(zhì)含量均高于其他處理，但維生素C與總黃酮含量與其他處理的差異不顯著，而β-胡蘿卜素、可溶性糖、可溶性蛋白含量與其他處理間的差異顯著。其維生素C含量分別比充分灌溉、中度缺水與重度缺水處理高8.3 %、4.8 %與11.9 %，總黃酮含量分別為其他3個處理的1.06倍、1.04倍與1.14倍，β-胡蘿卜素分別為其他3個處理的1.18倍、1.06倍與1.15倍，可溶性糖含量分別為其他3個處理的1.14倍、1.1倍與1.23倍，可溶性蛋白含量分別比其他3個處理高8.6 %、5.7 %與9.2 %。輕度缺水處理的纖維素含量均低于其他處理，分別為充分灌溉、中度缺水與重度缺水處理的95.0 %、86.0 %與90.4 %。

表4 不同水分條件下茖蔥展葉盛期(采收期)營養(yǎng)物質(zhì)含量

3 討論

在本研究中，土壤水分的降低在一定程度上促進了茖蔥植株的生物量積累，輕度缺水處理對植株各部分生物量積累的促進作用尤為明顯，該處理也促進了營養(yǎng)物質(zhì)在展葉盛期的積累，與徐曉瑩等[10]、Whalley等[18]、仝國棟等[19]的研究結(jié)果一致。但這種促進作用是有一定限度的，在土壤水分過多時，反而會由于土壤濕度過大、氧氣含量減少、通氣性差等原因，造成茖蔥根系的腐爛，從而影響茖蔥植株的正常生長[19]。土壤水分過低也影響了其正常生長，不利于生物量與營養(yǎng)物質(zhì)的積累。由此可見，輕度缺水處理(土壤含水量為田間持水量的70 %)能夠更有效促進茖蔥的生長與展葉盛期營養(yǎng)物質(zhì)積累，從而更有利于促進長白山區(qū)茖蔥的仿生栽培。因此，應(yīng)為茖蔥的仿生栽培創(chuàng)造適宜的水分條件，使土壤含水量達到田間持水量的70 %左右，以促進其可食用部分的生長，并改善營養(yǎng)品質(zhì)。