蘭州食用百合不同種植區(qū)干物質累積和粗淀粉、粗蛋白含量分析

林玉紅，裴懷弟，李淑潔，石有太

(甘肅省農(nóng)業(yè)科學院生物技術研究所，蘭州 730070)

0 引 言

【研究意義】蘭州百合(LiliumdavidiiVar. unicolor)是百合科(Liliaceae)百合屬(Lilium)川百合的變種，為多年生鱗莖草本植物。蘭州百合不僅是中國百合中的上品，而且是中國惟一的甜百合[1]，中國國家地理標志產(chǎn)品[2]。研究蘭州食用百合不同種植區(qū)干物質累積和粗淀粉、粗蛋白含量變化規(guī)律，對蘭州食用百合區(qū)域發(fā)展有重要意義?！厩叭搜芯窟M展】研究小麥[3-5]、玉米[6-8]、水稻[9-10]、馬鈴薯[11]、大豆[12,13]、蕎麥[14]、裸燕麥[15]、谷子[16]、油菜[17,18]等作物認為，品質除受遺傳因素和栽培措施影響外, 生態(tài)條件對品質也產(chǎn)生一定影響，且地域差異表現(xiàn)明顯。林玉紅等[19-21]、徐巖[22]研究認為，施肥對蘭州食用百合干物質累積和粗淀粉、粗蛋白產(chǎn)生影響,合理施肥不僅能提高蘭州食用百合產(chǎn)量，還可改變其營養(yǎng)物質含量?！颈狙芯壳腥朦c】商品蘭州食用百合生長期3年，其鱗莖干物質累積和養(yǎng)分累積隨著生長年限的增加而發(fā)生變化，8～10月百合地下鱗莖快速膨大，是產(chǎn)量和品質形成的重要時期，不同種植條件下，蘭州食用百合干物質累積量及主要營養(yǎng)品質含量累積變化動態(tài)尚未見報道。甘肅食用百合為藥、食、賞兼用，具有較高的營養(yǎng)和保健價值，隨著種植區(qū)域的不斷擴大，產(chǎn)品質量和品質引起關注。研究蘭州食用百合生長后期鱗莖干物質累積量和鱗莖粗淀粉、粗蛋白含量變化?！緮M解決的關鍵問題】不同種植區(qū)，研究1～3年百合生長后期鱗莖干物質累積量及主要營養(yǎng)品質含量累積變化，判定產(chǎn)品之差異，為甘肅食用百合品質提供科學評價依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

永靖縣關山鄉(xiāng)(用YJ表示)位于永靖縣東部，E103°35′51.24″，N36°0′22.02。黃土丘陵山地二陰半干旱區(qū)，海拔2 400 m,年均降水量280 mm，年均氣溫8～9℃，無霜期139 d。土壤pH 8.47。

渭源縣田家河鄉(xiāng)(用WY表示)位于渭源縣南部，E103°56′36.68″，N35°02′59.97″。地處西秦嶺山脈西延部分，為高寒陰濕山區(qū)。海拔2 450 m，年均氣溫4℃，年均降水量650 mm，無霜期130 d，土壤pH 6.58。

臨洮縣玉井鎮(zhèn)(用LT表示)位于臨洮縣南部，E103°52′45.97″，N35°18′5.08″。屬黃土高原丘陵溝壑區(qū)，為溫帶大陸性半干旱氣候。海拔2 043 m，年均氣溫7℃，年降水量317～760 mm，無霜期80～190 d，土壤pH 8.1。

試驗年份為2016～2019年，供試材料為3個種植區(qū)1～3年生蘭州食用百合。種植、施肥、管理等均為當?shù)亓晳T種植方式。選擇生長1～3年百合地各3塊，于8月10日、8月29日、9月6日和10月6日，每一地塊按行連續(xù)取5株地下鱗莖，將標簽和樣品(地下鱗莖)裝入塑料袋中，帶回實驗室。

1.2 方 法

將地下鱗莖用半干醫(yī)用紗布(或軟毛刷)清除泥土，剝除外層腐爛鱗片，刀片去根，稱鮮重。手工剝分鱗片，于80℃烘至恒重稱干重，以每667 m2株數(shù)折算干生物量。烘干樣經(jīng)粉碎、過篩后備用。用硫酸-過氧化氫消煮法制備待測液，取待測液測定氮含量。采用凱氏定氮法(GB 5009.5-2016)測定全氮含量，酸水解法(GB 5009.9-2016)測定粗淀粉含量。

鱗莖粗蛋白含量 = 鱗莖全氮含量×6.25。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)采用DPS軟件和Excel 2007進行分析和制圖。

2 結果與分析

2.1 干物質累積量

2.1.1 1年生百合鱗莖干物質累積量變化

研究表明,1年生蘭州食用百合生長后期永靖縣、渭源縣、臨洮縣 3種植區(qū)，鱗莖干物質量累積動態(tài)為先增后降，均呈“倒U”型變化曲線。永靖縣、臨洮縣干物質累積量峰值(8月29日)早于渭源縣(9月6日)，渭源縣干物質累積時間長于永靖縣和臨洮縣。圖1

圖1 蘭州食用百合不同種植區(qū)鱗莖干物質累積變化Fig. 1 Changes of dry matter accumulation of Lanzhou edible lily bulbs dynamics in different planting area

8月10日渭源縣與永靖縣、臨洮縣鱗莖干物質累積量相較，差異顯著(P<0.05)，永靖縣與臨洮縣鱗莖干物質累積量相較，差異不顯著(P>0.05)。8月10～29日永靖縣、臨洮縣干物質累積量增加至峰值，其累積增速分別為148.94、193.12 kg/(hm2·d)。8月29日～10月9日累積量快速下降至當年最低，其中8月29日～9月6日累積下降速度較快(降速分別為161.51、90.48 kg/(hm2·d)；9月6日～10月9日累積下降速度比前期慢(降速分別為44.99、77.82 kg/(hm2·d))。

渭源縣種植區(qū)8月10日～9月6日干物質累積量增加，其中8月10～29日累積增加速度較快(60.71 kg/(hm2·d))；8月29日～9月6日累積增加速度比前期慢(7.58 kg/(hm2·d))；9月6日～10月9日累積量緩慢下降(降速為16.11 kg/(hm2·d))。8月29日、9月6日～10月9日3種植區(qū)相較，鱗莖干物質累積量差異極顯著(P<0.01)。10月9日(采挖期)鱗莖干物質累積量大小為：渭源縣>臨洮縣>永靖縣。圖1

2.1.2 2年生百合鱗莖干物質累積量變化

2年生蘭州食用百合生長后期永靖縣、渭源縣、臨洮縣3種植區(qū)干物質累積動態(tài)與1年生百合相同，呈“倒U”型變化曲線。不同采樣時間永靖縣、渭源縣、臨洮縣鱗莖干物質累積量之間，差異均達極顯著水平(P<0.01)。8月10～29日永靖縣、渭源縣、臨洮縣鱗莖干物質累積量增加至峰值，其累積增速分別為99.30、99.17、100.01 kg/(hm2·d)。8月29日～10月9日累積下降至最低，其中8月29日～9月6日累積下降速度較快(降速分別為220.07、247.59、473.96 kg/(hm2·d))；9月6日～10月9日累積下降速度較慢(降速分別為64.59、23.37、18.68 kg/(hm2·d))。10月9日鱗莖干物質累積量大小為臨洮縣>渭源縣>永靖縣。圖1

2.1.3 3年生百合鱗莖干物質累積量變化

3年生蘭州食用百合生長后期渭源縣、臨洮縣種植區(qū)鱗莖干物質累積動態(tài)與1年生百合相同，呈“倒U”型變化曲線，而永靖縣種植區(qū)鱗莖干物質累積動態(tài)則呈 “N”型變化曲線。8月29日臨洮縣種植區(qū)鱗莖干物質累積量與永靖縣、渭源縣相較，差異達極顯著水平(P<0.01)，永靖縣種植區(qū)鱗莖干物質累積量與渭源縣相較，差異不顯著(P>0.05)。其他采樣時間永靖縣、渭源縣、臨洮縣種植區(qū)鱗莖干物質累積量差異均達極顯著水平(P<0.01)。

渭源縣、臨洮縣種植區(qū)8月10～29日鱗莖干物質累積增加至峰值，其增速分別為70.54、364.60 kg/(hm2·d)。8月29日～10月9日累積下降至最低，其中8月29日～9月6日累積下降速度較快(降速分別為103.85、508.39 kg/(hm2·d))，9月6日～10月9日累積下降速度較慢(降速分別為36.17、163.95 kg/(hm2·d))。

永靖縣種植區(qū)8月10～29日鱗莖干物質累積量增加(增速為161.36 kg/(hm2·d))，8月29日～9月6日累積下降(降速為326.05 kg/(hm2·d))，9月6日～10月9日累積再次增加(增速為18.68 kg/(hm2·d))。10月9日鱗莖干物質累積量大小為臨洮縣>渭源縣>永靖縣。圖1

2.2 粗淀粉含量

2.2.1 1年生百合鱗莖粗淀粉含量累積變化

研究表明,永靖縣、渭源縣種植區(qū)8月10日 ～9月6日鱗莖粗淀粉含量累積增加，其中，8月29日～9月6日累積增速較快(分別為14.3、4.19 g/(kg·d))，8月10～29日累積速度較慢(分別為3.84、0.85 g/(kg·d))；9月6日～10月9日粗淀粉含量累積下降，降速分別為0.71、6.42 g/(kg·d)。永靖縣、渭源縣2種植區(qū)粗淀粉含量累積動態(tài)為先增后降，呈“倒U”型變化曲線。渭源縣種植區(qū)粗淀粉含量累積下降速度比永靖縣種植區(qū)快。臨洮縣種植區(qū)8月10日～10月9日粗淀粉含量累積動態(tài)呈直線上升變化趨勢。其中8月29日～9月6日累積增速較快(10.08 g/(kg·d))，8月10～29日累積增速次之(3.32 g/(kg·d))，9月6日～10月9日累積較慢(0.67 g/(kg·d))。8月10～29日、9月6日、10月9日3種植區(qū)百合鱗莖粗淀粉含量相比較，差異均達極顯著水平(P<0.01)。圖2

圖2 蘭州食用百合不同種植區(qū)鱗莖粗淀粉含量變化Fig. 2 Changes of crude starch content of Lanzhou edible lily bulbs dynamics in different planting area

2.2.2 2年生百合鱗莖粗淀粉含量累積變化

研究表明,永靖縣、渭源縣、臨洮縣種植區(qū)，8月10日～ 9月6日鱗莖粗淀粉含量累積增加至峰值后，9月6日～ 10月9日累積下降。3種植區(qū)粗淀粉含量累積動態(tài)均為先增后降，呈“倒U”型變化曲線。

8月10～29日粗淀粉含量累積增速快慢為永靖縣種植區(qū)(4.90 g/(kg·d))>臨洮縣種植區(qū)(3.27 g/(kg·d))>渭源縣種植區(qū)(2.88 g/(kg·d))，8月29日～9月6日粗淀粉含量累積增速快慢為臨洮縣種植區(qū)(11.69 g/(kg·d))>永靖縣種植區(qū)(10.13 g/(kg·d))>渭源縣種植區(qū)(1.78 g/(kg·d))，9月6日～10月9日累積下降，降速快慢為永靖縣種植區(qū)(2.87 g/(kg·d))>渭源縣種植區(qū)(1.61 g/(kg·d))>臨洮縣種植區(qū)(0.86 g/(kg·d))。

8月10日鱗莖粗淀粉含量，永靖縣、渭源縣、臨洮縣3種植區(qū)相比較，差異均達極顯著水平(P<0.01)。8月29日鱗莖粗淀粉含量，臨洮縣與永靖縣、渭源縣相比較，差異極顯著(P<0.01)，永靖縣與渭源縣相比較，差異不顯著(P>0.05)。9月6日鱗莖粗淀粉含量，渭源縣與永靖縣、臨洮縣相比較，差異極顯著(P<0.01)，永靖縣與臨洮縣相比較，差異顯著(P<0.05)。10月9日鱗莖粗淀粉含量3種植區(qū)相比較，差異均達極顯著水平(P<0.01)。圖2

2.2.3 3年生百合鱗莖粗淀粉含量累積變化

研究表明,永靖縣、渭源縣、臨洮縣3種植區(qū)8月10日～ 9月6日鱗莖粗淀粉含量累積增加至峰值后，9月6日～10月9日累積下降。3種植區(qū)粗淀粉含量累積動態(tài)均為先增后降，呈“倒U”型變化曲線。

其中8月29日～9月6日鱗莖粗淀粉含量累積增速較快，3種植區(qū)增速順序為：臨洮縣種植區(qū)(6.50 g/(kg·d))>永靖縣種植區(qū)(5.36 g/(kg·d))>渭源縣種植區(qū)(2.09 g/(kg·d))；8月10～29日粗淀粉含量累積增速快慢，其順序為：臨洮縣種植區(qū)(3.36 g/(kg·d))>永靖縣種植區(qū)(2.95 g/(kg·d))>渭源縣種植區(qū)(1.37 g/(kg·d))。9月6日～ 10月9日累積下降，降速順序為：永靖縣種植區(qū)(3.63 g/(kg·d))>渭源縣種植區(qū)(3.52 g/(kg·d))>臨洮縣種植區(qū)(0.86 g/(kg·d))。

8月10日鱗莖粗淀粉含量，永靖縣與渭源縣、臨洮縣相比較，差異極顯著(P<0.01)，渭源縣與臨洮縣相比較，差異顯著(P<0.05)。8月29日、9月6日、10月9日鱗莖粗淀粉含量3種植區(qū)相比較，差異均達極顯著水平(P<0.01)。圖2

2.3 粗蛋白含量

2.3.1 1年生蘭州食用百合粗蛋白含量累積

研究表明,永靖縣種植區(qū)鱗莖粗蛋白含量8月10～29日累積增加(0.72 g/(kg·d))，8月29日～9月6日累積下降(5.43 g/(kg·d))，9月6日～10月9日累積增加(1.07 (g/kg·d))。永靖縣種植區(qū)鱗莖粗蛋白含量累積動態(tài)為先增后降再增加，呈“N” 型變化曲線。

渭源縣種植區(qū)鱗莖粗蛋白含量8月10～29日累積增加(增速1.29 g/(kg·d))，8月29日～10月9日累積下降，其中8月29日～9月6日累積下降速度較快(降速1.48 g/(kg·d))，9月6日～10月9日累積下降速度次之(降速0.20 g/(kg·d))。渭源縣種植區(qū)粗蛋白含量累積動態(tài)為先增后降，呈“倒U”型變化曲線。

臨洮縣種植區(qū)8月10日～9月6日累積下降，其中8月29日～9月6日累積下降速度快，8月10～29日累積下降速度次之，降速分別為1.75 、0.50 g/(kg·d)，9月6日～10月9日累積增加，增速為1.28 g/(kg·d)。臨洮縣種植區(qū)粗蛋白含量累積動態(tài)先降后增，呈“U”型變化曲線。

8月10日、9月6日、10月9日3種植區(qū)鱗莖粗蛋白含量相比較，差異均達極顯著水平(P<0.01%)。8月29日鱗莖粗蛋白含量渭源縣與永靖縣、臨洮縣相比較，差異極顯著(P<0.01)，永靖縣與臨洮縣相比較，差異不顯著(P>0.05)。圖3

圖3 蘭州食用百合不同種植區(qū)鱗莖粗蛋白含量變化Fig. 3 Changes of crude protein content of Lanzhou edible lily bulbs dynamics in different planting area

2.3.2 2年生蘭州食用百合粗蛋白含量累積變化

研究表明,永靖縣種植區(qū)鱗莖粗蛋白含量8月10～29日累積增加(1.10 g/(kg·d))，8月29日～9月6日累積下降(4.21 g/(kg·d))，9月6日～ 10月9日累積增加(1.30 g/(kg·d))。永靖縣種植區(qū)鱗莖粗蛋白含量累積動態(tài)為先增后降再增加，呈“N”型變化曲線。

渭源縣種植區(qū)鱗莖粗蛋白含量8月10～29日累積下降(0.11 g/(kg·d))，8月29日～9月6日累積增加(0.22 g/(kg·d))，9月6日～10月9日累積下降(0.99 g/(kg·d))。渭源縣種植區(qū)粗蛋白含量累積動態(tài)為先降后增再下降，呈“反N”型變化曲線。

臨洮縣種植區(qū)鱗莖粗蛋白含量8月10～29日累積增加(0.31 g/(kg·d))，8月29日～10月9日累積下降，其中8月29日～9月6日累積下降速度較快(1.50 g/(kg·d))，9月6日～10月9日累積下降速度次之(0.02 g/(kg·d))。臨洮縣種植區(qū)粗蛋白含量累積動態(tài)為先增后降，呈“倒U”型變化曲線。

8月10日、8月29日、10月9日3種植區(qū)鱗莖粗蛋白含量相比較，差異均達極顯著水平(P<0.01)。9月6日鱗莖粗蛋白含量永靖縣與渭源縣、臨洮縣相比較，差異極顯著(P<0.01)，渭源縣與臨洮縣相比較，差異不顯著(P>0.05)。圖3

2.3.3 3年生蘭州食用百合粗蛋白含量累積變化

研究表明,永靖縣種植區(qū)含量8月10～29日累積增加(0.64 g/(kg·d))，8月29日～9月6日累積下降(3.62 g/(kg·d))，9月6日～10月9日累積增加(0.42 g/(kg·d))。永靖縣種植區(qū)粗蛋白含量累積動態(tài)為先增后降再增加，呈“N”型動態(tài)變化曲線。

渭源縣、臨洮縣種植區(qū)鱗莖粗蛋白含量8月10～29日累積增加，其中臨洮縣種植區(qū)鱗莖粗蛋白含量增速(0.71 (g/kg·d))快于渭源縣種植區(qū)(0.15 g/(kg·d))；8月29日～10月9日累積下降，其中8月29日～9月6日臨洮縣種植區(qū)鱗莖粗蛋白含量累積下降速度(3.21 g/(kg·d))快于渭源縣種植區(qū)(0.14 g/(kg·d))；9月6日～10月9日渭源縣種植區(qū)鱗莖粗蛋白含量累積下降速度比8月29日～9月6日略快(0.15 g/(kg·d))，臨洮縣種植區(qū)鱗莖粗蛋白含量基本保持平穩(wěn)。渭源縣、臨洮縣2種植區(qū)粗蛋白含量累積動態(tài)為先增后降，呈“倒U”型變化曲線。

8月10日臨洮縣種植區(qū)鱗莖粗蛋白含量與永靖縣、渭源縣相比較，差異極顯著(P<0.01)，永靖縣與渭源縣相比較，差異顯著(P<0.05)。8月29日、9月6日3種植區(qū)鱗莖粗蛋白含量相比較，差異均達極顯著水平(P<0.01)。10月9日鱗莖粗蛋白含量臨洮縣與永靖縣、渭源縣相比較，差異極顯著(P<0.01)，永靖縣與渭源縣相比較，差異不顯著(P>0.05)。圖3

2.4 蘭州食用百合不同種植區(qū)鱗莖干物質累積量與粗淀粉、粗蛋白含量之間的相關性

研究表明,1年生蘭州食用百合，永靖縣種植區(qū)鱗莖干物質累積量與粗蛋白含量呈顯著負相關(-0.98*，P<0.05)，渭源縣種植區(qū)鱗莖干物質累積量與粗淀粉含量呈顯著負相關(-0.99*，P<0.05)，臨洮縣種植區(qū)鱗莖干物質累積量與粗蛋白含量呈極顯著正相關(1.00**，P<0.01)。2年生蘭州食用百合，永靖縣種植區(qū)鱗莖干物質累積量與粗淀粉含量呈極顯著正相關(0.99**，P<0.01)，臨洮縣種植區(qū)鱗莖干物質累積量與粗淀粉、粗蛋白含量呈極顯著正相關(0.99**，P<0.01)。3年生蘭州食用百合，渭源縣和臨洮縣種植區(qū)鱗莖干物質累積量與粗蛋白含量均呈極顯著正相關(0.99**，1.00**，P<0.01)。表1

表1 蘭州食用百合不同種植區(qū)鱗莖干物質累積量與粗淀粉、粗蛋白含量相關性Table 1 Correlation between the dry matter accumulation of Lanzhou lily bulbs and the content of crude starch and crude protein in different planting area

3 討 論

段鵬飛等[23,24]研究認為粗淀粉與花后日均溫呈正相關，粗蛋白與花后日照呈正相關；豫東地區(qū)玉米籽粒粗蛋白、粗淀粉含量隨緯度升高而增加。李月等[25]研究發(fā)現(xiàn)高緯度地區(qū)有助提高甜蕎籽粒蛋白質含量。鄺嬋娟[26]趙式英[27]劉宜柏[28]等認為地域種植環(huán)境決定了水稻類型的分布，也在一定程度上決定了我國稻米品質的地域差異性分布。地域性的差異，代表了種植環(huán)境(氣候、土壤)對稻米品質形成的影響。氣候特征的演進，決定了水稻品種的分布規(guī)律，氣候與土壤協(xié)同作用影響了區(qū)域性稻米品質[29-32]。種植因子對稻米品質的作用主要表現(xiàn)在水稻生產(chǎn)的中后期[33-35]。劉淑云[7]、邊秀芝[6]等研究認為環(huán)境條件的變化對籽粒蛋白質含量影響較大。李政君[36]認為遼寧省不同種植區(qū)玉米籽粒粗淀粉和粗蛋白含量不同。

4、結 論

4.1 不同種植區(qū)，不同生長年限蘭州食用百合鱗莖干物質累積增長幅度不同，差異極顯著。蘭州食用百合鱗莖干物質累積量，臨洮縣種植區(qū)2年生百合增長幅度最大(310.20%)，3年生百合增長幅度為15.31%。渭源縣種植區(qū)3年生百合增長幅度最大(104.03%)，2年生百合增長幅度為67.49%。永靖縣種植區(qū)3年生百合增長幅度最大(130.4%)，2年生百合增長幅度為92.13%。3種植區(qū)相較，鱗莖干物質累積量差異均達極顯著水平(P<0.01)。種植區(qū)不同蘭州食用百合鱗莖粗淀粉和粗蛋白含量不同，區(qū)域品質差異明顯。

4.2 1年生百合鱗莖粗淀粉含量臨洮縣種植區(qū)高于永靖縣種植區(qū)(36.3%)和渭源縣種植區(qū)(96.29%)。粗淀粉含量高低順序為臨洮縣>永靖縣>渭源縣；鱗莖粗蛋白含量臨洮縣種植區(qū)高于渭源縣種植區(qū)(24.92%)和永靖縣種植區(qū)(42.38%)，粗蛋白含量高低順序為臨洮縣>渭源縣>永靖縣。2年生百合鱗莖粗淀粉含量臨洮縣種植區(qū)高于永靖縣種植區(qū)(19.29%)和渭源縣種植區(qū)(29.58%)，粗淀粉含量均值順序為臨洮縣>永靖縣>渭源縣；鱗莖粗蛋白含量永靖縣高于臨洮縣(14.11%)和渭源縣(66.52%)，粗蛋白含量高低順序為永靖縣>臨洮縣>渭源縣。3年生百合鱗莖粗淀粉含量臨洮縣高于永靖縣(24.74%)和渭源縣(68.02%)，粗淀粉含量高低順序為臨洮縣>永靖縣>渭源縣；鱗莖粗蛋白含量臨洮縣高于永靖縣(8.55%)和渭源縣(11.09%)，粗蛋白含量高低順序為臨洮縣>永靖縣>渭源縣。