不同施肥方式对竹笋品质的影响

邱永华，金爱武，张四海，朱强根

(1.丽水学院生态学院，浙江 丽水 323000； 2.遂昌县林业局,浙江 遂昌 323300；3.丽水市农业科学研究院,浙江 丽水 323300)

不同施肥方式对竹笋品质的影响

邱永华1，2，金爱武1，3，张四海1，朱强根1

(1.丽水学院生态学院，浙江 丽水 323000； 2.遂昌县林业局,浙江 遂昌 323300；3.丽水市农业科学研究院,浙江 丽水 323300)

研究共设置4种不同施肥处理，探讨其对竹笋中的氨基酸、草酸、单宁、蛋白质、脂肪、粗纤维和粗多糖的影响。施肥处理为有机肥(O：蚕粪+菌棒残渣6 600 kg·hm-2，氮、磷、钾含量分别为2.4%、2.3%和2.9%)；复合肥(F：毛竹专用肥1125 kg·hm-2，氮∶磷∶钾比例25∶13∶8)；有机肥+复合肥(O+F：有机肥2 400 kg·hm-2+复合肥750 kg·hm-2)；不施肥对照(CK)。结果表明：各施肥处理的土壤碱解氮、有效磷、速效钾含量均高于对照处理，变化趋势为O+F>F>O>CK；有机质的变化趋势为O>F>O+F>C；，pH则是O>O+F>CK>F。笋中蛋白质以O+F处理为最高，比F、O和CK各处理增加9.37%、17.45%和5.42%。笋中氨基酸和单宁以O+F处理最高，分别为36.1 g·kg-1和17.8 g·kg-1，其次是F处理，均与CK处理达到了显著差异。笋中草酸则以F处理最高，其次是O+F处理，分别为22.45 mg·g-1和21.24 mg·g-1与CK存在极显著差异，分别增加了33.87%、41.49%；粗纤维各处理之间差异不显著。笋中粗多糖以O处理为最高6.7 g·kg-1，且与F处理间存在显著差异；脂肪与其他各类指标变化趋势不同，以空白CK最高，但各处理之间没有显著差异。总之，施肥有利于增加笋中氨基酸、草酸、粗纤维和单宁含量；而有机肥处理有利于粗多糖的的累积；有机肥配合复合肥在一定程度增加了笋中蛋白质含量；脂肪受不同施肥处理的影响不明显。

竹笋品质；蛋白质；氨基酸；草酸；单宁；粗纤维

毛竹(Phyllostachysedulis)在我国分布最广、面积最大、经济价值最高的竹种之一[1],具有生长快、周期短、产量高、用途广、效益大等优点[2-3]。毛竹春笋营养丰富，肉质脆嫩，有“素食第一品”之称，竹笋味美可口，独特的风味,被誉为“寒土山珍”。竹笋体内还含有多种人体必需氨基酸、纤维、多酚、矿物质、甾醇等成分，具有清肠减肥、防止便秘、预防肠癌、抗衰老及降低胆固醇等的作用[1,4-8]。竹笋成林生长,无污染，符合人们绿色餐饮的胃口，也深受广大消费者喜爱[9-12]。除了作为蔬菜鲜食外,还被加工成各种干制品和罐头产品深受消费者的青睐[9,13]。我国南方竹林地形复杂，林地土壤养分状况受到土壤类型、地形、植被、土地利用状况等多种因素影响，但人为干扰也会显著影响到土壤养分含量[14]。特别是在当前由于经济利益需要显著提高，使许多竹林进入了集约经营状态。为使竹笋和竹材产量增加从而增加收益，竹林地每年大量施用肥料(以化肥为主)以提高产量，在很大程度上带来了两方面主要的影响：一方面，土壤由于施用化学肥料不可避免地产生土壤结构的变化、施肥和笋材采收也出现了养分不平衡等土壤问题[15-16]。另一方面，竹笋也在大量施用肥料下，产量得到了大幅增加，而竹笋品质在这一活动中产生的变化目前尚不是很清楚。随着人们生活水平的提高，对竹笋品质的要求也越来越高，本文以浙江省西南部遂昌县毛竹现代示范园区为对象，通过典型调查与重点分析相结合的方法，比较不同施肥措施条件下土壤理化性质及笋中氨基酸、草酸、单宁、蛋白质、脂肪、粗纤维和粗多糖的含量状况，探讨不同施肥方式下土壤养分与竹笋品质间的相关关系，为该地区合理施肥和管理提供依据，为竹笋中氨基酸、草酸、单宁及其他元素的环境风险控制提供科学依据，对毛竹林可持续经营具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 供试材料

浙江省遂昌县主要为黄红壤，全年四季分明，雨水充沛，属于中亚热带季风气候，位于28°13′N～28°49′N，118°41′E～119°30′E。春季均温10～22 ℃、夏季均温22 ℃以上、秋季均温22～10 ℃、冬季均温10 ℃以下，年平均气温16.8 ℃，年均降水量为1 515～1 878 mm，降水量最多的月份是6月，平均降水量为262 mm，降水量最少的月份是12月，平均降水量为41 mm；年太阳总辐射量422.867×103J·cm-2，年日照时数1 755 h，年无霜期251 d。用以设置试验的现代化农业园区毛竹示范基地所在区域立竹株数在2 100～3 300株·hm-2，平均胸径9.1 cm。

1.2 试验设计

样地设置：在基地内选择高度条件相对适中，坡度相对平缓的地块，设置四个处理分别为施有机肥和复合肥(O+F)、有机肥(O)、复合肥(F)和不施肥的对照处理(CK)，每个处理分别设置3个400 m×400 m的样方，共计12个样方。该试验施用的有机肥(蚕粪+菌棒)的氮、磷、钾含量分别为2.4%、2.3%和2.9%，有机肥处理用量为6 600 kg·hm-2；毛竹专用复合肥总养分含量46%(氮∶磷∶钾=25∶13∶8)，复合肥处理用量1 125 kg·hm-2；有机肥+复合肥处理，用量为有机肥2 400 kg·hm-2+复合肥750 kg·hm-2；对照为不施肥处理。试验样地已连续处理5年，隔年施肥，不同处理施用肥料3次，施肥时间为每年五月前后。样品采集：在每个样方内按照星形设置5个土壤采集点，然后混合为一个土壤样品，采集深度为0～20 cm，土壤样品带回实验室进行风干分析检测；竹笋采集在每个样方内采用对角线法取样，于2016年4月5日采集生长健壮，无机械损伤，已经出土约20 cm的竹笋3～5株组成混合样，样品在现场用装有冰块的泡沫箱封装，运回实验室立即分析检测。

1.3 测定项目

带回实验室的土壤样品风干、磨碎过筛后，测定其理化性质，采用重铬酸钾外加热法测定有机质[17]；采用碱解扩散法测定碱解氮[17]；采用乙酸铵提取-火焰光度计法测定速效钾[17]；速效磷采用Olsen-P法测定，即0.5 mol·L-1NaHCO3浸提(钼锑抗比色法[17]。蛋白质、脂肪、总糖的测定分别按中华人民共和国国家标准GB5009. 5-85、GB5009. 6-85、GB5009.7-85的方法进行，氨基酸含量用日立835-50型高速氨基酸分析仪测定。

1.4 数据统计分析方法

采用Excel 2003、DPS和SPSS16.0对数据相关分析和典型对应性分析和方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同施肥方式对土壤理化性质的影响

由表1可知，不同施肥条件下，土壤有机质变化的趋势为O>O+F>F>CK，以O处理最高为23.55 g·kg-1、比CK处理高出3.94 g·kg-1，增幅为20.10%，变异系数为6.45%。有机质含量在施有机肥处理(O)和有机肥加复合肥处理(O+F)与对照均达到了极显著差异(P<0.01)。土壤碱解氮、有效磷和速效钾在各处理间达到了显著性差异(P<0.05)，仅F和O+F处理间差异不显著，其变化趋势均为F>O+F>O>CK，复合肥处理(F)为最高，分别为123.19 mg·kg-1、13.78 mg·kg-1和91.16 mg·kg-1，较CK处理增加了19.71%、49.33%和23.25%，变异系数别为5.91%、7.32%和6.50%。有效磷在F、O+F和O处理之间未达到显著差异。土壤pH值在所有处理间均未达到显著差异(P<0.05)，仅表现为施有机肥处理略高于其他处理，而F处理为最低。

表1 施肥方式对毛竹林地土壤理化性质的影响

注：不同大、小写字母分别表示在0.01、0.05水平差异显著, 下同。

Note：Different lowercase and capital letters refer to significant differences at 0.05 and 0.01 level. The same below.

2.2 不同施肥方式对蛋白质等品质因子的影响

蛋白质是构成原生质的基础物质，为一切生物所必需，在植物的生长发育过程中，细胞的增长和分裂以及新细胞的形成都必须有蛋白质参与，是植物重要的组成部分，也是竹笋一个重要的营养指标[10，18]。由图1A可知，蛋白质的变化趋势是O+F>CK>F>O，以O+F处理最高为17.5 g·kg-1，比对照增加0.9 g·kg-1，增幅为5.42%。O处理为最低，比对照降低1.7 g·kg-1，降幅为10.24%。其中O+F处理与其他施肥处理均达到显著差异(P<0.05)。

图1 不同施肥方式对竹笋中蛋白质(A)、氨基酸(B)、单宁(C)、粗纤维(D)、脂肪(E)、草酸(F)和粗多糖(G)的影响Fig.1 The content of protein (A), amino acid (B), tannin (C), coarse fiber (D), fat (E), oxalic acid (F) and crude polysaccharide (G) of bamboo shoots under different fertilization treatments

氨基酸是构成生物体蛋白质并同生命活动有关的最基本的物质，与生物的生命活动有着密切的关系，具有特殊的生理功能，是生物体内不可缺少的营养成分之一，也是构成毛竹笋的主要鲜味物质[5]。由图1B可知，施肥处理有利于竹笋中氨基酸的增加，以施有机肥配合复合肥(O+F)处理的效果为最好，其次是F处理，再次为O处理。O+F和F处理均与CK处理达到了极显著差异(P<0.01)，而O处理与CK没有达到显著差异。本次检测到了18种氨基酸，其中7种必需氨基酸，由表2可知，氨基酸总量和必需氨基酸均是以O+F处理最高，CK处理最低。但必需氨基酸与总氨基酸的比例却是以O和F处理较高。笋中单宁和氨基酸变化趋势一致，O+F和F处理均与CK处理也达到了显著差异，但没达到极显著差异，以O+F和F处理为最高，分别比对照增加10.08%和9.47%(图1C)。

表2 不同施肥处理竹笋中氨基酸含量

粗纤维是植物细胞壁的主要组成成分，也是影响竹笋口感的重要指标，粗纤维食物可以改善胃肠道功能，能够防治便秘、预防肠癌，降低餐后血糖含量，降低血浆中的胆固醇含量，防治高脂血症和心血管疾病，控制体重[19]。由图1D可知，以F处理的粗纤维最高为10.7 g·kg-1，O处理最低为9.2 g·kg-1，但处理之间差异均未达到显著水平(P>0.05)。而作为竹笋重要的品质指标之一的脂肪含量，却是CK处理为最高，F处理最低0.7 g·kg-1(图1E)，尽管各处理间差异不显著，也说明施肥在一定程度有降低竹笋脂肪含量的作用。草酸是植物常具有的成分，而在人体内不容易被氧化分解掉，经代谢作用后形成的产物，属于酸性物质，可导致人体内酸碱度失去平衡，吃得过多还会中毒[19]。从图1F可以看出，施肥各处理与CK处理均达到了显著差异，比对照分别高53.7、65.8和18.0 g·kg-1，增幅为33.87%、41.49%和11.34%。作为评价竹笋品质的重要指标之一的粗多糖含量以O处理为最高，F处理最低为6.2 g·kg-1，O、O+F处理均显著高于F、CK处理(P<0.01)。

2.3 竹笋品质与土壤理化性状的相关分析

由表3可知，土壤有机质与竹笋中氨基酸、蛋白质、单宁、草酸、粗纤维、和粗多糖均呈现正相关，与脂肪呈负相关，但仅与粗多糖达到了显著水平(P<0.05)。土壤碱解氮、速效磷和速效钾与竹笋中氨基酸和草酸均呈显著正相关(P<0.05)；与单宁也呈现为正相关，但仅在碱解氮上达到显著水平；与脂肪和粗多糖呈现不显著的负相关，但均未达到显著差异。竹笋中粗纤维含量与土壤有机质、碱解氮、速效磷、速效钾和pH值均呈正相关，但未达到显著水平。综上，竹笋中氨基酸和草酸受到碱解氮、速效磷和速效钾的影响较为强烈，草酸尤为突出；脂肪、粗多糖和粗纤维虽然受到碱解氮、速效磷、速效钾和pH的影响，但未达显著水平。

表3 竹笋品质与理化因子相关分析

注：SOM、Nh、SP和K分别代表有机质、碱解氮、速效磷和速效钾； AA、P、T、F、OA、CF和CP分别代表笋中的氨基酸、蛋白质、单宁、脂肪、草酸、粗纤维、和粗多糖。**，*代表0.01、0.05水平差异显著

Note：SOM = soil organic matter; Nh = hydrolyzable nitrogen; SP = available phosphorus; K = available potassium; AA、P、T、F、O、CF and CP represented for amino acid, protein, tannin,fat, oxalate acid,coarse fibre and coarse polysaccharide in bamboo shoot,respectively.**,*refer to correlation is significant at the 0.01 and 0.05 level, respectively.

3 讨论

3.1 不同施肥条件下土壤理化因子的差异比较

土壤理化性质易受到施肥方式、地形与土地利用方式等一些因素的影响[14]。张世标等人研究显示，有机肥配合氮磷钾肥可以显著增加土壤中有机质，改善土壤结构，使土壤疏松、湿润，能有效的增强植物根系的呼吸作用，促进植物对有机质、氮素等养分的吸收。有机肥配合无机肥施用对土壤pH值具有较强的缓冲作用，能有效地稳定土壤pH值[20]。本研究显示，有机肥配合复合肥和有机肥的施用能够缓解土壤酸化与对照处理相比，而仅施复合肥处理有加剧土壤酸化的趋势。在氮磷钾一致的前提条件下，施入的有机肥越多土壤全氮、有效氮、有效磷和速效钾的累积越多，土壤供氮、供磷和钾肥能力就越强，土壤肥力也就越高[20]。而本研究是以有机肥配合复合肥和复合肥的施用能够显著提高土壤中有效氮、有效磷和速效钾，与前人研究结果一致。综上可知，有机肥配合复合肥既能提高土壤有机质的含量、提高供氮、磷和钾肥的能力，还可以抑制土壤酸化。

3.2 不同施肥方式对竹笋中蛋白质等品质因子的差异比较

本研究表明了施肥(O处理和F处理)降低了竹笋中蛋白质的含量，可能施肥后，由于竹笋产量的增加，而合成蛋白质所需的其他元素没有得到充分的供给，导致了竹笋中蛋白质减少，相反，对照处理蛋白质也可能因产量低，土壤相对更充分满足所需的元素而增加了竹笋中蛋白质含量。有机肥配合复合肥在一定程度上改善了土壤养分状况，增加养分有效量，既提高了产量，也很好的补给蛋白质所需的元素。氮是组成生物体的重要元素，而从氮到氨基酸是要经过复杂的过程，首先是通过固氮作用、硝化作用和成氨作用，将硝态氮转化为氨态氮，最后再经过同化作用合成各类氨基酸，如氨经谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶同化为谷氨酸[21]。施肥(特别是复合肥和复合肥配合有机肥)为土壤补给了丰富的氮元素，也为合成氨基酸提供了丰富的氮源，因此施肥处理有助于增加竹笋中氨基酸(表2)。

植物体内单宁的积累易受到外界因子(如温度、土壤含量水[22]、土壤肥力[23])的影响，研究表明，高温、高水压、高光密度和贫療土壤条件都会增加植物体内单宁[24]。而本研究表明，施肥增加了竹林土壤肥力，但竹笋中单宁却增加了，与前人研究相反。这可能与试验区竹林土壤条件有关，土壤相对贫瘠，而施肥之后迅速增加了竹笋产量使养分亏缺状态加剧，间接性地生理生长需求上增加了单宁。粗纤维是植物细胞壁的主要组成成分，是结构性碳水化合物，影响口感的指标之一。韩东辰等人[25]研究表明，施有机肥有利于植物体内粗纤维的积累，在合理施肥量和适宜密度的栽培措施下，有助于植物各器官纤维的提高，与本研究的结果总体一致(图1)。

草酸广泛分布于植物、动物和真菌体中，是生物体内的一种代谢产物，属于酸性物质，吃得过多还会中毒[26-27]。亓文田等人[28]通过裂区实验研究表明，在其他外界相同条件下，随着施氮的增加，植物体草酸增加。而本研究显示，施肥各处理也均高与对照处理，特别是施复合肥和复合肥配合有机肥处理显著高于对照处理。脂肪是存在于人体和动物的皮下组织及植物体中，是生物体的组成部分和储能物质。研究显示，在不同施肥条件下，粗脂肪在整个生长过程中相对平稳，施肥对脂肪影响很小[25]。而李为萍等人通过对向日葵研究发现，水分充足的条件下，随着施氮量的增加，油葵籽仁粗脂肪呈现降低趋势。原因可能是水分的增加，会使土壤中氮素的有效化程度提高，促进了植物体内中氨基酸的合成，使植物体内可塑性物质更多地转化为蛋白质，导致粗脂肪减少。本研究显示，施肥不利于笋中脂肪的累积，这以前人研究结果大致相似。

粗多糖是从植物中提取的可溶性寡糖的总称，具有促进双歧杆菌的增殖、抑制病原菌、防止便秘、腹胀，促进消化，调节胃肠功能、增强免疫功能等作用[5,29-30]。张文平等人[31]以木耳作为供示材料，研究在野生和人工栽培条件下木耳体内粗多糖变化情况，结果显示野生粗多糖高于人工栽培地，接近2倍，粗多糖差异显著。这可能是因为人工栽培施用的多是化肥，土壤中的元素单一原因造成的。本研究显示施有机肥处理的粗多糖最高，但没有与对照达到显著差异，有机肥配合复合肥处理和对照相比基本持平，而单施复合肥处理低于对照处理，说明施有机肥是有利于粗多糖的积累，而单独施复合肥并不利于粗多糖的累积。

4 结论

(1)施肥处理相对于对照处理而言有利于有机质、碱解氮、速效磷和速效钾的累积，特别是碱解氮、速效磷和速效钾。施有机肥有利于缓解土壤的酸化，复合肥不利于缓解土壤酸化。

(2)施肥各处理相对于对照处理而言有利于笋中氨基酸、草酸、粗纤维和单宁的累积；施有机肥配合复合肥处理有利于笋中蛋白质；有机肥处理有利于粗多糖的的累积但不利于蛋白质的积累；施肥和不施肥处理对脂肪的影响不大。

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Effect of Different Fertilization Methods on Quality of Bamboo Shoots

QIU Yong-hua1,2, JIN Ai-wu1,3, ZHANG Si-hai1, ZHU Qiang-gen1

(1.College of Ecology, Lishui University, Lishui 323000, Zhejiang, China; 2.Suichang Forestry Bureau,Suichang 323300, Zhejiang, China; 3.Lishui Academy of Agricultural Sciences, Lishui 323300, Zhejiang, China)

A field experiment was conducted to study the effects of different fertilization methods on contents of amino acid, oxalic acid, tannin, protein, fat, crude fiber and crude polysaccharide of bamboo shoots in the bamboo forest of modern demonstration garden Suichang County, Zhejiang Province. The four treatments were organic fertilizer + compound fertilizer (O + F), organic fertilizer (F), compound fertilizer (O) and no fertilizer control (CK), respectively. Every treatment was repeated for 3 times. The applied dosage of compound fertilizer(nitrogen, phosphorus, potassium ratio were 25∶13∶8), organic manure (silkworm manure + bacteria residue), organic fertilizer + compound fertilizer, organic fertilizer were 1 125 kg·hm-2, 6 600 kg·hm-2, 750 kg·hm-2, 2 400 kg·hm-2, respectively. The results showed that soil alkaline hydrolysis, available phosphorus, available potassium content were all higher in fertilization treatments than the control, The order was O+F>O>F>CK. While, that was O>F+O>F>CK for organic matter content, and was O>O+F>CK>F for pH. The protein content of bamboo shoots under O+F treatment was increased by 9.37%, 17.45% and 5.42% relative to F, O and CK treatments. Under O+F treatment, amino acids and tannins contents were the highest, being 36.1 g·kg-1and 17.8 g·kg-1, respectively. and the second highest amino acid and tannin content of bamboo shoots was found in F treatment. they The amino acids and tannins contents under these two treatments were significantly higher than that under CK. The oxalic acid and crude fiber contents under F treatment were the highest, being 22.45 mg·g-1and 10.7 g·kg-1respectively, and increased by 33.87%, 41.49% than that under CK treatment. The oxalic acid and crude fiber contents under O+F treatment were the second highest, being 21.24 mg·g-1and 9.9 g·kg-1, and increased by 4.21% and 33.87% than that under CK treatment, respectively. The oxalate contents under O+F and F treatments were significantly different from that under the CK treatment, while the crude fiber contents were not significantly different between treatments. The coarse polysaccharide content under O treatment was the highest, amounting to 6.7 g·kg-1, and was significantly different from that under the F treatment. The fat content was the highest under CK treatment, and lowest under F treatment, but no significant difference existed between treatments. In brief, applying fertilizer was conducive to the accumulation of soil alkaline hydrolysis, available phosphorus, available potassium and organic matter, and applying organic fertilizer helped to alleviate soil acidification. Fertilization treatments were advantageous to accumulate amino acid, oxalic acid, crude fiber and the tannin in bamboo shoots. The organic and compound fertilizer treatment was beneficial for the accumulation of protein in bamboo shoots. The organic fertilizer treatment was beneficial for coarse polysaccharide accumulation. Significant difference was not found among all treatment for fat of bamboo shoots.

Quality of bamboo shoots; Protein; Amino acid; Oxalic acid; Tannins; Crude fiber

2017-01-20

中央财政林业科技推广示范资金项目(2015TS15)；浙江省自然科学基金资助项目(LQ13C030004)。

邱永华，高级工程师, 从事林业技术推广。通信作者:金爱武，博士，研究员，主要从事竹林培育与利用研究。 E-mail: kinaw@zafu.edu.cn