油橄榄林下种植百合土壤养分及有效成分含量研究

严毅，徐钡昌，孙雪莲，何银忠，王军民，高柱，陈金龙



油橄榄林下种植百合土壤养分及有效成分含量研究

严毅1,2，徐钡昌2，孙雪莲2，何银忠2，王军民3，高柱4，陈金龙2＊

(1. 云南农业大学，云南 昆明 650201；2. 昆明市海口林场，云南 昆明 650114； 3. 西南林业大学，云南 昆明 650224；4. 江西省科学院，江西 南昌 330096)

以油橄榄林下套种百合模式为研究对象，分析百合种植对油橄榄林土壤养分(有机质、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾)的影响，通过测定百合中有效成分(总多糖、总黄酮、总生物碱、总皂苷)的含量，分析土壤肥力状况与百合有效成分的相关性。结果表明：油橄榄林下种植百合后，土壤有机质、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾养分含量均明显降低，说明百合生长对有机质、氮、磷、钾均有不同程度的需求，有机质的含量明显降低，其次是全磷和有效磷，对氮和钾的需求量不大；油橄榄林下种植百合的总多糖、总黄酮、总生物碱、总皂苷含量分别为4.19%、0.56%、1.87% 、1.18%；与前人的研究结果相比除百合多糖含量低，其他3项指标均不亚于其他研究结果。结论：在油橄榄林下种植百合具有一定可行性及研究价值，在种植过程中需根据百合对土壤含量的需求增加土壤有机质和磷肥施用量；该研究结果对油橄榄林下种植百合及土壤管理具有一定科学价值，为油橄榄林下空间的综合利用提供研究基础。

油橄榄林；食药百合；林下种植；土壤养分

百合是单子叶植物亚纲百合科(Liliaceae)百合属()植物的总称，多年生宿根草本植物，是我国卫生部首批颁布的药食兼用植物之一，首载于我国现存最早的药物学专著《神农本草经》[1-2]，遍布全国。近年来，百合在食用和药用两方面较大的价值引起学者们的广泛关注，研究发现：百合鳞片中含有较高的钙、镁、铁、铝、钾、磷、淀粉粒，以及锌、钛、镍、锰等微量元素，还含有7 ~ 8种人体必需氨基酸等一般性成分[3-5]。同时还含有黄酮、皂苷、生物碱、多糖等活性成分，具有止咳、祛痰、镇静催眠、调节免疫和抗肿瘤等作用[6]。百合在我国已经得到全面而广泛的开发利用，特别在百合栽培技术方面有较大进展，但限于品种退化、连作障碍、病害等原因，百合出现品质下降、大幅减产的危机[2]。

在林下种植中药材不仅能够充分利用林下较为宽阔的空间，产生较高的经济效益，对中药材的天然性也是一种强化。植物的生长与光照密切相关[7]，对植物进行适当遮荫，可以在一定程度上改善其生活环境，降低环境温度，提高空气湿度和CO2浓度，促进光合作用，提高生理活性[8]，从而保证药材的药用价值。昆明市海口林场拥有得天独厚的林地资源优势和丰富的野生中药材资源，历年来对林下中药材种植做了较多尝试，取得可喜成果[9]，但药用百合在油橄榄林下种植方面鲜见报道，药用百合种植对油橄榄林土壤养分及其本身药用价值的相关性不明确。本研究对油橄榄林下种植药用百合前后的土壤养分含量及药用百合的有效成分进行测定，分析之间的相关性，以期为药用百合的林下种植提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

百合种球采自昆明海口林场54 a生油橄榄林下(平均胸径38 cm，林相优良，郁闭度70%)，当年种植，标本存于昆明市海口林场；葡萄糖分析纯；芦丁标准品；乌头碱标准品；薯蓣皂苷标准品(纯度均＞99%)购自宝鸡辰光生物科技有限公司)。

1.2 方法

1.2.1 土壤肥力测定[10-12]

用四分法分别在油橄榄林下取 1 ~ 2 kg百合种植前、后的土壤带回实验室内，进行肥力状况测定。测定项目包括有机质、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾含量。土壤有机质含量采用重铬酸钾外热源法测定；全氮含量采用半微量凯氏法测定；水解氮含量采用碱解扩散法测定；全磷含量采用氢氧化钠熔融—钼蓝比色法测定；有效磷含量采用碳酸氢钠浸提—钼锑抗比色法测定；全钾含量采用氢氧化钠熔融—火焰光度法测定；速效钾含量采用NH4Ac浸提—火焰光度法测定。

1.2.2 总多糖含量测定

1.2.2.1 百合多糖提取

取干燥磨碎的百合鳞片1 g，加适量的石油醚回流脱脂1 h，用适量无水乙醇回流2 h除去皂苷，再用蒸馏水提取粗多糖3次，时间分别为1、2、1 h，料液比为1：25，过滤，250 mL容量瓶定容，得到百合粗多糖提取液。

1.2.2.2 加样回收率实验

准确量取0.1 g葡萄糖标准品加入1 g百合中，同上述1.2.2.1同步操作。

1.2.2.3 绘制标准曲线

取0.5 g葡萄糖于100 mL容量瓶定容得到浓度为4 mg·mL-1，分别取0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0 mL于50 mL定容，分别取1 mL置于试管中，每只加2 mL的苯酚和5 mL的浓硫酸置于60℃的水浴锅中加热30 min后冷水浴10 min，最后在490 nm处测吸光值。以葡萄糖浓度为横坐标，吸光值为纵坐标，绘制标准曲线，得线性回归方程。

1.2.2.4 多糖含量测定

分别取百合粗多糖提取液1 mL，加2 mL的苯酚和5 mL的浓硫酸，置于60℃的水浴锅中加热30 min后，冷水浴10 min，最后在490 nm处测吸光值。

1.2.3 总黄酮含量测定

1.2.3.1 百合总黄酮提取

取干燥磨碎的百合1 g，加适量的石油醚回流脱脂1 h，然后用75%的乙醇(含10%亚硝酸钠)提取总皂苷3次，时间分别为1、2、1 h，料液比为1：25，过滤，250 mL容量瓶定容，得到百合总皂苷提取液。

1.2.3.2 标准曲线绘制

精密量取5.25 mg芦丁标准品于100 mL容量瓶定容得到浓度为5、25 mg·mL-1。分别取1、2、4、8、10 mL于10 mL容量瓶中定容，然后分别取2 mL置于试管中，加入0.5 mL的5%亚硝酸钠溶液，6 min后加入0.5 mL的10%硝酸铝溶液，15 min后在510 nm处测吸光值。以芦丁标准品浓度为横坐标，吸光值为纵坐标。得线性回归方程。

1.2.3.3 总黄酮含量测定

分别取百合总黄酮提取液2 mL置于试管中，加入0.5 mL的5%亚硝酸钠溶液，6 min后加入0.5 mL的10%硝酸铝溶液，反应15 min后在510 nm处测吸光值。

1.2.4 总生物碱含量测定

1.2.4.1 总生物碱提取

取干燥磨碎的百合1 g置于圆底烧瓶，用缓冲液提取总生物碱3次，时间为1、2、1 h，料液比为1：30，过滤，250 mL容量瓶定容，得到百合总生物碱提取液。

1.2.4.2 绘制标准曲线

精密量取5 mg乌头碱标准品25 mL定容，得到浓度为0.2 mg·mL-1。取5支试管，分别加入标准品0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mL，再补加缓冲液到3 mL，依次加入5 mL 0.05%溴甲酚绿溶液、10 mL氯仿，振摇3 min后静置30 min，分取氯仿层，再加入0.5 g硫酸钠放置30 min，最后用缓冲溶液为空白对照，在415 nm处测吸光值。以乌头碱标准品浓度为横坐标，吸光值为纵坐标，得到线性回归方程。

1.2.4.3 总生物碱测定

取3 mL百合总生物碱提取液，依次加入5 mL 0.05%溴甲酚绿溶液、10 mL氯仿。振摇3 min后静置30 min，分取氯仿层，再加入0.5 g硫酸钠，放置30 min，最后用缓冲溶液为空白对照，在415 nm处测吸光值。

1.2.5 总皂苷含量测定

1.2.5.1 总皂苷提取

取1 g粉碎后的百合药材放在石油醚中，用索氏提取在70℃恒温水浴中脱脂处理40 min，加入25倍量的75%乙醇，在80℃恒温水浴中回流提取4 h，合并提取液，用75%乙醇定容稀释，作为百合皂苷供试液。

1.2.5.2 绘制标准曲线

准确称取5 mg的薯蓣皂苷，用无水乙醇定容至50 mL，分别精密移取100 mg·mL-1的薯蓣皂苷溶液0.1、0.2、0.4、0.8、1.0 mL置于具塞刻度试管中，挥干，加入0.2 mL 5%香草醛-冰醋酸溶液混匀和0.8 mL 98%浓硫酸，混匀，在60℃水浴中加热20 min，冷却至室温后加入5 mL冰醋酸，摇匀。最后以75%乙醇为空白对照，在545 nm波长处测吸光度值。以薯蓣皂苷浓度为横坐标，吸光度值为纵坐标，得线性回归方程。

1.2.5.3 总皂苷测定

取0.5 mL百合皂苷供试液，置于具塞刻度试管中，挥干，加入0.2 mL 5%香草醛—冰醋酸溶液混匀和0.8 mL 98%浓硫酸，混匀，在60℃水浴中加热20 min，冷却至室温后加入5 mL冰醋酸，摇匀，最后以75%乙醇为空白对照，在545 nm波长处测吸光度值。

2 结果与分析

2.1 药用百合种植前后土壤养分分析

土壤肥力是土壤各方面性质的综合反映，它的高低直接影响着植物的生长发育，土壤养分作为土壤肥力的重要指标，它的变化是植物生长对养分的吸收情况的直接反映[11]。通过对油橄榄林下种植百合前、后土壤中有机质、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾等营养成分含量测定发现(表1)，油橄榄林下种植百合后土壤中有机质、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾含量均出现明显降低的情况，种植后油橄榄林下土壤营养成分中有机质、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾含量分别较种植前降低12.261、0.048、0.006、0.364、0.257、0.097、0.01 g·kg-1，其中有机质降低最多，其次是全磷和有效磷；说明药用百合种植能够显著降低土壤养分，生产中要加强肥料管理，同时，百合对有机质和磷存在偏吸收现象，生产中要注意补充有机质和磷肥的施用量。

2.2 标准曲线的绘制

以吸光度为纵坐标，标准溶液浓度为横坐标，分别绘制标准曲线，如图1 ~ 4所示，得到多糖标准回归方程为：= 17.677+ 0.144 4，² = 0.999 4；得到黄酮标准回归方程为：= 1.378 1+ 0.001 3，² = 0.999 2；得到生物碱标准回归方程为：= 7.228 5+ 0.14，= 0.999 5；得到皂苷标准回归方程为：= 0.537 3+ 0.039 1，= 0.999 3。

表1 种植前后土壤养分含量测定

图1 多糖标准曲线

图2 黄酮标准曲线

图3 生物碱标准曲线

图4 皂苷标准曲线

2.3 多糖含量分析

百合含有多种活性多糖，研究表明百合多糖具有提高细胞免疫活性、抗氧化及降血糖的功能的作用[13]。由表2可知，油橄榄林下种植百合总多糖含量为4.19%，加料后多糖总含量变为13.99%，加料回收率为98%，说明该测定方法具有较高的准确性。

表2 百合总多糖含量及加料回收率测定 %

注：表头数字为样品号，下同。

2.4 总黄酮含量分析

黄酮类化合物不仅对植物的生长、发育、开花、结果及耐盐、抗旱、防菌、防病等方面起重要作用，还具有抗氧化、抗菌抗病毒、抗癌症、抗衰老、抑制高血压、高血脂及预防心血管疾病等多种生物活性，因此，黄酮化合物的研究与利用受到人们广泛关注，特别在食品、医药、保健品和化妆品等领域的具有广阔应用前景[14]。黄酮作为百合中一种重要的次生代谢物，与百合的药理作用有密切的关系。由表3可知，油橄榄林下种植百合总黄酮含量为0.56%。

表3 百合总黄酮含量测定 %

2.5 总生物碱含量分析

早在20世纪60年代就有百合中生物碱的研究报道。前人的研究表明百合中秋水仙碱含量为0．049％，认为百合可作为提取秋水仙碱的植物源，且具有很好的抗癌作用，它不仅可抑制细胞有丝分裂和DNA合成，还可抑制癌细胞的生长[15]。油橄榄林下种植百合总生物碱含量见表4，由表4可知油橄榄林下种植百合具有较高生物碱含量，其含量为1.87%。

表4 百合总生物碱含量测定 %

2.6 百合皂苷含量分析

百合中的苷类是以C一27甾体化合物为苷元的甾体皂苷，是合成甾体避孕药和激素的重要原料。有研究表明百合皂苷比人参皂苷具有更强的清除羟自由基的能力[15]。由表5可知，油橄榄林下种植百合皂苷含量为1.18%。

表5 百合总皂苷含量测定 %

3 结论与讨论

通过对油橄榄林下百合种植前、后土壤中有机质、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾等营养成分含量进行测定发现，油橄榄林下种植百合后土壤营养成分均明显降低，种植前油橄榄林下土壤营养成分中有机质、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾含量分别为25.693、0.239、 0.030、1.019、0.443、1.447、0.016 g·kg-1，种植百合后土壤养分含量为13.432、0.191、0.024、0.655、0.186、1.350、0.006 g·kg-1，说明百合生长对有机质、氮、磷、钾均有不同程度的需求，其中消耗吸收最大的为有机质，其次是全磷和有效磷，对氮和钾的需求量不大。土壤养分状况是科学施肥、养分分区管理和有效控制土壤养分流失的理论和科学依据，因此在百合种植过程中应根据土壤肥力情况，适当增加土壤有机质和磷肥施用量，或者选择土壤有机质含量和磷含量较高的林下种植百合为宜。同时由于植物在不同生育期对土壤养分形态和含量的吸收和利用呈规律性变化，如若想全面把握百合种植过程中对土壤营养的需求，建议对百合各个生育期土壤养分含量变化情况做系统研究，才能制定科学合理的百合栽培管理技术措施。

对油橄榄林下种植百合的有效成分分析发现：百合总多糖含量为4.19%，均比孙俊等[13]研究的几个产地的百合多糖含量要低，估计跟不同产地、品种等因素有关；百合总黄酮含量为0.56%，与李章念[14]测定的百合黄酮含量接近；而百合总生物碱、百合总皂苷含量较高，分别为1.87%、1.18%，远高于其他研究者的研究结果[16-17]。众多研究认为百合有效成分含量高低跟产地、品种、栽培年限等多因素密切相关，因此从一个简单的种植试验无法判断种植方式的优劣，但从油橄榄林下种植百合的4种有效成分含量上看具有一定的可行性和研究价值。

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Study on Nutrient Change and Active Ingredient Content of Lily Planted in Olive Grove

YAN Yi1,2, XU Beichang2, SUN Xuelian2, HE Yinzhong2, WANG Junmin3, GAO Zhu4, CHEN Jinlong2

(1.,,,; 2.;; 4.)

The effects of planted lilies on the soil nutrients (organic matter, total nitrogen, hydrolyzed nitrogen, total phosphorus, available phosphorus, total potassium and available potassium) under olive plantations were analyzed along with the levels of key active ingredients in the lilies. The lilies’ contents of total polysaccharides, total flavonoids, total alkaloids and total saponins were analyzed for the correlation of these traits with soil fertility status. The results showed that the soil’s content of organic matter, total nitrogen, hydrolyzed nitrogen, total phosphorus, available phosphorus, total potassium and available potassium decreased significantly after the planting of lily under olive plantations. The content of organic matter showed the greatest decrease followed by total phosphorus and available phosphorus Meanwhile, decreases in nitrogen and potassium were lower, indicating that the demand for these nutrients was not high. The total polysaccharide, total flavonoid, total alkaloid and total saponin contained in the lilies grown under the olive plantation were 4.19%, 0.56%, 1.87%, and 1.18% respectively. When compared to previous research results, these indicators are no less than the results found by other researchers except for polysaccharide which was markedly lower. It was concluded that it is feasible and economically viable to cultivate lilies under olive plantations. In the process of planting, the soil organic matter and phosphorus fertilizer application should be increased according to the requirements of the lilies. The results of this study provide a scientific basis for the comprehensive utilization of the space under the olive plantations.

olive grove; edible lily; planting under the forest; soil nutrient

S565.7；S644.1

A

昆明市科技计划项目（2016-1-S-03064）；广西林产化学重点实验室开放课题项目(GXFC14-12)

严毅(1986― )，女，硕士，工程师，主要从事果树学研究

陈金龙(1976― )，男，本科，高级工程师，主要从事森林培育研究