兰州食用百合不同种植区干物质累积和粗淀粉、粗蛋白含量分析

林玉红，裴怀弟，李淑洁，石有太

(甘肃省农业科学院生物技术研究所，兰州 730070)

0 引 言

【研究意义】兰州百合(LiliumdavidiiVar. unicolor)是百合科(Liliaceae)百合属(Lilium)川百合的变种，为多年生鳞茎草本植物。兰州百合不仅是中国百合中的上品，而且是中国惟一的甜百合[1]，中国国家地理标志产品[2]。研究兰州食用百合不同种植区干物质累积和粗淀粉、粗蛋白含量变化规律，对兰州食用百合区域发展有重要意义。【前人研究进展】研究小麦[3-5]、玉米[6-8]、水稻[9-10]、马铃薯[11]、大豆[12,13]、荞麦[14]、裸燕麦[15]、谷子[16]、油菜[17,18]等作物认为，品质除受遗传因素和栽培措施影响外, 生态条件对品质也产生一定影响，且地域差异表现明显。林玉红等[19-21]、徐岩[22]研究认为，施肥对兰州食用百合干物质累积和粗淀粉、粗蛋白产生影响,合理施肥不仅能提高兰州食用百合产量，还可改变其营养物质含量。【本研究切入点】商品兰州食用百合生长期3年，其鳞茎干物质累积和养分累积随着生长年限的增加而发生变化，8～10月百合地下鳞茎快速膨大，是产量和品质形成的重要时期，不同种植条件下，兰州食用百合干物质累积量及主要营养品质含量累积变化动态尚未见报道。甘肃食用百合为药、食、赏兼用，具有较高的营养和保健价值，随着种植区域的不断扩大，产品质量和品质引起关注。研究兰州食用百合生长后期鳞茎干物质累积量和鳞茎粗淀粉、粗蛋白含量变化。【拟解决的关键问题】不同种植区，研究1～3年百合生长后期鳞茎干物质累积量及主要营养品质含量累积变化，判定产品之差异，为甘肃食用百合品质提供科学评价依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

永靖县关山乡(用YJ表示)位于永靖县东部，E103°35′51.24″，N36°0′22.02。黄土丘陵山地二阴半干旱区，海拔2 400 m,年均降水量280 mm，年均气温8～9℃，无霜期139 d。土壤pH 8.47。

渭源县田家河乡(用WY表示)位于渭源县南部，E103°56′36.68″，N35°02′59.97″。地处西秦岭山脉西延部分，为高寒阴湿山区。海拔2 450 m，年均气温4℃，年均降水量650 mm，无霜期130 d，土壤pH 6.58。

临洮县玉井镇(用LT表示)位于临洮县南部，E103°52′45.97″，N35°18′5.08″。属黄土高原丘陵沟壑区，为温带大陆性半干旱气候。海拔2 043 m，年均气温7℃，年降水量317～760 mm，无霜期80～190 d，土壤pH 8.1。

试验年份为2016～2019年，供试材料为3个种植区1～3年生兰州食用百合。种植、施肥、管理等均为当地习惯种植方式。选择生长1～3年百合地各3块，于8月10日、8月29日、9月6日和10月6日，每一地块按行连续取5株地下鳞茎，将标签和样品(地下鳞茎)装入塑料袋中，带回实验室。

1.2 方 法

将地下鳞茎用半干医用纱布(或软毛刷)清除泥土，剥除外层腐烂鳞片，刀片去根，称鲜重。手工剥分鳞片，于80℃烘至恒重称干重，以每667 m2株数折算干生物量。烘干样经粉碎、过筛后备用。用硫酸-过氧化氢消煮法制备待测液，取待测液测定氮含量。采用凯氏定氮法(GB 5009.5-2016)测定全氮含量，酸水解法(GB 5009.9-2016)测定粗淀粉含量。

鳞茎粗蛋白含量 = 鳞茎全氮含量×6.25。

1.3 数据处理

试验数据采用DPS软件和Excel 2007进行分析和制图。

2 结果与分析

2.1 干物质累积量

2.1.1 1年生百合鳞茎干物质累积量变化

研究表明,1年生兰州食用百合生长后期永靖县、渭源县、临洮县 3种植区，鳞茎干物质量累积动态为先增后降，均呈“倒U”型变化曲线。永靖县、临洮县干物质累积量峰值(8月29日)早于渭源县(9月6日)，渭源县干物质累积时间长于永靖县和临洮县。图1

图1 兰州食用百合不同种植区鳞茎干物质累积变化Fig. 1 Changes of dry matter accumulation of Lanzhou edible lily bulbs dynamics in different planting area

8月10日渭源县与永靖县、临洮县鳞茎干物质累积量相较，差异显著(P<0.05)，永靖县与临洮县鳞茎干物质累积量相较，差异不显著(P>0.05)。8月10～29日永靖县、临洮县干物质累积量增加至峰值，其累积增速分别为148.94、193.12 kg/(hm2·d)。8月29日～10月9日累积量快速下降至当年最低，其中8月29日～9月6日累积下降速度较快(降速分别为161.51、90.48 kg/(hm2·d)；9月6日～10月9日累积下降速度比前期慢(降速分别为44.99、77.82 kg/(hm2·d))。

渭源县种植区8月10日～9月6日干物质累积量增加，其中8月10～29日累积增加速度较快(60.71 kg/(hm2·d))；8月29日～9月6日累积增加速度比前期慢(7.58 kg/(hm2·d))；9月6日～10月9日累积量缓慢下降(降速为16.11 kg/(hm2·d))。8月29日、9月6日～10月9日3种植区相较，鳞茎干物质累积量差异极显著(P<0.01)。10月9日(采挖期)鳞茎干物质累积量大小为：渭源县>临洮县>永靖县。图1

2.1.2 2年生百合鳞茎干物质累积量变化

2年生兰州食用百合生长后期永靖县、渭源县、临洮县3种植区干物质累积动态与1年生百合相同，呈“倒U”型变化曲线。不同采样时间永靖县、渭源县、临洮县鳞茎干物质累积量之间，差异均达极显著水平(P<0.01)。8月10～29日永靖县、渭源县、临洮县鳞茎干物质累积量增加至峰值，其累积增速分别为99.30、99.17、100.01 kg/(hm2·d)。8月29日～10月9日累积下降至最低，其中8月29日～9月6日累积下降速度较快(降速分别为220.07、247.59、473.96 kg/(hm2·d))；9月6日～10月9日累积下降速度较慢(降速分别为64.59、23.37、18.68 kg/(hm2·d))。10月9日鳞茎干物质累积量大小为临洮县>渭源县>永靖县。图1

2.1.3 3年生百合鳞茎干物质累积量变化

3年生兰州食用百合生长后期渭源县、临洮县种植区鳞茎干物质累积动态与1年生百合相同，呈“倒U”型变化曲线，而永靖县种植区鳞茎干物质累积动态则呈 “N”型变化曲线。8月29日临洮县种植区鳞茎干物质累积量与永靖县、渭源县相较，差异达极显著水平(P<0.01)，永靖县种植区鳞茎干物质累积量与渭源县相较，差异不显著(P>0.05)。其他采样时间永靖县、渭源县、临洮县种植区鳞茎干物质累积量差异均达极显著水平(P<0.01)。

渭源县、临洮县种植区8月10～29日鳞茎干物质累积增加至峰值，其增速分别为70.54、364.60 kg/(hm2·d)。8月29日～10月9日累积下降至最低，其中8月29日～9月6日累积下降速度较快(降速分别为103.85、508.39 kg/(hm2·d))，9月6日～10月9日累积下降速度较慢(降速分别为36.17、163.95 kg/(hm2·d))。

永靖县种植区8月10～29日鳞茎干物质累积量增加(增速为161.36 kg/(hm2·d))，8月29日～9月6日累积下降(降速为326.05 kg/(hm2·d))，9月6日～10月9日累积再次增加(增速为18.68 kg/(hm2·d))。10月9日鳞茎干物质累积量大小为临洮县>渭源县>永靖县。图1

2.2 粗淀粉含量

2.2.1 1年生百合鳞茎粗淀粉含量累积变化

研究表明,永靖县、渭源县种植区8月10日 ～9月6日鳞茎粗淀粉含量累积增加，其中，8月29日～9月6日累积增速较快(分别为14.3、4.19 g/(kg·d))，8月10～29日累积速度较慢(分别为3.84、0.85 g/(kg·d))；9月6日～10月9日粗淀粉含量累积下降，降速分别为0.71、6.42 g/(kg·d)。永靖县、渭源县2种植区粗淀粉含量累积动态为先增后降，呈“倒U”型变化曲线。渭源县种植区粗淀粉含量累积下降速度比永靖县种植区快。临洮县种植区8月10日～10月9日粗淀粉含量累积动态呈直线上升变化趋势。其中8月29日～9月6日累积增速较快(10.08 g/(kg·d))，8月10～29日累积增速次之(3.32 g/(kg·d))，9月6日～10月9日累积较慢(0.67 g/(kg·d))。8月10～29日、9月6日、10月9日3种植区百合鳞茎粗淀粉含量相比较，差异均达极显著水平(P<0.01)。图2

图2 兰州食用百合不同种植区鳞茎粗淀粉含量变化Fig. 2 Changes of crude starch content of Lanzhou edible lily bulbs dynamics in different planting area

2.2.2 2年生百合鳞茎粗淀粉含量累积变化

研究表明,永靖县、渭源县、临洮县种植区，8月10日～ 9月6日鳞茎粗淀粉含量累积增加至峰值后，9月6日～ 10月9日累积下降。3种植区粗淀粉含量累积动态均为先增后降，呈“倒U”型变化曲线。

8月10～29日粗淀粉含量累积增速快慢为永靖县种植区(4.90 g/(kg·d))>临洮县种植区(3.27 g/(kg·d))>渭源县种植区(2.88 g/(kg·d))，8月29日～9月6日粗淀粉含量累积增速快慢为临洮县种植区(11.69 g/(kg·d))>永靖县种植区(10.13 g/(kg·d))>渭源县种植区(1.78 g/(kg·d))，9月6日～10月9日累积下降，降速快慢为永靖县种植区(2.87 g/(kg·d))>渭源县种植区(1.61 g/(kg·d))>临洮县种植区(0.86 g/(kg·d))。

8月10日鳞茎粗淀粉含量，永靖县、渭源县、临洮县3种植区相比较，差异均达极显著水平(P<0.01)。8月29日鳞茎粗淀粉含量，临洮县与永靖县、渭源县相比较，差异极显著(P<0.01)，永靖县与渭源县相比较，差异不显著(P>0.05)。9月6日鳞茎粗淀粉含量，渭源县与永靖县、临洮县相比较，差异极显著(P<0.01)，永靖县与临洮县相比较，差异显著(P<0.05)。10月9日鳞茎粗淀粉含量3种植区相比较，差异均达极显著水平(P<0.01)。图2

2.2.3 3年生百合鳞茎粗淀粉含量累积变化

研究表明,永靖县、渭源县、临洮县3种植区8月10日～ 9月6日鳞茎粗淀粉含量累积增加至峰值后，9月6日～10月9日累积下降。3种植区粗淀粉含量累积动态均为先增后降，呈“倒U”型变化曲线。

其中8月29日～9月6日鳞茎粗淀粉含量累积增速较快，3种植区增速顺序为：临洮县种植区(6.50 g/(kg·d))>永靖县种植区(5.36 g/(kg·d))>渭源县种植区(2.09 g/(kg·d))；8月10～29日粗淀粉含量累积增速快慢，其顺序为：临洮县种植区(3.36 g/(kg·d))>永靖县种植区(2.95 g/(kg·d))>渭源县种植区(1.37 g/(kg·d))。9月6日～ 10月9日累积下降，降速顺序为：永靖县种植区(3.63 g/(kg·d))>渭源县种植区(3.52 g/(kg·d))>临洮县种植区(0.86 g/(kg·d))。

8月10日鳞茎粗淀粉含量，永靖县与渭源县、临洮县相比较，差异极显著(P<0.01)，渭源县与临洮县相比较，差异显著(P<0.05)。8月29日、9月6日、10月9日鳞茎粗淀粉含量3种植区相比较，差异均达极显著水平(P<0.01)。图2

2.3 粗蛋白含量

2.3.1 1年生兰州食用百合粗蛋白含量累积

研究表明,永靖县种植区鳞茎粗蛋白含量8月10～29日累积增加(0.72 g/(kg·d))，8月29日～9月6日累积下降(5.43 g/(kg·d))，9月6日～10月9日累积增加(1.07 (g/kg·d))。永靖县种植区鳞茎粗蛋白含量累积动态为先增后降再增加，呈“N” 型变化曲线。

渭源县种植区鳞茎粗蛋白含量8月10～29日累积增加(增速1.29 g/(kg·d))，8月29日～10月9日累积下降，其中8月29日～9月6日累积下降速度较快(降速1.48 g/(kg·d))，9月6日～10月9日累积下降速度次之(降速0.20 g/(kg·d))。渭源县种植区粗蛋白含量累积动态为先增后降，呈“倒U”型变化曲线。

临洮县种植区8月10日～9月6日累积下降，其中8月29日～9月6日累积下降速度快，8月10～29日累积下降速度次之，降速分别为1.75 、0.50 g/(kg·d)，9月6日～10月9日累积增加，增速为1.28 g/(kg·d)。临洮县种植区粗蛋白含量累积动态先降后增，呈“U”型变化曲线。

8月10日、9月6日、10月9日3种植区鳞茎粗蛋白含量相比较，差异均达极显著水平(P<0.01%)。8月29日鳞茎粗蛋白含量渭源县与永靖县、临洮县相比较，差异极显著(P<0.01)，永靖县与临洮县相比较，差异不显著(P>0.05)。图3

图3 兰州食用百合不同种植区鳞茎粗蛋白含量变化Fig. 3 Changes of crude protein content of Lanzhou edible lily bulbs dynamics in different planting area

2.3.2 2年生兰州食用百合粗蛋白含量累积变化

研究表明,永靖县种植区鳞茎粗蛋白含量8月10～29日累积增加(1.10 g/(kg·d))，8月29日～9月6日累积下降(4.21 g/(kg·d))，9月6日～ 10月9日累积增加(1.30 g/(kg·d))。永靖县种植区鳞茎粗蛋白含量累积动态为先增后降再增加，呈“N”型变化曲线。

渭源县种植区鳞茎粗蛋白含量8月10～29日累积下降(0.11 g/(kg·d))，8月29日～9月6日累积增加(0.22 g/(kg·d))，9月6日～10月9日累积下降(0.99 g/(kg·d))。渭源县种植区粗蛋白含量累积动态为先降后增再下降，呈“反N”型变化曲线。

临洮县种植区鳞茎粗蛋白含量8月10～29日累积增加(0.31 g/(kg·d))，8月29日～10月9日累积下降，其中8月29日～9月6日累积下降速度较快(1.50 g/(kg·d))，9月6日～10月9日累积下降速度次之(0.02 g/(kg·d))。临洮县种植区粗蛋白含量累积动态为先增后降，呈“倒U”型变化曲线。

8月10日、8月29日、10月9日3种植区鳞茎粗蛋白含量相比较，差异均达极显著水平(P<0.01)。9月6日鳞茎粗蛋白含量永靖县与渭源县、临洮县相比较，差异极显著(P<0.01)，渭源县与临洮县相比较，差异不显著(P>0.05)。图3

2.3.3 3年生兰州食用百合粗蛋白含量累积变化

研究表明,永靖县种植区含量8月10～29日累积增加(0.64 g/(kg·d))，8月29日～9月6日累积下降(3.62 g/(kg·d))，9月6日～10月9日累积增加(0.42 g/(kg·d))。永靖县种植区粗蛋白含量累积动态为先增后降再增加，呈“N”型动态变化曲线。

渭源县、临洮县种植区鳞茎粗蛋白含量8月10～29日累积增加，其中临洮县种植区鳞茎粗蛋白含量增速(0.71 (g/kg·d))快于渭源县种植区(0.15 g/(kg·d))；8月29日～10月9日累积下降，其中8月29日～9月6日临洮县种植区鳞茎粗蛋白含量累积下降速度(3.21 g/(kg·d))快于渭源县种植区(0.14 g/(kg·d))；9月6日～10月9日渭源县种植区鳞茎粗蛋白含量累积下降速度比8月29日～9月6日略快(0.15 g/(kg·d))，临洮县种植区鳞茎粗蛋白含量基本保持平稳。渭源县、临洮县2种植区粗蛋白含量累积动态为先增后降，呈“倒U”型变化曲线。

8月10日临洮县种植区鳞茎粗蛋白含量与永靖县、渭源县相比较，差异极显著(P<0.01)，永靖县与渭源县相比较，差异显著(P<0.05)。8月29日、9月6日3种植区鳞茎粗蛋白含量相比较，差异均达极显著水平(P<0.01)。10月9日鳞茎粗蛋白含量临洮县与永靖县、渭源县相比较，差异极显著(P<0.01)，永靖县与渭源县相比较，差异不显著(P>0.05)。图3

2.4 兰州食用百合不同种植区鳞茎干物质累积量与粗淀粉、粗蛋白含量之间的相关性

研究表明,1年生兰州食用百合，永靖县种植区鳞茎干物质累积量与粗蛋白含量呈显著负相关(-0.98*，P<0.05)，渭源县种植区鳞茎干物质累积量与粗淀粉含量呈显著负相关(-0.99*，P<0.05)，临洮县种植区鳞茎干物质累积量与粗蛋白含量呈极显著正相关(1.00**，P<0.01)。2年生兰州食用百合，永靖县种植区鳞茎干物质累积量与粗淀粉含量呈极显著正相关(0.99**，P<0.01)，临洮县种植区鳞茎干物质累积量与粗淀粉、粗蛋白含量呈极显著正相关(0.99**，P<0.01)。3年生兰州食用百合，渭源县和临洮县种植区鳞茎干物质累积量与粗蛋白含量均呈极显著正相关(0.99**，1.00**，P<0.01)。表1

表1 兰州食用百合不同种植区鳞茎干物质累积量与粗淀粉、粗蛋白含量相关性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 讨 论

段鹏飞等[23,24]研究认为粗淀粉与花后日均温呈正相关，粗蛋白与花后日照呈正相关；豫东地区玉米籽粒粗蛋白、粗淀粉含量随纬度升高而增加。李月等[25]研究发现高纬度地区有助提高甜荞籽粒蛋白质含量。邝婵娟[26]赵式英[27]刘宜柏[28]等认为地域种植环境决定了水稻类型的分布，也在一定程度上决定了我国稻米品质的地域差异性分布。地域性的差异，代表了种植环境(气候、土壤)对稻米品质形成的影响。气候特征的演进，决定了水稻品种的分布规律，气候与土壤协同作用影响了区域性稻米品质[29-32]。种植因子对稻米品质的作用主要表现在水稻生产的中后期[33-35]。刘淑云[7]、边秀芝[6]等研究认为环境条件的变化对籽粒蛋白质含量影响较大。李政君[36]认为辽宁省不同种植区玉米籽粒粗淀粉和粗蛋白含量不同。

4、结 论

4.1 不同种植区，不同生长年限兰州食用百合鳞茎干物质累积增长幅度不同，差异极显著。兰州食用百合鳞茎干物质累积量，临洮县种植区2年生百合增长幅度最大(310.20%)，3年生百合增长幅度为15.31%。渭源县种植区3年生百合增长幅度最大(104.03%)，2年生百合增长幅度为67.49%。永靖县种植区3年生百合增长幅度最大(130.4%)，2年生百合增长幅度为92.13%。3种植区相较，鳞茎干物质累积量差异均达极显著水平(P<0.01)。种植区不同兰州食用百合鳞茎粗淀粉和粗蛋白含量不同，区域品质差异明显。

4.2 1年生百合鳞茎粗淀粉含量临洮县种植区高于永靖县种植区(36.3%)和渭源县种植区(96.29%)。粗淀粉含量高低顺序为临洮县>永靖县>渭源县；鳞茎粗蛋白含量临洮县种植区高于渭源县种植区(24.92%)和永靖县种植区(42.38%)，粗蛋白含量高低顺序为临洮县>渭源县>永靖县。2年生百合鳞茎粗淀粉含量临洮县种植区高于永靖县种植区(19.29%)和渭源县种植区(29.58%)，粗淀粉含量均值顺序为临洮县>永靖县>渭源县；鳞茎粗蛋白含量永靖县高于临洮县(14.11%)和渭源县(66.52%)，粗蛋白含量高低顺序为永靖县>临洮县>渭源县。3年生百合鳞茎粗淀粉含量临洮县高于永靖县(24.74%)和渭源县(68.02%)，粗淀粉含量高低顺序为临洮县>永靖县>渭源县；鳞茎粗蛋白含量临洮县高于永靖县(8.55%)和渭源县(11.09%)，粗蛋白含量高低顺序为临洮县>永靖县>渭源县。