不同土壤条件下天津地区引种黑果枸杞生长、产量、成分差异

钱滢宇 毛金枫 聂江力* 裴 毅 郎钰洁

（1. 天津农学院园艺园林学院，天津 300392；2. 北京市北海公园管理处，北京 100032）

黑果枸杞（Lycium ruthenicumMurr.）为茄科（Solanaceae）枸杞属（Lycium）多年生多棘刺的灌木，其野生资源主要分布在我国甘肃、宁夏、青海等地［1］。果实中含有丰富的维生素C、氨基酸、微量元素以及花青素等物质，能够增强人体免疫力、抵御致癌物质、保护心血管等，具有良好的食用及药用价值，其纯化后的花青素具有稳定性高、抗氧化性强的特点，可作为天然色素资源［2～3］。

黑果枸杞是一种荒漠植物，具有生命力顽强和根系发达的特点，作为先锋树种在我国西北干旱或荒漠地区起到保持水土的作用，也可通过人工栽培改善土壤的盐碱情况［4］。目前在山西省静乐县、北京、山东海滨盐碱地区以及辽西等地引种黑果枸杞均取得成功，且在北京引种栽培后，花青素和原花青素的含量均高于原产地［5］，但天津地区引种黑果枸杞的研究尚鲜见相关报道。有研究表明，生长在不同土壤环境下的黑果枸杞植株茎叶形态结构有明显差异［6］，本试验所在的天津农学院东校区试验基地（粘壤土）pH 值与甘肃民勤地区（7.09～8.92）较为接近，且年均温高于民勤地区（7.6℃），因此黑果枸杞在天津地区进行引种试验具有可行性。

本试验通过分析比较黑果枸杞在天津不同土壤条件的生长、产量、光合特性以及花青素、原花青素、甜菜碱含量差异，分析研究黑果枸杞引种到天津地区后的生长适应性，不仅可以满足市场需求，也能丰富天津的种质资源，为黑果枸杞在天津地区推广栽培提供可靠依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

3 个试验地分别为天津农学院东校区试验基地（粘壤土），天津农学院西校区试验基地（沙土）和天津市蓟州区翠屏湖科学园试验基地（多砾石粘壤土）。试验基地概况如表1所示。

表1 试验地概况Table 1 Overview of the test site

1.2 试验材料

试验材料为引自甘肃民勤的两年生黑果枸杞植株。

1.3 试验方法

对引种到天津3 种土壤条件的黑果枸杞进行生长、产量以及成分差异的观察和测定。由于引种到多砾石粘壤土的黑果枸杞在试验期间只进行了营养生长而没有开花结果，因此本试验中有关黑果枸杞花及果实的各项指标，只对粘壤土和沙土地区进行测定。

1.4 项目测定

1.4.1 物候期观测

黑果枸杞的物候期研究采用目测调查法，在每试验基地随机选取10株生长健壮的黑果枸杞植株作为观测对象，及时记录每株黑果枸杞各个发育期出现的时间，只要被观测的10 株黑果枸杞植株中的5株或以上都达到了某一发育标准，就将这一天记为该发育期的出现日期［7］。

1.4.2 静态生长指标的测定

分别以不同试验基地中生长状况良好的健康植株上的当年生叶、花、果等为测定对象。指标包括叶长、叶宽、叶厚、花冠直径、单枝花数、单枝果数、果实横纵径以及单株产量等。

1.4.3 光合特性的研究

2019年7～11月，在晴朗无风天气的上午9～11时，使用便携式光合测定仪（CI-340，美国）对引种到不同试验基地生长健壮的黑果枸杞植株上南部的完全叶的光合特性进行测定［8］。主要测定叶片的光合有效辐射（PAR）、净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）、气孔导度（Gs）和胞间CO2浓度（Ci），根据各自的Pn和Tr之比计算水分利用效率（WUE）。由于多生长在砾石粘壤土中的黑果枸杞到11月全部落叶，因此该地只测到10月。

1.4.4 果实有效成分测定

从种植在天津不同试验基地的黑果枸杞植株上采摘的成熟、饱满的紫黑色果实和在市场采购的来自甘肃民勤的黑果枸杞干果。鲜果自然风干后放在40℃恒温烘箱内烘干24 h，挑选紫黑色的干燥的黑果枸杞果实备用。

黑果枸杞果实花青素的测定参考何如喜［9］的测定方法；原花青素含量的测定方法参照任小娜［10］等的测定方法；黑果枸杞甜菜碱的测定方法参照2015年版《中国药典》中的枸杞子甜菜碱的测定方法［11］，用照薄层色谱法测定黑果枸杞果实中的甜菜碱。

1.5 数据分析

采用Excel 2007 对数据进行整理，采用SPSS 19.0 中单因素方差分析比较不同土壤条件下黑果枸杞静态生长指标、光合特性以及果实有效成分的差异。

2 结果与分析

2.1 黑果枸杞物候期

由表2 可知，3 种土壤条件下黑果枸杞的物候期各不相同。粘壤土条件下黑果枸杞的叶芽开绽和展叶发生于4月上旬，沙土和多砾石粘壤土条件下分别出现在4月中旬和下旬，甘肃民勤地区黑果枸杞的展叶期在4 月23 日［12］；沙土条件下黑果枸杞春梢花期比粘壤土条件下平均晚了20 d，二次枝的花期平均晚了10 d；两种土壤条件下黑果枸杞春梢果实成熟期相差15 d，二次枝果实成熟期相差25 d；天津地区黑果枸杞的落叶初期和末期分别在10 月初和11 月初，而甘肃地区黑果枸杞落叶末期为10 月17 日［12］，天津地区种植的黑果枸杞比原产地落叶晚了13～20 d。总体来说，在天津地区黑果枸杞的生长期延长。

表2 黑果枸杞在天津地区物候期的表现Table 2 Phenological of L.ruthenicum in Tianjin district

2.2 黑果枸杞静态生长指标

从表3可知，引种到粘壤土和沙土的黑果枸杞叶片长度无显著差异（P＞0.05），而引种到多砾石粘壤土中的黑果枸杞叶片的长度仅为11.24 mm，极显著小于另外两种土壤条件（P＜0.01）；生长在多砾石粘壤土中黑果枸杞叶宽为2.23 mm，极显著低于粘壤土和沙土条件（P＜0.01）；在叶片厚度方面，多砾石粘壤土条件下黑果枸杞叶片最厚，平均达2.12 mm，极显著高于在另2 种土壤条件下（P＜0.01）；沙土环境下黑果枸杞的花冠直径为10.25 mm，极显著高于粘壤土条件下（P＜0.01）；生长在粘壤土中的黑果枸杞平均单枝开花数和单枝结果数为31.6 朵和23.8 个，而生长在沙土中的则为12.8 朵和8.6 个，两种土壤条件下黑果枸杞单枝花朵数和单枝果数均存在极显著差异（P＜0.01），单枝果数与单枝上的花数明显不对等，果花比分别是0.75 和0.67，说明坐果率到达50%以上；粘壤土和沙土条件下黑果枸杞的果形指数分别为0.76 和0.80，均为扁圆形；粘壤土条件下黑果枸杞果实横径和纵径均值分别为8.13和6.15 mm，其果实极显著大于沙土条件下（P＜0.01）；引种到粘壤土条件下黑果枸杞的产量为0.34 kg·m-2，而沙土条件下为0.05 kg·m-2，存在极显著差异（P＜0.01）。

表3 黑果枸杞静态生长指标Table 3 Static growth index of L.ruthenicum

2.3 黑果枸杞光合特性

由表4可知，三种土壤条件下的PAR不同，其中引种到多砾石粘壤土中最大，为1.743 μmol·m-2·s-1，显著高于粘壤土和沙土条件下（P＜0.05）。3 种土壤条件下黑果枸杞叶片的Pn和WUE均无显著差异（P＞0.05），但是粘壤土条件下黑果枸杞叶片的Pn最高，WUE却最低，分别为1.803 3 μmol·m-2·s-1和3.948 2 mmol·mol-1；沙土条件下分别是1.603 3 μmol·m-2·s-1和45.050 1 mmol·mol-1，与粘壤土条件下呈相反关系。生长在多砾石粘壤土中的黑果枸杞叶片的Gs最小，为1.943 7 mmol·m-2·s-1显著低于在粘壤土和沙土条件下（P＜0.05）。粘壤土和沙土条件下黑果枸杞叶片的Tr无显著差异（P＞0.05），其中粘壤土条件下最大，为0.488 8 μmol mol-1，多砾石粘壤土条件下则显著低于其他2 种土壤条件（P＜0.05），为0.097 7 μmol·mol-1。3 种土壤条件下黑果枸杞的Ci差异显著（P＜0.05），表现为多砾石粘壤土＞沙土＞粘壤土，分别为0.451 4、0.362 4 和0.341 8 mmol·m-2·s-1。

表4 黑果枸杞光合参数的月均值比较Table 4 Comparison of monthly mean photosynthetic parameters of L.ruthenicum

2.4 黑果枸杞果实有效成分

由表5可知，粘壤土和沙土条件下的黑果枸杞的花青素含量分别为14.43和13.67 mg·g-1，二者间无显著差异（P＞0.05），但均显著高于甘肃民勤黑果枸杞的花青素含量（P＜0.05）；原花青素含量大小依次为粘壤土＞民勤＞沙土，分别为60.30、40.56和45.66 mg·g-1，粘壤土条件下的黑果枸杞原花青素含量显著高于沙土条件下（P＜0.05），但与民勤地区相比均无显著性差异（P＞0.05）；在粘壤土种植的黑果枸杞果实的原花青素含量最高，分别比沙土种植和市售甘肃民勤高了48.68%和32.08%。引种到粘壤土的黑果枸杞果实中的甜菜碱最高，为2.36%，显著高于引种到沙土和市售民勤的黑果枸杞果实；2015 年版《中国药典》中规定枸杞子甜菜碱的含量不少于0.3%［11］，本试验中黑果枸杞果实甜菜碱的含量均高于该规定。

表5 不同来源黑果枸杞花青素、原花青素及甜菜碱含量比较Table 5 Comparison of anthocyanins，proanthocyanidins and betaine of L. ruthenicum from different sources

3 讨论

黑果枸杞在天津地区引种后物候期与原产地甘肃地区相差较大，生长期也略长于原产地。是因为天津地区位于温带季风气候，而甘肃民勤县地区属于温带大陆性气候，气候差异较大。同时，天津地区的3个试验地点的小气候环境不同，使得黑果枸杞的物候期也有差异。粘壤土条件（天津农学院东校区）相比其他2 种土壤条件更临近市区，气温略高，因此各个物候期出现的最早；而多砾石粘壤土条件（翠屏湖科学园）位于山区，海拔相对较高，并且和水库相邻，因此除了落叶期提前，其他发育期都延后，这与陈燚格等人对大马士革Ⅲ玫瑰的引种研究结果一致［13］，是海拔和温度影响了物候期发生的时间。

多砾石粘壤土保水保肥性好、营养较好，比较适宜黑果枸杞的生长，因此叶片长势好、叶片较厚。植物的生长包括营养生长和生殖生长，粘壤土条件下黑果枸杞植株的开花数、结果数和果实大小显著高于沙土条件下。生长在多砾石粘壤土的黑果枸杞只有营养生长而没有生殖生长，可能是环境因素或其他因素导致果期延长，具体原因有待进一步研究。

叶片是光合作用的主要器官，叶片光合能力的强弱与植物的生长有着密切关系［14～15］。引种到粘壤土的黑果枸杞的Pn高于其他2 种土壤条件，不仅营养生长旺盛，生殖生长也是最好的，沙土条件下黑果枸杞的营养生长和生殖生长次之，在多砾石粘壤土中则是只有营养生长，这表明不同土壤及环境条件会影响黑果枸杞的Pn，从而影响黑果枸杞的生物量的积累。3种土壤条件下黑果枸杞的蒸腾速率和气孔导度均为粘壤土＞沙土＞多砾石粘壤土，这是因为控制植物体内水分蒸腾的主要影响因子是气孔的开闭，这与罗永忠等［16］的研究结果相一致。

本试验所测得的天津地区粘壤土和沙土种植的黑果枸杞果实的花青素含量分别是14.43 和13.67 mg·g-1，市售的甘肃民勤的花青素含量则为8.80 mg·g-1，罗华等［17］测得21 个产地的黑果枸杞果实的花青素含量范围是在8.6～27.4 mg·g-1，本试验结果在其测定的含量范围内。汪洋等［18］测得的不同地域的黑果枸杞果实的原花青素最高和最低含量分别是14.26和90.24 mg·g-1，本试验测得天津地区粘壤土和沙土种植的黑果枸杞果实的原花青素含量为60.30和40.56 mg·g-1，市售的甘肃民勤黑果枸杞花青素含量为45.65 mg·g-1，本试验结果与其研究的含量范围相符合。本试验测得引种到天津地区粘壤土和沙土的黑果枸杞果实的甜菜碱分别为2.36%和2.23%，市售的甘肃民勤野生黑果枸杞的果实的甜菜碱含量为2.25%，耿丹丹等［19］测得柴达木地区内7 个不同产地的黑果枸杞果实的甜菜碱含量在0.944%～1.956%，本试验结果高于其测定结果。在本试验中，市售的民勤野生黑果枸杞花青素、原花青素和甜菜碱的含量均低于在天津粘壤土条件下引种种植的，和沙土种植的黑果枸杞果实的含量接近，可能是由于人工种植的环境优于野生环境，更有利于黑果枸杞的生长［20］。

4 结论

黑果枸杞在天津地区引种种植后，物候期和生长期与原产地各不相同，物候期比甘肃民勤地区提前发生并且延迟结束，生长期延长。说明黑果枸杞引种到天津不同地区后，它的物候和生长期因所处的生长环境而变化，以适应各自的生长环境，这表明其适应性较强。粘壤土条件下黑果枸杞植株开花、结果等生殖生长最佳，产量最高，沙土条件下次之，而引种到多砾石粘壤土的黑果枸杞植株则没出现生殖生长，这有可能是黑果枸杞引种到该地区地点后由于环境及其他因素导致其只进行了营养生长。虽然不同土壤条件下的黑果枸杞植株生长状况差异较大，但生长状况均良好。黑果枸杞在天津引种种植后花青素含量显著高于市售的民勤黑果枸杞花青素，原花青素含量和市售民勤的差异不显著，种植在粘壤土的黑果枸杞甜菜碱的含量显著高于市售甘肃民勤的，而沙土条件下的黑果枸杞果实的甜菜碱含量和市售民勤无显著差异。综上所述，黑果枸杞引种到天津后生长发育期延长，生长指标良好，光合作用较强，且粘壤土条件下果实中花青素、原花青素和甜菜碱的含量高于市售民勤黑果枸杞，表现出较强的生长适应性。