辽东地区林下大叶芹粗蛋白和矿质元素含量的影响因素分析

李喜霞，杨征

（沈阳农业大学，辽宁 沈阳 110866）

辽东地区林下大叶芹粗蛋白和矿质元素含量的影响因素分析

李喜霞，杨征

（沈阳农业大学，辽宁 沈阳 110866）

在充分调查辽东地区大叶芹生长环境的基础上，研究不同立地条件和环境因子对大叶芹生长的影响，以期筛选出可获得高品质大叶芹的栽植模式。结果表明：林分类型和坡位对大叶芹粗蛋白含量的影响极显著；林下栽植的大叶芹粗蛋白含量略高于全光坡耕地上栽植的，人工林下栽植大叶芹的粗蛋白含量高于天然次生林下的；大叶芹矿质元素含量与林分类型和坡度的关系最大；大叶芹Ca、Mg、Fe含量受综合立地条件的影响比较大，其中坡度为15°～20°时，Ca，Mg元素含量最高；坡度为5°～10°时Fe元素含量高；Cu和Zn两种微量元素所受影响相对较小。

大叶芹；粗蛋白；矿质元素；影响因素；辽东地区

大叶芹Spuriopimpinella brachycarpa是辽东地区林下山野菜的代表种类［1］，也是辽宁省出口野菜的6个品种之一［2］。大叶芹又名山芹、短果回芹、山芹菜，为伞形科多年生草本植物，主要分布在我国的东北部和俄罗斯远东地区，其嫩茎叶可食，是色、香、味俱佳的山野菜［3］。其营养成分在野菜中较高，富含蛋白质、脂肪、粗纤维、碳水化合物、胡萝卜素、维生素B1、B2、维生素C、叶酸、钙、铁、磷等［4］，因此倍受人们的喜爱。辽东地区的山野菜有相当一部分由于对水分、光照、土质有比较严格的要求，濒临灭绝，而大叶芹对立地环境要求不严，有很大的仿野生栽培生产和保护利用的空间［5］。仿野生栽培生产的山野菜比温室大棚农药残留少10%以上，接近无公害纯天然野生山野菜［6］。

目前关于大叶芹的研究主要集中于生物多样性［4］、栽培技术［7-9］、产量影响因子［10］、病虫害防治［11］、山野菜资源的开发与利用［12］等方面。对大叶芹营养元素的研究中，大部分集中在脂肪、糖类、维生素的研究或描述以及无机元素［13］和维C、类胡萝卜素的研究［14-15］。本文对于林下种植大叶芹的粗蛋白和矿质元素含量进行测定计算，并对影响其含量的因子进行分析。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

辽宁省东部山区是长白山脉的西南延伸部分，海拔200～500 m，属于中低山地，包括抚顺、本溪、清原、新宾等17个县（市、区）。气候属于东部山地湿润季风气候，年均气温为5～8℃，年降水量为800～ 1 000 mm，且多集中在7、8月。森林资源丰富，植物种类2 000多种，主要森林类型包括栎林、阔叶杂木林、红松林、落叶松林、油松林等。土壤为暗棕色森林土和棕色森林土。

1.2 样地选择

本试验在辽宁省清原县湾甸子镇砍椽沟的林地进行。年均气温5.3℃，降水主要集中在夏季，海拔256～670 m，地理位置为东经125°11′，北纬41°57′。试验林地中，人工林多为落叶松林，个别为红松林；天然次生林多由色木、椴木、杨树和柞树等构成。

通过对林地的踏查，针对大叶芹上层林分的不同林型、不同坡位、不同坡向等条件，选择了典型的9块试验林地，划出10 m×10 m观测标准地，调查每块标准地的基本状况，包括标准地内上层木的树高、胸径和枯枝落叶层厚度等，具体情况见表1。每个标准地内随机设3块1 m×1 m的小样方。

表1 标准地基本情况

1.3 取样方法及处理

2015年5月初，大叶芹生长的后期（采菜期），在选择好的这9块标准地内随机的3个样方中，每个样方中随机采10株大叶芹，在90℃烘箱中烘15 min，然后降温至65℃干燥，干燥时间为24 h。取出烘干叶片，研磨粉碎过60目筛子储存备用。采用凯氏定氮法测定粗蛋白，采用原子吸收法测定营养元素。

1.4 数据分析处理

采用Excel和SPSS软件数据处理系统进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 大叶芹粗蛋白的影响因子研究

2.1.1 各样地差异对大叶芹中粗蛋白的影响

各样地大叶芹粗蛋白的差异是由样地环境因子共同作用的结果，对样地差异的分析相当于对各环境因子的组合模式进行分析。

由图1可以看出，天然次生林的1号样地和裸地的9号样地明显比其他样地的大叶芹中粗蛋白含量低（实际上，1号样地上层林木稀疏且离9号样地比较近），这可能是因为全光坡耕地下缺少枯枝落叶层的保护，导致土壤养分和水分流失较快，土质变差。乔木遏制了水土流失，使土壤更加肥沃；其次，森林给予了大叶芹生长适宜的遮阴条件。

2.1.2 各因素对林下大叶芹中粗蛋白含量的影响

通过对样地的选择和分析，选取主要存在的4种立地条件影响因子：林型（天然次生林、人工落叶松林和人工红松林）、坡向（半阴坡和半阳坡）、坡位（上坡和下坡）和坡度（5°～10°、10°～15°、15°～20°）。

图1 各样地大叶芹的粗蛋白含量

由表2可以看出，林型和坡位对林下大叶芹中粗蛋白含量的影响达到了极显著水平（p<0.01），而坡向和坡度对大叶芹粗蛋白含量无显著影响（p> 0.05）。

表2 主体间效应的分析

不同林型下大叶芹中粗蛋白含量为人工落叶松林25.47%，其次为人工红松林24.95%，天然次生林下所含的粗蛋白含量最少22.37%。从多重比较可以看出，人工落叶松林和人工红松林下大叶芹的粗蛋白含量差异不显著，但是与天然次生林下大叶芹粗蛋白含量有极显著差异（p<0.01）。总体来说在人工林下，大叶芹粗蛋白含量较高，为24%～26%。这可能是因为人工林的乔木分布更加均匀，针叶树的枯枝落叶层更加致密，而天然次生林均为阔叶树种，且分布较为稀疏。

2.2 立地条件对大叶芹Ca、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn的影响因子

由表3可以看出，除Cu元素外，林分类型对其他5种营养元素都有极显著影响；除Zn和Mn元素外，坡度对其他4种营养元素也有极显著影响，这说明林分类型和坡度对于矿质元素的影响比较大。这是因为不同树种对土壤的影响不同，所含矿质元素的多少也有所差异，导致大叶芹对营养元素的吸收有所不同。而4种立地条件均对Mg元素有极显著的影响，从F值可以看出，Mg元素受坡位影响程度最大，其次为林分类型，受坡度影响程度最小。可见Mg元素受立地条件影响较大，这可能是因为不同立地条件湿度差异较大，其蒸腾作用的强弱限制了镁的吸收。林分类型、坡位和坡度都对Fe元素有极显著影响，由F值可以看出坡度对Fe元素影响程度最大，林分类型和坡位影响程度相差不大。坡度对Cu元素有极显著影响，坡位对Cu元素影响显著，其他因子均对Cu元素影响不显著；除林分类型对Zn元素影响极显著以外，其他立地条件均对Zn元素没有显著影响，这说明立地条件对Cu和Zn元素影响非常小。

表3 立地条件对林下大叶芹营养元素含量影响的方差分析

2.2.1 林型对大叶芹营养元素含量的影响

林型对大叶芹大量和微量元素含量都有相对较大的影响，由图2、3可以看出，人工红松林下大叶芹Ca、Fe和Zn元素含量均高于天然次生林和人工落叶松林，这可能是因为红松林内速效养分相对较高，可以迅速补给土壤中的养分损失。虽然这种养分结构不利于养分的持续供应，但是大叶芹生长期较短。人工落叶松林下大叶芹Ca元素含量较少，而人工落叶松林下的Mg和Mn元素均略高于其他林型。这可能是因为不同乔木和光照对土壤中各元素产生的影响不同所造成的。而林型对Cu元素无显著影响，Cu含量也很少，仅为0.001 mg·g-1左右。

图2 林型对大叶芹Ca、Mg、Fe元素含量的影响

图3 林型对大叶芹Mn、Zn元素含量的影响

2.2.2 坡度对大叶芹营养元素含量的影响

由图4可以看出，坡度为15°～20°的样地内大叶芹Ca、Mg元素含量的平均值大于其他坡度，而Fe元素则在15°～20°的样地中含量较少，这是因为排水不良的土壤中有效铁的含量会增加。而坡度为5°～10°和10°～15°的大叶芹内各营养元素的含量差异不明显。坡度对Mn、Cu和Zn的影响均不显著。Mn含量0.016～0.032 mg·g-1；Zn含量0.036～ 0.051 mg·g-1。

图4 坡度对大叶芹Ca、Mg、Fe元素含量的影响

2.2.3 坡向和坡位对大叶芹营养元素含量的影响

半阳坡的大叶芹Ca元素含量较高，这可能是因为半阳坡大叶芹接受了更多的阳光（图5）。

图5 坡向对大叶芹Ca、Mg、Fe元素含量的影响

位于上坡的大叶芹内Mg元素的含量较高，而Fe元素则是在下坡大叶芹内含量较高（图6）。另外，虽然坡位对Cu元素含量有显著影响，但由于Cu含量过低，所以均值差别不大。坡向和坡位对Mn和Zn均无显著影响。

图6 坡位对大叶芹Ca、Mg、Fe元素含量的影响

3 结论

通过多因素方差分析，发现林型和坡位对林下大叶芹中粗蛋白含量的影响极显著。另外，全光坡耕地下大叶芹中粗蛋白的含量相较林下略低。

全光坡耕地下大叶芹的Ca元素含量较低，而Mn元素含量明显较高，为林下大叶芹含量的近3倍。对营养元素的影响因子做多因素方差分析发现，各营养元素受林型和坡度影响相对较大，其中Ca、Mg、Fe 3种元素受综合立地条件的影响较大。Cu和Zn两种微量元素相对受影响较小。在人工红松林、半阳坡以及坡度为15°～20°的环境下，大叶芹中Ca元素的含量较高；在人工落叶松林、上坡以及坡度为15°～20°的环境下，大叶芹中Mg元素含量比较高；在人工红松林、下坡、坡度为5°～15°的环境下，大叶芹中Fe元素的含量较高。

［1］邰姗姗，胡远满，张洪生，等.辽东山区林权制度改革中林下种植模式对林下植物物种多样性的影响［J］.生态学杂志，2010，2（2）：238-243.

［2］宋雪晶，张晓峰.辽东地区山野菜生产现状及发展思路［J］.新农村，2011，（12）：47-47.

［3］杨巍，王建辉.大叶芹生产技术［J］.吉林农业，2011，（3）：172-172.

［4］刘景强.两种生态型大叶芹生长速度、营养品质的比较［J］.辽宁林业科技，2014，（2）：47-48.

［5］唐伟.辽东山区珍稀山野菜品种简介［J］.科学种养，2013，（2）：54-54.

［6］方贵儒.辽东地区人工培育野生性和纯洁性山野菜的必要措施［J］.防护林科技，2015，（4）：90-90.

［7］姜玉乙，袁永孝，丁云瑞，等.丹东地区山野菜资源调查与开发利用的研究［J］.辽宁林业科技，2006，（4）：47-51.

［8］宋长波.大叶芹间种玉米栽培技术［J］.现代农业科技，2012，（9）：132，143.

［9］齐国军，李佩福.大叶芹生境及露地栽培技术［J］.新农业（上半月），2011，（3）：67.

［10］李喜霞，杨征，周永斌.不同林分条件下林下大叶芹生长状况的差异比较［J］.沈阳农业大学学报，2016，47（3）：357-362.

［11］赵权.日光温室大叶芹套种番茄栽培技术［J］.特种经济动植物，2013，（11）：43-44.

［12］刘凤华.辽东山区山野菜的开发与利用［J］.中国农村小康科技，2007，（6）：45-47.

［13］于慧爽，王洪海.野生蔬菜大叶芹中14种无机元素的测定［J］.中国卫生工程学，2008，（1）：41-42.

［14］李喜霞，陈明和，周永斌.辽东地区林下山野菜类胡萝卜素和Vc影响因子分析［J］.辽宁林业科技，2014，（5）：14-18.

［15］李喜霞，杨征，周永斌.辽东地区立地条件对林下种植大叶芹类胡萝卜素含量的影响［J］.北方园艺，2016，（16）：36-40.

（责任编辑：张素清）

Influencing factors on protein and mineral element contents of Spuriopimpinella brachycarpa in east Liaoning Province

LI Xixia，YANG Zheng
（ShenyangAgricultural University，Shenyang 110866，China）

Taking Spuriopimpinella brachycarpa as materials，the effects of different sites and environmental factors on the growth of Spuriopimpinella brachycarpa were studied in order to gain high quality planting pattern.The results showed：forest types，slope position had very significant influence on the total crude protein in Spuriopimpinella brachycarpa.Total crude protein content in Spuriopimpinella brachycarpa under canopy was higher than that planted in bare land.And total crude protein content in Spuriopimpinella brachycarpa under artificial forest was higher than that under natural secondary forest.Content of mineral matter in Spuriopimpinella brachycarpa was mostly affected by forest type and slop gradient.The content of Ca，Mg，Fe was mostly affected by the site conditions.The contents of Ca and Mg in Spuriopimpinella brachycarpa were highest in slop gradient between 15 and 20.The content of Fe in Spuriopimpinella brachycarpa was highest in slop gradient between 5 and 10.The site conditions had a little effect on contents of Cu and Zn in Spuriopimpinella brachycarpa.

Spuriopimpinella brachycarpa；crude protein；mineral matter；influencing factors；east Liaoning area

S79.89

A

1001-1714（2017）01-0003-05

2016-11-04

辽宁省教育厅科学技术研究项目（L2015479）；辽宁省社科联研究项目（2016lslktzijjx-41）。

李喜霞（1970-），女，副教授，主要从事生态经济方面的研究。E-mail：xixiali@126.com。