不同土壤类型对绿竹笋营养成分的影响

郑 蓉，杨 杰，吴承文，温晓芸，郑瑞钰

(1.福建省林业科学研究院，福建 福州 350012； 2.尤溪县林业局，福建 尤溪365100)

绿竹(BambusaoldhamiiMunro)为簕竹属(Bambusa)绿竹亚属(B.subg.Dendrocalamopsis)的丛生竹，易栽培、生长快、生产周期短、效益高，主要栽培地在福建、广东、广西、海南、台湾和浙江南部[1-2]。绿竹笋是一种高纤维、高氮且糖类、粗脂肪含量较低的绿色食品，鲜笋的优质口感和上佳品质特别受百姓喜爱，商品价值颇高。研究指出，土壤养分状况是获得竹笋高产优质的重要条件之一，而气候条件、采笋时期、林分造林年份、土壤类型以及施肥措施等是影响竹笋营养成分的主要因素[3-5]。但在相同栽培条件下，有关绿竹笋营养成分与土壤养分之间的相关程度尚未见报道。本研究选择在福建绿竹产区，研究不同类型土壤及其栽培笋的养分变化规律，探讨相同栽培条件下不同土壤养分状况对绿竹笋养分及其品质的影响，旨在为绿竹笋用林土壤的科学管理和精准施肥提供参考。

1 研究区概况

研究区位于福建省绿竹主要栽培区的尤溪县，东经117°48′30″—118°40′、北纬25°50′36″—26°26′30″，属中亚热带季风性湿润气候，年均气温19.2 ℃，1月(最冷月)均温8.0～12.0 ℃，7月(最热月)均温26.6～28.9 ℃。极端最低气温-7.8 ℃。年均降水量1620.6 mm，年均日照时间1574.3 h。全县现有绿竹林面积达0.43万hm2，全县范围均有种植分布，因境内地形起伏大，母岩类型繁多，栽培区内土壤类型较多，有红壤、黄壤、黄红壤、沙质冲积土等，其中海拔650 m以下丘陵山地为地带性红壤，成土母岩为花岗岩类、粉砂岩、页岩等，土体深厚，呈深红、浅红或红棕色；中低山地带，成土母岩为粉砂岩风化或石英砂，土体厚度60～80 cm以上，壤质粘土为主，属黄壤、黄红壤；河滩地土壤，成土母岩为花岗岩、砂岩类等，土层较薄，砂质壤土为主[6]。绿竹以笋用为经营目的，产量稳定，竹林胸径3.8～4.3 cm，立竹量3900～5250株·hm-2。

2 材料与方法

2.1 研究材料

在尤溪梅仙镇经通村、梅仙村选择经营水平较好、栽培措施相对一致的3种土壤类型(山地红壤、坡地黄红壤、河滩冲积土)的绿竹林分作为研究对象，3种土壤类型基本概况见表1。

表1 3种土壤类型基本概况

2.2 竹笋采样与养分分析方法

2017年7月中旬(绿竹出笋盛期)，3种土壤栽培的健康竹笋各取3个稍露或未露出土竹笋，共9个笋样，低温冷藏带回实验室及时处理。先清冼沥干竹笋，剥去笋箨，切除笋头，取幼嫩可食部分切成薄片，置105 ℃烘箱杀青15 min，后置60～70 ℃恒温干燥至恒重，称重；最后用植物粉碎机磨细[l1]，将每个笋样均分成3个分样，共27个竹笋样品，装袋编号保存于干燥器备用。

竹笋营养成分测定9项指标，包括N、P、K、Ca、Mg、Fe、粗蛋白、粗脂肪、可溶性糖。各项指标测定方法[7]：全N、粗蛋白采用硫酸过氧化氢消煮凯氏定氮法；全P采用硫酸过氧化氢消煮紫外分光光度法；K、Ca、Mg、Fe采用硫酸过氧化氢消煮原子吸收分光光度法；可溶性糖采用蒽酮比色法；粗脂肪采用索氏提取法。使用主要仪器：全自动程序控制消解系统、定氮仪、紫外分光光度计、全自动程序控制消解系统、原子吸收仪等。

2.3 土壤采样与养分分析方法

避开路边、沟边和特殊地形的部位以及堆肥的地方，每种土壤类型对应取笋位置挖掘3个土壤剖面，每个土壤剖面采集0～40 cm土层的混合土壤样品1 kg左右，共取9个土壤样品带回实验室。大块捏碎，剔除土壤以外侵入体、植物根须等，自然风干后按要求研磨过筛，混匀后将每个土壤样品均分成3个分样，共27个土壤样品，装入样品袋做好标签备用。

测定土壤肥力状况的11项养分指标，包括pH值、有机质、碱解N、有效P、速效K、全N、全P、全K、Ca、Mg、Fe。各项指标测定方法[7-8]：pH值采用电位测定法；有机质采用高温外热重铬酸钾氧化法；碱解N采用碱解-扩散法；有效P采用盐酸-氟化铵浸提钼锑抗比色法；速效K采用乙酸铵浸提原子吸收分光光度法；全N采用凯氏消煮法；全P采用微波消解-钼锑抗比色法；全K采用微波消解-原子吸收分光光度法；Ca、Mg、Fe采用微波消解-原子吸收分光光度法。

2.4 数据处理与分析

分别将同一土壤类型的竹笋与土壤分样的测定值求算平均值作为该土壤和竹笋样品的测定值，再对各项测定值采用Excel (Window 7)软件计算平均值、标准误差、变异系数、相关系数、方差分析等，采用SPSS 19.0软件进行偏相关分析。

3 结果与分析

3.1 绿竹笋用林地3种土壤类型的基本肥力状况

3种土壤类型(山地红壤、坡地黄红壤、河滩冲积土)11项养分指标含量测定值见表2。由表2可知，不同土壤类型养分状况具有明显差别，各项指标总变异系数范围在11.21%～86.40%。就土壤养分含量而言，全K含量最高(36.668 g·kg-1)，其次为Fe(32.908 g·kg-1，Ca居第三(19.699 g·kg-1)，而有效P含量最低(18.51 mg·kg-1)；就养分差异程度而言，全P的变异系数最大(86.40%)，其次为有效P(变异系数69.33%)、有机质(变异系数60.64%)，pH值的变异系数最低(11.21%)，11项测定指标均属中等变异性(变异系数<100%)[9]。

3种类型土壤养分含量比较表明，河滩冲积土pH、全K、Ca、Mg含量较高，坡地黄红壤碱解N、有效P、速效K、全N、全P、Fe含量较高，红壤仅有机质含量较高。经方差分析(表2)，各类型土壤养分指标具有明显差异，其中全N、全P、全K及Fe含量达极显著差异(P<0.01)；pH、有机质含量为显著差异(P<0.05)；而碱解N、有效P、速效K及Ca、Mg指标未达显著差异水平(P>0.05)。LSD多重比较表明，河滩冲积土的全N、Fe含量与其它2类土壤差异极显著，山地红壤的全P、全K与其它2类土壤差异极显著，河滩冲积土pH值、有机质含量与其它2类土壤则差异显著。由此分析，山地红壤与坡地黄红壤的发育母岩为花岗岩和砂页岩，土壤特性较为一致，以坡地黄红壤的基础肥力和有效养分稍好于山地红壤；河滩冲积土pH值较高，但有机质积累能力较其它2类土壤明显偏弱。

表2 不同类型土壤肥力分析

*：**为0.01水平显著性，*为0.05水平显著性；同行不同大写字母为0.01水平显著差异，同行不同小写字母为0.05水平显著差异。下同。

3.2 不同类型土壤的绿竹笋营养成分分析

测定3种土壤类型的绿竹笋9项营养成分含量(表3)，结果显示：在相对一致的经营措施下，不同栽培土壤的竹笋主要营养成分比例与元素含量变幅较大，各指标变异系数在10.8%～62.8%。在营养成分中，粗蛋白含量最高，占19.92%，分别是粗脂肪(1.83%)的10.9倍、可溶性糖(1.38%)的14.4倍；各养分含量大小依次为K>Ca>N>P>Mg>Fe。就指标变异程度而言，K含量的变异系数最大(62.8%)，其次是Ca(37.9%)，居第三、四位是P(32.6%)、粗脂肪(30%)，变异系数较小的为N含量(10.8%)，表明竹笋对N的吸收量较稳定，对P、K、Ca等吸收量具有差别。

3种土壤类型的绿竹笋养分比较表明，河滩冲积土的竹笋N、P、Mg、粗蛋白含量较高，黄红壤的竹笋K、Fe含量较高，而红壤的竹笋Ca、粗脂肪、可溶性糖含量较高。经方差分析(表3)，各土壤类型竹笋养分指标中P、K含量达显著差异水平(P<0.05)，其它养分指标未达显著差异。LSD多重比较表明，山地红壤笋体P含量明显低于其它2类土壤，坡地黄红壤笋体K含量则明显高于其它2类土壤。简单相关分析可知(表4)，9项笋体养分指标间显示一些相关性，其中N与Mg、粗蛋白呈极显著正相关，与粗脂肪呈显著正相关；Mg与粗蛋白、粗脂肪分别呈极显著、显著正相关，粗蛋白与粗脂肪则呈显著正相关；Fe与可溶性糖呈极显著负相关；P、K、Ca与其它成份未达显著相关性。

表3 不同土壤的绿竹笋营养成分分析

表4 绿竹笋营养指标间相关系数

3.3 竹笋营养成分与土壤养分的相关分析

为研究竹笋与土壤2组主要养分元素的关联度，利用2组测试数据进行简单相关分析，结果见表5。由表5可知，笋体P含量与土壤有机质含量呈极显著负相关，与全K含量显著正相关；笋体K含量与土壤速效K、全P含量均显著正相关；笋体Mg含量与土壤碱解N含量呈显著负相关，与土壤Mg含量呈显著正相关。此外，竹笋体N含量与土壤碱解N含量呈负相关，竹笋K含量与土壤有效P含量呈正相关，竹笋Fe含量与土壤有效P含量呈正相关，竹笋Fe含量与土壤Fe含量呈正相关，这些因子相关性未达显著水平，但它们之间存在着一定联系。由此分析，土壤中速效K、全K含量高有利于笋体K、P的吸收积累，土壤Mg、Fe含量与笋体Mg、Fe含量直接相关。同时，绿竹笋生长对土壤N素的需求量较大，土壤碱解N含量因植物吸收利用有所降低。本次取样数量有限，今后将增加测试样品数量，利用偏相关分析方法来消除其它变量关联性的传递效应[10]。

表5 土壤肥力与竹笋养分的简单相关系数

4 结论与讨论

本研究表明，在相同气候和田间栽培管理下，不同土壤类型的绿竹笋养分含量有明显差异，此变异应与土壤条件的综合作用有关，即土壤肥力状况对绿竹笋养分积累具有影响效应。3种类型土壤(山地红壤、坡地黄红壤、河滩冲积土)的11项养分指标分析表明，各类型土壤养分的各形态含量分布具有明显差异，各指标变异系数在11.21%～86.40%，均属中等变异程度，符合南方土壤变化范围。其中，河滩冲积土pH、全K、Ca、Mg值较高，黄红壤碱解N、有效P、速效K、全N、全P、Fe含量较高，红壤仅有机质含量较高。分析其因，缓坡地的黄红壤有效养分及部分全量指标较高可能与前茬种植水稻有关，同时受发育母岩特性影响，土壤基础养分较充足，且缓坡地人为扰动较频繁，有效养分也较丰富；而山地红壤偏酸性、有效P缺乏、有机质含量较高也符合其土壤特征[11-12]。方差分析表明，3种土壤类型11项养分指标中有4项(全N、全P、全K、Fe含量)达极显著性差异，2项(pH、有机质)为显著性差异，速效N、P、K含量未达显著差异。由此可见，栽培区绿竹林地的基础肥力差异明显，这与南方成土母质不均一以及气候多雨有关[6-7]，但在人为经营下，土壤的有效养分供应相对一致与合理有利于竹笋生长，已有研究也认为，土壤有效养分与植物生长关系密切，可被植物吸收利用[13]。

绿竹笋9项养分指标分析表明，不同栽培土壤的竹笋营养成分与元素含量差异明显，变异系数在10.8%～62.8%，以K含量变异系数较大，N含量与粗蛋白变异系数较小，说明不同土壤的竹笋对N吸收积累能力相对稳定，对K的积累能力差别明显。3种土壤栽培下绿竹笋的养分状况各具特点，河滩冲积土的竹笋N、P、Mg、粗蛋白含量较高，黄红壤的竹笋K、Fe含量较高，而红壤的竹笋表现为Ca、粗脂肪、可溶性糖含量较高。分析其因，河滩冲积土土质疏松、水分充足、土壤酸碱性适中(pH=5.67)，有利于竹笋对养分N、P、Mg的吸收积累；黄红壤竹笋K、Fe含量较高与其栽培土壤中速效K及Fe含量相对较高有关；红壤因其有机质含量较高，促进了竹笋粗脂肪和可溶性糖的积累，此结果与有机质对改善鲜笋品质有良好作用的结论相一致[12]，可溶性糖作为重要风味物质，红壤的竹笋因其含量较高表现口感风味较好。相关分析表明，竹笋N、Mg、Fe以及营养成分之间具有显著相关性，这与竹笋富含植物蛋白、纤维素有关。

简单相关分析表明，土壤中速效K、全K、Mg、Fe含量直接影响着竹笋主要养分的积累，此外有机质、碱解N含量也与竹笋养分具有一定相关性。因此土壤的有机质、碱解N、速效K等有效养分以及Mg、Fe含量对竹笋养分与品质具有影响效应，而南方土壤普遍缺P，提高土壤P有效性后是否有利于竹笋P元素积累将有待研究。综上分析，不同绿竹栽培土壤的有效养分供应合理，不仅可提高竹笋主要养分含量，影响竹笋品质和营养组成，而且是竹林丰产的重要保证。绿竹笋用林的精准培育首先要因地制宜对栽培土壤进行科学分析和管理，提高土壤有效养分含量；其次对土壤中量和微量元素的管理，应基于土壤中元素的缺乏程度进行补缺管理，如何平衡这些养分元素含量，使之在竹笋生长发育和品质形成过程中发挥作用有待研究。