不同土壤水分处理对长白山区仿生栽培茖葱生物量与营养品质的影响

刘佳艺，徐光花，冯 博，李成龙，马思佳，吕梦燕

(1.长春市净月设计集团有限公司，吉林 长春 130118；2.吉林省林业科学研究院，吉林 长春 130033；3.长春市净月潭实验林场，吉林 长春 130118；4.长春净月高新技术产业开发区净月南环小学，吉林 长春 130118)

茖葱(AlliumvictorialisL.)为百合科葱属多年生草本植物，具有止血、散淤、化痰、镇痛的功效，且风味爽口，是长白山区的一种历史悠久、开发潜力极大的药食同源植物[1]。近年来，随着人们对其食用与药用价值的认识不断提高，市场需求急剧增加。但近年来长白山区野生茖葱的生存状况因生境的剧烈变化而受到严重威胁[2]，特别是其种子萌发率较低，繁育能力较差，自然生长速度较慢[3，4]。如何缩短其栽培繁育周期、提高栽培效果、改善营养品质、满足日益增长的市场需求已成为急需解决的问题。

水是植物细胞质的主要成分，对植物生长发育与代谢起着重要的作用。水分过低会导致细胞脱水，从而破坏细胞膜结构和功能，进而影响植物的正常生长[5]。不同植物的需水特性不同，同一种植物在不同生长阶段对水分的需求特性也存在较大的差异[6，7]。在葱属植物的栽培过程中，水分控制是一个关键环节。土壤水分含量对土壤孔隙度与养分有效性都有一定影响，土壤水分与养分也存在着强烈的互作效应，进而影响了植物的物质积累[8]，因此，研究土壤水分变化对葱属植物物质积累的效应尤为重要。前人已有关于土壤水分状况对香葱[8，9]、大葱[10]等植株生物量积累与营养品质的研究，但关于对茖葱植株生物量积累的影响以及土壤水分状况与仿生栽培营养物质积累状况关系方面的研究尚未见报道。本研究以敦化地区仿生栽培茖葱为研究对象，通过分析土壤水分状况对其生长与营养物质积累的影响，以期明确最适宜的土壤水分，进而为长白山区茖葱栽培管理与提质提效提供理论依据与技术指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料与地点

试验材料为茖葱植株。试验地点位于敦化市江源镇，地理位置43°10′27″N、128°02′17″E。林分类型为针阔混交林，郁闭度30 %。土壤类型为暗棕壤，pH 4.86～5.68，土壤理化性质为：全氮含量4.48 g·kg-1，全磷含量1.20 g·kg-1，全钾含量16.40 g·kg-1，有机质含量94.00 g·kg-1，土壤田间持水量43.7 %。

1.2 试验设计

水分处理采用盆栽方式进行，盆栽基质为当地土壤。在移栽的第二年，茖葱幼苗开始展叶前，将栽培盆转移到大棚内进行水分处理。共设置4个水分处理：充分灌溉(W0，即对照组，土壤含水量为田间持水量)、轻度缺水(W1，土壤含水量为田间持水量的70 %)、中度缺水(W2，土壤含水量为田间持水量的50 %)与重度缺水(W3，土壤含水量为田间持水量的25 %)。随机区组排列，每个小区面积为9 m×0.6 m(栽植90株)，3次重复。在处理过程中，采用称重法控制水分梯度。取样时间分别为4月19日、4月28日、5月7日、5月16日、5月25日、6月10日和6月25日，到6月25日结束，每次取5株长势良好且均一的植株。

1.3 试验方法

1.3.1 生长状况与生物量测定

每次取样后，将植株分为根系、假茎与叶片3部分，在80 ℃烘箱中烘干至恒重，测定各部分干重。每个指标重复测定3次。

1.3.2 展叶盛期(采收期)营养品质测定

5月7日(茖葱展叶盛期，即采收期)测定营养物质含量。其中，维生素C(VC)含量采用钼蓝比色法测定[11]；可溶性糖含量采用蒽酮-硫酸比色法测定[12]；可溶性蛋白含量采用考马斯亮蓝G-250染色法测定[13]；纤维素含量采用蒽酮-硫酸比色法测定[14]，并参考王学奎方法改进[15]；总黄酮含量采用分光光度法测定[16]；β-胡萝卜素则为经丙酮-石油醚浸提后，用比色法测定其含量[17]。每个指标均重复测定3次。

1.4 数据处理与分析

采用SPSS 22.0软件进行方差分析与多重比较，多重比较方法为Duncan法，采用Excel 2010软件进行图表制作。

2 结果与分析

2.1 不同水分条件下根系生物量变化

5月7日前，各水分处理的根系干重均有明显增加，在此期间轻度缺水与充分灌溉处理的根系干重较接近。5月7日后，各处理的根系干重增速先有一定的减缓，后逐渐趋于稳定，在此期间轻度缺水处理的根系干重大于其他处理，但与充分灌溉与中度缺水处理无显著差异。至6月25日，轻度缺水处理的根系干重分别比充分灌溉、中度缺水与重度缺水处理高2.5 %、2.2 %与15.4 %(见表1)。

表1 不同水分条件下茖葱根系干重变化动态

2.2 不同水分条件下假茎生物量变化

各水分处理的假茎干重在5月25日前有较明显的增加，在此期间轻度缺水、充分灌溉与中度缺水处理的假茎干重差异不明显。5月25日后，各水分处理的假茎干重增加趋势有所减缓，但在此期间轻度缺水、充分灌溉与中度缺水处理的假茎干重差异仍不明显，但显著高于重度缺水处理。至6月25日，轻度缺水处理的假茎干重分别比充分灌溉、中度缺水与重度缺水处理高5.5 %、1.4 %与14.4 %(见表2)。

表2 不同水分条件下茖葱假茎干重变化动态

2.3 不同水分条件下叶片生物量变化

5月16日前，各处理的叶片生物量均有较明显的增加，在此期间轻度缺水处理的叶片干重与中度缺水和充分灌溉处理差异不显著，但显著高于重度缺水处理。5月16日后，各处理的叶片生物量增加趋势逐渐趋于稳定，在此期间轻度缺水处理的叶片干重仍高于其他处理。至6月25日，轻度缺水处理的叶片干重分别比充分灌溉、中度缺水与重度缺水处理高7.0 %、2.6 %与13.9 %(见表3)。

表3 不同水分条件下茖葱叶片干重变化动态

2.4 不同水分条件下展叶盛期(采收期)营养品质

从表4中可以看出，在展叶盛期，除纤维素含量外，轻度缺水处理的另外几种营养物质含量均高于其他处理，但维生素C与总黄酮含量与其他处理的差异不显著，而β-胡萝卜素、可溶性糖、可溶性蛋白含量与其他处理间的差异显著。其维生素C含量分别比充分灌溉、中度缺水与重度缺水处理高8.3 %、4.8 %与11.9 %，总黄酮含量分别为其他3个处理的1.06倍、1.04倍与1.14倍，β-胡萝卜素分别为其他3个处理的1.18倍、1.06倍与1.15倍，可溶性糖含量分别为其他3个处理的1.14倍、1.1倍与1.23倍，可溶性蛋白含量分别比其他3个处理高8.6 %、5.7 %与9.2 %。轻度缺水处理的纤维素含量均低于其他处理，分别为充分灌溉、中度缺水与重度缺水处理的95.0 %、86.0 %与90.4 %。

表4 不同水分条件下茖葱展叶盛期(采收期)营养物质含量

3 讨论

在本研究中，土壤水分的降低在一定程度上促进了茖葱植株的生物量积累，轻度缺水处理对植株各部分生物量积累的促进作用尤为明显，该处理也促进了营养物质在展叶盛期的积累，与徐晓莹等[10]、Whalley等[18]、仝国栋等[19]的研究结果一致。但这种促进作用是有一定限度的，在土壤水分过多时，反而会由于土壤湿度过大、氧气含量减少、通气性差等原因，造成茖葱根系的腐烂，从而影响茖葱植株的正常生长[19]。土壤水分过低也影响了其正常生长，不利于生物量与营养物质的积累。由此可见，轻度缺水处理(土壤含水量为田间持水量的70 %)能够更有效促进茖葱的生长与展叶盛期营养物质积累，从而更有利于促进长白山区茖葱的仿生栽培。因此，应为茖葱的仿生栽培创造适宜的水分条件，使土壤含水量达到田间持水量的70 %左右，以促进其可食用部分的生长，并改善营养品质。