浅生定向槽种植淮山药产量与品质分析

摘要 为完善和优化淮山药浅生定向槽种植技术，明确其栽培成效，在江苏省3个淮山药产地设置浅生定向槽种植与传统粉垄种植的田间比较试验，探究浅生定向槽种植对淮山药产量、品质和口感的影响。结果表明，与传统粉垄种植相比，浅生定向槽种植淮山药单株块茎生物量显著提升，块茎中总皂苷含量显著增加，但块茎口感的细腻度有所降低，硬度增高。综合认为，应用淮山药浅生定向槽种植可提升块茎产量和功能品质；尤其在土壤较黏重、垂直种植种收作业较困难的产区，更应提倡应用淮山药浅生定向槽种植技术。

关键词 淮山药；浅生定向槽种植；产量；品质；口感

中图分类号 S632.1 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2024）13-0033-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2024.13.009

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Yield and Quality Analysis of Dioscorea opposita with Directional Cultivation Conditions

JIN Lin， GUO Wen-qi， LIU De-cai et al

（Economic Crops Research Institute， Jiangsu Academy of Agricultural Sciences， Nanjing，Jiangsu 210014）

Abstract In order to improve and optimize the directional cultivation technology and clarify its production effectiveness， a field comparative experiment was conducted between the directional cultivation and traditional smash-ridging technology to explore the impacts of directional cultivation on the yield， quality， and taste of Dioscorea opposita. The experiment was repeated in three producing areas of Dioscorea opposita in Jiangsu Province. The results showed that the directional cultivation significantly increased the tuber biomass of individual plant and the content of total saponin in Dioscorea opposita tubers. The delicacy of the tuber taste decreased and the hardness increased under the directional cultivation conditions. Overall， the application of directional cultivation technology could improve the yield and functional quality of Dioscorea opposita tuber， and should be preferentially promoted in the areas with sticky and heavy soils， where the vertical planting and harvesting operations were hard to implement.

Key words Dioscorea opposita;Directional cultivation;Yield;Quality;Taste

基金项目 国家自然科学基金青年科学基金项目（32201912）；国家现代农业产业技术体系专项（CARS-21）；江苏现代农业产业技术体系建设项目（JATS〔2022〕077）。

作者简介 金林（1990—），女，安徽芜湖人，助理研究员，博士，从事山药栽培研究。*通信作者，研究员，博士，从事山药等药食同源类作物栽培和育种研究。

收稿日期 2023-08-22

淮山药（Dioscorea opposita Thunb.）为薯蓣科薯蓣属多年生缠绕草本植物，其地下块茎是我国重要的传统药食两用物质。现代研究表明，淮山药中富含淀粉、蛋白质、氨基酸、维生素、矿质元素等营养物质［1］，以及多糖［2］、皂苷［3］、黄酮［4］等多类生物活性物质。随着人们对高品质生活追求的日益提高，淮山药以其较高的营养保健价值长期受到广大消费者的青睐，消费市场稳定；并被利用开发为糕点、薯片、营养粉等各类副食品和营养保健品，是新型功能食品开发的重要原料，产业发展潜力大。近年来，淮山药传统主产区由于受自然灾害和用工成本增加的双重制约，产业布局和种植技术发生改变，一方面种植区域向我国西北部干旱和半干旱地区迁移，另一方面种植方式正由传统粉垄种植向浅生化发展，浅生定向槽种植新技术逐渐兴起。

浅生定向槽种植技术利用横埋的浅生定向槽人为引导山药块茎在靠近垄面的土层中按一定斜度定向生长，不仅避免了塌沟绝收风险；而且采收轻便，省工节本，大大降低了采收时的块茎损伤率，有力保证了山药产量、品质与经济效益。目前，山药浅生定向槽种植技术已在我国重庆、广西、福建、江西、浙江、江苏等省市推广应用，取得较好的成效［5-7］，并在栽培密度、施肥方式等关键技术措施方面进行了完善优化［8-9］，但相关研究主要集中在参薯类山药的研究应用，针对淮山药等薯蓣类山药的研究相对较少。因此，为全面了解浅生定向槽种植对淮山药产量、品质以及口感的影响，笔者开展浅生定向槽种植技术和传统粉垄种植技术对比试验，分析采用2种栽培技术后淮山药产量、品质与口感方面的差异，以期为进一步完善、优化淮山药浅生定向槽种植技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验地概况

试验于2022年分别在南京六合区江苏省农业科学院六合实验基地（118.83°E，32.35°N）、徐州沛县河口镇孟三楼村（116.88°E，34.60°N）、南通启东市王鲍镇庙桥村（121.51°E，31.90°N）进行。

1.2 试验方法

淮山药供试品种为“苏蓣10号”，设浅生定向槽种植（DC）和传统粉垄种植（VC）2个处理。浅生定向槽种植处理：定向槽长100 cm，定向槽铺设与地面倾斜角度为20°，槽间距20 cm，行距160 cm，槽内放置玉米秸秆填充，每个定向槽放置1个种薯，种植31 200株/hm2。传统粉垄种植处理：采用机械垂直粉垄，粉垄深100 cm，按常规种植密度，种植52 500株/hm2。3个试验点均于2022年4月中旬种植，11月初收获；并均按山药高产管理技术，种植期间2个处理采用完全相同的水肥和病虫草害防控管理措施。

1.3 测定项目与方法

1.3.1 产量与块茎形态调查。

收获后，每个处理随机选3个点，每点测定连续10株的淮山药块茎鲜重，量取长度与直径（以块茎最宽处计），计算各块茎形态指标平均值与各处理理论产量。将样品置于65 ℃烘箱中，恒温烘至恒重，干燥保存，用于测定品质指标。

1.3.2 品质指标测定。

采用硫酸-催化剂消解，凯氏定氮法测定淮山药块茎粗蛋白含量［10］；采用苯酚硫酸法测定淮山药块茎多糖含量［11］；采用酸解-二硝基水杨酸法测定淮山药块茎淀粉含量［12］；采用60%乙醇提取、亚硝酸钠-氢氧化钠-硝酸铝显色分光光度法测定淮山药块茎总黄酮含量［13］；采用甲醇回流提取，香草醛高氯酸显色分光光度法测定淮山药块茎总皂苷含量［14］。

1.3.3 食味口感测定。

参照韩晓勇等［15］山药食味品质鉴定方法略加改动后进行。设置质地、糯性、甜度、硬度和香味5个食味品质指标；各指标最高分值均设为10分，质地越细腻、糯性越高、甜度越高、硬度越硬、香味越浓，则得分越高；并将每个指标得分划分为3档：8～10分，定义该指标口感特征强；4～7分，定义该指标口感特征适中；1～3，定义该指标口感特征弱。将不同处理的淮山药块茎削皮后清蒸30 min后，立即组织至少10名测试人员品尝，根据所尝口感填写食味口感鉴定表，统计各指标的平均得分，并参照平均得分，进行定性分档。

2 结果与分析

2.1 浅生定向槽种植对淮山药产量的影响

由表1可知，在六合、沛县、启东3个试验点，浅生定向槽种植的淮山药单株块茎重较传统粉垄种植分别高88.38%、3.45%和28.35%；且在六合点差异显著。在产量方面，由于传统粉垄种植方式的栽培密度高于浅生定向种植，沛县和启东试验点采用传统粉垄种植所产淮山药产量高于浅生定向槽种植，但六合点的浅生定向槽种植淮山药产量仍较传统粉垄种植处理提高11.95%。

2.2 浅生定向槽种植对淮山药块茎形态的影响

由图1可知，在六合和沛县试验点，浅生定向槽种植淮山药块茎长度均高于传统粉垄种植，尤其六合试验点达显著水平，块茎长增幅为32.36%；而启东试验点的浅生定向槽种植淮山药块茎长度较传统粉垄种植低9.60%。六合、沛县和启东3个试验点的浅生定向槽种植淮山药块茎直径均较传统粉垄种植增大，增幅依次为13.15%、40.12%和24.07%，但仅沛县试验点的块茎直径差异达显著水平。

2.3 浅生定向槽种植对淮山药块茎营养品质的影响

由图2可知，采取浅生定向槽种植技术所产淮山药块茎中总皂苷含量显著高于传统粉垄种植，在六合、沛县、启东3个试验点，分别提高89.91%、58.24%和44.07%。淮山药块茎中粗蛋白含量、淀粉含量与总黄酮含量在各试验点传统粉垄种植与浅生定向槽种植处理间均无显著差异。六合试验点的浅生定向槽种植淮山药块茎中多糖含量显著高于传统粉垄种植，而多糖含量在沛县和启东试验点2个处理间无显著差异。

2.4 浅生定向槽种植对淮山药块茎口感的影响

通过对浅生定向槽种植与传统粉垄种植处理的淮山药口感进行评价（图3），发现3个试验点的浅生定向槽种植淮山药口感均被定义为质地适中、糯性适中、硬度偏硬、甜度适中、香味适中；而传统粉垄种植淮山药口感均被定义为质地细腻、糯性适中、硬度适中、甜度适中、香味适中。可见，与传统粉垄种植方式相比，浅生定向槽种植的淮山药块茎口感细腻度降低、硬度增加；而对块茎的糯性、甜度和香味无明显影响。

3 讨论

3.1 浅生定向槽种植对淮山药产量的影响

与传统粉垄种植相比，浅生定向槽种植淮山药块茎在浅土层横向生长发育，覆盖土层相对较薄，块茎生长发育受外界环境，如温度、水分等因素影响较大。研究认为，山药浅生定向槽种植可利用浅土层昼夜温差大、土壤通透性强、养分供应充足等优势，促进块茎生长，实现产量提升［5，16-17］。该研究在3个试验点进行田间比较试验结果均显示，浅生定向槽种植淮山药的单株块茎生物量均高于传统粉垄种植，说明采用浅生定向槽种植技术在淮山药块茎个体发育方面具有较大优势。但由于浅生定向槽种植技术中定向槽铺设占据的空间较大，种植密度相对较低，在群体产量上劣势明显；故在该项技术的应用上，一方面宜选择块茎个体发育较大且适宜浅生定向槽种植的淮山药品种类型，另一方面从提升种植密度和促进个体发育方面进行技术改进，以实现浅生定向槽种植淮山药的高产高效。

在该研究的3个试验点中，南京六合试验点的土壤黏性最高，耕层为黏壤土，底层为黏土，土体紧实；徐州沛县浅表土层为粉黏质黏土，底层明显变砂，砂粒含量高于50%；启东上壤下黏，耕层下为粉砂质黏土，粉砂粒可达40%以上［18］。而传统粉垄种植的淮山药更宜在土质疏松、通透性好、肥沃的砂质土壤中种植，因此，六合试验点采用传统粉垄种植的淮山药产量在3个产地中最低。但在浅生定向槽种植条件下，3个试验点虽土质有所差异，但淮山药产量RSD仅为1.91%，说明在地下水位较高和容易受强降雨气候影响的地区，尤其土壤较为黏重、垂直种植种收作业较为困难的地区，应提倡采用浅生定向槽种植方式替代传统粉垄种植方式进行淮山药生产。

3.2 浅生定向槽种植对淮山药品质的影响

作为食药两用物质，山药的营养品质和药用保健功能一直是消费者关注的重点。与传统粉垄技术相比，浅生定向槽种植下淮山药块茎生长发育的环境条件发生极大改变，不仅对淮山药块茎外形、重量等有显著影响，也可能对其营养保健品质方面产生影响。与传统粉垄种植相比，采用浅生定向槽种植技术生产的淮山药块茎中粗蛋白、淀粉、多糖、总黄酮含量无显著变化，但总皂苷含量显著提高。类似结果在针对黄芪的相关研究中亦有报道，使主根横卧在沟中生长后的平栽蒙古黄芪中黄芪皂苷Ⅰ含量显著高于仿野生种植［19］，平栽黄芪中皂苷类/黄酮类化合物比值高于仿野生黄芪［20］。研究表明，淮山药中所含的皂苷类化合物具有抗肿瘤［21］、抗炎［22］、降血脂［23］、神经保护［24］等生物活性，对糖尿病及其并发症、心血管疾病、神经系统疾病、哮喘等慢性病及亚健康状态均具改善功效［25-26］。由此可见，应用浅生定向槽种植技术可明显提升淮山药的皂苷含量，使之具有更强的保健功能。

食味口感是山药品质的直观体现，也是消费者选用的首要因素之一。该研究通过对浅生定向槽种植和传统粉垄种植的淮山药块茎进行口感评比，发现浅生定向槽种植方式对淮山药块茎糯性、甜度、香味等食味口感指标的影响较小，但较传统粉垄种植表现出肉质质地细腻度降低、硬度偏硬的特点；这一现象可能是由于2种栽培技术下不同的淮山药块茎生长发育条件造成块茎中淀粉颗粒和纤维的结构、分布出现差异，具体原因有待通过显微特征观察等试验进行深入研究。

4 结论

与传统粉垄种植相比，浅生定向槽种植可显著提升淮山药单株块茎生物量和块茎中总皂苷含量，但块茎口感的细腻度有所降低，硬度增高。综合认为，淮山药浅生定向槽种植技术可提高淮山药产量和功能品质；尤其在土壤较黏重、块茎垂直种植种收作业较困难的淮山药产区宜展开推广和应用。

参考文献

［1］ SHAO Y L，MAO L C，GUAN W L，et al.Physicochemical and structural properties of low-amylose Chinese yam（Dioscorea opposita Thunb.）starches［J］.International journal of biological macromolecules，2020，164：427-433.

［2］ ZHU Y P，YANG L，ZHANG C N，et al.Structural and functional analyses of three purified polysaccharides isolated from Chinese Huaishan-yams［J］.International journal of biological macromolecules，2018，120：693-701.

［3］ YI T，FAN L L，CHEN H L，et al.Comparative analysis of diosgenin in Dioscorea species and related medicinal plants by UPLC-DAD-MS［J］.BMC biochemistry，2014，15：1-6.

［4］ YANG M H，CHIN Y W，YOON K D，et al.Phenolic compounds with pancreatic lipase inhibitory activity from Korean yam（Dioscorea opposita）［J］.Journal of enzyme inhibition and medicinal chemistry，2014，29（1）：1-6.

［5］ 付云飞，范任根，邓友良，等.淮山浅生槽栽培与传统栽培比较试验［J］.现代农业科技，2011（23）：167-168.

［6］ 高兴仁，梁涛，徐毅丹，等.重庆市北碚区铁棍山药浅生槽栽培管理技术［J］.南方农业，2015，9（10）：25-27.

［7］ 王明总.桂淮系列淮山药浅生槽定向高产栽培技术［J］.中国蔬菜，2012（7）：44-45.

［8］ 朱建军，蒋加勇，王令俐，等.密度、定向栽培对糯米山药产量和品质的影响［J］.中国中药杂志，2020，45（22）：5472-5476.

［9］ 何小平，江法源，邓泽周，等.密度和施肥方式对定向槽浅生栽培紫山药产量的影响［J］.中国农学通报，2016，32（1）：39-42.

［10］

中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会，国家食品药品监督管理总局.食品中蛋白质的测定：GB 5009.5—2016［S］.北京：中国标准出版社，2017.

［11］ 中华人民共和国农业部.食用菌中粗多糖含量的测定：NY/T 1676—2008［S］.北京：中国农业出版社，2008.

［12］ 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会，国家食品药品监督管理总局.食品中淀粉的测定：GB 5009.9—2016［S］.北京：中国标准出版社，2016.

［13］ 宋元清，王艳平，毛远菁.分光光度法测定芦笋中总黄酮的含量［J］.化学分析计量，2005，14（4）：52-53.

［14］ 黄祥元，黄美容.黄精提取物中总皂苷含量的测定［J］.食品与机械，2012，28（6）：106-108.

［15］ 韩晓勇，张培通，郭文琦，等.道地与非道地产区铁棍山药品质比较［J］.浙江农业科学，2018，59（9）：1597-1599.

［16］ KADOTA M，NIIMI Y.Improvement of micropropagation of Japanese yam using liquid and gelled medium culture［J］.Scientia horticulturae，2004，102（4）：461-466.

［17］ 钟文豪，龚亚丽，韩鼎，等.红庙山药导向槽定向栽培技术探究［J］.现代园艺，2020，43（16）：24-25.

［18］ 中国科学院南京土壤研究所.土壤信息服务平台［DB/OL］.［2023-07-02］.http：//www.soilinfo.cn：8080/WebSoil/newpage.jsp.

［19］ 熊一峰，万燕晴，李科，等.山西恒山地区蒙古传统黄芪和移栽黄芪的质量差异研究［J］.中草药，2017，48（8）：1635-1643.

［20］ 张璇.不同生长方式对蒙古黄芪中异黄酮类成分累积的影响与机制研究［D］.太原：山西大学，2021.

［21］ MENG X，DONG H H，PAN Y W，et al.Diosgenyl saponin inducing endoplasmic reticulum stress and mitochondria-mediated apoptotic pathways in liver cancer cells［J］.Journal of agricultural and food chemistry，2019，67（41）：11428-11435.

［22］ JESUS M，MARTINS A P J，GALLARDO E，et al.Diosgenin：Recent highlights on pharmacology and analytical methodology［J］.Journal of analytical methods in chemistry，2016，2016：1-17.

［23］ HASHIDUME T，SASAKI K，HIRATA J，et al.Effects of Sanyaku and its constituent diosgenin on the fasted and postprandial hypertriacylglycerolemia in high-fat-diet-fed KK-Ay mice［J］.Journal of agricultural and food chemistry，2018，66（38）：9968-9975.

［24］ CAI D S，QI J C，YANG Y Q，et al.Design，synthesis and biological evaluation of diosgenin-amino acid derivatives with dual functions of neuroprotection and angiogenesis［J］.Molecules，2019，24（22）：1-19.

［25］ GAN Q X，WANG J，HU J，et al.The role of diosgenin in diabetes and diabetic complications［J］.The journal of steroid biochemistry and molecular biology，2020，198：1-11.

［26］ PARAMA D，BORUAH M，YACHNA K，et al.Diosgenin，a steroidal saponin，and its analogs：Effective therapies against different chronic diseases［J］.Life sciences，2020，260：1-27.