何 彩,戴建昊,劉 偉,張 鵬,李得祿,張 濤,金 娜,曹 虎
(1.武威市林業(yè)科學(xué)研究院,甘肅 武威 733000;2.武威市林業(yè)綜合服務(wù)中心,甘肅 武威 733000;3.國家林業(yè)局 甘肅瀕危動物保護中心,甘肅 武威 733000;4.甘肅省荒漠化與風沙災(zāi)害防治國家重點實驗室,甘肅 蘭州 730070;5.甘肅省治沙研究所,甘肅 蘭州 730070)
黑果枸杞Lycium ruthenicum為茄科Solanceae枸杞屬Lycium植物[1],在我國西北干旱地區(qū)廣泛分布[2-3]。黑果枸杞具有較高的藥用價值,其根皮和果實均可入藥,具有補腎益精、生津止渴、潤肺止咳等功效,尤其是在治療心臟疾病和月經(jīng)不調(diào)及抗衰老、降血壓等方面效果顯著[4-7],被廣泛應(yīng)用于臨床醫(yī)學(xué)及保健行業(yè)[8]。其果實富含氨基酸[9]、花青素[10-11]、多糖[12-13]、礦質(zhì)元素[14]等成分,是提取花青素的優(yōu)良植物資源[15],也可作為藥品、飲料和食品等的安全著色劑[16],具有較高的經(jīng)濟價值及開發(fā)利用潛力。黑果枸杞具有較強的耐旱和耐鹽堿性,且其根孽具有較強的繁殖能力,對改良鹽堿土地具有重要作用,被廣泛用于干旱區(qū)生態(tài)修復(fù)[17]。
甘肅省武威市屬于典型的荒漠區(qū),沙多水少、干旱缺水。黑果枸杞在該地區(qū)具有較強的適應(yīng)性,當?shù)卦S多區(qū)域均有分布,對于改善當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境有重要作用。近年來,為促進經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)環(huán)境改善的協(xié)同推進,武威大力開展生態(tài)扶貧工作。然而在生產(chǎn)實踐中可適應(yīng)惡劣環(huán)境的經(jīng)濟林樹種較少,使得生態(tài)扶貧工作在干旱荒漠區(qū)難以開展。發(fā)展黑果枸杞有望解決這一難題。目前,有關(guān)黑果枸杞的研究多集中于不同產(chǎn)區(qū)其生長特性、營養(yǎng)成分、種子萌發(fā)特性等方面的比較分析[18-22]。研究結(jié)果表明,甘肅不同產(chǎn)區(qū)的黑果枸杞有較強的耐鹽、耐旱特性[22],具有廣闊的應(yīng)用前景。為篩選出適宜荒漠區(qū)造林及人工栽培的黑果枸杞種源,為充分發(fā)揮其生態(tài)、經(jīng)濟及社會效益提供參考,本研究中主要以甘肅河西不同產(chǎn)區(qū)黑果枸杞為研究對象,與新疆和青海黑果枸杞的生長特性、果實形態(tài)特征及主要營養(yǎng)成分和礦質(zhì)元素含量進行比較。
黑果枸杞材料編號和來源見表1。
表1 黑果枸杞材料來源Table 1 Material source of L.ruthenicum
1.2.1 苗木培育
2016年,采集各種源黑果枸杞種子,自然風干保存。翌年1月篩選出飽滿、無病蟲害的黑果枸杞種子,用1%的KNO3溶液處理1 min,晾干后在日光溫室穴盤中育苗。20 d 后將幼苗移栽至營養(yǎng)缽中,移栽15 d 后移入拱棚中煉苗60 d。4月中旬,將黑果枸杞苗移栽至大田,栽植密度為1.5 m×3.0 m。每個種源設(shè)置3 個重復(fù),每個重復(fù)10 株。
1.2.2 植株生長量和果實形態(tài)特征觀測
栽植后第2年6月中旬開始,每個種源選擇5 株長勢一致或相近的植株,分東、西、南、北、中5 個方向各取3 根枝條測量其生長量,每隔10 d測量1 次,共測4 次。果實成熟后,盡可能選擇飽滿且大小均勻的果實,使用游標卡尺測量其果柄長度、果實縱橫徑、單果質(zhì)量,計算果形指數(shù)。
1.2.3 果實主要營養(yǎng)成分和礦質(zhì)元素含量測定
果實可溶性固形物含量采用手持糖量計法測定,每種源3 個重復(fù);可溶性糖含量采用苯酚-硫酸法測定[23];總酚含量采用福林-肖卡法測定,以沒食子酸含量計[24];黃酮含量用分光光度法測定,以蘆丁作標準曲線[25]。使用凱氏定氮儀測定氮元素含量,使用原子吸收分光光度計測定金屬元素鉀、鈣、鎂、鐵、錳、銅、鋅的含量,使用分光光度計測定磷元素含量[26]。
不同種源黑果枸杞枝條生長量見表2。由表2可知,6月15日,各種源黑果枸杞枝條的生長量無顯著差異,為28.4~36.2 cm,其中7 號種源枝條生長量最大,2 號種源最小。6月25日,除2 號和7 號種源外,其余種源黑果枸杞枝條的生長量無顯著差異,8 個種源黑果枸杞枝條的生長量為29.8~48.8 cm,7 號種源生長量最大,2 號最小。7月5日,除2 號和3 號種源外,其余種源無顯著差異,8 個種源黑果枸杞枝條的生長量為30.4~50.6 cm,7 號種源生長量最大,2 號種源最小。7月15日,各種源黑果枸杞枝條的生長量存在顯著差異,8 個種源黑果枸杞枝條的生長量為31.0~54.2 cm,其中4 號種源枝條生長量最大,2 號種源最小。
表2 不同種源黑果枸杞枝條生長量?Table 2 The branch growth of L.ruthenicum from different provenances cm
由表2可以看出,除2 號、4 號、7 號種源外,其余種源黑果枸杞在6月中下旬—7月上旬枝條生長速度較快,7月中旬之后生長逐漸變得緩慢。2號種源黑果枸杞枝條生長集中在6月中旬前,6月中旬后生長緩慢。4 號種源黑果枸杞枝條在6月中下旬開始迅速生長,7月中旬仍具有較大的生長趨勢。7 號種源黑果枸杞枝條在6月中旬之前生長速度較快,之后生長逐漸變得緩慢。
不同種源黑果枸杞果實形態(tài)特征見表3。由表3可知,8 個種源黑果枸杞中,3 號種源果柄最長,為10.60 mm,2 號和6 號種源次之,分別為9.62、8.93 mm,8 號種源果柄最短,為7.47 mm。6 號種源果實最大,其橫徑和縱徑分別為10.76、7.75 mm。從單果質(zhì)量來看,6 號種源單果質(zhì)量最大,為0.44 g,且與其余種源差異顯著,7 號種源單果質(zhì)量最小,為0.31 g。8 個種源中,僅1 個種源的單果質(zhì)量大于0.40 g,4 個種源的單果質(zhì)量為0.35~0.40 g,3個種源的單果質(zhì)量為0.30~0.35 g。
表3 不同種源黑果枸杞果實形態(tài)特征?Table 3 Fruit morphological characteristics of L.ruthenicum from different provenances
2.3.1 主要營養(yǎng)成分含量
不同種源黑果枸杞主要營養(yǎng)成分含量見表4。由表4可知,不同種源黑果枸杞可溶性固形物含量差異顯著,8 個種源可溶性固形物含量為9.00%~11.06%,3 號種源可溶性固形物含量最高,為11.06%,2 號最低,為9.00%。不同種源黑果枸杞可溶性糖含量差異顯著,含量為1.15%~1.83%,6 號種源中可溶性糖含量最高,為1.83%,8 號種源次之,為1.77%,1 號種源最低,為1.15%。從總黃酮含量來看,不同種源黑果枸杞總黃酮含量差異顯著,含量為42.0~65.2 mg/g,其中2 號、4 號、6 號、8 號種源總黃酮含量顯著高于其余種源,均大于60 mg/g,7 號種源含量最低,為45 mg/g,顯著低于其余種源??偡雍糠治鼋Y(jié)果表明,不同種源果實總酚含量差異顯著,含量為48.84~75.14 mg/g,2 號和6 號種源總酚含量較高,大于70 mg/g,1 號種源含量最低,為48.84 mg/g,小于50 mg/g。不同種源總黃酮和總酚含量變化出現(xiàn)一定規(guī)律,多數(shù)種源總黃酮含量高,其總酚含量也高,但是有個別種源相反,如1 號種源總黃酮含量適中,但是總酚含量最低。
表4 不同種源黑果枸杞果實中主要營養(yǎng)成分含量?Table 4 The main nutrient content of L.ruthenicum from different provenances
2.3.2 礦質(zhì)元素含量
不同種源黑果枸杞果實中礦質(zhì)元素含量見表5,各礦質(zhì)元素含量占中國食品標簽營養(yǎng)素參考值的百分比見表6。由表5~6 可知,所測9 種礦質(zhì)元素中,黑果枸杞果實中K 元素含量最高,平均為38.85 g/kg,各種源果實K 元素含量占中國食品標簽營養(yǎng)素參考值(NRV 值)的比例均大于30%,說明8 個種源黑果枸杞果實均富含K 元素。1 號、3 號、4 號、5 號、8 號種源黑果枸杞果實中P 元素含量占NRV 值的比例依次為60.25%、29.66%、45.63%、21.46%、30.79%,均大于15%,說明以上種源黑果枸杞的果實富含P元素,2 號、6 號、7 號種源黑果枸杞果實中P 元素含量占NRV 值的比例依次為5.15%、11.90%、7.85%,均小于15%。8 個種源黑果枸杞果實中Ca、Mg、Fe、Mn、Cu 元素含量占NRV 值的比例均高于15%,說明8 個種源黑果枸杞的果實均富 含Ca、Mg、Fe、Mn、Cu 元 素。4 號、5 號 種源黑果枸杞果實中Zn 元素含量占NRV 值的比例分別為19.93%、17.63%,大于15%,說明4 號、5 號種源黑果枸杞果實富含Zn 元素,其余種源黑果枸杞果實中Zn 元素含量占NRV 值的比例均小于15%。
表5 不同種源黑果枸杞果實中礦質(zhì)元素含量?Table 5 The mineral element content of L.ruthenicum from different provenances
表6 不同種源黑果枸杞果實中礦質(zhì)元素含量占中國食品標簽營養(yǎng)素參考值的比例Table 6 The NRV of L.ruthenicum from different provenances %
所測9 種礦質(zhì)元素中有5 種為大量元素,4 種為微量元素。由表5還可知,5 號種源黑果枸杞果實中大量元素含量最高,為66.90 g/kg,3 號種源次之,為63.81 g/kg,7 號種源最低,為42.77 g/kg。各種源黑果枸杞果實中大量元素含量由高到低依次為5 號、3 號、4 號、6 號、2 號、8 號、1 號、7 號。6 號種源黑果枸杞果實中微量元素含量最高,為343.21 mg/kg,4 號種源次之,為197.52 mg/kg,7 號種源微量元素含量最低,為98.10 mg/kg。各種源黑果枸杞果實中微量元素含量由高到低依次為6 號、4 號、5 號、2 號、3 號、1 號、8 號、7 號??傮w上,果實中大量元素含量高的種源,微量元素含量相對較高,但無明顯線性規(guī)律。
在生產(chǎn)實踐中,各地可根據(jù)當?shù)貧夂蛱卣鳎Y(jié)合不同種源黑果枸杞的生長特性,選擇適合當?shù)胤N植的黑果枸杞種源。本研究中通過分析不同種源黑果枸杞的生長特性、果實形態(tài)特征、果實中主要營養(yǎng)成分及礦質(zhì)元素含量,篩選出適宜荒漠區(qū)人工造林的種源3 個(張掖甘州區(qū)西洞灘和武威民勤青土湖、酒泉肅州區(qū)),適宜人工栽培種源2 個(張掖甘州區(qū)老寺廟農(nóng)場、酒泉肅州區(qū))。
在不同環(huán)境下,不同種源植物的形態(tài)及生理特性相差較大,如育苗生長期、物候期、生長特性、葉片形態(tài)、果實主要營養(yǎng)成分等均可能存在顯著差異[18-22,27-29]。如劉克彪等[19]研究了不同種源黑果枸杞的物候期和生長特性,發(fā)現(xiàn)其存在顯著差異,且地理和氣候因子對其果實主要成分含量影響較大;李欽俊等[30]研究了柴達木野生黑果枸杞果實中營養(yǎng)成分含量,結(jié)果表明不同采集地點黑果枸杞果實中營養(yǎng)成分含量差異較大。這與本研究結(jié)果一致,本研究中不同?。▍^(qū))種源黑果枸杞以及甘肅省內(nèi)不同采集點黑果枸杞的長勢、果實中主要營養(yǎng)成分及礦質(zhì)元素含量差異較大。本研究中生長相對較快的4 個種源黑果枸杞中,7 號種源枝條雖然具有較大的生長量,但是其快速生長期集中于6月中旬之前,此階段氣溫相對較低,后期其生長較慢接近停滯,可推測該種源不適于高溫氣候條件下種植,故不建議在沙區(qū)造林時選用,4 號、6 號、8 號種源的枝條在7—8月氣溫相對較高的情況下仍具有較快的生長速度,適合用于沙區(qū)造林。2 號和6 號種源果實形態(tài)特征較好,果實中主要營養(yǎng)成分含量較高,適合用于人工栽培。2 號、4 號、6 號和8 號種源均為甘肅境內(nèi),可推測甘肅省內(nèi)采集的黑果枸杞在當?shù)匾N栽培具有更好的適應(yīng)性,這與劉克彪等[19]經(jīng)研究得出的氣候特征、環(huán)境差異對不同種源黑果枸杞果實中主要營養(yǎng)成分的影響較大的結(jié)果一致。因此,應(yīng)盡可能挖掘本土種源,以便得到更好的生態(tài)、經(jīng)濟和社會效益。
由于每個黑果枸杞產(chǎn)區(qū)的采樣量相對較少,本研究結(jié)果有待進一步驗證。另外,為了篩選出更具代表性的黑果枸杞種源及品種,在后續(xù)研究中將對同一產(chǎn)區(qū)不同地點以及植株和果實形態(tài)特征差異較大的黑果枸杞種源進行研究。