王奕丹，靳 磊，崔 亮，全 卓，王 娟，唐 燕*

（1 寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院 銀川 750021 2 寧夏眾森生態(tài)環(huán)境（集團(tuán)）有限公司 銀川 750021）

細(xì)葉百合（L.pumilum DC），又稱山丹百合，為百合科百合屬多年生草本植物，生于山坡草地或林緣處，在我國(guó)擁有豐富的野生資源，主要分布在寧夏、甘肅、青海、陜西等地[1-2]。其鱗莖中不僅含有豐富的淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪和膳食纖維，亦富含多糖、皂苷、生物堿及多酚類物質(zhì)等活性成分，具有良好的食用和藥用價(jià)值[3-6]。

國(guó)內(nèi)外對(duì)百合活性物質(zhì)的研究主要涉及蘭州百合（L.davidii var.）、卷丹百合（L.lancifolium）和龍牙百合（L.brownii var.）、岷江百合（L.regale）、渥丹（L.concolor）等種類[7-10]，研究重點(diǎn)主要集中在活性物質(zhì)的含量或不同種類百合之間含量的差異評(píng)價(jià)上，而針對(duì)百合活性物質(zhì)與生態(tài)因子的關(guān)系尚未見(jiàn)研究報(bào)道。目前僅有雷盧恒等[11]研究表明，15 個(gè)不同卷丹居群鱗莖多酚物質(zhì)含量與海拔、年均氣溫、光照等因素存在顯著正相關(guān)或負(fù)相關(guān)作用。本研究以寧夏野生細(xì)葉百合鱗莖為材料，測(cè)定8 個(gè)生長(zhǎng)區(qū)域細(xì)葉百合鱗莖中的活性物質(zhì)含量，以及生長(zhǎng)區(qū)域的土壤養(yǎng)分含量。收集該分布區(qū)的氣象資料，比較分析不同分布區(qū)細(xì)葉百合鱗莖中活性物質(zhì)含量的差異，篩選寧夏野生細(xì)葉百合優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源，闡明細(xì)葉百合鱗莖中活性物質(zhì)含量與生態(tài)因子的關(guān)系，以及影響寧夏細(xì)葉百合活性成分積累的主要生態(tài)因子，為細(xì)葉百合的優(yōu)質(zhì)栽培提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣地設(shè)置

根據(jù)細(xì)葉百合在寧夏地區(qū)的自然分布情況設(shè)置樣地，選取8 個(gè)自然分布區(qū)作為樣地，主要設(shè)在南部六盤山地區(qū)（涇源縣、西吉縣）、中部干旱帶的羅山地區(qū)（紅寺堡區(qū)）和北部的賀蘭山地區(qū)（鎮(zhèn)北堡縣），地理位置為緯度35～39°N，經(jīng)度105～107°E，海拔1 426～2 434 m。

1.2 樣品的采集與處理

于2017年7-8月，細(xì)葉百合成熟期采集百合鱗莖和土壤樣品。在每個(gè)樣地采集5～8 個(gè)野生細(xì)葉百合鱗莖，真空冷凍干燥處理24 h，粉碎過(guò)100目篩，密封保存?zhèn)溆?；在每個(gè)樣地沿著東、南、西、北、中5 個(gè)方位（水平距離相距5 m 以上），采集5份0～40 cm 土壤樣品，然后充分混合，做3 個(gè)重復(fù)。自然風(fēng)干，除去土壤樣品中的樹根和石塊，研磨過(guò)20 目篩，置于棕色瓶中保存。

1.3 樣品的測(cè)定

1.3.1 儀器與設(shè)備 UV-4803 型紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)，上海尤尼柯儀器有限公司；5424 型艾本德臺(tái)式高速離心機(jī)，南京貝登電子商務(wù)有限公司；KQ-500DE 型數(shù)控超聲清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；SENCO-R 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，上海申生生化儀器廠；HHS-21-8 型電熱恒溫水浴鍋，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；Rapid CS Cube 型碳硫分析儀，北京嘉德元素科技有限公司；BUCHIK360 型全自動(dòng)凱氏定氮儀法，上海沃瓏儀器有限公司。

1.3.2 細(xì)葉百合鱗莖提取液制備 稱取一定量的百合鱗莖干粉，采用超聲波進(jìn)行提取，以無(wú)水甲醇為提取溶劑，在料液比1∶15（g/mL），超聲功率60 Hz，pH 5，溫度50 ℃條件下，超聲提取40 min，連續(xù)提取2 次，將提取液在10 000 r/min 條件下離心5 min，合并上清液，45 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干，用提取溶劑定容至30 mL。置于-20 ℃冰箱保存，用于活性物質(zhì)含量的測(cè)定。

1.3.3 細(xì)葉百合鱗莖中活性物含量的測(cè)定 多糖含量的測(cè)定采用硫酸-苯酚法[12]，結(jié)果以每克百合鱗莖干粉中含有的葡萄糖質(zhì)量（mg）表示；總酚含量的測(cè)定采用福林-肖卡法[13]，結(jié)果以每克干粉中含有的沒(méi)食子酸質(zhì)量（mg）表示；皂苷含量的測(cè)定采用香草醛——冰醋酸顯色法[14]，結(jié)果以每克百合干粉中含有的薯蕷皂苷質(zhì)量（mg）表示；生物堿含量的測(cè)定采用溴甲酚綠顯色法[15]，結(jié)果以每克百合干粉中含有的秋水仙堿質(zhì)量（mg）表示。

1.3.4 土壤樣品分析測(cè)定 土壤總有機(jī)碳含量的測(cè)定采用TOC 儀法；土壤全氮含量的測(cè)定采用全自動(dòng)凱氏定氮儀法；土壤全磷含量的測(cè)定采用紫外分光光度比色法[16-18]。

1.4 氣象數(shù)據(jù)的獲取

根據(jù)每個(gè)采樣點(diǎn)的地理坐標(biāo)，利用中國(guó)氣象科學(xué)網(wǎng)站，收集了1987—2017年30年的氣象資料，主要包括年均溫度、年平均最低溫、年平均最高溫、水蒸氣壓、年均降雨量、風(fēng)速和太陽(yáng)總輻射（見(jiàn)表1）。

表1 不同取樣地氣象數(shù)據(jù)Table 1 Meteorological data from different sampling sites

1.5 數(shù)據(jù)處理

所有試驗(yàn)均重復(fù)3 次，結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差” 表示，數(shù)據(jù)處理用Excel 2019 軟件，運(yùn)用Canoco 5.0 軟件中的冗余分析（Redundancy analysis，RDA）方法，分析細(xì)葉百合鱗莖活性物質(zhì)含量與生態(tài)因子之間的相互關(guān)系，顯著度水平設(shè)為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 細(xì)葉百合鱗莖活性物質(zhì)含量特征

細(xì)葉百合鱗莖中活性物質(zhì)含量在不同地區(qū)間存在顯著差異。如表2所示，不同采集地細(xì)葉百合鱗莖多酚類物質(zhì)含量變化范圍為1.77～2.64 mg/g，其中涇源縣新民鄉(xiāng)南莊村細(xì)葉百合鱗莖中多酚類物質(zhì)含量最高，是含量最低的西吉縣火石寨細(xì)葉百合的1.49 倍；涇源縣新民鄉(xiāng)南莊村的細(xì)葉百合鱗莖中多糖含量顯著高于其它地區(qū)，達(dá)到26.81 mg/g，西吉縣火石寨次之，紅寺堡區(qū)羅山綠化臺(tái)溝最低，僅為14.77 mg/g；皂苷含量在不同采集地百合鱗莖中含量較少，變化范圍為1.24～1.86 mg/g；紅寺堡區(qū)羅山亂柴溝采集的細(xì)葉百合鱗莖中生物堿含量最高，達(dá)到15.74 mg/g，是其它采集地細(xì)葉百合的的1.22～1.36 倍。

表2 不同采集地細(xì)葉百合鱗莖活性物質(zhì)含量Table 2 Active substances contents in L.pumilum bulbs from different collection sites

各采集地活性物質(zhì)含量數(shù)據(jù)變異系數(shù)均小于15%（見(jiàn)表3），在寧夏自然分布的細(xì)葉百合鱗莖活性物質(zhì)中多糖含量最高，生物堿次之，皂苷含量最低，其平均含量從高到底依次為：多糖（19.95±0.94）mg/g，生物堿（12.57±0.57）mg/g，總酚（2.11±0.10）mg/g，皂苷（1.44±0.11）mg/g。

表3 寧夏細(xì)葉百合鱗莖活性物質(zhì)含量特征Table 3 Characteristics of active substances in bulb of Ningxia L.pumilum

2.2 不同采集地土壤C、N、P 含量特征

如表4所示，不同采集地土壤中總有機(jī)碳含量變化范圍為23.72～53.36 mg/g，其中涇源縣新民鄉(xiāng)南莊村細(xì)葉百合鱗莖的總有機(jī)碳含量最高，達(dá)到53.36 mg/g，其次為涇源縣西賢村細(xì)葉百合鱗莖，西吉縣火石寨細(xì)葉百合鱗莖總有機(jī)碳含量最低；土壤全氮含量變化范圍為0.44～2.34 mg/g，其中西吉縣火石寨土壤全氮含量最高，達(dá)到2.34 mg/g，是其它采集地土壤含量的1.13～5.32 倍；土壤全磷含量變化范圍為0.17～0.33 mg/g，在各采集地土壤中含量均較低。

表4 不同采集地土壤碳、氮、磷特征Table 4 Soil C，N，P contents in different collection sites

2.3 細(xì)葉百合鱗莖活性物質(zhì)含量與生態(tài)環(huán)境因子的關(guān)系

不同種群細(xì)葉百合鱗莖活性物質(zhì)含量與生態(tài)因子RDA 排序結(jié)果顯示，生態(tài)因子對(duì)活性物質(zhì)的總解釋變量占61.6%（調(diào)整后的解釋差異為10.5%）。圖中箭頭之間的角度代表了響應(yīng)變量和解釋變量間的相關(guān)性，箭頭越長(zhǎng)，生態(tài)因子對(duì)百合鱗莖活性物質(zhì)含量的解釋量越大。如圖1所示，皂苷含量與水蒸氣壓、年均降雨量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，而與緯度、太陽(yáng)總輻射呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；多酚類物質(zhì)含量與經(jīng)度呈顯著正相關(guān)關(guān)系；多糖含量與緯度、太陽(yáng)總輻射呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；生物堿含量與年均降雨量、年平均氣溫呈不顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系；多酚類物質(zhì)含量與土壤總有機(jī)碳含量、土壤碳磷比呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，多糖、皂苷含量與土壤全氮含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系，而與土壤氮磷比呈顯著正相關(guān)關(guān)系，生物堿與土壤全磷含量呈顯著負(fù)相關(guān)性。

圖1 不同種群細(xì)葉百合鱗莖活性物質(zhì)含量與生態(tài)因子RDA 排序圖Fig.1 RDA of active substance content in L.pumilum bulbs and environment variables in different populations

3 討論

寧夏8 個(gè)自然分布區(qū)生態(tài)因子對(duì)細(xì)葉百合鱗莖活性物質(zhì)含量的影響存在顯著差異，其中寧夏六盤山地區(qū)細(xì)葉百合鱗莖活性物質(zhì)含量均較高，細(xì)葉百合的主要活性成分有多糖、甾體皂苷、酚類化合物、黃酮類化合物和生物堿等，具有免疫調(diào)節(jié)、降血糖、抗腫瘤、抗真菌以及抗氧化等功能，是影響其藥用價(jià)值的重要物質(zhì)[19-21]，因此，六盤山地區(qū)百合種質(zhì)資源潛在的保健功能具有更高的開發(fā)和利用價(jià)值。

生態(tài)因素與植物體內(nèi)化學(xué)物質(zhì)形成和變化密切相關(guān)，對(duì)藥用植物中有效成分的形成和積累起重要作用，光照、溫度、水分等間接影響植物的生長(zhǎng)及植物體內(nèi)物質(zhì)的含量[22-24]。本研究中RDA 分析表明，多糖含量與緯度呈顯著負(fù)相關(guān)，隨著緯度的升高，太陽(yáng)輻射減少，使得溫度降低，不利于多糖的富集，可能是因?yàn)槎嗵鞘且环N能量物質(zhì)，為抵御寒冷而被消耗，因此積累量少；多酚類物質(zhì)含量在寧夏不同采集地差異較大，這可能與當(dāng)?shù)厮幍沫h(huán)境條件有關(guān)，除了總酚含量與經(jīng)度間呈極顯著正相關(guān)外，其余相關(guān)性均未達(dá)到顯著水平，這表明經(jīng)度是影響細(xì)葉百合鱗莖多酚類物質(zhì)含量的主導(dǎo)地理分布因子，在一定范圍內(nèi)，經(jīng)度升高有利于細(xì)葉百合總酚含量的積累；皂苷含量與水蒸氣壓、年均降雨量呈顯著正相關(guān)關(guān)系，在水分充足的環(huán)境條件下利于皂苷的積累，這與郭杰等[25]研究結(jié)果一致；而生物堿對(duì)氣候因子的響應(yīng)不明顯。

土壤是植物生長(zhǎng)的基礎(chǔ)，與植物時(shí)刻進(jìn)行著頻繁的物質(zhì)交換，因此土壤是影響植物體內(nèi)化學(xué)成分的重要因素，其理化性質(zhì)對(duì)藥用植物的產(chǎn)量和質(zhì)量有顯著影響，土壤中的C、N、P 對(duì)細(xì)葉百合的生長(zhǎng)發(fā)育有一定的影響，其中N、P 是極其重要的限制因子[26-28]。本研究通過(guò)RDA 分析發(fā)現(xiàn)，多酚類物質(zhì)含量與土壤總有機(jī)碳含量、土壤的碳磷比呈顯著正相關(guān)，說(shuō)明土壤的碳磷比可能是影響細(xì)葉百合鱗莖多酚類物質(zhì)含量的主要土壤因子，土壤的碳磷比越大，越容易促進(jìn)多酚類物質(zhì)的生成；鱗莖中生物堿含量與土壤全磷含量呈顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明細(xì)葉百合鱗莖中生物堿積累主要受P 元素限制，施肥時(shí)適當(dāng)減少P 肥的施加，有利于細(xì)葉百合鱗莖中生物堿的合成；皂苷和多糖含量與土壤全氮含量呈顯著正相關(guān)，說(shuō)明增加土壤中全氮的含量能夠在不同程度上促進(jìn)細(xì)葉百合鱗莖中活性物質(zhì)的積累，這與王靜等[29]在氮磷鉀對(duì)桔梗次生代謝產(chǎn)物影響的研究結(jié)果相似。本研究結(jié)果可以用于指導(dǎo)百合土壤養(yǎng)分，合理開發(fā)和利用野生百合資源，為寧夏地區(qū)開展食用百合特色產(chǎn)業(yè)，更新傳統(tǒng)食用百合種植結(jié)構(gòu)，促進(jìn)寧夏乃至我國(guó)百合產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重要意義。

4 結(jié)論

寧夏8 個(gè)自然分布區(qū)細(xì)葉百合鱗莖活性物質(zhì)含量存在顯著差異，其中六盤山地區(qū)細(xì)葉百合鱗莖中活性物質(zhì)含量整體優(yōu)于其它兩區(qū)，可作為優(yōu)質(zhì)百合資源開發(fā)利用；通過(guò)RDA 分析探明了經(jīng)度、年均降雨量、土壤全氮是其活性成分積累的主要生態(tài)因子。