土壤养分与青钱柳叶营养成分间的相关性分析

柏明娥，杨柳，徐高福，王丽玲，王衍彬，刘本同

(1.浙江省林业科学研究院，杭州310023；2.浙江省林产品质量检测站，杭州310023； 3.浙江省淳安县新安江开发总公司，浙江淳安311700)

青钱柳 (Cyclocaryapaliurus) 又称摇钱树，系胡桃科(Juglaruiaceae)青钱柳属(Cyclocarya)植物，为我国特有，主要分布于江西、浙江、江苏、安徽、福建、台湾、湖北、四川、贵州等地，多生于海拔420～2500m的山区、溪谷或石灰岩山地，喜生于温暖、湿润、肥沃、排水良好的酸性红壤或黄红壤[1]。青钱柳树型高大，树姿壮观，为集药用、材用和观赏价值于一身的多用途树种，特别是通过近年来的研究表明青钱柳叶中同时含有多糖、黄酮、皂苷、有机酸等有机营养成分和钙、镁、铁、锌、硒、钒、锗等无机营养成分[2]，具有明显的降血糖[3-4]、降血压[5]、降血脂[6-7]、抗氧化[8-9]、抗肿瘤[10-11]和增强机体免疫功能[12]等多种药理和保健功效。随着人们对青钱柳健康养生作用认识的不断深入，以青钱柳叶为原料的各种保健茶、降糖冲剂等产品不断涌现，市场对青钱柳资源的需求量也不断增加，许多地区开始人工种植青钱柳以弥补天然资源的不足。

浙江省位于我国东部沿海地区，地处118°01′～123°10′E，27°02′～31°31′N，属亚热带季风气候区，充足的热量条件、充沛的降水和适宜的光照为青钱柳的生长提供了得天独厚的气候资源优势。据《浙江植物志》记载，青钱柳在浙江省的安吉、临安、淳安、建德、宁波、天台、开化、仙居、遂昌、龙泉、庆元、丽水等地均有分布[13]。刘清亮[14]等基于183个青钱柳地理分布记录和8个气候环境因子数据，采用MaxEnt模型软件对青钱柳潜在适宜分布区进行预测结果表明浙江南部为高度适宜分布区，该研究从气候环境因子方面说明浙江省是青钱柳较适宜栽培区。本课题组于2012起已在浙西南地区的遂昌、缙云、衢州、淳安等地开始进行青钱柳资源的人工培育，为进一步研究土壤养分与青钱柳叶营养成分累积间的关系，本文选取在上述试验区的土壤样品和青钱柳叶为研究对象，分析了不同地区的土壤养分和矿质元素含量及对应的青钱柳叶矿质元素和有机成分含量，并分析了它们之间的相关性，为更好地指导青钱柳的人工栽培提供参考。

1 材料与方法

1.1 样品采集与处理

取样地分别位于浙江省丽水市遂昌县王村口镇官塘村、丽水市缙云县大洋镇西峰村、衢州市衢江区上方镇上龙寺村和杭州市淳安县梓桐口林场的青钱柳种植试验区，各试验地的基本概况见表1。2018年5月分别于各试验地的上、中、下坡采集土样和青钱柳叶样品。采土样时，在采样点先刮去2～3cm厚的表层土，再用采土器取20cm深的土芯，在室内将土样自然风干、去杂、混匀、碾碎，过筛(18目)，装自封口袋备用。青钱柳叶样品采自取土样附近的青钱柳植株，于不同方向采集枝条中上部新鲜叶片，去除叶柄，混匀，将鲜叶于室内适当摊放后于60℃条件下干燥至恒重，粉碎，过40目筛，备用。

表1 试验地基本概况

1.2 样品分析

土壤养分含量测定：土壤有机质含量测定采用重铬酸钾容量法一外加热法(LY/T 1237-1999)；土壤pH值的测定采用电位法(LY/T 1239-1999)；土壤水解性氮含量测定采用碱解扩散法(LY/T 1228-2015)；有效磷含量测定采用双酸浸提一钼锑抗比色法(LY/T 1232-2015)；速效钾含量测定采用原子吸收分光光度法(LY/T 1234-2015)。

土壤和青钱柳叶矿质元素含量测定：样品经微波消解后(Multwave 3000微波消解仪，奥地利安东帕)，钙、镁、铁、锌含量测定采用原子吸收分光光度法测定(ICE3500原子吸收光谱仪，美国赛默飞)，硒含量采用原子荧光分光光度计测定(AFS-9230原子荧光光度计，北京吉天)。

青钱柳叶有机成分含量测定：黄酮含量测定采用三氯化铝显色法[15]，多糖含量测定采用苯酚-硫酸法[16]。

1.3 数据统计

试验结果采用Microsoft Excel 2003和SPSSl7.0软件进行分析，用单因素方差分析(One-Way-ANOVA)和多重比较(LSD法)分析不同数据组间的差异，用双变量相关分析(Bivariate)检测指标间的相关性。

2 结果与分析

2.1 各试验地土壤养分含量

各试验地的土壤养分含量测定结果见表2。从表2可知，各试验地的土壤有机质含量在15.43～45.77g/kg，其中以淳安试验地为最高，为45.77g/kg，且与其它3个试验地存在显著差异(P<0.05)；土壤水解性氮仍以淳安试验地为最高，达180.59mg/kg，其次为衢州和遂昌基地，最低的为缙云试验地，为40.73mg/kg，与淳安试验地存在显著差异(P<0.05)，而与衢州和遂昌试验地差异不显著(P>0.05)；土壤速钾和土壤速磷以遂昌试验地为最高，其次为淳安和衢州试验地，最低为缙云试验地，其中土壤速钾在4个试验地之间差异不显著(P>0.05)，土壤速磷除缙云试验地与其它3个试验地之间有显著差异(P<0.05)外，其它3个试验地之间无显著差异(P>0.05)。对照全国统一划分的六级制分级标准，除淳安试验地的有机质含量>4.00%，属1级外，其余3个试验地的有机质含量均处于1.01%～3.01%之间，属3级、4级，水解性氮含量除淳安试验地大于150mg/kg，属1级外，其它3个试验地处于30～90 mg/kg，属4级、5级，速效钾含量基本处于3级和4级之间，而有效磷含量则偏低，全部小于3 mg/kg，属6级。土壤pH值除淳安小于4.5属强酸外，其余均在4.5～5.5之间，属酸性，这也与青钱柳适生酸性土壤环境相吻合。

表2 各试验地土壤养分含量

表3 土壤养分含量分级标准

注：按全国统一划分的六级制分级。下同。

2.2 各试验地土壤矿质元素含量

各试验地的土壤矿质元素含量测定结果见表4。从表4可以看出，土壤钙含量和交换性钙含量最高的分别为淳安和遂昌试验地，但4个试验地之间差异均不显著(P>0.05)；土壤镁最高的为遂昌试验地，其次为衢州和淳安，最低的为缙云试验地；土壤交换性镁最高的为淳安试验地，且与其它3个试验地之间存在显著差异(P<0.05)；土壤铁含量最高的为遂昌试验地，最低的为缙云试验地，土壤锌含量最高的为淳安试验地，其次为遂昌试验地，4个试验地之间无显著差异(P>0.05)；土壤硒含量最高的为衢州试验地，其次为淳安试验地，最低的为缙云试验地。对照我国土壤中矿质元素含量的分级标准，各试验地土壤中的钙、镁、铁、锌含量均较高，达到很高或特高级别，土壤硒含量处于0.1～0.3mg/kg之间，属中等水平(我国土壤硒含量平均为0.20mg/kg)。

表4 各试验地土壤矿质元素含量

表5 土壤中矿质元素含量及分级标准

2.3 各试验地青钱柳叶矿质元素和有机成分含量

各试验地青钱柳叶矿质元素和有机成分含量检测结果见表6。由表6可知，青钱柳叶中钙含量最高的为衢州试验地，含量为4.43g/kg，最低的为淳安试验地，为3.18g/kg，各试验地之间差异不显著(P>0.05)；镁含量最高的为缙云试验地，为1.81g/kg，最低的为衢州试验地，为0.89g/kg，两者间存在显著差异(P<0.05)；铁含量最高的为缙云试验地，为150.92mg/kg，最低的为遂昌试验地，为100.5mg/kg，两者间存在显著差异(P<0.05)；锌含量最高的为也为缙云试验地，最低的为淳安试验地，但4个试验地之间差异不显著(P>0.05)；硒含量最高的为衢州试验地，为0.13mg/kg，最低的为遂昌和淳安试验地，但4个试验地之间差异不显著(P>0.05)；有机物多糖含量最高的为淳安试验地，为5.23%，与其它3个试验地之间存在显著差异(P<0.05)；黄酮含量最高的为缙云试验地，为5.16%，4个试验地之间差异不显著(P>0.05)。通过对青钱柳叶各矿质元素含量与土壤矿质元素含量的比值(见表7)可以看出，青钱柳对各矿质元素的吸收利用程度除铁较低仅为0.85%外，其余均较高，最高的为锌，平均为81.87%，其次为硒，平均利用率为52.11%，说明青钱柳对土壤矿质元素的富集吸收能力较强。

表6 试验地青钱柳叶矿质元素和有机成分含量检测结果

表7 青钱柳叶对土壤中各矿质元素的吸收利用率

2.4 土壤养分与青钱柳叶营养成分间的相关性

通过双变量相关性分析表明(见表8)，青钱柳叶中的矿质元素含量大部分与土壤养分含量和矿质元素含量的相关性不明显，且大部分呈负相关，个别表现出较强的负相关性，如叶片铁与土壤速效钾、土壤镁、土壤铁，相关系数分别为-0.612、-0.635、-0.659；叶片有机营养成分多糖与土壤有机质、土壤水解性氮、土壤交换性镁具有较强的正相关性，相关系数分别为0.715、0.605、0.611，而与土壤pH值表现出较强的负相关性，相关系数为-0.663；叶片有机营养成分黄酮与土壤养分和矿质元素间的相关性不明显，且与多糖相反，与土壤有机质、土壤水解性氮呈负相关。

表8 青钱柳叶养分含量与土壤养分和矿质元素的相关性

注：带“*”表示在0.05水平上相关性显著。

3 结论与讨论

本文调查分析了4个青钱柳人工培育试验地的土壤养分、矿质元素含量和青钱柳叶矿质元素、有机营养成分含量及它们之间的相互关系，以期从土壤环境因子方面阐述对青钱柳品质的影响。分析表明淳安试验地的土壤有机质含量和水解性氮含量均较高，属1级，其它3个试验地在土壤养分含量方面差异不大，而所有试验地的土壤有效磷含量偏低。土壤有机质含量是土壤熟化程度和肥力水平的重要指标，丰富的有机质有利于土壤团粒结构的形成，能有效地保水、保肥、通气和透水。通过相关性分析表明青钱柳叶的多糖含量与土壤有机质含量、土壤水解性氮成显著正相关，因此通过增施有机肥和提高土壤中的氮素水平，可促进青钱柳叶中活性成分多糖含量的积累，这为今后青钱柳定向培育中的土壤养分管理提供参考。各试验地土壤中矿质元素钙、镁、铁、锌含量较高，达到很高或特高级别，土壤硒含量0.1～0.3mg/kg，属中等水平。铁、锌、硒是人体必需的微量元素，有研究认为青钱柳具有明显的降血糖和降血脂等药用功效，与这些微量元素的存在密切相关[17]。同时分析还表明青钱柳对各矿质元素的吸收利用程度除铁较低外，其余均较高，说明青钱柳对土壤矿质元素的富集吸收能力较强。相关性分析表明青钱柳叶中的矿质元素含量除硒与土壤硒成正相关外，其余均成负相关，但大部分相关性不明显。土壤是植物生长的基础，也是植物获取营养的主要来源，但影响植物生长、次生代谢产物和营养成分累积的因素非常复杂，不能完全用土壤养分的影响来解释，可能是与本身的遗传因子及光照、水分、温度、湿度等众多生态环境因子有关，这方面的研究有待进一步深入探讨。