黔產紅托竹蓀基地土壤-紅托竹蓀體系礦質元素含量及相關性分析

王德美，劉桂華，范成五，柴冠群，羅沐欣鍵，秦 松

（1貴州大學農學院，貴陽 550025；2貴州省農業(yè)科學院土壤肥料研究所，貴陽 550006）

0 引言

紅托竹蓀(Dictyophora rubrovolota)作為貴州省織金縣地理標志性產品，隸屬于擔子菌亞門腹菌綱鬼筆目，紅托竹蓀具有美麗的外觀、富含豐富的營養(yǎng)，享有“菌中皇后”的美譽，為世界上名貴的清香型藥用、食用菌之一[1]。因竹蓀富含多種生物活性物質，如多糖、多酚、黃酮等，經常食用竹蓀可提高人體免疫力、低抗癌細胞、防衰老抗氧化、抗炎等多種功效[2]。紅托竹蓀的栽培離開土壤就不能進行生殖生長，難以形成子實體。礦質元素是植物生長發(fā)育、增產提質的物質前提[3]。研究表明硫酸鋅、硫酸銅、硫酸鉀均能促進棘托竹蓀菌絲的生長[4]。馬艷弘等[5]研究也顯示部分礦質元素如鎂離子、鈣離子、鋅離子能加快竹蓀菌絲生長，但鐵離子、鉀離子促進竹蓀菌絲生長效果不明顯[6]。華洋林等[7]研究表明貴州的竹蓀富含較多的礦質元素（Ca、Mg、Fe和Zn）。長裙竹蓀含鋅(55.5 mg/kg)、錳(97.5 mg/kg)較高[8]；況丹[9]對7種食用菌的礦質元素展開分析，結果表明竹蓀中的鋅含量達最高，為60.2mg/kg。王志鵬等[10]研究表明3種食用菌中各礦質元素(Fe、Zn、K、Na)含量與土壤中對應元素具有一定的相關性。紅托竹蓀的菌體是竹蓀食用的主要部位，測定紅托竹蓀基地土壤與紅托竹蓀菌體中的礦質元素。分析紅托竹蓀主產區(qū)基地土壤礦質元素與竹蓀礦質元素相關性。以期為開發(fā)竹蓀的利用價值、紅托竹蓀的規(guī)范化種植及綜合質量評價提供科學依據。目前對竹蓀研究主要集中在菌絲生長[11]、重金屬風險評價[12]、栽培技術[13]及病蟲害防治[14]等方面，較少研究土壤礦質元素與紅托竹蓀品質相關性。而對紅托竹蓀產品品質產生影響的首要因素與礦質元素聯(lián)系緊密[15]。通過對貴州省織金縣內紅托竹蓀主產區(qū)的土壤及紅托竹蓀礦質元素的相關性研究，以期掌握織金縣紅托竹蓀中礦質元素的含量水平，通過適當調控土壤，利于紅托竹蓀生長；也為紅托竹蓀的營養(yǎng)性和安全性評價提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)域概況

研究區(qū)域位于織金縣內各鄉(xiāng)鎮(zhèn)紅托竹蓀主產區(qū)，屬亞熱帶季風氣候，年平均降雨量約1400 mm，年平均氣溫14.4℃左右，年相對濕度80%，織金縣地形地貌復雜多變，地勢東北低，西南高，海拔在860～2262 m。

1.2 樣品處理

42對樣品（紅托竹蓀-土壤）于2019年8月中旬在貴州省織金縣主要種植基地采集樣品。涉及4個種植基地，基地1（熊家場鎮(zhèn)）采集樣品19對、基地2（黑土鎮(zhèn)）采集樣品11對、基地3（桂果鎮(zhèn)）采集樣品2對、基地4（馬場鎮(zhèn)）采集樣品10對。竹蓀土壤樣品編號為Sn，采用GPS工具箱定位，在紅托竹蓀主栽區(qū)附近梅花型布點，用木鏟采集0～20 cm表層土壤。用四分法取約1 kg土樣帶回，土樣經大棚內自然風干后除去小石頭及雜草，用研磨皿研磨過100目（孔徑0.149 mm）尼龍篩，裝袋密封備用[12]。同樣在每個對應樣點采集紅托竹蓀健壯菌株鮮品，編號為Dn，先用自來水沖洗2～3遍，再用超純水洗凈1～2遍，將可食用部分（菌體）于鼓風干燥箱內60℃烘干至恒重，置于研缽研磨，粉末過60目篩，備用待測。

1.3 樣品檢測

土壤pH采用（水土比為2.5:1）玻璃電極法測定。土壤Se含量采用HCl-HNO3消解，原子熒光測定；土壤Ca、Mg、Fe、Zn全量采用HCl-HNO3-HF-HClO4消解，火焰原子吸收分光光度法測定；紅托竹蓀中Se含量采用微波消解法，ICP-MS測定；紅托竹蓀Ca、Mg、Fe、Zn含量采用火焰原子吸收光譜法測定。

1.4 數(shù)據處理

紅托竹蓀對土壤中的礦質元素的吸收與富集因其含量或種類而異。紅托竹蓀富集系數(shù)用EC來表示[16]，計算如式(1)所示。

式中：EC值越大，表明紅托竹蓀中礦質元素含量越高。利用SPSS軟件分析土壤、紅托竹蓀礦質元素含量的相關性。

2 結果與分析

2.1 紅托竹蓀與土壤礦質元素含量特征

通過對42對樣品（土壤-紅托竹蓀）的礦質元素(K、Ca、Fe、Zn、Se)進行檢測分析，結果見表1，紅托竹蓀中礦質元素平均含量從高到低依次為K＞Ca＞Fe＞Zn＞Se。紅托竹蓀中富含礦質元素鉀最高，為25.52 g/kg（平均值），含量最低的為硒元素1.04 mg/kg（平均值），其中礦質元素含量最高的鉀元素是含量最低的硒元素的2.5萬倍。土壤礦質元素平均含量大小依次為Fe＞K＞Ca＞Zn＞Se。土壤中礦質元素含量最少的為硒元素1.00 mg/kg（平均值），最多的礦質元素為鐵元素105.26 g/kg（平均值），其次為鉀、鈣元素。如表1所示，紅托竹蓀富含多種人體必需的礦質元素如鉀、鈣等元素。包括硒元素在內，紅托竹蓀所含礦質元素含量差別頗大。土壤及紅托竹蓀中礦質元素的變異系數(shù)波動較大，土壤和紅托竹蓀中Ca元素變異系數(shù)最大為118.2、111.5，表明礦質元素Ca在土壤及紅托竹蓀中含量差異較大。土壤Fe元素變異系數(shù)最小為27.8，說明Fe元素在土壤中相對含量較為穩(wěn)定；礦質元素Zn在紅托竹蓀中變異系數(shù)為20.6，表明紅托竹蓀中礦質元素Zn含量相對穩(wěn)定。本研究中土壤-紅托竹蓀體系內5種礦質元素中Ca元素的變異系數(shù)最大，可能與栽培條件與環(huán)境情況有關。

表1 土壤與紅托竹蓀礦質元素含量描述性統(tǒng)計(n=42)

2.2 紅托竹蓀與土壤礦質元素的富集能力

紅托竹蓀對土壤中的礦質元素的吸收受多方面的影響，如土壤理化性質、光照、空氣溫濕度以及竹蓀自身的結構等。本研究中各個種植區(qū)紅托竹蓀（可食部分）對土壤中這5種礦質元素的富集能力不同（表2），其中鉀元素的富集能力最強(2.968)，鉀作為品質元素為人體所必須，為增加紅托竹蓀礦質元素鉀含量，后期栽培紅托竹蓀時可考慮追施鉀肥，一來可能提高紅托竹蓀體內的鉀元素，二可能防止紅托竹蓀破殼后子實體折斷；于人體有益的硒元素富集能力次之(1.088)，富硒紅托竹蓀可作為后續(xù)的研究熱點；鐵元素的富集能力最弱(0.005)，可考慮從土壤添加鐵肥以及紅托竹蓀本身噴施含鐵微肥兩方面入手提高紅托竹蓀Fe元素含量。表明鉀元素較易移動及被紅托竹蓀吸收富集，紅托竹蓀菌體內的硒元素雖然含量少，但硒元素卻較易被竹蓀吸收累積。

表2 紅托竹蓀對土壤礦質元素的富集系數(shù)描述性統(tǒng)計(n=42)

2.3 紅托竹蓀-土壤體系礦質元素的Pearson相關性分析

對紅托竹蓀、土壤礦質元素進行了Pearson相關性統(tǒng)計（表3）。竹蓀中5種礦質元素間均存在協(xié)同效應，K元素與Zn元素(0.49)、Ca元素與Fe元素(0.451)在0.05水平上呈顯著正相關，K元素與Ca元素(0.786)、K元素與Fe元素(0.728)、Ca元素與Zn元素(0.681)在0.01水平上呈極顯著正相關，分析結果說明K、Ca元素可促進紅托竹蓀對其他礦質元素的吸收；紅托竹蓀吸收多少礦質元素可能受土壤本身礦質元素的背景值的影響。土壤中的礦質元素相互影響，存在共同促進或相互抑制的作用，其中K元素與Se元素在0.01水平上呈極顯著正相關，K元素與Ca元素在0.05水平上呈顯著正相關；Ca元素與Se元素在0.05水平上呈顯著正相關，Ca元素與Zn元素在0.01水平上呈極顯著正相關，F(xiàn)e元素與K元素、Ca元素在0.01水平上呈極顯著負相關。

表3 紅托竹蓀、土壤礦質元素的相關性

土壤-紅托竹蓀體系相對應礦質元素的相關性分析（表4）：紅托竹蓀礦質元素Ca、Zn、Se與土壤pH呈正相關，另外兩種礦質元素與土壤pH呈負相關，其中礦質元素Fe與土壤pH相關性顯著。土壤(K)-紅托竹蓀(Fe)、土壤(Fe)-紅托竹蓀(Fe)在0.05水平上呈顯著正相關，相關系數(shù)分別為0.47、0.451；土壤(Ca)-紅托竹蓀(Ca)、土壤(Ca)-紅托竹蓀(Zn)在0.01水平上呈極顯著正相關，相關系數(shù)分別為0.537、0.561；土壤(K)-紅托竹蓀(Zn)在0.05水平上呈顯著負相關，相關系數(shù)為-0.462。表明土壤中的礦質元素（K、Ca、Fe和Se）對紅托竹蓀的礦質營養(yǎng)品質有緊密關系。

表4 紅托竹蓀與土壤中礦質元素的相關性

3 結論

（1）紅托竹蓀富含多種礦質元素，其中鉀元素含量最高，鈣、鐵次之。紅托竹蓀中的礦質元素鉀可促進紅托竹蓀對鈣、鐵、鋅元素的吸收；除了鉀和硒強烈富集之外，其他3種元素都相對貧化。

（2）土壤-紅托竹蓀體系中礦質元素相關性分析表明：土壤、紅托竹蓀、土壤與紅托竹蓀間的各礦質元素具有相互促進或相互拮抗的作用，土壤pH也可能是紅托竹蓀礦質元素含量的影響因素；在土壤中添加一定濃度的鉀、鈣元素可能促進紅托竹蓀對其他礦質元素的吸收，一定程度上可能提高竹蓀的品質。因此為達到高產、質優(yōu)的紅托竹蓀標準，在種植過程中，可在進一步的試驗中調節(jié)土壤pH及添加相關礦質營養(yǎng)元素。

綜上所述，織金縣作為紅托竹蓀的主產區(qū)，具有得天獨厚的地理條件，紅托竹蓀是很好的礦質元素食補菌類，紅托竹蓀種植是很有前景的特色產業(yè)。

4 討論

礦質元素是人體所必須的且無法自身合成，必須由食物中獲取，適量的攝入對維持人體正常機能起著重要作用[17-18]。馬慶華等[19]研究3種野生大型真菌營養(yǎng)成份分析中表明食用菌中礦質元素鉀含量居首位。礦質元素鉀作為品質元素促進紅托竹蓀對鈣、鐵、鋅等的吸收累積，豐富其礦質元素的含量，本研究結果顯示紅托竹蓀中礦質元素含量從高到低依次為K＞Ca＞Fe＞Zn＞Se，礦質元素鉀含量最高，這與童龍等[20]研究結果一致，紅托竹蓀主要礦質元素鉀含量最高，紅托竹蓀子實體含量為23.73 mg/kg；本研究表明礦質元素鉀的富集能力最強，與余丹鳳[21]的研究結果一致。食用富鉀食品對人體十分必要，為實現(xiàn)在種植時增加紅托竹蓀的礦質元素鉀含量，可考慮施加鉀肥及變換種植模式等方式；紅托竹蓀中各礦質元素的含量與富集能力也有所差別，可能與主產區(qū)的土壤質地以及土壤中礦質元素的含量息息相關，而且還可能受不同地域差異、栽培方式、管理措施、氣候等多因素的影響。

紅托竹蓀礦質元素Fe與土壤pH相關性顯著(-0.396)，說明土壤pH可能是影響紅托竹蓀礦質元素含量的原因之一。后續(xù)栽培紅托竹蓀也可研究添加某些鈍化材料對促進其礦質元素含量差異的影響。紅托竹蓀與土壤中各礦質元素相互影響、相互作用，紅托竹蓀中礦質元素鉀、鈣與鐵、鋅具有協(xié)同作用；土壤中的鐵與鉀、鈣具有拮抗作用，但紅托竹蓀中鐵元素會促進紅托竹蓀對礦質元素鉀、鈣的吸收，顯然要想增加紅托竹蓀子實體礦質元素鈣、鎂含量，在栽培紅托竹蓀時可考慮對種植的土壤添加含鐵、鈣肥料，同時還可對紅托竹蓀菌包補充含鉀、鈣等肥料，不僅可能提高紅托竹蓀礦質元素鐵、鈣、鉀等含量，還可能提高礦質元素鋅等其他礦質元素含量；雖然紅托竹蓀中礦質元素鉀含量最高且富集系數(shù)最強，但礦質元素鉀在紅托竹蓀與土壤中的相關性卻是負相關，因此對于竹蓀補充鉀元素可以考慮對竹蓀本身進行處理，而不僅僅是土壤；其他礦質元素都顯著正相關，除了礦質元素鋅。