粗莖秦艽根莖品質(zhì)與栽培土壤化學(xué)因子的相關(guān)性分析

宋九華,孟 杰,曾 羽,李 瑤,成 濤,陳興福,①

(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,四川溫江611130;2.樂山師范學(xué)院化學(xué)系,四川樂山614004;3.四川回春堂藥業(yè)公司,四川遂寧629000)

粗莖秦艽根莖品質(zhì)與栽培土壤化學(xué)因子的相關(guān)性分析

宋九華1,2,孟 杰1,曾 羽1,李 瑤1,成 濤3,陳興福1,①

(1.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院,四川溫江611130;2.樂山師范學(xué)院化學(xué)系,四川樂山614004;3.四川回春堂藥業(yè)公司,四川遂寧629000)

對(duì)云南麗江魯?shù)赅l(xiāng)18個(gè)樣點(diǎn)粗莖秦艽(Gentiana crassicaulis Duth.ex Burk.)的根莖品質(zhì)指標(biāo)以及栽培土壤基本養(yǎng)分和礦質(zhì)元素含量進(jìn)行了測(cè)定;在此基礎(chǔ)上,分析了根莖品質(zhì)指標(biāo)與土壤化學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性,并采用逐步回歸分析方法篩選出影響粗莖秦艽根莖品質(zhì)的主要土壤化學(xué)因子。測(cè)定結(jié)果表明:各樣點(diǎn)間粗莖秦艽根莖的總灰分、酸不溶性灰分、水分、醇溶性浸出物、馬錢苷酸和龍膽苦苷含量的差異較大,平均值分別為2.84%、0.28%、6.21%、28.57%、1.53%和4.70%,均符合相關(guān)的藥材標(biāo)準(zhǔn)。土壤pH值為pH 4.67～pH 6.83,平均值為pH 5.51;土壤中有機(jī)質(zhì)、速效N、速效P和速效K含量差異明顯,平均值分別為7.38%、128.09 μg·g-1、86.85 μg·g-1和232.33 μg·g-1;土壤中交換性Ca、交換性Mg、有效Zn、有效Mn、有效Fe和有效Cu含量也有較大差異,平均值分別為1 391.16、91.87、2.81、56.18、51.07和0.92 μg·g-1。相關(guān)性分析結(jié)果表明:土壤速效P含量與粗莖秦艽根莖中醇溶性浸出物和龍膽苦苷含量分別呈極顯著和顯著正相關(guān);土壤有效Fe含量與根莖中總灰分、酸不溶性灰分、醇溶性浸出物和龍膽苦苷含量呈極顯著或顯著正相關(guān);土壤有效Cu含量與根莖中總灰分含量呈極顯著正相關(guān)。逐步回歸分析結(jié)果表明:影響粗莖秦艽根莖中總灰分含量的土壤化學(xué)因子是有效Zn、有效Fe和有效Cu含量,影響根莖中酸不溶性灰分和龍膽苦苷含量的土壤化學(xué)因子是有效Fe含量,影響根莖中醇溶性浸出物含量的土壤化學(xué)因子是速效P含量;而根莖中水分和馬錢苷酸含量與各土壤化學(xué)因子均無明顯的回歸關(guān)系。綜合分析結(jié)果顯示:云南麗江粗莖秦艽種植區(qū)域的土壤均呈弱酸性,基本養(yǎng)分充足、礦質(zhì)元素含量豐富,適宜于粗莖秦艽的生長;土壤有效Fe含量對(duì)粗莖秦艽根莖的品質(zhì)指標(biāo)影響最大,在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)適當(dāng)噴施含F(xiàn)e的微肥。

粗莖秦艽;根莖;品質(zhì)指標(biāo);土壤化學(xué)因子;相關(guān)性分析;逐步回歸分析

中藥材秦艽為龍膽科(Gentianaceae)龍膽屬(Gentiana Linn.)草本植物秦艽(G.macrophylla Pall.)、麻花秦艽(G.straminea Maxim.)、粗莖秦艽(G. crassicaulis Duth.ex Burk.)或小秦艽(G.dahurica Fisch.)的干燥根,主要用于治療風(fēng)濕痹痛、中風(fēng)半身不遂、筋脈拘攣、骨節(jié)酸痛、濕熱黃疸、骨蒸潮熱及小兒疳積發(fā)熱等癥[1]。以龍膽苦苷(gentiopicroside)為主的環(huán)烯醚萜苷類化合物是中藥材秦艽的特征成分[2],也是其主要的有效藥用成分和苦味成分,其中龍膽苦苷具有抑菌、保肝、抗炎和抗病毒等多方面作用,而馬錢苷酸(loganic acid)則具有一定的抗炎作用。

土壤是道地藥材原植物養(yǎng)分的供應(yīng)源,植物從土壤中不斷吸收養(yǎng)分以完成自身的代謝過程,并生成和積累有效藥用成分,因此,土壤因子的特性直接影響中藥材的品質(zhì)和產(chǎn)量[3-7]。李佳峰等[8]認(rèn)為:秦艽主要藥效成分龍膽苦苷的含量與土壤的部分理化性質(zhì)具有一定的相關(guān)性,因此選擇適合龍膽苦苷積累的土壤條件進(jìn)行種植是獲得優(yōu)良秦艽藥材原植物的重要環(huán)節(jié)。然而,目前關(guān)于秦艽藥材的研究主要集中在藥理活性和有效成分分析等方面[9-10],而有關(guān)秦艽原植物中藥用成分組成及含量與其種植區(qū)域環(huán)境因子間關(guān)系的研究報(bào)道卻較少[11],尚未引起相關(guān)研究者的重視。

粗莖秦艽為中藥材秦艽的原植物之一,云南省玉龍縣為其道地產(chǎn)區(qū)[12],目前該縣粗莖秦艽的生產(chǎn)面積近千公頃,是國內(nèi)最大的秦艽藥材種植基地。為了解產(chǎn)地土壤理化性質(zhì)對(duì)粗莖秦艽藥材品質(zhì)的影響,作者以來源于云南省麗江市玉龍縣魯?shù)猷l(xiāng)不同生產(chǎn)區(qū)域的粗莖秦艽根莖為研究對(duì)象,對(duì)粗莖秦艽根莖的總灰分、酸不溶性灰分、水分、醇溶性浸出物、馬錢苷酸和龍膽苦苷含量等品質(zhì)指標(biāo)以及土壤酸堿度和有機(jī)質(zhì)、速效N、速效P、速效K含量及交換性Ca、交換性Mg、有效Zn、有效Mn、有效Fe和有效Cu含量等土壤化學(xué)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定和比較,并對(duì)根莖品質(zhì)指標(biāo)與土壤化學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性進(jìn)行分析;在此基礎(chǔ)上,采用多元線性逐步回歸分析法篩選出影響粗莖秦艽根莖品質(zhì)的主要土壤化學(xué)因子,以期為粗莖秦艽道地藥材的人工栽培提供參考依據(jù),并為粗莖秦艽藥材道地性研究提供基礎(chǔ)資料。

1 材料和方法

1.1 材料

1.1.1 采樣點(diǎn)的設(shè)置 根據(jù)粗莖秦艽道地產(chǎn)區(qū)云南省麗江市玉龍縣魯?shù)猷l(xiāng)的地形和分布面積設(shè)置18個(gè)采樣點(diǎn)。其中,魯?shù)榇逶O(shè)3個(gè)采樣點(diǎn)(編號(hào)1、2、3)、杵峰村設(shè)5個(gè)采樣點(diǎn)(編號(hào)4、5、6、7、8)、安樂村設(shè)4個(gè)采樣點(diǎn)(編號(hào)9、10、11、12)、拉美榮村設(shè)6個(gè)采樣點(diǎn)(編號(hào)13、14、15、16、17、18)。

1.1.2 儀器和試劑 實(shí)驗(yàn)使用的主要儀器包括日立Z-2000型火焰原子吸收分光光度計(jì)(日本日立公司)、LC-2010A型高效液相色譜儀(日本島津公司)、KQ3200E型超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)和TU-1901型紫外可見分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司)。龍膽苦苷對(duì)照品(批號(hào)MUST-12081505)購自成都曼思特生物制品有限公司;馬錢苷酸對(duì)照品(批號(hào)111865-201102)購自中國食品藥品檢定研究所;K、Ca、Mg、Fe、Mn及Zn標(biāo)準(zhǔn)溶液(光譜純)均由北京化工冶金研究院提供,其他試劑均為分析純。

1.2 方法

1.2.1 樣品采集及處理 于2012年11月在每個(gè)采樣點(diǎn)按照“五點(diǎn)法”分別采集粗莖秦艽全株樣品及耕作層土壤,每點(diǎn)分別采集粗莖秦艽樣株2株及土壤樣品1份,即每個(gè)采樣點(diǎn)共采集樣株10株、土樣5份。取所有樣株的根莖,洗凈后于40℃烘干并過80目篩,備用;將每個(gè)采樣點(diǎn)的5份土樣充分混合并自然風(fēng)干,磨細(xì)后備用。

1.2.2 根莖品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定 粗莖秦艽根莖樣品中總灰分、酸不溶性灰分、水分和醇溶性浸出物含量參照文獻(xiàn)[1]的方法進(jìn)行測(cè)定。

龍膽苦苷和馬錢苷酸含量測(cè)定采用HPLC法[13]。色譜條件:Sepax Gp-C18(150 mm×4.6 mm,5 μm)色譜柱;柱溫25℃;流動(dòng)相為乙腈-體積分?jǐn)?shù)0.1%磷酸混合液,流速1.0 mL·min-1;檢測(cè)波長254 nm。

標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制:精密稱取龍膽苦苷和馬錢苷酸對(duì)照品適量,分別用甲醇配制成質(zhì)量濃度6.0 mg·mL-1的對(duì)照品儲(chǔ)備液;再用甲醇配制成含有1.2 mg·mL-1龍膽苦苷和0.6 mg·mL-1馬錢苷酸的對(duì)照品混合溶液;精密吸取上述對(duì)照品混合溶液0.1、0.5、1.0、5.0、10.0、15.0、20.0和40.0 μL,按照前述色譜條件進(jìn)行HPLC分析。以峰面積為縱坐標(biāo)y、進(jìn)樣量為橫坐標(biāo)x繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。龍膽苦苷對(duì)照品的回歸方程為y= (1.423×107)x-(1.224×104)(r=0.999 8),線性范圍為0.12～48.00 μg;馬錢苷酸對(duì)照品的回歸方程為y=(1.611×106)x+(6.673×103)(r=0.999 6),線性范圍為0.06～24.00 μg。

樣品提取及測(cè)定:精確稱取粗莖秦艽根莖干燥粉末約0.5 g,準(zhǔn)確加入20 mL甲醇,稱量后超聲提取40 min,冷卻后用甲醇補(bǔ)足質(zhì)量;提取液用0.45 μm微孔濾膜過濾,濾液即為供試樣品溶液。取10 μL供試樣品溶液,按照上述色譜條件進(jìn)行分析,每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次。依據(jù)龍膽苦苷和馬錢苷酸對(duì)照品的回歸方程、采用外標(biāo)法分別計(jì)算樣品中的龍膽苦苷和馬錢苷酸含量。

1.2.3 土壤基本養(yǎng)分及礦質(zhì)元素含量測(cè)定 采用酸度計(jì)電位法[14]163-165測(cè)定土壤pH值;采用重鉻酸鉀氧化法[14]30-34測(cè)定土壤有機(jī)質(zhì)含量;采用堿解擴(kuò)散法[14]56-57測(cè)定土壤速效N含量;采用氟化銨-鹽酸浸提-鉬銻抗比色法[14]86-87測(cè)定土壤速效P含量;采用中性乙酸銨溶液浸提-火焰光度法[14]106-107測(cè)定土壤速效K含量;采用中性乙酸銨溶液浸提-原子吸收分光光度法[14]161-162測(cè)定土壤交換性Ca和交換性Mg含量;采用原子吸收分光光度法[15]測(cè)定土壤有效Fe、有效Mn、有效Zn和有效Cu的含量。各指標(biāo)均重復(fù)測(cè)定3次。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用EXCEL 2007軟件對(duì)測(cè)定數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析;利用SPSS 11.0統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)土壤化學(xué)因子與粗莖秦艽根莖品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析和逐步回歸分析。

2 結(jié)果和分析

2.1 不同樣點(diǎn)粗莖秦艽根莖品質(zhì)指標(biāo)的比較

云南麗江魯?shù)猷l(xiāng)不同樣點(diǎn)粗莖秦艽根莖品質(zhì)指標(biāo)的比較見表1。由表1可以看出:粗莖秦艽根莖的總灰分、酸不溶性灰分、水分、馬錢苷酸及龍膽苦苷含量在不同樣點(diǎn)間的差異較大,平均值分別為2.84%、0.28%、6.21%、28.57%、1.53%和4.70%;變異范圍分別為2.31%～3.42%、0.04%～0.77%、5.44%～7.34%、25.33%～31.91%、1.11%～2.02%和1.50%～6.10%。其中,酸不溶性灰分含量的變異程度最大,RSD值達(dá)到85.41%;醇溶性浸出物含量的差異最小,RSD值僅為5.81%。

2.2 不同樣點(diǎn)粗莖秦艽栽培土壤化學(xué)指標(biāo)的比較

2.2.1 土壤酸堿性比較 云南麗江魯?shù)猷l(xiāng)粗莖秦艽種植區(qū)域不同樣點(diǎn)的土壤pH值見表2。由表2可以看出:粗莖秦艽種植區(qū)域不同樣點(diǎn)土壤的酸堿性均有一定差異,變化范圍為pH 4.67～pH 6.83,平均值為pH 5.51,RSD值為11.07%。整體上看,粗莖秦艽種植區(qū)域土壤呈弱酸性。

2.2.2 土壤基本養(yǎng)分含量比較 云南麗江魯?shù)猷l(xiāng)粗

莖秦艽種植區(qū)域不同樣點(diǎn)土壤的基本養(yǎng)分含量見表2。由表2可知:各樣點(diǎn)土壤的有機(jī)質(zhì)含量差異較大,平均值為7.38%,其中,11號(hào)樣點(diǎn)土壤的有機(jī)質(zhì)含量最高(12.77 μg·g-1),6號(hào)樣點(diǎn)土壤的有機(jī)質(zhì)含量最低(4.63 μg·g-1),前者為后者的近3倍。

表1 云南麗江魯?shù)猷l(xiāng)不同樣點(diǎn)粗莖秦艽根莖品質(zhì)指標(biāo)的比較(SD,n=3)Table1 Comparison on quality indexes of Gentiana crassicaulis Duth.ex Burk.rhizome from different sampling points at Ludian Township in Lijiang of Yunnan Province(SD,n=3)

表1 云南麗江魯?shù)猷l(xiāng)不同樣點(diǎn)粗莖秦艽根莖品質(zhì)指標(biāo)的比較(SD,n=3)Table1 Comparison on quality indexes of Gentiana crassicaulis Duth.ex Burk.rhizome from different sampling points at Ludian Township in Lijiang of Yunnan Province(SD,n=3)

1)1-3:魯?shù)榇錖udian Village;4-8:杵峰村Chufeng Village;9-12:安樂村Anle Village;13-18:拉美榮村Lameirong Village.

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表2 云南麗江魯?shù)猷l(xiāng)粗莖秦艽種植區(qū)域不同樣點(diǎn)土壤pH和基本養(yǎng)分含量比較(D,n=3)Table2 Comparison on pH and basic nutrient content in soil from different sampling points of cultivated region of Gentiana crassicaulis Duth.ex Burk.at Ludian Township in Lijiang of Yunnan Province(D,n=3)

表2 云南麗江魯?shù)猷l(xiāng)粗莖秦艽種植區(qū)域不同樣點(diǎn)土壤pH和基本養(yǎng)分含量比較(D,n=3)Table2 Comparison on pH and basic nutrient content in soil from different sampling points of cultivated region of Gentiana crassicaulis Duth.ex Burk.at Ludian Township in Lijiang of Yunnan Province(D,n=3)

1)1-3:魯?shù)榇錖udian Village;4-8:杵峰村Chufeng Village;9-12:安樂村Anle Village;13-18:拉美榮村Lameirong Village.

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土壤速效N含量的差異也較明顯,平均值為128.09 μg·g-1。其中,速效N含量很豐富(含量高于150 μg·g-1)的樣點(diǎn)占28%;速效N含量較豐富(含量120～150 μg·g-1)的樣點(diǎn)占22%,速效N含量中等(含量90～120 μg·g-1)的樣點(diǎn)占33%,速效N缺乏(含量低于90 μg·g-1)的樣點(diǎn)占17%。說明云南麗江大部分粗莖秦艽栽培地土壤速效N含量屬于中等適宜范圍,少部分栽培地土壤的速效N含量極低或極高。

土壤速效P含量相差也較大,RSD值為50.24%,平均值為86.85 μg·g-1。其中,速效P含量很豐富(含量高于40 μg·g-1)的樣點(diǎn)占83%,速效P含量處于豐富水平(含量20～40 μg·g-1)的樣點(diǎn)僅占17%, 13號(hào)樣點(diǎn)土壤的速效P含量最高(178.88 μg·g-1)。顯示云南麗江粗莖秦艽栽培地土壤的速效P含量均處于較高水平。

表3 云南麗江魯?shù)猷l(xiāng)粗莖秦艽種植區(qū)域不同樣點(diǎn)土壤礦質(zhì)元素含量比較(SD,n=3)Table3 Comparison on mineral element contents in soil from different sampling points of cultivated region of Gentiana crassicaulis Duth.ex Burk.at Ludian Township in Lijiang of Yunnan Province(SD,n=3)

表3 云南麗江魯?shù)猷l(xiāng)粗莖秦艽種植區(qū)域不同樣點(diǎn)土壤礦質(zhì)元素含量比較(SD,n=3)Table3 Comparison on mineral element contents in soil from different sampling points of cultivated region of Gentiana crassicaulis Duth.ex Burk.at Ludian Township in Lijiang of Yunnan Province(SD,n=3)

1)1-3:魯?shù)榇錖udian Village;4-8:杵峰村Chufeng Village;9-12:安樂村Anle Village;13-18:拉美榮村Lameirong Village.

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土壤速效K含量的差異也非常大,平均值為232.33 μg·g-1。其中,速效K含量非常豐富(含量高于200 μg·g-1)的樣點(diǎn)占50%,速效K含量豐富(含量150～200 μg·g-1)的樣點(diǎn)占17%,速效K含量處于中等水平(含量100～150 μg·g-1)的樣點(diǎn)占28%,僅8號(hào)樣點(diǎn)土壤的速效K含量低于100 μg·g-1(僅占5%)。顯示云南麗江粗莖秦艽栽培地土壤的速效K含量整體處于較豐富的水平。

2.2.3 土壤礦質(zhì)元素含量比較 云南麗江魯?shù)猷l(xiāng)粗莖秦艽種植區(qū)域不同樣點(diǎn)土壤的礦質(zhì)元素含量見表3。粗莖秦艽種植區(qū)域不同樣點(diǎn)土壤中礦質(zhì)元素含量的差異均較大,其中,有效Cu含量差異最大,RSD值高達(dá)120.65%;各礦質(zhì)元素含量平均值由高到低依次為交換性Ca含量、交換性Mg含量、有效Mn含量、有效Fe含量、有效Zn含量、有效Cu含量。

在18個(gè)樣點(diǎn)土壤中,交換性Ca含量豐富(500～1 000 μg·g-1)的樣點(diǎn)占22%,交換性Ca含量較豐富(高于1 000 μg·g-1)的樣點(diǎn)占78%;交換性Mg含量豐富(100～200 μg·g-1)的樣點(diǎn)占44%,交換性Mg含量中等(50～100 μg·g-1)的樣點(diǎn)占39%,交換性Mg含量缺乏(低于50 μg·g-1)的樣點(diǎn)占17%;有效Zn含量很豐富(高于3.0 μg·g-1)的樣點(diǎn)占28%,有效Zn含量豐富(1.0～3.0 μg·g-1)的樣點(diǎn)占67%,有效Zn含量中等(0.5～1.0 μg·g-1)的樣點(diǎn)僅占5%;僅15號(hào)樣點(diǎn)土壤有效Mn含量豐富(15～30 μg·g-1),其余樣點(diǎn)土壤有效Mn含量都很豐富(高于30 μg·g-1);有效Fe含量豐富(10～20 μg·g-1)的樣點(diǎn)占17%,有效Fe含量較豐富(高于20 μg·g-1)的樣點(diǎn)占83%;有效Cu含量較豐富(高于1.8 μg·g-1)的樣點(diǎn)占17%,有效Cu含量豐富(1.0～1.8 μg·g-1)的樣點(diǎn)占11%(即1號(hào)和16號(hào)樣點(diǎn)),有效Cu含量缺乏(低于0.1 μg·g-1)的樣點(diǎn)占11% (即4號(hào)和10號(hào)樣點(diǎn)),有效Cu含量中等(0.1～1.0 μg·g-1)的樣點(diǎn)占61%?？傮w上看,粗莖秦艽種植區(qū)域不同樣點(diǎn)土壤中微量元素Mn、Fe、Zn和Cu的含量均較高。

2.3 粗莖秦艽根莖品質(zhì)與種植區(qū)域土壤化學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性分析

云南麗江魯?shù)猷l(xiāng)粗莖秦艽種植區(qū)域土壤化學(xué)指標(biāo)與粗莖秦艽根莖品質(zhì)指標(biāo)的相關(guān)性分析結(jié)果見表4。粗莖秦艽根莖中的醇溶性浸出物和龍膽苦苷含量與土壤速效P含量分別呈極顯著(P＜0.01)和顯著(P＜0.05)正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.590和0.512;根莖中總灰分和龍膽苦苷含量與土壤有效Fe含量均呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.698和0.677;根莖中酸不溶性灰分和醇溶性浸出物含量與土壤有效Fe含量均呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.552和0.540;根莖的總灰分含量與土壤有效Cu含量呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.640。分析結(jié)果顯示:部分土壤基本養(yǎng)分和礦質(zhì)元素含量對(duì)粗莖秦艽根莖品質(zhì)指標(biāo)有明顯影響,尤其是土壤速效P和有效Fe含量的影響較大。

表4 云南麗江魯?shù)猷l(xiāng)粗莖秦艽根莖品質(zhì)指標(biāo)與其種植區(qū)域土壤化學(xué)指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)1)Table4 Correlation coefficient between quality indexes of Gentiana crassicaulis Duth.ex Burk.rhizome and soil chemical indexes of its cultivated region at Ludian Township in Lijiang of Yunnan Province1)

2.4 影響粗莖秦艽根莖品質(zhì)的主要土壤化學(xué)因子分析和篩選

由于土壤因子對(duì)植物藥材品質(zhì)指標(biāo)的影響各不相同,加之自然界中各種生態(tài)因子的相互作用和相互影響,因而,簡(jiǎn)單的相關(guān)性分析不能完全客觀地反映自變量與因變量之間的實(shí)際關(guān)系,而應(yīng)采用多元線性逐步回歸分析法[16]尋找影響藥材品質(zhì)的主要土壤因子。以粗莖秦艽種植區(qū)域土壤的pH值(X1)、有機(jī)質(zhì)含量(X2)、速效N含量(X3)、速效P含量(X4)、速效K含量(X5)、交換性Ca含量(X6)、交換性Mg含量(X7)、有效Zn含量(X8)、有效Mn含量(X9)、有效Fe含量(X10)及有效Cu含量(X11)為自變量,粗莖秦艽根莖的總灰分含量(Y1)、酸不溶性灰分含量(Y2)、水分含量(Y3)、醇溶性浸出物含量(Y4)、馬錢苷酸含量(Y5)及龍膽苦苷含量(Y6)為因變量,應(yīng)用多變量逐步回歸分析法剔除對(duì)粗莖秦艽根莖品質(zhì)指標(biāo)影響較小的土壤因子,最終獲得粗莖秦艽根莖品質(zhì)指標(biāo)與主要土壤化學(xué)因子的回歸方程和決定系數(shù)(R2):Y1= 2.657-0.080X8+0.006X10+0.127X11(R2=0.753); Y2=0.060+0.004X10(R2=0.304);Y4=26.613+ 0.022X4(R2=0.348);Y6=3.456+0.024X10(R2= 0.459)。而土壤化學(xué)指標(biāo)與粗莖秦艽根莖的水分含量(Y3)和馬錢苷酸含量(Y5)均無明顯的回歸關(guān)系。

由上述回歸方程可見:對(duì)粗莖秦艽根莖總灰分含量影響最大的土壤化學(xué)因子分別是土壤的有效Zn含量(X8)、有效Fe含量(X10)和有效Cu含量(X11),相關(guān)系數(shù)分別為-0.080、0.006和0.127,決定系數(shù)為0.753;土壤有效Fe含量(X10)分別與粗莖秦艽根莖的酸不溶性灰分含量(Y2)和龍膽苦苷含量(Y6)呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.004和0.024;土壤速效P含量(X4)與粗莖秦艽根莖的醇溶性浸出物含量(Y4)呈正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.022,決定系數(shù)為0.348。

3 討論和結(jié)論

3.1 云南麗江產(chǎn)粗莖秦艽根莖的品質(zhì)狀況以及種植區(qū)域土壤適應(yīng)性評(píng)價(jià)

秦艽藥材的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為:總灰分含量不超過8.0%,酸不溶性灰分含量不超過3.0%,水分含量不超過9.0%,醇溶性浸出物含量則不少于24.0%,馬錢苷酸和龍膽苦苷總量不低于2.5%[1]。本研究結(jié)果顯示:來源于云南麗江魯?shù)猷l(xiāng)不同樣點(diǎn)的粗莖秦艽根莖中總灰分、酸不溶性灰分和水分含量均明顯低于這一標(biāo)準(zhǔn),而馬錢苷酸、龍膽苦苷和醇溶性浸出物含量均明顯高于這一標(biāo)準(zhǔn),說明云南麗江產(chǎn)粗莖秦艽根莖的質(zhì)量優(yōu)良。

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[16]報(bào)道的云南省土壤養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn),供試18個(gè)樣點(diǎn)的土壤有機(jī)質(zhì)含量都達(dá)到豐富水平(高于3.01%);速效K含量普遍較高,均處于中等以上水平;土壤速效P含量達(dá)到極豐富或豐富的水平,其平均值超過云南省一級(jí)土壤的速效P含量(高于40 mg·kg-1)標(biāo)準(zhǔn)的2倍;土壤速效N含量多處于中等或豐富水平,僅少量樣點(diǎn)的土壤速效N含量處于極高或缺乏水平;土壤多呈弱酸性;土壤中交換性Ca含量、交換性Mg含量、有效Zn含量、有效Mn含量和有效Fe含量豐富,僅有效Cu含量處于中等水平,這可能與當(dāng)?shù)厮庌r(nóng)在種植粗莖秦艽過程中堅(jiān)持噴施微肥有關(guān)?？傮w而言,云南麗江魯?shù)猷l(xiāng)粗莖秦艽種植區(qū)域的土壤肥力水平均較高,礦質(zhì)元素含量也很豐富,而且這些土壤均為透水保肥力較強(qiáng)的輕壤或沙壤土,因此,云南麗江魯?shù)猷l(xiāng)粗莖秦艽種植區(qū)域的土壤對(duì)其根莖的生長有益。

3.2 土壤因子對(duì)粗莖秦艽根莖品質(zhì)的影響

相關(guān)性和逐步回歸分析結(jié)果表明:影響粗莖秦艽根莖品質(zhì)的土壤基本養(yǎng)分因子為速效P含量,與粗莖秦艽根莖中醇溶性浸出物和龍膽苦苷含量分別呈極顯著和顯著正相關(guān),其中,龍膽苦苷是粗莖秦艽藥材有效成分水溶性裂環(huán)烯醚萜苷類化合物中最主要的成分之一,在粗莖秦艽藥材高效液相色譜指紋圖譜中占共有峰面積的80%左右[17],其含量高低對(duì)粗莖秦艽藥材品質(zhì)有重要影響,在一定范圍內(nèi)土壤的速效P含量高將有利于粗莖秦艽根莖中龍膽苦苷的積累。土壤中的有機(jī)質(zhì)含量與粗莖秦艽根莖中的龍膽苦苷含量呈負(fù)相關(guān),雖然其相關(guān)性未達(dá)到顯著水平,但與文獻(xiàn)[18]報(bào)道的結(jié)果相符。因此,在粗莖秦艽的栽培過程中應(yīng)注意適當(dāng)增施P肥,合理控制有機(jī)肥的使用。關(guān)于最佳施肥時(shí)間以及混合肥料的最佳配比等則需進(jìn)一步的深入研究。

本研究中,栽培地土壤的有效Fe含量與粗莖秦艽根莖的總灰分、酸不溶性灰分、醇溶性浸出物和龍膽苦苷含量均呈顯著或極顯著正相關(guān)。由于土壤中Fe的有效性較低,其在植物體內(nèi)的移動(dòng)性也較差[19],因此,建議當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶多采取葉面噴施含F(xiàn)e微肥的方法施肥,以促進(jìn)粗莖秦艽體內(nèi)有效成分的積累。

綜上所述,云南麗江粗莖秦艽藥材品質(zhì)與土壤化學(xué)因子有一定的相關(guān)性,尤其是土壤的速效P和有效Fe含量對(duì)粗莖秦艽的藥材品質(zhì)有顯著影響,說明速效P和有效Fe含量較為豐富的土壤是生產(chǎn)高品質(zhì)粗莖秦艽藥材的基礎(chǔ)。由于逐步回歸分析獲得的R2值均很小,說明各土壤化學(xué)指標(biāo)只能部分解釋對(duì)應(yīng)的粗莖秦艽藥材品質(zhì)指標(biāo),不能完全用土壤主導(dǎo)因子預(yù)測(cè)對(duì)應(yīng)的粗莖秦艽藥材的質(zhì)量指標(biāo)水平。另外,在實(shí)際栽培過程中還要充分考慮各元素吸收過程中存在的協(xié)同或拮抗作用。

在實(shí)際生產(chǎn)中,為了獲取高品質(zhì)粗莖秦艽藥材,應(yīng)選擇弱酸性且速效P含量較高的土地進(jìn)行種植,并注意在植株葉面適當(dāng)噴施含F(xiàn)e的微肥。

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(責(zé)任編輯:佟金鳳)

Analysis on correlation between quality of Gentiana crassicaulis rhizome and chemical factor of

cultivated soil SONG Jiuhua1,2,MENG Jie1,ZENG Yu1,LI Yao1,CHENG Tao3,CHEN Xingfu1,①(1.College of Agronomy,Sichuan Agricultural University,Wenjiang 611130,China;2.Department of Chemistry,Leshan Normal College,Leshan 614004,China;3.Sichuan Huichuntang Pharmaceutical Company,Suining 629000,China),J.Plant Resour.&Environ.2014,23(4):75-82

Quality indexes of rhizome of Gentiana crassicaulis Duth.ex Burk.and contents of basic nutrients and mineral elements in its cultivated soil from eighteen sampling points at Ludian Township in Lijiang of Yunnan Province were detected.On this basis,correlation between rhizome quality indexes and soil chemical indexes was analyzed,and the main soil chemical factors influencing quality of G. crassicaulis rhizome were selected by stepwise regression analysis method.The results show that differences in contents of total ash,acid-insoluble ash,water,ethanol-soluble extractive,loganic acid and gentiopicroside in G.crassicaulis rhizome among different sampling points are bigger with average values of 2.84%,0.28%,6.21%,28.57%,1.53%and 4.70%,respectively,all of them conform to the related medicinal material standards.Soil pH value is pH 4.67-pH 6.83 with an average of pH 5.51.Differences in contents of organic matter,available N,available P and available K in soil are obvious with average values of 7.38%,128.09 μg·g-1,86.85 μg·g-1and 232.33 μg·g-1,respectively.Differences in contents of exchangeable Ca,exchangeable Mg,effective Zn,effective Mn, effective Fe and effective Cu in soil are also bigger with average values of 1 391.16,91.87,2.81, 56.18,51.07 and 0.92 μg·g-1,respectively.The result of correlation analysis shows that content of available P in soil appears extremely significantly and significantly positive correlations to contents of ethanol-soluble extractive and gentiopicroside in G.crassicaulis rhizome,respectively.Content of effective Fe in soil appears extremely significantly or significantly positive correlations to contents of total ash,acid-insoluble ash,ethanol-soluble extractive and gentiopicroside in rhizome.Content of effective Cu in soil appears extremely significantly positive correlation to content of total ash in rhizome.The result of stepwise regression analysis shows that soil chemical factors influencing content of total ash in G. crassicaulis rhizome are contents of effective Zn,effective Fe and effective Cu,that influencing contents of acid-insoluble ash and gentiopicroside in rhizome is content of effective Fe,that influencing content of ethanol-soluble extractive in rhizome is content of available P,while contents of water and loganic acid in rhizome have no significant regression to soil chemical factors.The results of comprehensive analysis indicate that soil of cultivated region of G.crassicaulis in Lijiang of Yunnan Province is weak acidic,its basic nutrients are abundant and mineral element contents are rich,it is suitable for G.crassicaulis to grow.Effect of effective Fe content in soil on quality indexes of G.crassicaulis rhizome is the most and it should be appropriately spraying micronutrient fertilizer containing Fe in actual production.

Gentiana crassicaulis Duth.ex Burk.;rhizome;quality index;soil chemical factor; correlation analysis;stepwise regression analysis

Q948.113;S567.23+9

A

1674-7895(2014)04-0075-08

10.3969/j.issn.1674-7895.2014.04.11

2014-04-10

四川省“十二五”農(nóng)作物及畜禽育種攻關(guān)專項(xiàng)(2011NZ0098-12-01)

宋九華(1974—),女,四川仁壽人,博士研究生,主要從事藥用植物資源評(píng)價(jià)及次生代謝產(chǎn)物研究。

①通信作者E-mail:chenxf64@sohu.com