不同中藥渣對(duì)紫蘇生長(zhǎng)及酚類物質(zhì)的影響

陳美蘭++申業(yè)++周修騰++李鵬英++楊光

[摘要]中藥渣營(yíng)養(yǎng)成分豐富，是一種優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥原料，可以發(fā)酵成優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥，但是目前中藥渣多數(shù)被當(dāng)作生活垃圾處理，不僅占用了大量的土地資源，污染了環(huán)境，而且還造成資源的浪費(fèi)。針對(duì)上述情況，該文采用盆栽的方法研究了不同中藥渣對(duì)紫蘇生長(zhǎng)及有效成分的影響。研究結(jié)果表明不同種類的中藥渣均能促進(jìn)紫蘇生長(zhǎng)，其促進(jìn)生長(zhǎng)作用的大小順序?yàn)榈⒃?麥芽渣>連翹渣>白術(shù)渣>丹皮渣、苦參渣，其中丹皮渣和苦參渣處理組與CK對(duì)照相比無顯著性差異；不同種類的中藥渣還能改善根系結(jié)構(gòu)，增加葉片面積；同時(shí)不同種類的中藥渣均能提高地下部分迷迭香酸和咖啡酸的含量，而對(duì)于地上部分4種酚類物質(zhì)的積累量也具有提高的作用。綜上所述，中藥渣有機(jī)肥能夠促進(jìn)紫蘇生長(zhǎng)，提高紫蘇酚類物質(zhì)的積累量，其中丹參渣作用效果最好。

[關(guān)鍵詞]中藥渣； 紫蘇； 生長(zhǎng)； 酚類物質(zhì)

Effect of herb residues compost on growth and phenols of Perilla frutescens

CHEN Meilan， SHEN Ye， ZHOU Xiuteng， LI Pengying， YANG Guang*

（State Key Laboratory Breeding Base of Daodi Herbs， National Resource Center for Chinese Materia Medica，

China Academy of Chinese Medical Sciences， Beijing 100700， China）

[Abstract]Herb residue is postdecoction material that can be used as organic fertilizer Unfortunately， it is currently disposed of as solid waste This method of disposal is a waste of this resource and a source of environmental pollution For this case，we studied effects of six different herb residues compost on growth and phenols of Perilla frutescens by pot experiment Our results show that all six herb residues can improve the growth of P frutescens The order of their efficiencies was as follows： Salviae Miltiorrhizae Radix residue>Hordei Fructus germinates residue>Forsythia fructus residue>Atractylodis Macrocephalae Rhizome residue>Sophorae Flavescentis Redix residue and Moutan cortex residue Effects of Sophorae Flavescentis Radix residue and Moutan Cortex residue weren′t significantly different from CK Six herb residue all improve root system architecture and leaf area To phenols of P frutescens， six herb residues all increased the rosmarinic acid and caffeic acid content of root， and accumulation of four phenols All the analysis showed herb residues compost can improve the growth and four phenols accumulation of P frutescens， and Salviae Miltiorrhizae Radix residue had the most pronounced effect on P frutescens

[Key words]herb residue； Perilla frutescens； growth； phenols

doi：10.4268/cjcmm20162310

紫蘇Perilla frutescens （Linn） Britt 為唇形科一年生草本植物，可以以莖、葉、種子入藥[1]，同時(shí)又是一種時(shí)尚蔬菜和保健品，是國(guó)家衛(wèi)生部首批頒布的既是食品又是藥品的60種藥食物品之一[23]。近些年來，紫蘇因其特有的活性物質(zhì)及營(yíng)養(yǎng)成分，成為一種倍受世界關(guān)注的多用途植物，市場(chǎng)對(duì)紫蘇的需求從20世紀(jì)90年代至今呈逐年上升之勢(shì)，每年以10%的速度遞增，因此大力發(fā)展紫蘇產(chǎn)業(yè)前景十分廣闊[4]。為了追求高產(chǎn)，在栽培過程中大量施用化學(xué)肥料，而有機(jī)肥料用量有所減少，致使產(chǎn)品品質(zhì)下降，氮素污染加重，對(duì)市民“餐桌安全”造成嚴(yán)重威脅。中國(guó)農(nóng)業(yè)統(tǒng)計(jì)資料表明1991—2011年，我國(guó)農(nóng)用化學(xué)品施用量增長(zhǎng)了1倍以上[5]。另外，過量施用化肥還會(huì)導(dǎo)致土壤肥力退化，肥料的利用率降低，從而污染環(huán)境。以氮肥為例，我國(guó)在20世紀(jì)60年代利用率約為60%，70—80年代為50%～40%，到90年代則下降至35%～32%[6]。研究表明施用有機(jī)肥能夠提高作物的產(chǎn)量，改善作物的品質(zhì)，減少化肥對(duì)環(huán)境的污染，因此增加施用有機(jī)肥是解決上述問題的關(guān)鍵。

有機(jī)肥是指農(nóng)業(yè)廢棄物、畜禽糞便、工業(yè)廢棄物、生活垃圾、城市污泥等天然有機(jī)質(zhì)在微生物的分解發(fā)酵下產(chǎn)生的一種無公害的肥料。中藥渣是植物類藥材在提取藥物成分后剩余的固形物。我國(guó)大約有1 500個(gè)中藥企業(yè)，每一年產(chǎn)生1 200萬t中藥渣[7]。中藥渣營(yíng)養(yǎng)成分豐富，富含有纖維、多糖、蛋白以及微量元素等營(yíng)養(yǎng)成分，質(zhì)輕、通氣性好，是一種優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥原料[8]，可以發(fā)酵成優(yōu)質(zhì)的有機(jī)肥，但是目前中藥渣多數(shù)被當(dāng)作生活垃圾處理，不僅占用了大量的土地資源，污染了土地及地下水，而且還造成資源的浪費(fèi)[9]，目前還沒有形成一個(gè)有效的途徑大規(guī)模地利用中藥渣[10]。然而目前將中藥渣發(fā)酵成為有機(jī)肥而應(yīng)用到中藥材栽培中相關(guān)的研究較少。本文旨在研究不同中藥渣對(duì)紫蘇生長(zhǎng)及有效成分的影響，為利用中藥渣栽培紫蘇提供指導(dǎo)，從而促進(jìn)中藥渣的綜合利用，并促進(jìn)紫蘇栽培產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1材料

11供試種子

紫蘇種子購(gòu)買自安國(guó)藥材市場(chǎng)，經(jīng)黃璐琦研究員鑒定為紫蘇P frutescens的種子。

12供試藥渣

白術(shù)渣、苦參渣、連翹藥渣、麥芽渣來自河北某制藥企業(yè)，采用堆肥的方式發(fā)酵成有機(jī)肥。

13供試土壤

土壤為黃壤，其理化性質(zhì)如下：pH 573，有機(jī)質(zhì) 34 g·kg-1， 速效磷 159 mg·kg-1， 全磷 59 g·kg-1，全氮 27 g·kg-1，全鉀 199 g·kg-1， 速效鉀 61 mg·kg-1；速效鋅 054 mg·kg-1， 速效錳 52 mg·kg-1， 速效鐵 112 mg·kg-1和速效銅 092 mg·kg-1。

14供試試劑

木犀草素（批號(hào)111520200504），芹菜素（批號(hào)111901201102），咖啡酸（批號(hào)111678200401），迷迭香酸（批號(hào)111871201505）均由購(gòu)自中國(guó)食品藥品檢定研究院。乙腈色譜純，磷酸分析純，乙醇色譜純，水為自制超純水。

15儀器

996 型 Waters Aliance全自動(dòng)高效液相色譜儀，Waters 600 Controler， Waters PDA二極管陣列檢測(cè)器。

2方法

21實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

本實(shí)驗(yàn)在中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中藥資源中心溫室中進(jìn)行。選擇盆高為12 cm，盆口直徑為12 cm，盆底直徑為9 cm的塑料花盆，每盆裝入土壤中藥渣（5∶1）混勻組成的基質(zhì)。實(shí)驗(yàn)處理共5組，即CK組（不加中藥渣）、白術(shù)渣處理組、苦參渣處理組、連翹藥渣處理組、麥芽渣處理組、丹皮藥渣處理組。篩選色澤、大小、飽滿度一致的種子，于2015年4月10日播種，每盆均勻撒種5～10粒，覆土2～3 cm，各組處理6盆。株高約5 cm時(shí)間苗，每盆留苗2棵。處理6個(gè)月后測(cè)定其生長(zhǎng)狀況以及根系結(jié)構(gòu)。

22生長(zhǎng)指標(biāo)的測(cè)定

紫蘇植株培養(yǎng)6個(gè)月后，每盆采樣2株測(cè)定。采用直尺測(cè)定株高、根長(zhǎng)，游標(biāo)卡尺測(cè)定根粗，采用千分之一天平測(cè)定地上部分鮮重和地下部分鮮重。

23葉片面積的測(cè)定

紫蘇植株培養(yǎng)6個(gè)月后，每盆采樣2株測(cè)定，共12株。測(cè)定的部位選擇自上往下第2片完全展開的葉子，采用CI203便攜式激光葉面積儀測(cè)定。

24酚類成分的測(cè)定

241供試品的制備按照秦紅英等[11]方法進(jìn)行，將樣品于60 ℃干燥至恒質(zhì)量后粉碎，過60目篩，準(zhǔn)確稱取01 g粉末，加入10 mL甲醇，浸泡4 h，超聲萃取30 min，過濾取濾液，離心10 min（3 500 r·min-1），取上清液經(jīng)0.45 μm有機(jī)濾膜過濾，進(jìn)樣分析。

242色譜條件色譜柱為Phenomenex C18 （4.6 mm×250 mm，5 μm）；流動(dòng)相：A為01%冰醋酸溶液，B為甲醇；梯度洗脫程序：0～5 min，45%～53%B；5～10 min，53%～55%B；10～15 min，55%～60%B；15～20 min，60%～45%B。流速1 mL·min-1；進(jìn)樣量20 μL；檢測(cè)波長(zhǎng)320 nm；柱溫35 ℃。

25根系形態(tài)結(jié)構(gòu)測(cè)定

用分辨率為400 bpi的Epson 7 500掃描儀（日本長(zhǎng)野縣精工愛普生公司）對(duì)根系進(jìn)行掃描。掃描時(shí)將根系放入特制的透明托盤內(nèi)， 加入3～5 mL水以避免根系分支的互相纏繞。掃描后保存圖像， 采用WinRhizoPro Vision 50a分析程序?qū)D像進(jìn)行分析， 獲取根長(zhǎng)度、根表面積、根體積、根投影面積、平均根直徑及根尖數(shù)等根系形態(tài)相關(guān)指標(biāo)數(shù)據(jù)。

26數(shù)據(jù)分析

所有數(shù)據(jù)采用Excel 2010 和SPSS 180 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。通過單因素方差分析（oneway ANOVA）、LSD和Dunnett′sT多重比較對(duì)比數(shù)據(jù)差異顯著性（P<001）。

3結(jié)果

31不同藥渣對(duì)紫蘇生長(zhǎng)的影響

研究結(jié)果表明不同種類的中藥渣對(duì)于紫蘇生長(zhǎng)的影響不同（表1），不同中藥渣作用的大小順序?yàn)榈⒃?gt;麥芽渣>連翹渣>白術(shù)渣>丹皮渣、苦參渣。對(duì)于株高，丹參渣、麥芽渣以及連翹渣處理組具有顯著性提高作用（P<005），分別提高了181，138，107倍；對(duì)于葉片數(shù)，只有丹參渣處理組具有顯著性地提高作用（P<005），提高幅度為211倍，其他藥渣處理組也有提高的趨勢(shì)，但是沒有顯著性地差異；對(duì)于地上部分生物量，只有丹參渣、麥芽渣處理組具有顯著性地提高作用（P<005），提高幅度分別為2192，1282倍；對(duì)于地下部分生物量，丹參渣、麥芽渣以及連翹渣處理組都能顯著性地提高（P<005），提高幅度為1329，945，783倍。

32不同中藥渣對(duì)根系結(jié)構(gòu)的影響

不同中藥渣對(duì)根系結(jié)構(gòu)影響的結(jié)果與對(duì)生長(zhǎng)影響結(jié)果相類似（表2），丹參渣、麥芽渣、連翹渣、白術(shù)渣處理組都能顯著性地提高總根長(zhǎng)、根投影面積、根尖數(shù)以及分枝數(shù)（P<005）。對(duì)于總根長(zhǎng)，丹參渣、麥芽渣、連翹渣以及白術(shù)渣處理組提高幅度分別為095，059，063，066倍；對(duì)于根投影面積，丹參渣，麥芽渣，連翹渣以及白術(shù)渣處理組提高幅度分別為035，035，036，036倍；對(duì)于根尖數(shù)，丹參渣，麥芽渣，連翹渣以及白術(shù)渣處理組提高幅度分別為1158，1024，667，454倍；對(duì)于分枝數(shù)，丹參渣，麥芽渣，連翹渣以及白術(shù)渣處理組提高幅度分別為1852，1940，1262，666倍。而對(duì)于根表面積，只有丹參渣處理組能顯著性提高（P<005），提高幅度為045倍。

33不同中藥渣對(duì)葉片面積的影響

本實(shí)驗(yàn)施用的6種中藥渣都能不同程度地增加紫蘇葉片面積（圖1），但是不同種類的中藥渣其增加的幅度不同，增加幅度大小順序?yàn)辂溠吭?gt;丹參渣>連翹渣>白術(shù)渣>苦參渣和丹皮渣。麥芽渣、丹參渣、連翹渣、白術(shù)渣與CK處理組之間具有顯著性的差異（P<001），而苦參渣和丹皮渣與CK處理組之間沒有顯著性差異。麥芽渣、丹參渣、連翹渣、白術(shù)渣與CK處理組相比，提高幅度為092～184倍。

34不同中藥渣對(duì)酚類物質(zhì)的影響

紫蘇含有多種酚類化合物，該類化合物具有抗炎、鎮(zhèn)痛、抗衰老、清除和抑制自由基等作用[12]。本研究結(jié)果表明紫蘇地上、地下部分都含有迷迭香酸、不同字母代表處理組之間具有顯著性的差異（n=6，P<005）。

咖啡酸，而木犀草素和芹菜素只分布在地上部分，地下部分沒有檢測(cè)到。不同種類的中藥渣均能提高地下部分迷迭香酸和咖啡酸（表3）。對(duì)于咖啡酸含量，不同中藥渣處理提高幅度大小為丹皮渣、苦參渣>丹參渣>麥芽渣、白術(shù)渣和連翹渣，增加幅度分別為301，261，219，194，198，178倍；對(duì)于迷迭香酸含量，不同中藥渣處理組提高幅度大小為丹皮渣>麥芽渣>白術(shù)渣>連翹渣>丹參渣，苦參渣，增加幅度分別為307，226，191，167，086，093倍。

而對(duì)于地上部分酚類物質(zhì)的含量，不同種類藥渣作用不同（表4）。對(duì)于咖啡酸，不同種類的中藥渣處理組均與CK組之間無顯著性差異；對(duì)于迷迭香酸，丹皮渣處理組與CK處理組相比能顯著性的提高作用，提高幅度為012倍，而其他處理組均具有降低作用，但是對(duì)于迷迭香酸積累量沒有顯著性地降低（表5），甚至麥芽渣處理組具有顯著性提高的作用；對(duì)于木犀草素，不同中藥渣處理組與CK處理組相比均顯著性降低，但是對(duì)于木犀草素積累量沒有顯著性地降低，甚至丹參渣、麥芽渣處理組都具有顯著性提高的作用（表5）；對(duì)于芹菜素，苦參渣處理組具有顯著性地提高作用，其他處理組均具有顯著性地降低作用，但是對(duì)于芹菜素積累量沒有顯著性地降低；甚至丹參渣、麥芽渣處理組都具有顯著性提高的作用（表5）。

4討論

由于中藥渣作為有機(jī)肥的研究起步晚，中藥渣作為有機(jī)肥對(duì)植物生長(zhǎng)的研究較少，以往的研究表明采用中藥渣堆肥能夠提高番茄、玉米、當(dāng)歸、小白菜、等栽培植物的產(chǎn)量[1316]。本文研究表明中藥渣

有機(jī)肥能夠促進(jìn)紫蘇的生長(zhǎng)，該研究結(jié)果與以往的研究結(jié)果一致。但是紫蘇對(duì)于不同種類的中藥渣存在一定的選擇特異性，相關(guān)的研究工作未見報(bào)道。不同種類的中藥渣對(duì)于紫蘇的作用不同，其中丹參渣、麥芽渣、連翹渣以及白術(shù)渣處理組能顯著性地提高紫蘇的生長(zhǎng)，而丹皮渣和苦參渣處理組與CK處理組相比無顯著性地差異，因此該結(jié)果表明在利用中藥渣作為有機(jī)肥時(shí)應(yīng)該根據(jù)所栽培中藥材的品種選擇特異的中藥渣。

中藥渣對(duì)有效成分影響的相關(guān)研究較少，樊秦等研究表明中藥渣有機(jī)肥能顯著提高阿魏酸及藁本內(nèi)酯含量[17]。本實(shí)驗(yàn)研究表明藥渣有機(jī)肥對(duì)于紫蘇地上、地下部分酚類物質(zhì)的影響不同，其中不同中藥渣對(duì)于地下部分酚類物質(zhì)都具有顯著性促進(jìn)作用。而對(duì)于地上部分，不同種類的中藥渣作用不同，如對(duì)于迷迭香酸，丹皮渣處理組與CK處理組相比能顯著性的提高作用，而其他處理組均具有降低作用；對(duì)于芹菜素，苦參渣處理組具有顯著性地提高作用，其他處理組均具有顯著性地降低作用。另外，同一種中藥渣對(duì)于不同的成分不同，如丹參渣能顯著性地提高迷迭香酸的含量，對(duì)咖啡酸無顯著性的影響，而顯著性地降低木犀草素、芹菜素的含量。

迷迭香酸和咖啡酸具有延緩衰老，防腐、抗菌、抗氧化等功效[1820]，故其提取物在食品、保健品、醫(yī)療以及化妝品領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，具有廣泛的應(yīng)用前景。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明作為廢棄物的紫蘇根部含有大量的迷迭香酸和咖啡酸，其含量與地上部分相當(dāng)，因此為了綜合利用資源，可以將紫蘇地下部分作為提取咖啡酸和迷迭香酸的原料。

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[責(zé)任編輯呂冬梅]