孟慶峰
(濟寧市農業科學研究院,山東濟寧 272131)
通過對黃芪的生長環境試驗發現,不同生長環境會影響黃芪的生長動態、根部縱切面結構,并導致黃芪甲苷、黃芪多糖、氨基酸及微量元素等含量都存在差異。不同生長環境對中藥黃芪的品質有著明顯影響,黃芪的品質特點與其特有的環境條件密不可分。
黃芪作為我國醫藥學的瑰寶,以其獨特的醫療特性和副作用較低的特點廣泛應用在我國傳統以及現代醫學之中。對于黃芪的品質進行評定除了依照傳統中藥生長形態的判別方法之外,需要根據科學、先進、可行的測定方式對黃芪的有效成分和特征性成分進行分析。黃芪本身所含有的化學成分復雜,其醫療效用是由多種化學成分相互作用產生的結果,因此除了對黃芪特征性成分進行指標評定之外仍需要參照黃芪含有的其他化學成分含量。依照《中國藥典》2020 版黃芪質量標準中黃芪甲苷的含量測定標準,綜合黃芪的其他化學成分,將傳統生長形態與現代化學判定相結合作為黃芪品質高低的判定標準[1]。
環境對于生物的影響巨大,不同環境下生長的黃芪品質擁有巨大差異,通過不同產地的黃芪對比,結合當地環境特點可分析出環境對于黃芪品質的總體影響。黃芪主要生產于山西、內蒙古、甘肅、河北、吉林等地,以山西、內蒙古、河北產地的黃芪為例,對于三地黃芪的化學成分與生長形態進行對比分析。主要對黃芪甲苷、氨基酸、黃芪多糖以及微量元素含量進行測定。黃芪甲苷的測定結果表明,每克黃芪中所含黃芪甲苷0.947 ~0.095 mg 不等,山西產地黃芪甲苷含量較高。從氨基酸含量來看,三種產地黃芪所含氨基酸無較大差異。根據黃芪多糖含量測定結果表明,山西、內蒙古、河北黃芪產地每克黃芪所含黃芪多糖從9.040 ~5.130 mg 不等,內蒙古黃芪多糖含量較高。從人體必需元素來看,山西產地黃芪微量元素含量較高,黃芪中含有人體必需元素鋇、鈷、鍶、鉻、錳、鋅等微量元素,人體有害元素Be、Pb 含量較低。通過比較山西、內蒙古、河北三地黃芪的生長形態可知,山西產地的黃芪有明顯優勢,外形粗長、條直、無分枝,質地堅韌;內蒙古黃芪產量不大,外形無分枝,氣味甘甜,質地柔韌;河北黃芪外形彎曲,較多分枝,氣味較淡。由此可以看出環境條件是影響黃芪外觀形態與品質的重要因素,山西黃芪由于產地獨特的地理氣候條件,植物生長環境涼爽干燥,土質肥沃,黃芪品質較好[2]。
3.1 不同光照環境對黃芪品質的影響 植物生長與發育的基本要素取決于光照情況,因此光照條件對于黃芪的品質有著重要影響。將同種黃芪在相同環境中進行遮光處理后可知,進行遮光處理后的黃芪,單根均干重約為7.568 g,其中每克總黃芪甲苷含量約為17.101 mg,黃芪多糖約為0.039 7 g;未進行遮光處理的黃芪,單根均干重約為13.905 g,其中每克總黃芪甲苷含量約14.267 mg,黃芪多糖含量為0.052 2 g。由此可知,進行遮光處理的黃芪甲苷含量都要大于未進行遮光處理的正常黃芪,因此黃芪甲苷含量會隨光照強度的降低而升高。但是當遮陰面積大于45.4% 以上時,黃芪產量以及黃芪多糖含量下降。因此可知,適當減少光照有助于提高黃芪甲苷含量,增加黃芪品質[3]。
3.2 不同土壤環境對黃芪品質的影響 黃芪屬于深根類植物,不同土壤環境對黃芪根部的生長有著重要影響。有學者分別在純黃沙土壤、純重壤土以及混合土壤中種植黃芪,分析黃芪品質。在純黃沙土壤之中黃芪單根均重約為2.340 g,黃芪甲苷含量約為16.603 mg,黃芪多糖含量為0.097 9 g;在純重壤土之中黃芪單根均重約為2.932 g,黃芪甲苷含量約為13.290 mg,黃芪多糖含量為0.108 8 g;混合土壤之中黃芪單根均重約為3.885 g,黃芪甲苷含量約為21.406 mg,黃芪多糖含量為0.130 9 g。由此可以看出,黃芪品質在兩種單一質地的土壤之中較差并且產量較低,純黃沙土壤雖然透氣性較好但是保水能力極差,黃芪根須無法充足吸收養分,根須分叉率較高,根較短,阻礙了黃芪的生長;純重壤土雖然保水保肥能力強,但是透氣性不良,同樣導致根須發育不良。因此,黃芪的種植過程中應當合理配比土壤質地,土壤要在保證透氣性的同時有效保水保肥,讓根須可以良好發育,才能培育出更高品質的黃芪[4]。
不同土壤養分直接影響黃芪類植物的生長與養分積累,最終導致黃芪中所含化學成分不同。通過對比山西、內蒙古、河北三地黃芪的化學成分以及土壤中的養分差異可知,不同養分對于黃芪品質影響程度不同,其中鐵、銅、鋅、鎳等無機元素的方差貢獻率為57.9%,鈣的方差貢獻率為14.0%,有效鉀的方差貢獻率為14.6%,根據不同養分對于黃芪品質的影響,可為黃芪種植提供有效可行的依據。
3.3 不同溫度環境對黃芪品質的影響 適宜的溫度環境是植物生存與良好發育的基本條件,溫度直接影響到黃芪的生長形態與發育狀態,進而影響到黃芪的品質。比較不同溫度環境下黃芪的生長形態與品質情況可推斷出溫度對于黃芪品質的影響。根據對比可知,黃芪的莖粗與溫度直接相關,當溫度下降時莖粗變細。黃芪中的黃芪甲苷、黃芪多糖含量也同樣受到溫度影響,黃芪甲苷在高溫條件下含量較高。此外,黃芪種子若長時間處于低溫環境下,解凍之后的黃芪種子發芽率會大幅度降低,幼苗時期死亡率會提高[5]。
3.4 不同水分條件對黃芪品質的影響 水分對于植物的生長發育至關重要,充足的水分能使植物的枝葉生長更加茂盛,但是不利于植物的根部發育。黃芪在干旱條件下能夠積累更多的有效物質,使黃芪甲苷含量大幅提高,促使黃芪毛蕊異黃酮葡萄糖苷的積累,將營養物質集中運輸至黃芪根部,進一步提高黃芪甲苷的積累。根部發育與年均降水量呈顯著負相關,適度的干旱環境更有助于提高黃芪品質。
不同的光照、土壤、溫度、水分等環境因素都對黃芪的品質有所影響,所以要慎重選擇黃芪的種植環境以及種植方式。適當減少光照與水分,合理配比土壤,達到黃芪最優的環境條件,可促使黃芪有效生長。