不同生長年限寬葉羌活品質的研究

謝放 Uwitugabiye Vestine 夏櫻霞 張亞軍 常黎明

摘要：為了評價不同生長年限對人工栽培條件下寬葉羌活生物量和化學成分的影響，對甘肅主產區栽培的寬葉羌活進行調查采樣，采挖2年生、3年生寬葉羌活鮮樣，分別測定其根鮮重、根干重、主根長、主根粗等4個生物量指標，以及羌活醇、異歐前胡素、揮發油、浸出物、多糖、總灰分及酸不溶性灰分含量等。結果表明，3年生的根鮮重、根干重、主根長及主根粗較2年生均有所增長，且羌活總產量為2年生的2～3倍;3年生寬葉羌活單株有效成分總量大幅增加，主要有效成分相對含量多有下降，品質略差。

關鍵詞：寬葉羌活;生長年限;生物量;化學成分

中圖分類號：S567.239? ? 文獻標志碼：A? ? 文章編號：1001-1463（2021）05-0030-05

doi：10.3969/j.issn.1001-1463.2021.05.008

Study on Effects of Different Growth Years on Quality of Notopterygium forbesii

XIE Fang， Uwitugabiye Vestine， XIA Yingxia， ZHANG Yajun， CHANG Liming

（School of Chemical and Biological Engineering， Lanzhou Jiaotong University， Lanzhou Gansu 730070， China）

Abstract：In order to evaluate the effects of different growth years on biomass and chemical composition of Notopterygium forbesii under artificial cultivation， the investigation and sampling of broad-leaf of Notopterygium forbesi in main producing areas of Gansu Province were carried out. The Notopterygium forbesii were cultivated for two years and three years， then the excavation of fresh Notopterygium forbesii of two years and three years were measured its root fresh weight， root dry weight， root length， root thick four biomass index， and notopterygium alcohol， isoimperatorin， volatile oil， extract， polysaccharide， total ash， and acid insoluble ash. The results showed that the root fresh weight， dry weight， taproot length and crude root of the three-year old increased compared with those of the two-year old， and the total yield of Notopterygium forbesii was 2～3 times of that in two years. The total content of active ingredients in the three year old Notopterygium forbesii was significantly increased， however the content of each active ingredient decreased and the quality was slightly worse.

Key words： Notopterygium forbesii;Growth year;Biomass;Chemical composition.

羌活（Notopterygium incisum Ting ex H.T.Chang） 或寬葉羌活（Notopterygium franchetii H.de Boiss）是2015版《國家藥典》收錄的羌活藥材的基源植物，以干燥根和根莖入藥[1 ]，主要分布在青藏高原東緣的川西北、青海東部、甘肅南部、藏東南等高海拔山地[2 ]。現代研究表明，羌活藥材主要含有羌活醇、異歐前胡素、蒎烯類、多糖類等活性成分，具有抗菌、抗病毒、防治心腦血管疾病等多種功效。近年來，野生羌活被大肆采挖，資源儲備量大幅減少，而栽培羌活面積逐年擴大，已成為商品藥材的重要供貨源。

隨著野生羌活的人工馴化及栽培推廣逐步加快，如何提高栽培羌活的產量及品質成為學者關注的焦點。近些年，一些學者從羌活的適生區分析、農藝措施、水肥條件等對栽培羌活產量及品質影響等方面進行了大量研究[3 - 8 ]，而對羌活產量及化學成分的累積規律、生長年限對羌活產量和品質影響方面的報道較少。前人研究發現，生長年限對藥材產量、品質影響較大，如三年生遼藁本在產量和活性成分方面都優于2年生遼藁 本[9 ]，生長年限對黃芪中黃酮及皂苷類成分的積累影響較大[10 ]，北蒼術中白術內酯Ⅱ、β-桉葉醇、蒼術素、蒼術酮含量隨著生長年限的增加而升高[11 ]。我們在甘肅渭源縣、臨譚縣取樣采集不同生長年限羌活藥材，分析了其產量及品質變化以綜合評估不同生長年限羌活的產量和品質，為栽培羌活的規范化生產（GAP）提供參考。

1? ?材料與方法

1.1? ?調查采樣

在甘南州臨潭縣冶力關鎮高莊村（GZ）、定西市渭源縣會川鎮哈地窩村（HDWⅠ、HDWⅡ）選取3塊樣地， 分別于2015年10月、2016年10月（采挖期）在樣地隨機選取定植后2年生、3年生栽培寬葉羌活15株，采集其根系樣品。

1.2? ?樣品預處理及生物量測定

將樣品上的殘留泥土用水清洗，控干表面水分后，測定根部鮮重、主根粗及主根長等指標，放入鼓風干燥箱中60 ℃烘干后測干重。

1.3? ?羌活中化學成分含量測定

羌活醇、異歐前胡素含量測定按照《中國藥典》（2015 年版）推薦的高效液相色譜法，揮發油含量測定按《中國藥典》（2015 年版）推薦的甲法測定，浸出物含量測定按照《中國藥典》（2015 年版）推薦的熱浸法中的醇溶性浸出物測定法，總灰分和酸不溶性灰分含量測定按照《中國藥典》（2015 年版）推薦的總灰分和酸不溶性灰分測定法[1 ]，多糖含量測定按《中國藥典》（2015 年版）推薦的苯酚-硫酸比色法[1 ]和張杰等[12 ]的方法。

1.4? ?數據處理及分析

采用Excel 2013對實驗數據進行整理與處理，采用SPSS 17.0進行統計分析，采用OrginPro 8.5.1作圖。

2? ?結果與分析

2.1? ?不同生長年限對寬葉羌活生物量的影響

圖1 — 4分別表示不同生長年限羌活根鮮重、根干重、主根長及主根粗等4個生物量指標的變化情況。可以看出，3年生羌活的4個指標較兩年生有大幅增長。3個樣地中，3年生根鮮重較2年生增長最多的達239.45%，最低為24.77%;根干重增長最多的達220.86%，最低為33.76%，差異如此大，原因是植物生長2 a后根系擴大，從更大范圍土壤中獲取營養物質，同時體內已經積累的營養物質也有利于在春季迅速生長和形成較大葉面積。比較3塊樣地各指標的均值，3年生較2年生根鮮重增長112.2%，根干重增長101.8%，主根長增長27%，主根粗增長18.35%。3年生羌活總產量為2年生的2～3倍，而3年生羌活的根粗增長也有利于中藥飲片的加工。

2.2? ?不同生長年限對寬葉羌活化學成分的影響

圖5 — 11分別表示不同生長年限羌活中化學成分含量的變化情況。可以看出，所有指標均符合《國家藥典》的標準，3年生羌活的羌活醇、異歐前胡素、揮發油（HDWⅠ除外）及多糖4種成分含量較2年生均有減少，而浸出物、總灰分和酸不溶性灰分含量略有增加。綜合不同生長年限羌活化學成分含量變化情況，各樣品中有效成分含量雖有下降，但藥材總產量大幅上升。3年生羌活各化學成分的單株總量與產量變化趨勢一致，均大幅增加，羌活醇增加89.18%，異歐前胡素增加76.31%，揮發油增加73.42%，浸出物增加103.16%，多糖增加79.49%，總灰分增加104.7%，酸不溶性灰分增加133.79%。

3塊樣地中，3年生羌活醇含量較2年生減少最多的達11%，最低為3%;異歐前胡素減少最多為20%，最低為2%;多糖減少最多為20.2%，最低為5.3%。揮發油含量其中1塊樣地中略有增長，增幅為11.2%，其余2塊樣地均減少，降幅最大的為30.2%。各樣地羌活化學成分含量差異的主要原因可能是土壤、施肥、年降水量差異所致。根據3塊樣地各指標的均值，寬葉羌活中，3年生較2年生羌活醇含量減少6%，異歐前胡素含量減少13%，揮發油含量減少14.06%，浸出物含量增長0.68%，多糖含量減少11.05%，總灰分含量增長1%，酸不溶性灰分增長16%。總體上，3年生羌活品質略差。

3? ?結論與討論

試驗研究結果表明，寬葉羌活栽培3 a采挖比2 a采挖增產顯著，總產量為2年生的2～3倍。3年生寬葉羌活中有效成分的單株總量大幅增加，羌活醇增加89.18%，異歐前胡素增加76.31%，揮發油增加73.42%，浸出物增加103.16%，多糖增加79.49%，總灰分增加104.7%，酸不溶性灰分增加133.79%。而各有效成分的相對含量下降，品質略差。

對比3塊樣地，3年生羌活高莊樣品的生物量增幅遠大于哈地窩樣品，可能原因是樣地的土壤質地、土壤水分含量有差異。對3塊樣地的土壤因子進行分析，并從中國氣象數據網獲取生態因子，發現與哈地窩村樣地相比較，高莊樣地土壤容重較低，土壤中粉砂粒占比較高，有機質、有效磷、氮素的含量較高，有利于羌活的生長，這與王紅蘭等[13 ]的研究一致。土壤水分含量也影響著羌活植株的生長發育及生物量的積累與分? ? ?配[14 ]，2塊地區的年降水量和土壤含水量不同，而土地含水量對2個樣地羌活生長影響程度如何無法定量，需進行多年的降水量研究來說明。

對比3塊樣地中羌活各種化學成分含量情況，2年生羌活，高莊樣地羌活中羌活醇、異歐前胡素及揮發油含量明顯高于哈地窩樣品中的含量;3年生羌活，高莊樣地羌活中上述3種成分含量與哈地窩村樣品持平或略低。說明羌活第3年的生物量的增長速度遠高于羌活醇、異歐前胡素、揮發油3種成分的積累速度。其原因可能是藥農主要施加磷酸二銨和尿素2種肥料，氮素含量很高，羌活根系從外界獲取的氮素有利于植物莖、葉的生長，增強光合作用合成有機物，促進根系快速生長。而與氮含量相比，土壤中的磷含量較低，這限制了酶的合成，影響有效成分的生成和積累。因此，使羌活中有效成分的積累速率與生物量增長速率相匹配，在增加產量的同時也提升品質，將是下一步研究的重點。

參考文獻：

[1] 國家藥典委員會.? 中華人民共和國藥典[M].? 北京：中國醫藥科技出版社，2015.

[2] YANG X W，ZHENG P，TAO H Y，et al.? GC-MS analysis of essential oil constituents from rhizome and root of Notopterygium incisum[J]. Journal of Chinese Pharmaceutical Sciences，2006，15（3）：172-177.

[3] 尚? ?雪，董麗君，文路軍，等.? 基于遙感與 GIS 技術的四川省羌活資源適宜性分布研究[J].? 中國中藥雜志，2015，40（13）：2553-2558.

[4] 孫洪兵，孫? ?輝，蔣舜媛，等.? 基于3S技術的羌活區劃研究I.? 基于MaxEnt和ArcGIS的羌活生長適宜性分析及評價[J].? 中國中藥雜志，2015，40（5）：853-862.

[5] 蔣舜媛，周? ?燕，孫? ?輝，等.? 羌活屬植物在不同海拔引種的生態適宜性研究[J].? 中國中藥雜志，2017，42（14）：2649-2654.

[6] 張東佳，彭云霞，魏莉霞，等.? 羌活人工栽培技術研究綜述[J].? 甘肅農業科技，2017（10）：67-75.

[7] 田? ?豐，李永平，余科賢，等.? 不同鉀肥用量對2年生寬葉羌活生物量、藥材產量及品質的影響[J].? 安徽農業科學，2011，39（2）：808-809.

[8] 方子森，高凌花，張恩和，等.? 人工施用氮肥、磷肥對寬葉羌活產量和質量的影響[J].? 草業學報，2010，19（4）：54-60.

[9] 李? ?雪，秦祎婷，李? ?耿，等.? 采收時期和生長年限對遼藁本產量和品質的影響[J].? 北方園藝，2015（11）：152-154.

[10] 辛? ?博，馬生軍，謝? ?景，等.? 生長年限對黃芪藥材中黃酮及皂苷類成分含量積累的影響[J].? 中藥材，2015，38（7）：1366-1369.

[11] 孫? ?金，翁麗麗，肖春萍，等.? HPLC—測多評法結合色差原理分析不同生長年限北蒼術藥材的質量[J].? 中國藥房，2020，31（11）：1314-1319.

[12] 張? ?杰，李春艷，李幼平，等.? 蒽酮硫酸法與苯酚硫酸法測定竹節參多糖含量的比較研究[J].? 中南藥學，2012，10（6）：421-424.

[13] 王紅蘭，楊? ?萍，孫? ?輝，等.? 羌活野生和栽培產地土壤水力學性質的對比研究[J].? 中國中藥雜志，2020，45（16）：3805-3811.

[14] 楊? ?萍，王紅蘭，張? ?燕，等.? 土壤水分含量對羌活植株生長及有效成分積累的影響[J].? 中國中藥雜志，2018，43（24）：4824-4830.

（本文責編：陳? ? 珩）