不同部位杜仲皮品質綜合評價及其與土壤理化性質的相關性分析

關鍵詞杜仲；土壤肥力；有效成分；品質評價

中圖分類號 S567.19 文獻標識碼A 文章編號 1007-7731（2025）15-0099-06

DOI號 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2025.15.024

Comprehensive evaluation of the quality of different parts of Eucommia ulmoides bark and its correlation analysiswithsoil physical and chemical properties

ZHANG Guoxia1，2LI Xiaoxing1FEI YuankaiZHOU Xinwei2ZHANG Jiachun ^1，2 （204號 （Guizhou University of Traditional Chinese Medicine， Guiyang 55oO25， China; 2Guizhou Botanical Garden，Guiyang 55ooO4， China; 3Zunyi Hongfeng Shengyuan Forestry Planting Professional Cooperative， Zunyi 5631Oo， China）

AbstractThis investigation aimed to explore thecomprehensive quality characteristics of diferent parts of Eucommiaulmoidesbarkandthedominantsoilfactorsaffecting itsquality.15-year-oldEucommiaulmoidesartificially cultivatedin Bozhou District， Zunyi City，Guizhou Province were taken astheresearch object.Soil samples coresponding to their growth and the bark of Eucommiaulmoides fromthe upper，middle and lower parts of the tree trunk respectivelywere collcted.Through the detectionofsoil physical and chemical properties，thecontentsof efctive components （pinoresinol diglucoside，genipin），trace elements （zinc，selenium，nickel，manganese，ron）and heavymetals （cadmium，copper，lead，arsenic，mercury）indifferentpartsofEucommiaulmoides bark were analyed，a comprehensivequality evaluation incombination with principal componentanalysiswasconducted，and correlation analysis between soil physical and chemical properties and the qualityof Eucommia ulmoides bark was caried out.The resultsshowedthatthecontents of pinoresinoldiglucosideand genipin，from hightolow，were in theorderof middle part gt; upper part gt; lower part. The contents of zinc，nickel and iron from high to low were in the order of upper part gt; （204號 lower part gt; middle part，and the contents of selenium and manganese from high to low were in the order of lower part gt; middle part gt; upper part.The heavy metal content in the bark of Eucommia ulmoides from the three parts did not exceed the standard.Principal component analysis indicatedthatthecomprehensive scores oftheupper，midle andlowerparts of Eucommia ulmoidesbark were 0.813，-0.278and-0.536 respectively，andthequalityof theupperpartof Eucommia ulmoides bark was beter.Correlationanalysis indicated that inthe upper partof Eucommia ulmoides bark，thecontentof resinol diglucoside was negativelycorelated withtheavailable phosphorus content inthesoil，andthelead content was negativelycorelatedwiththetotalphosphorus content inthesoil.Thearseniccontent waspositivelycorrelatedwithsoil pH，andthe mercurycontent was positivelycorrelated withthe available potassiumcontentinthesoil.Inthe middle part of Eucommiaulmoidesbark，thearseniccontent was negativelycorrelatedwith the total phosphorus contentof thesoil， and themanganese content was negativelycorrelated with thealkali-hydrolyzable nitrogen contentof thesoil.The mercury content was positively corelated with soil pH.In the lower part of Eucommia ulmoides bark，the contentof genipin was negativelycorrelated withthetotal phosphoruscontentofthesoil，thezinccontent wasnegativelycorrelated with the total nitrogencontent of thesoil，and the manganese content was negatively corelatedwith thealkalihydrolyzablenitrogen contentof thesoil.Thecoppercontentispositivelycorrelated with theavailable phosphorus contentin thesoil，andtheleadcontentispositivelycorelatedwith thesoil pH.Inconclusion，thesoilfertilityforthe growthof Eucommiaulmoides inthestudyarea is good，andthequalityof theupperpartof the Eucommiaulmoides bark is superior.Basedonthequalitydifferencesofdiffrentparts，itisadvisabletoharvesttheEucommiaulmoides bark by part to improve the eficiency of resource utilization.

Keywords Eucommia ulmoides; soil fertility;active ingredient; quality evaluation

杜仲（Eucommiaulmoides）是杜仲科杜仲屬植物，主要分布于湖北、四川、云南、貴州、河南等地[1]。杜仲皮具有降血壓、降血糖等多種藥理作用，含有松脂醇二葡萄糖苷、京尼平、桃葉珊瑚苷等有效成分，其中松脂醇二葡萄糖苷是《中國藥典》規定的杜仲皮含量測定的指標性成分[2-3]。杜仲作為大宗藥材之一，目前已在多個領域廣泛應用[4-6]

土壤是植物生長的物質基礎，直接影響其產量和品質。張強等8研究指出，土壤肥力直接影響了黃芪的產量、品質和營養元素的含量以及初生、次生代謝產物的形成。李晶研究表明，土壤中全氮、速效鉀、速效磷等物質的含量影響了丹皮化學成分的積累。閆文蓉等[研究認為，全氮含量的提高有利于丹參脂溶性成分的積累。李向民等研究表明，皂素含量與土壤有機質、全氮、全磷、全鉀、有效鐵、有效鋅含量密切相關。杜仲有效成分、微量元素及重金屬含量均是影響其品質的關鍵因素。當前關于杜仲皮的研究多集中于化學成分、藥理作用及栽培技術等方面，其不同部位品質評價的研究有待進一步深入。為此，深人探究杜仲皮不同部位的品質差異，對充分發揮其藥用價值具有重要意義。

本文以上、中、下3個部位杜仲皮為研究對象，分析其生長土壤pH及肥力，不同部位的有效成分、微量元素及重金屬含量，并對土壤理化性質與杜仲皮品質進行相關性分析，為杜仲資源的高效利用及產業高質量發展提供參考。

1材料與方法

1.1試驗材料

2023年7月，采集貴州遵義市播州區楓香鎮杜仲種植示范區采集種植15年的杜仲生長區域土壤樣品（FXDZT-1、FXDZT-2、FXDZT-3），裝入塑料袋帶回實驗室，于陰涼處自然風干后，磨碎過60目篩，備用。同時采集杜仲皮樣品，根據樹干高度將其劃分成上、中、下3個部分。樣品經105℃高溫殺青5min 后，置于 50°C 恒溫條件下烘干，粉碎后過80目篩，裝袋密封保存備用。試驗儀器包括LC-10ATVP型高效液相色譜儀（島津實驗器材有限公司），KQ3200B型超聲波清洗器（昆明市超聲儀器有限公司），DIamondTII型純水機（ThermoFisher公司）。

1.2測定指標及方法

1.2.1 生長土壤pH及肥力檢測 參照孔垂思等[2的研究方法進行土壤理化指標檢測。土壤pH采用玻璃電極法測定，土壤有機質含量采用硫酸-重鉻酸鉀容量法檢測，全氮含量采用凱氏定氮法檢測，全磷含量采用鉬銻抗比色法檢測，全鉀含量采用火焰光度法檢測，堿解氮含量采用堿解擴散法檢測，有效磷含量采用分光光度法檢測，速效鉀含量采用火焰光度法檢測。

1.2.2 品質測定

1.2.2.1有效成分 精密稱取適量松脂醇二葡萄糖苷、京尼平標準品，置于 20mL 容量瓶中，加甲醇溶解并定容，制成質量濃度 0.5，0.3mg/mL 的混合標準品溶液，備用。將 3g 杜仲皮樣品剪碎并揉成絮狀，精密稱取 2g ，置于索氏提取器中，加入適量三氯甲烷，加熱回流 6h ，棄去三氯甲烷提取液，待三氯甲烷完全揮發后，將藥渣重新置于索氏提取器中，加入適量甲醇，加熱回流 6h ，回收適量甲醇提取液，轉移至 10mL 容量瓶中，加甲醇定容，搖勻后過濾，保留濾液[3]。色譜條件參照竹炳等[13的研究方法，色譜柱為WatersHSS-T3柱（ （150mm×2.1mm，1.8μm） ；流動相為 0.1% 甲酸水溶液（A） -0.1% 甲酸乙腈溶液（B），梯度洗脫： 0～20min 2%～30% B； 20～ 35min 30%～50% B; 35～42min 50%～95% B;體積流量 0.3mL/min ;柱溫 50^°C ；檢測波長 254nm ；進樣量 10μL

1.2.2.2金屬元素 按照陳宏降等[14的研究方法檢測鋅、鎳、錳、鐵、鉻、鎘、銅、鉛、砷、汞含量；按照周鑫偉等[15的研究方法檢測硒含量。以WM/T2—2004《藥用植物及制劑進出口綠色行業標準》ISO18664：2015《傳統中藥—傳統中藥中使用的中藥材中重金屬含量的測定》為參照標準，分析杜仲皮上、中、下3個部位的重金屬含量。

1.3數據分析

使用MicrosoftExcel2019軟件進行數據處理，利用SPSS26.0軟件進行單因素方差分析和相關性分析，采用GraphPadPrism9軟件進行主成分分析及可視化作圖。

2結果與分析

2.1 杜仲生長土壤 pH 及肥力

由表1可知，生長土壤 pH 在 5.49～6.00 ，平均值為5.70，整體呈弱酸性；養分含量如下：有機質含量在 20.0～30.4g/kg ，全氮含量在 1.65～1.85g/kg 全磷含量在 0.22～0.43g/kg ，全鉀含量在 21.40～ 28.40g/kg ，堿解氮含量在 118.30～139.83mg/kg ，有效磷含量在 2.80～8.80mg/kg ，速效鉀含量在142.68～151.02mg/kg 。參照邵金平等研究的土壤肥力因子等級標準（表2），對各指標進行評價。有機質含量（ 25.60g/kg） 處于3級，為中等水平；全氮含量（ 1.72g/kg ）處于2級，為較豐富水平；全磷含量 （0.31g/kg） 處于5級，為缺乏水平；全鉀含量（ 25.40g/kg 處于1級，為豐富水平；堿解氮含量（ 131.27mg/kg 處于2級，為較豐富水平；有效磷含量 （5.10mg/kg） 處于4級，為較缺水平；速效鉀含量（ 147.10mg/kg 處于3級，為中等水平。綜上，土壤全磷、有效磷含量偏低，全鉀、全氮、堿解氮等關鍵養分較充足，整體肥力條件適合杜仲生長。

2.2 不同部位杜仲皮的品質分析

由圖1可知，上、中、下3個部位的杜仲皮松脂醇二葡萄糖苷含量均超過2020年版《中國藥典》規定的 0.10% 標準;松脂醇二葡萄糖苷和京尼平含量在3個部位間差異均無統計學意義（ Pgt;0.05 ，且含量變化趨勢一致，3個部位有效成分含量由高到低均為中部位 gt; 上部位 gt; 下部位。

由表3可知，5種微量元素（鋅、硒、鎳、錳、鐵）的含量均以中部最低，其中，鋅、鎳、鐵含量變化規律是上部位 gt; 下部位 gt; 中部位，硒和錳含量變化規律是下部位 gt; 上部位 gt; 中部位；杜仲下部位的硒含量高于中部位，差異具有統計學意義 （Plt;0.05） 。由表4可知，3個部位的銅、鉛、砷和汞含量均未超標。鎘含量變化規律是上部位 gt; 中部位 gt; 下部位，銅含量變化規律是上部位 gt; 下部位 gt; 中部位，鉛含量變化規律是下部位 gt; 中部位 gt; 上部位，砷含量變化規律是上部位 gt; 中部位 下部位，汞在3個部位中含量一致。重金屬元素、除硒外的其余微量元素在杜仲不同部位的含量差異均無統計學意義（ Pgt;0.05 。

2.3不同部位杜仲皮的主成分分析

由表5～6可知，前4個主成分的特征值均大于1，累計方差貢獻率達 89.17% ，故提取為主成分。其中，第1主成分（PC1）的特征值為4.700，方差貢獻率為 39.17% 。京尼平、鎘、汞、鋅、鎳、錳和鐵在PC1上有較高的載荷，說明以上指標主要集中在PC1上。第2主成分（PC2）的特征值是2.659，方差貢獻率為22.16% 。鉛和汞在PC2上有較高載荷，說明鉛和汞主要集中在PC2上。第3主成分（PC3）的特征值是2.029，方差貢獻率為 16.90% ，銅、砷和鐵在PC3上有較高載荷，說明銅、砷和鐵主要集中在PC3上。第4主成分（PC4）的特征值是1.312，方差貢獻率為10.94% ，松脂醇二葡萄糖苷和硒在PC4上有較高載荷，說明松脂醇二葡萄糖苷、硒主要集中在PC4上。

由于12個變量主要集中在前4個主成分上，因此，決定將12個變量更換為4個新變量（PC1、PC2、PC3和PC4），計算得出杜仲3個部位的PC1、PC2、PC3、PC4得分和綜合得分。由表7可知，3個部位的綜合得分由高到低依次為上部（0.813分） gt; 中部（-0.278分） gt; 下部（-0.536分），三者間差異無統計學意義（ 。

2.4土壤理化性質與杜仲皮的相關性分析

由表8可知，在杜仲皮上部，松脂醇二葡萄糖昔含量與土壤有效磷含量呈負相關（ r=-0.997 . Plt; 0.05）;土壤鉛含量與土壤 pH 呈正相關 （r=0.998，Plt; 0.05）；土壤砷含量與全氮含量呈正相關 （r=1.000，Plt; 0.05）；土壤汞含量與速效鉀含量呈正相關（ r=0.999 Plt;0.05 ）。在杜仲皮中部，土壤砷含量與全磷含量呈負相關 （r=-0.999，Plt;0.05） ；土壤汞含量與土壤pH呈正相關 （r=1.000，Plt;0.05） ；土壤錳含量與堿解氮含量呈負相關 （r=-0.999，Plt;0.05） 。在杜仲皮下部，京尼平含量與土壤全鉀含量呈負相關（ r=-0.998 Plt; 0.05）；土壤銅含量與有效磷含量呈正相關（ r=0.999 Plt;0.05 ；土壤鉛含量與土壤 pH 呈正相關（ _（r=1.000 Plt;0.01 ；土壤鋅含量與全氮含量呈負相關（ -0.998 ， Plt;0.05 ；土壤錳含量與堿解氮含量呈負相關 （r=-1.000，Plt;0.01） 。

3結論與討論

土壤是植物生長的主要營養來源，其肥力特征在一定程度上影響了藥材品質[17]。土壤肥力可用于評價植物的生長潛力，同時為施肥量提供一定的參考。本研究結果發現，研究區杜仲生長土壤肥力呈弱酸性，全鉀、堿解氮、速效鉀和有機質均處于中等及以上水平。與其他杜仲產區土壤相比18，研究區杜仲生長土壤中全鉀、堿解氮的含量較高，這為杜仲的生長和品質形成奠定了良好的基礎。

本研究分析上、中、下3個部位杜仲皮的成分差異，結果表明，3個部位杜仲皮的松脂醇二葡萄糖苷含量均超過了2020年版《中國藥典》的規定，中部杜仲皮含有的松脂醇二葡萄糖苷、京尼平含量最高。作為人體必需的微量元素，硒的生物學功能是產生硒蛋白的硒代半胱氨酸殘基，這是硒作為必需抗氧化劑和細胞保護微量營養素的基礎[19]。鄭訪江等[20]研究表明，硒元素可能通過抗氧化作用、血管舒張作用、抑制炎癥反應以及調節自主神經等多種機制在高血壓的治療上發揮作用。3個部位杜仲皮的微量元素含量存在差異，中部杜仲皮的硒含量明顯低于下部，可能說明不同部位杜仲皮的藥理作用存在差異。硒元素在杜仲皮不同部位的含量差異為進一步研究杜仲皮的價值提供新的視角，也為采取分部位采收的方式提高杜仲經濟價值提供參考依據。

主成分分析表明，3個部位杜仲皮的綜合得分由高到低依次為上部（0.813分） gt; 中部（-0.278分） |gt; 下部（-0.536分），上部綜合品質最優。從重金屬含量來看，杜仲適合在酸性土壤中生長，但其部分有效成分適合在偏堿性土壤中積累。在重金屬含量不超過相關標準的前提下，可適當提升土壤pH。蔡萍等[21研究認為，土壤pH與杜仲的槲皮素含量呈正相關。為了避免冗余數據干擾核心結果，本文僅展示具有顯著相關性的指標。相關性分析表明，土壤pH與上、下部位杜仲皮的鉛含量以及中部位的汞含量呈正相關；全磷含量與中部杜仲皮的砷含量呈負相關，說明在不造成土壤砷污染的情況下，可適當施加磷肥；全鉀含量與下部杜仲皮中的京尼平含量呈負相關，說明京尼平含量隨著全鉀含量的降低而上升；堿解氮含量與中、下部杜仲皮的錳含量呈負相關；有效磷含量與上部杜仲皮的松脂醇二葡萄糖苷含量呈負相關，說明有效磷含量降低會促進松脂醇二葡萄糖苷累積；有效磷含量與下部位杜仲皮中的銅含量呈正相關。

綜上，研究區杜仲的生長土壤肥力較好，中、上部杜仲皮中硒含量較高，上部位的杜仲皮綜合品質較好，杜仲土壤理化性質與杜仲皮的成分指標具有一定的相關性。采用分部采收的方式，有利于提高杜仲的經濟價值。本研究取樣地點相對集中，采樣量稍顯不足，僅關注不同部位杜仲皮的內在品質，未涉及其外在形態。后續研究將擴大采樣范圍、增加采樣量，以全面評價杜仲皮的品質。

參考文獻

[1]王青青，周海燕，周旭，等.經典名方中杜仲的本草考證[J].中國實驗方劑學雜志，2023，29（19）：88-96.

[2]張敏，梁鳳妮，孫延文，等.杜仲化學成分、藥理作用和臨床應用研究進展[J].中草藥，2023，54（14）：4740-4761.

[3]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典三部：2020年版[M].北京：中國醫藥科技出版社，2020.

[4]寇威.杜仲保健酒的配制及質量標準研究[D].開封：河南大學，2014.

[5]陳雪影，柴文君，葉彩燕，等.復方杜仲提取物對海鱸肝臟修復作用的研究[J].安徽農學通報，2020，26（10）：65-68.

[6]NAKAZAWAY，BAMBAT，TAKEDAT，etal.ProductionofEucommia-rubberfromEucommiaulmoidesoliv.（hardyrubbertree）[J].Plantbiotechnology，2Oo9，26（1）：71-79.

[7]陳世權，黃堅欽，黃興召，等.不同母巖發育山核桃林地土壤性質及葉片營養元素分析[J].浙江林學院學報，2010，27（4）：572-578.

[8]張強，程濱，董云中，等.北岳恒山地道黃芪營養特征及產地土壤理化性狀研究[J].水土保持學報，2005，19（6） ：26-30.

[9]李晶.土壤環境影響下的丹皮品質及其健康風險評價研究[D].蕪湖：安徽師范大學，2019.

[10]閆文蓉，牛世杰，劉燕，等.丹參有效成分含量與土壤因子的關系研究[J].中國農學通報，2009，25（8）：246-249.

[11]李向民，李軍超，陳剛，等.盾葉薯元素組成特點及其與土壤營養元素的關系研究[J].西北植物學報，2005，25（3）：531-535.

[12]孔垂思，李友勇，孫云南，等.不同茶樹品種新梢氮磷鉀含量與根際土壤細菌群落多樣性差異[J].西南農業學報，2023，36（12）：2763-2770.

[13]竹炳，吳杭莎，葛衛紅，等.杜仲鹽制前后膠絲力度與色度值及特征成分含量的相關性研究[J].中草藥，2024，55（10） ：3291-3299.

[14]陳宏降，羅益遠，彭昕，等.白及不同部位無機元素分布特征及其健康風險評估[J].中成藥，2023，45（6）：2079-2085.

[15]周鑫偉，張家春，孫超，等.貴州白及土壤與植株間硒的相關性[J].西南農業學報，2021，34（1）：77-81.

[16]邵金平，施瑩，周筑，等.基于Nemerow法的大理海東新區木蓮引種栽培示范園綠地土壤肥力分析與評價[J].西部林業科學，2022，51（4）：34-39，47.

[17]程龍媛，張國卉，孫燕，等.藥用植物一內生菌一根際微生物互作研究進展[J].中草藥，2024，55（15）：5264-5273.

[18]趙丹，秦利軍，趙德剛.杜仲矮化密植栽培模式研究[J].山地農業生物學報，2021，40（3）：74-78.

[19]JOHNSON C C，FORDYCE F M，RAYMAN MP.Symposium on ‘Geographical and geological influenceson nutrition’：Factors controlling the distributionofselenium in the environment and their impact on healthand nutrition[J].Proceedings of the nutrition society，2010，69（1） ：119-132.

[20]鄭訪江，鄭玉梁，吳瑋，等.硒元素對高血壓病患者降壓干預的研究進展[J].中國食品工業，2024（2）：161-163.

[21]蔡萍，劉才英，梁雪娟，等.杜仲藥材有效成分與環境因子的灰色關聯度分析[J].中國實驗方劑學雜志，2014，20（23）：10-14.

（責任編輯：吳思文）