川麦冬品质及其与根际土壤特性的相关性研究

摘要

药材麦冬为百合科植物麦冬Ophiopogon japonicus(L.f)Ker-Gawl的干燥块根，主产于四川、浙江等地。四川三台为川麦冬的道地产区，是国内外最大的麦冬药材种植基地。据调查灵兴镇、争胜乡、刘营镇、里程乡、老马乡、花园镇等乡镇的麦冬栽培面积达到了数万亩，年产量有近万吨。为探究根际土壤因子对麦冬药材品质的影响，本研究以三台县不同种植地的麦冬药材及其根际土壤为研究对象，通过对药材品质指标及根际土壤化学性质的测定，对川麦冬药材品质进行了系统的分析评价，并探明了该产区麦冬质量成分与其根际土壤因子的关系，筛选出影响川麦冬品质的主要土壤因子，以期为川麦冬的质量评价、资源的开发利用等提供参考依据。主要研究结果如下:
　　1.川麦冬植株农艺性状
　　不同种植地麦冬农艺性状存在差异，变异系数为6.64％～27.19％。植株平均叶片数74.17片、叶长为28.09cm、叶宽为0.39cm、分蘖数为3.95个、茎叶鲜重为10.89g、须根数为19.23个、根长为18.33cm、须根鲜重为4.55g、块根个数为10.05个、单株产量为2.71g、单粒重为0.28g、折干率为39.22％。简单相关性分析表明，单株产量与叶片数、叶长、须根数、须根鲜重呈显著的正相关，与茎叶鲜重、块根数呈极显著的正相关。多元线性逐步回归分析表明，块根数、根长是构成麦冬单株产量的主要农艺性状，决定系数达0.749。
　　2.麦冬的主要次生代谢产物及无机元素元素含量
　　川麦冬的质量指标含量均符合《中国药典》（2015年版，一部）规定。29个样品中总灰分的平均含量为2.37％，远低于现行中国药典限定要求;样品中水溶性浸出物、总皂苷的平均含量分别为81.58％、1.81％，均远高于现行中国药典规定。川麦冬药材中多糖的平均含量为36.92％。主要次生代谢产物的平均含量由高到低分别为麦冬皂苷D(0.1835mg/g)＞麦冬皂苷D'(0.0656mg/g)＞甲基麦冬黄烷酮A(0.0614mg/g)＞甲基麦冬黄烷酮B(0.0334mg/g)＞麦冬黄酮E(0.0278mg/g)＞麦冬黄酮C(0.018mg/g)＞甲基麦冬黄酮A(0.0014mg/g)。相关性分析表明，麦冬主要化学成分之间存在相关性。
　　无机元素分析表明，样品中Ca、P、K、Mg、Fe、Al元素的平均含量较高，均超过了1000mg/kg;Co、Hg、Se、Si、Sn、V在麦冬中未检测到或低于检测限，3个样品采集点的麦冬药材Cd元素含量超过WM/T2-2004Cd（≤0.5mg/kg）的限量标准;无机元素之间有一定的相关性。
　　3.川麦冬的质量评价
　　川麦冬道地产区不种植地麦冬样品的质量存在明显的差异。就麦冬药材产量和主要次生代谢产物成分而言，17、7、15号样品综合排名靠前，质量较优。1、11、23、6、12号样品综合排名靠后，质量相对较差。其中采自里程乡和争胜乡的全部样品、花园镇56％、灵兴镇和老马乡50％、刘营镇33％共17个样品质量较优。
　　就无机元素的含量而言，8、9、22号综合排序靠前，19、18、17号样品综合排序靠后。其中采自灵乡、争胜两个乡镇的全部样品、刘营镇66％、花园镇56％共15个样品的无机元素综合评价较高。
　　4.川麦冬根际土壤特性
　　根际土壤综合肥力分析可知，整个川麦冬道地产区根际土壤平均综合肥力水平一般，其中68.97％的样地属于一般肥力水平，31.04％的样地属于肥沃肥力水平，无贫瘠样地。各个属性分肥力系数均值为:全磷＞有效磷＞pH值＞全钾＞有机质＞速效钾＞全氮＞碱解氮。各乡镇平均土壤综合肥力指数为:老马乡＞花园镇＞灵兴镇＞里程乡＞刘营镇＞争胜乡。
　　根际土壤中矿物质元素分析可知，样品中K、Ca、Mn、Ti、Ba、Zn、Si等元素含量较高，均超过了100mg/kg，Hg、Se在麦冬根际土壤中未检测到或低于检测限;29个土样均存在严重的Cd超标现象，平均含量达到了《土壤环境质量标准》中二级标准最大值的6.72倍，Ni除了极少数种植地未超标，其它种植地均有少量的超标，需要引起产地重视。根际土壤无机元素之间有一定的相关性。
　　5.川麦冬根际土壤特性对药材品质的影响
　　麦冬单株产量、主要次生代谢产物与土壤特性之间存在一定的相关性。相关性分析表明，单株产量与pH值呈显著的正相关，与土壤Cr含量呈极显著的负相关;药材浸出物含量与土壤中Mo、Sn的量呈显著的负相关;药材多糖含量与土壤Sn的量呈显著的正相关;药材总皂苷的含量与土壤有机质和Ni的量呈显著的正相关;药材甲基麦冬黄烷酮A的含量与土壤pH值和As含量呈显著的正相关;药材甲基麦冬黄烷酮B与土壤pH值、As、Cd、Co、Mn的量呈显著的正相关;甲基麦冬黄酮A与土壤As呈显著的正相关。
　　逐步回归分析表明，麦冬药材单株产量与土壤Cr的量关系密切，决定系数为0.266;麦冬药材浸出物含量与土壤Cd、Sn的关系密切，决定系数为0.308;药材总皂苷含量与土壤Ni、Mo、K和有机质的量关系密切，决定系数为0.554;药材多糖含量与土壤土壤Sn的量关系密切，决定系数为0.152;药材甲基麦冬高异黄酮A和B含量与土壤pH值的关系密切，决定系数分别为0.197和0.194.药材甲基麦冬黄酮A含量与土壤As、速效K的量关系密切，决定系数为0.264。进一步说明了土壤pH值以及速效K、K、As、Cd、Cr、Mo、Ni、Sn的量可能对川麦冬品质的形成具有重要意义。

目录

声明

摘要

1文献综述

1．1麦冬简介

1．1．1麦冬种植资源分布现状

1．1．2麦冬化学成分的研究进展

1．1．3麦冬药理研究进展

1．2土壤因子对药用植物品质的影响研究

1．2．1土壤酸碱度对药用植物品质的影响研究

1．2．2土壤肥力对药用植物品质的影响研究

1．2．3土壤其他矿质元素对药用植物品质的影响

1．3立题依据

2材料与方法

2．1试验材料

2．2研究设计

2．3仪器与试剂

2．4测定项目与方法

2．4．1麦冬农艺性状测定

2．4．2麦冬总灰分、浸出物含量的测定

2．4．3麦冬多糖含量的测定

2．4．4麦冬总皂苷含量的测定

2．4．5 HPLC-MS联合测定两种皂苷及五种高异黄酮的含量

2．4．6麦冬无机元素含量的测定

2．4．7麦冬根际土壤肥力的测定

2．4．8麦冬根际土壤其他矿物质无机元素含量的测定

2．4．9数据处理

3结果与分析

3．1川麦冬农艺性状与内在成分分析

3．1．1麦冬主要农艺性状分析

3．1．2麦冬内在成分分析

3．1．3麦冬农艺性状及内在成分的相关性分析

3．1．4川麦冬质量综合评价

3．2川麦冬根际土壤特性分析

3．2．1川麦冬根际土壤养分分析

3．2．2川麦冬土壤矿物质无机元素分析

3．3麦冬根际土壤特性对麦冬品质的影晌

3．3．1麦冬药材无机元素含量与其根际土壤无机元素的相关性分析

3．3．2麦冬无机元素富集特征的分析

3．3．3川麦冬土壤特性对其产量和主要次生代谢产物的相关性分析

3．3．4川麦冬土壤特性与其产量和主要有效成分的逐步回归分析

4讨论与结论

4．1川麦冬产量与质量

4．1．1川麦冬农艺性状

4．1．2川麦冬主要主要次生代谢产物

4．1．3川麦冬农艺性状与主要次生代谢产物间的相关性

4．1．4川麦冬无机元素

4．1．5川麦冬药材综合评价研究

4．2川麦冬土壤特性

4．2．1土壤肥力评价

4．2．2土壤矿物质元素分析

4．3麦冬根际土壤特性对药材产量与质量的影响

4．4川麦冬规范化种植展望

参考文献

致谢

作者简历