土壤條件對懷牛膝品質(zhì)的影響研究進(jìn)展

于佳月

摘 ? 要 ? 懷牛膝是著名的豫產(chǎn)“四大懷藥”之一，含有大量生物堿，具有補(bǔ)肝益腎、強(qiáng)壯筋骨、通經(jīng)絡(luò)、散惡血等功效。藥材道地性的主要影響因素是生態(tài)因子，包括氣候因子（溫度、光照等）和土壤因子（土壤大量元素、微量元素、土壤酶等）等。從土壤物理性質(zhì)（土壤結(jié)構(gòu)、水分等）、化學(xué)性質(zhì)（酸堿度、養(yǎng)分等）、生物活性等方面綜述了土壤因子對于懷牛膝品質(zhì)影響的研究進(jìn)展，提出今后要加強(qiáng)懷牛膝生長過程中的氣象、土壤監(jiān)測工作的建議。

關(guān)鍵詞 ? 懷牛膝;土壤因子;品質(zhì);研究進(jìn)展

中圖分類號：S567.23+9 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C ? DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.13.010

懷牛膝是莧科多年生草本植物，又稱山莧菜、對節(jié)菜，藥用部位為干燥根，是我國傳統(tǒng)中藥材中較重要的一類，名列“四大懷藥”之一，主要產(chǎn)自河南省焦作市及其周邊地區(qū)。懷牛膝含有豐富的皂苷、甾酮、多糖等物質(zhì)，味苦、甘、酸[1]，具有強(qiáng)筋健骨、補(bǔ)腎益肺、利尿通淋、通經(jīng)絡(luò)的功效[2]。我國對懷牛膝藥用價值和炮制方式的研究源遠(yuǎn)流長，明代《本草綱目》稱懷牛膝“乃足厥陰、少陰之藥”，可“補(bǔ)肝腎”“去惡血”[3]。近年來，懷牛膝的藥理作用得到了廣泛認(rèn)可，在臨床上大量應(yīng)用，對于其活性成分、炮制工藝、治療作用的研究進(jìn)一步深入。藥用植物的生長與其生態(tài)因子關(guān)系密切，由于懷牛膝獨特的道地性，并不能保證移栽地區(qū)的藥材品質(zhì)和產(chǎn)量都能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)，所以及時開展生態(tài)因子與懷牛膝生長發(fā)育和品質(zhì)之間關(guān)系的研究顯得尤為重要。本文綜述了土壤因子對懷牛膝品質(zhì)影響的研究進(jìn)展，為日后擴(kuò)大移栽種植區(qū)、

豐富懷牛膝道地理論體系、建立相關(guān)生態(tài)模型提供參考。

1 土壤物理性質(zhì)對懷牛膝品質(zhì)的影響

土壤物理性質(zhì)包括土壤的質(zhì)地結(jié)構(gòu)、含水量等，是種植藥用植物所要考慮的重要因素之一[4]。中藥材品質(zhì)的好壞很大程度上取決于栽植土壤是否與中藥材相契合。

1.1 質(zhì)地結(jié)構(gòu)

合適的土壤結(jié)構(gòu)有利于藥用植物保水、保肥、通氣。根據(jù)周小果對溫縣、武陟、沁陽這三個地區(qū)地理環(huán)境的調(diào)查研究，懷牛膝種植區(qū)的主要土壤類型為潮土，種植面積較大的土種包括砂壤土、淤土、小兩合土、褐土化小兩合土、褐土化兩合土等，其中在小兩合土和褐土化小兩合土種上栽植的懷牛膝品質(zhì)最佳，這是由于這兩個土種質(zhì)地松散，有利于懷牛膝根系下扎深植，減少側(cè)根叢生，使根系有機(jī)物積累增加[5]。杜真輝等人以藥材中多糖和β-蛻皮甾酮含量為指標(biāo)，使用變異系數(shù)權(quán)重法對在三種不同土壤上栽培的懷牛膝樣品進(jìn)行檢測分析，得到在壚土地上栽植的懷牛膝品質(zhì)最好，砂土地次之，黏土地最差的結(jié)論[6]。

1.2 含水量

土壤含水量影響土壤的通氣性和植物地上部分光合作用的能力，進(jìn)而影響光合產(chǎn)物的運(yùn)輸和積累[7]。懷牛膝對水分的要求較為嚴(yán)苛，在生長過程中既需要充足的水分，也要注意土壤的通氣狀況，若積水過多會導(dǎo)致根系腐爛。根據(jù)焦方霞等的研究，幼苗期時懷牛膝需水量較小，但在根部膨大期時需要大量的水分維持生長需要，待到生長后期需水量又逐漸減小[8]。根據(jù)劉躍紅等的研究，在懷牛膝整個生長發(fā)育過程中，水分應(yīng)保持“少—多—少”的狀態(tài)[9]。馮娜等通過調(diào)控土壤水分對懷牛膝單株產(chǎn)量和多糖含量的影響進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在莖葉生長期，土壤水分為85%的土壤中種植的懷牛膝根粗和株高最為理想，在伸根期，土壤水分保持在75%處得到的懷牛膝根粗和莖粗最為理想;對于多糖含量而言，在莖葉生長期和伸根期時，土壤水分保持在85%最好，根膨大伸長期的土壤水分保持在75%最好[10]。

2 土壤化學(xué)性質(zhì)對懷牛膝品質(zhì)的影響

2.1 酸堿度

土壤酸堿度會影響土壤中各種化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，影響物質(zhì)的合成分解及植物根部對陰、陽離子的吸收，從而影響植物的生長發(fā)育。根據(jù)劉躍紅等的研究，懷牛膝適合在微堿性的土壤中（pH值在7.5～8.5）生長[9]。焦芳霞等則認(rèn)為pH值為7.2±0.2的土壤適宜栽植懷牛膝[8]。

2.2 養(yǎng)分

土壤養(yǎng)分是否均衡影響植物根系的營養(yǎng)狀況、物質(zhì)的轉(zhuǎn)移和植物的生理代謝活動，決定著作物的產(chǎn)量高低、品質(zhì)優(yōu)劣。根據(jù)李金亭對牛膝道地性形成機(jī)制的研究顯示，牛膝的品質(zhì)與土壤中無機(jī)元素含量有顯著相關(guān)性，說明牛膝中元素的積累與土壤背景密切相關(guān)，牛膝中齊墩果酸的含量與土壤中速效鉀、速效磷含量呈負(fù)相關(guān)[11]。也有報道稱，土壤中鉀元素含量對懷牛膝中齊墩果酸的含量影響最大，磷元素的影響次之，氮元素的影響最小[12]。根據(jù)周小果對懷藥產(chǎn)區(qū)土壤調(diào)查結(jié)果，懷藥產(chǎn)區(qū)土壤中的有機(jī)質(zhì)、氮元素含量較低，磷元素缺乏，微量元素含量較多，懷牛膝蛻皮甾酮含量與土壤中氮元素、硼元素、有機(jī)質(zhì)、緩效鉀含量呈負(fù)相關(guān)[5]。根據(jù)左曉燕等的試驗結(jié)果，懷牛膝對N、P、K元素的吸收在9月中旬和10月中旬達(dá)到峰值，因此在這兩個階段應(yīng)保證土壤養(yǎng)分供應(yīng)充足[13]。

3 土壤生物活性與懷牛膝品質(zhì)之間的關(guān)系

植物根際與土壤接觸的部分形成了特殊的微生態(tài)環(huán)境，土壤生態(tài)系統(tǒng)的主要組成部分包括土壤微生物和土壤酶等，它們參與了根際與土壤之間的生理代謝反應(yīng)，對植物的生長發(fā)育有著重要的影響，它們的活性也標(biāo)志著土壤生態(tài)系統(tǒng)是否發(fā)育成熟和資源能夠持續(xù)利用的程度[14]。根據(jù)郝慧榮等人進(jìn)行的懷牛膝根際微生物和酶活性試驗研究顯示，連作多年的懷牛膝根際土壤中細(xì)菌數(shù)量最多，放線菌數(shù)量次之，真菌最少，而真菌數(shù)量少可能是牛膝耐連作的原因之一，氨化細(xì)菌、亞硝化細(xì)菌、硫化細(xì)菌等數(shù)量的增加，可以提高植物對氮、碳、硫等營養(yǎng)元素的利用率，這可能也是懷牛膝道地性形成的原因之一，懷牛膝連作多年后，土壤中脲酶、蔗糖酶的活性會降低，多酚氧化酶的活性則增強(qiáng)[15]。王娟英等人認(rèn)為，土壤中細(xì)菌、真菌數(shù)量都會隨著栽種年限增加而增加，有益菌群增多[16]。李吉通過試驗發(fā)現(xiàn)，連作使得懷牛膝根際的微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化，枯草芽孢桿菌等有益菌數(shù)量上升，病原菌逐漸減少，這可能是懷牛膝的根際分泌物造成的，根際分泌物與微生物之間的相互作用，改善了土壤微生態(tài)環(huán)境，提高了土壤肥力和養(yǎng)分轉(zhuǎn)化[17]。吳小麗等通過試驗分析認(rèn)為，在整個生長周期中，懷牛膝根際的微生物數(shù)量和酶活性總體變化趨勢為“高—低—高”，在增重期時脲酶和蛋白酶活性最強(qiáng)，微生物數(shù)量也最多[18]。

4 討論

目前我國學(xué)者對于生態(tài)因子與懷牛膝品質(zhì)之間關(guān)系的研究還處于定性階段，未進(jìn)行完整的定量分析及建立相關(guān)的生態(tài)模型。提高懷牛膝藥材的整體品質(zhì)，關(guān)鍵在于科學(xué)評定生態(tài)因子對藥材品質(zhì)造成的綜合影響。因此，要加強(qiáng)懷牛膝生長過程中的氣象、土壤監(jiān)測工作，揭示懷藥道地產(chǎn)區(qū)生態(tài)因子影響藥材品質(zhì)的規(guī)律，為今后科學(xué)區(qū)劃、引進(jìn)新種、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培提供依據(jù)。

在進(jìn)行懷牛膝品質(zhì)評估的相關(guān)研究工作時，要善于運(yùn)用數(shù)學(xué)建模方法和相關(guān)技術(shù)軟件來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，如主成分分析、多元線性回歸分析、偏最小二乘回歸分析等。國內(nèi)學(xué)者已運(yùn)用此類分析方法做了大量關(guān)于藥材活性成分與環(huán)境因子關(guān)系的研究，如賈光林等通過因子分析方法進(jìn)行了人參皂苷與生態(tài)因子之間的相關(guān)性分析[19]。

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