楊 繁,楊 旭
(湖北生態(tài)工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖北 武漢 430200)
黃連(CoptischinensisFranch.)為毛茛科黃連屬(CoptisSalisb.)多年生草本植物,始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》;分布于四川、貴州、湖南、湖北、陜西南部等地[1]。湖北地區(qū)一般生長(zhǎng)在海拔1 000~1 800 m的山區(qū),喜陰濕涼爽氣候,屬喜陰植物,忌強(qiáng)烈的直射光照射,喜弱光、怕強(qiáng)光。傳統(tǒng)的黃連種植方式以簡(jiǎn)易棚栽為主,該方式除了占用大量的土地資源,還需人工搭棚遮陰,消耗大量的林木資源和勞動(dòng)力。根據(jù)調(diào)查顯示,每種植1 hm2黃連需要破壞3 hm2林地,消耗150 m3木材[2]。隨著人口的不斷增加,土地越來(lái)越緊張,人們保護(hù)森林資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的意識(shí)也在逐步增強(qiáng),對(duì)土地的開發(fā)利用已走上了綜合立體的模式。為充分利用林地資源,發(fā)展林下經(jīng)濟(jì)已成為林區(qū)群眾致富的一個(gè)重要途徑[3]。
根據(jù)黃連怕光喜陰的生物學(xué)特性,在恩施州新塘鄉(xiāng)太山廟黃連生產(chǎn)基地(30°09′45″N, 109°48′63″E),海拔約1 780 m,選取與黃連適生海拔、土壤等立地條件相近的厚樸林(MagnoliaofficinalisRehd. et Wils.)、黃柏林[Platycladusorientalis(Linn.) Franco.]、杉木林[Cunninghamialanceolata(Lamb.)]、休耕地(CK)[4-5]作為試驗(yàn)地。通過(guò)現(xiàn)有林地林冠結(jié)構(gòu)對(duì)光、熱、水等的再分配,使林下的生態(tài)環(huán)境適于喜濕、耐蔭黃連的生長(zhǎng)發(fā)育,以期為林下黃連的栽培種植提供參考。
2011年10月在各試驗(yàn)地栽植2年生黃連苗,補(bǔ)苗、病害防治、除草、施肥等均按傳統(tǒng)種植方式統(tǒng)一進(jìn)行。2016年10月采集栽培種植黃連植株的根、莖、葉、須根,分別測(cè)定各器官的鹽酸小檗堿、鹽酸藥根堿、表小檗堿、鹽酸黃連堿和巴馬汀含量。
采用HPLC法。色譜條件以十八烷基硅烷鍵合硅膠為填充劑,以甲醇-0.03 mol·L-1磷酸二氫鉀溶液(V∶V為65∶35,每100 mL甲醇-0.03 mol·L-1磷酸二氫鉀溶液中加十二烷基硫酸鈉0.6 g,再用甲酸調(diào)節(jié)pH值至3.5)為流動(dòng)相,流速為1.0 mL·min-1,檢測(cè)波長(zhǎng)350 nm,柱溫35 ℃。
混合對(duì)照品溶液的制備。精密稱量對(duì)照品適量,加甲醇,制成每1 mL對(duì)照溶液含鹽酸小檗堿、表小檗堿、鹽酸黃連堿、巴馬汀和鹽酸藥根堿分別為90.51、13.20、29.30、24.70、12.01 μg的混合溶液。
供試品溶液的制備:取黃連樣品粉末(過(guò)2號(hào)篩)約0.2 g,精密稱量,置具塞錐形瓶中,加入甲醇-鹽酸(V∶V為100∶1)的混合溶液50 mL,密塞,稱量;超聲處理(功率250 W,頻率40 kHz)30 min,冷卻,再稱量,用甲醇補(bǔ)足減少的質(zhì)量,搖勻,過(guò)濾;精密量取續(xù)濾液2 mL,置10 mL量瓶中,加甲醇至刻度,搖勻,濾過(guò),取續(xù)濾液,即得。
精密吸取混合對(duì)照品溶液1、2、3、4、5 μL,進(jìn)行高效液相色譜測(cè)定。以進(jìn)樣量(x)為橫坐標(biāo),峰面積(y)為縱坐標(biāo),分別得出5種生物堿的標(biāo)準(zhǔn)曲線。對(duì)照品鹽酸藥根堿,y=518.94x-21.463,r=0.999 1;對(duì)照品表小檗堿,y=315.74x+12.389,r=0.998 2;對(duì)照品鹽酸黃連堿,y=1265.9x-124.39,r=0.998 7;對(duì)照品巴馬汀,y=1 038.7x-103.9,r=0.999 9;對(duì)照品鹽酸小檗堿,y=1 349.7x-150.25,r=0.999 8。
分別精密吸取對(duì)照品溶液與供試品溶液各10 μL,利用高效液相色譜儀測(cè)定。以混合對(duì)照品的峰面積為對(duì)照,用外標(biāo)法分別計(jì)算待測(cè)樣品中鹽酸小檗堿、鹽酸藥根堿、表小檗堿、鹽酸黃連堿和巴馬汀的含量。
試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)整理使用Excel軟件,數(shù)據(jù)的計(jì)算與分析主要使用IBM SPSS軟件。
由表1可知,不同林分下黃連植株中5種生物堿含量差異較大,鹽酸小檗堿含量為20.03%~3.45%,鹽酸黃連堿2.61%~0.11%,表小檗堿2.41%~0.03%,巴馬汀1.64%~0.07%,鹽酸藥根堿0.49%~0.09%;杉木林下種植的黃連植株鹽酸藥根堿和表小檗堿的含量最高;黃柏林下種植的黃連植株鹽酸黃連堿平均含量最高。與2015版藥典規(guī)范對(duì)比可知,不同林分下種植的黃連植株的傳統(tǒng)入藥部位根部的5種黃連生物堿含量均符合《中華人民共和國(guó)藥典(2015)》要求[6],表明林下種植黃連與休耕地栽培黃連藥效成分一致,是值得推廣應(yīng)用的栽培模式。
由于單一指標(biāo)最高值出現(xiàn)在不同的林下種植模式中,為了全面客觀地分析數(shù)據(jù),從生物堿總量的角度,對(duì)黃連不同部位的生物堿總含量進(jìn)行分析。由表2可知,生物堿總量的整體規(guī)律為根>莖>須根>葉,與曾燁等[7]的研究結(jié)果相一致;根部的生物堿總含量均值達(dá)24.90%,莖部的生物堿總含量均值次之,達(dá)到7.19%,須根部的生物堿總含量均值為6.54%,葉片的生物堿總含量均值最低,為5.25%。分別對(duì)根、莖、須根、葉4個(gè)部位的黃連生物堿含量進(jìn)行不同林分之間的單因素方差分析得知,4個(gè)不同部位的黃連生物堿含量在不同林分下均存在顯著差異。
表1 黃連各器官5種生物堿的含量
注:中華人民共和國(guó)藥典(2015)要求黃連中生物堿含量表小檗堿≥0.8%,鹽酸黃連堿≥1.6%,巴馬汀≥1.5%,鹽酸小檗堿≥5.5%。
表2 不同部位的黃連生物堿總含量
注:同列數(shù)據(jù)后無(wú)相同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。
黃柏林地與休耕地黃連的根部生物堿含量無(wú)顯著差異,其他樣地兩兩之間的黃連根部生物堿含量均存在顯著差異;黃柏林地和杉樹林地的莖部黃連生物堿含量無(wú)顯著性差異;杉木林地與修耕地黃連的須根生物堿總含量無(wú)顯著性差異??紤]到黃連的主要入藥部位為根、莖部位,綜合分析得出,厚樸、黃柏、杉木3種不同林分中,黃柏林下種植黃連的栽培模式較好,其黃連品質(zhì)明顯優(yōu)于厚樸林地和杉木林地種植的黃連。
從單一成分來(lái)看,黃柏林下的黃連所含鹽酸藥根堿、表小檗堿、鹽酸黃連堿分別比休耕地黃連高,杉木林下的黃連所含鹽酸藥根堿、表小檗堿、鹽酸黃連堿分別比休耕地黃連高,表明黃柏、杉木
林下種植黃連可提高黃連品質(zhì)。厚樸林下種植的黃連品質(zhì)相對(duì)于休耕地略低,原因可能與高海拔的氣候條件相關(guān),在高海拔地區(qū),落葉樹種的萌芽時(shí)間較晚,達(dá)不到黃連幼苗發(fā)育期的遮陰要求。
從生物堿總含量來(lái)看,黃柏林下栽培黃連的5種生物堿總含量比休耕地黃連高。黃連傳統(tǒng)入藥部位根莖部的生物堿總含量占整株生物堿總量比重最大,與次級(jí)代謝產(chǎn)物在植物體內(nèi)的選擇性代謝累積有一定關(guān)系。同時(shí),須根和葉的生物堿總含量占整株生物堿總量的比值高,建議可發(fā)掘黃連非傳統(tǒng)入藥部位的利用價(jià)值,以提高黃連的整株利用率[8]。
總體來(lái)看,林藥復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)出黃連的有效成分含量與傳統(tǒng)搭棚栽培黃連的有效成分含量相近,表明林藥復(fù)合經(jīng)營(yíng)在節(jié)省人工勞動(dòng)成本的同時(shí),對(duì)于黃連品質(zhì)的提升和田間管理都有著積極作用。發(fā)展黃連的林下種植不僅可以提高森林覆蓋率,充分利用林地資源,提高林地使用價(jià)值,還可節(jié)省因搭棚遮陰耗費(fèi)的勞動(dòng)力和原材料。黃柏林下栽培黃連模式可在我國(guó)適宜的黃連產(chǎn)地進(jìn)行推廣。
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