孟芳芳，張強，姜大成，孫云龍，容路生

（長春中醫(yī)藥大學藥學院，吉林 長春 130117）

朝鮮淫羊藿（Epimedium koreanum Nakai）為小檗科淫羊藿屬多年生草本植物，主要分布于中國、朝鮮和日本，其中，中國主要分布在吉林省長白山區(qū)、浙江和安徽等地，生于林下、林緣半陰處及山坡灌木叢中。以葉入藥，具有溫補腎陽、祛風除濕和強筋健骨等功效，用于陽痿遺精、關(guān)節(jié)冷痛、筋骨酸軟、早泄、小便失禁及月經(jīng)不調(diào)等[1]。在淫羊藿屬眾多植物種類中，以朝鮮淫羊藿質(zhì)量為最佳，是我國重要的藥用植物資源[2]。朝鮮淫羊藿的有性生殖能力較弱，主要以無性繁殖維持種群的更新與增長，是極易遭到過度利用威脅的易危物種[3]。吉林省長白山區(qū)作為朝鮮淫羊藿的原產(chǎn)區(qū)，尚未實現(xiàn)真正的人工栽培，野生資源因長期過度利用已出現(xiàn)萎縮[4]。目前朝鮮淫羊藿野生資源完全處于無節(jié)制采挖狀態(tài)，野生資源越來越少，為保護資源合理開發(fā)利用，最合理的辦法是人工栽培，當前最關(guān)鍵和最迫切的問題就是解決如何引種馴化栽培。因此，研究其適宜生長區(qū)的土壤化學指標，為其人工引種栽培過程中合理選址、測土配方提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣區(qū)概況

土壤樣品采集于吉林省臨江、集安、通化和白山，遼寧省桓仁和寬甸，屬于長白山、老嶺、老爺嶺及其周圍余脈，山勢連綿起伏、山峰林立、溝谷交錯且河流縱橫，屬于溫帶季風氣候，雨量充沛，水分充足，春季干燥多風，夏季高溫多雨，秋季涼爽多雨，冬季漫長且干燥寒冷，平均氣溫2～7°C，晝夜溫差大，年平均降水量870～1 000 mm，6～9月降水量占全年的60%～70%，年日照時數(shù)平均2 000～2 400 h，無霜期100～150 d。

1.2 實驗材料

1.2.1 樣品采集方法 朝鮮淫羊藿適宜生長區(qū)土壤樣品采集，采用多點采樣法，隨機選取朝鮮淫羊藿種群內(nèi)3～5個樣點的植物根際土壤，采集厚度為10～15 cm，重量約1 kg，混合后置無污染并通風良好處陰干。土壤樣品地理信息見表1。

表1 土壤樣品地理信息Table 1 The geographic information of soil samples

1.2.2 樣品處理 將土壤樣品中的砂石等雜質(zhì)除去，用四分法將樣品縮分至300～500 g，再用四分法將縮分后的樣品分為3份，分別過2 mm、0.25 mm、0.149 mm孔徑土壤篩，供不同測定項目實驗用，操作期間避免使用金屬工具。

1.3 測定方法

參考《土壤農(nóng)業(yè)化學分析方法》[5]，采用電位法測定pH，采用質(zhì)量法測定可溶性鹽總量，采用低溫外熱重鉻酸鉀氧化比色法測定有機質(zhì)[6]，采用凱氏定氮法[7]測定全氮，采用堿解擴散法測定堿解氮，采用酸溶-鉬銻抗比色法[8-10]測定全磷，有效磷的測定采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法[11-13]，全鉀的測定采用氫氧化鈉熔融-火焰光度計法[14,15]，速效鉀的測定采用乙酸銨浸提-火焰光度計法[16,17]，有效態(tài)鐵、錳、銅、鋅的測定采用0.1 mol/L鹽酸浸提-原子吸收分光光度計法[18,19]。

采用色譜法測定總黃酮、淫羊藿苷、朝藿定A、朝藿定B和朝藿定C，總生物堿含量測定參照文獻[20]，多糖含量測定參照文獻[21]，浸出物測定參照文獻[1]。每個樣品分別做3次重復實驗，取平均值，再通過SPSS 20.0軟件對20份土壤樣品進行方差分析、聚類分析及相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生長區(qū)土壤化學指標

由表2可知，朝鮮淫羊藿生長區(qū)土壤pH在5.52～7.60之間，其生長環(huán)境的酸堿度變化范圍較小，土壤樣品為弱酸性土壤，原因可能是該采樣區(qū)土壤腐殖質(zhì)較多，腐殖質(zhì)在土壤中被微生物分解形成腐殖酸類物質(zhì)。土壤中的鹽漬對植物的生長影響較大，因此土壤中可溶性總鹽可作為評價土壤的重要指標之一。朝鮮淫羊藿生長區(qū)土壤的可溶性總鹽含量范圍為0.05～3.17mg/g，平均值為0.75 mg/g，根據(jù)土壤鹽化分級標準，其中ss-4、ss-8和ss-10樣品可溶性總鹽含量小于0.3 mg/g，屬非鹽漬土；ss-5、ss-6、ss-9、ss-14和ss-20樣品可溶性總鹽含量在0.30～0.50 mg/g，屬弱鹽漬土；ss-1、ss-7、ss-11、ss-12、ss-13、ss-17和ss-18樣品可溶性總鹽含量在0.50～1.00 mg/g，屬中鹽漬土；ss-2、ss-3、ss-15和ss-19樣品可溶性總鹽含量在1.0～2.0 mg/g，屬強鹽漬土；ss-16樣品可溶性總鹽含量為3.169 3 mg/g，屬鹽土。朝鮮淫羊藿生長環(huán)境中土壤有機質(zhì)含量范圍為79.41～320.51g/kg，平均值為15.057%，其中ss-2、ss-3、ss-7、ss-9和ss-10樣品有機質(zhì)含量均大于20%，ss-5、ss-8、ss-14、ss-17、ss-18和ss-20樣品有機質(zhì)含量均小于10%。鹽漬土不利于植物的生長，尤其是土壤中的鈉、鈣、鎂的氯化物或硫酸鹽積累到一定濃度時，會危害植物，影響植株生長，因此可溶性總鹽是土壤重要的檢測指標，朝鮮淫羊藿生長區(qū)土壤可溶鹽總量變異系數(shù)較大，表明不同地區(qū)土壤鹽化程度不同，但總體不影響朝鮮淫羊藿的生長。

表2 土壤化學指標統(tǒng)計表Table 2 The statistic of soil chemical index

2.2 不同生長區(qū)土壤樣品的聚類分析

對20份土壤樣品進行聚類分析，聚類方法選擇最遠鄰元素，類間距離的計算采用歐式平方距離法。結(jié)果見圖1。由圖1可知，整個聚類可分為兩大類，一類是ss-13、ss-17、ss-19和ss-2；另一類是ss-14、ss-20、ss-5、ss-8、ss-4、ss-18、ss-16、ss-11、ss-12、ss-9、ss-15、ss-3、ss-1、ss-6、ss-7和ss-10。當歐式平方距離為6時，可以將樣品分為6組，ss-2單獨聚為一組，ss-2樣品的有機質(zhì)、堿解氮和有效磷含量最高；ss-13、ss-17和ss-19聚為一組，ss-13、ss-17和ss-19樣品的有效態(tài)鋅、錳微量元素含量較高；ss-1、ss-6、ss-7和ss-10聚為一組，ss-1、ss-6、ss-7和ss-10樣品的速效鉀含量較高；ss-3、ss-9和ss-15聚為一組，可溶性總鹽和有機含量較高；ss-11、ss-12聚為一組，可溶性總鹽較高，ss-11、ss-12樣品的全鉀與有效磷含量較高；ss-4、ss-5、ss-8、ss-14、ss-16、ss-18和ss-20聚為一組，有機含量較高。

圖1 土壤樣品的聚類分析Fig.1 The cluster analysis of soil samples

2.3 不同生長區(qū)土壤各指標之間相關(guān)性分析

不同生長區(qū)土壤指標Pearson相關(guān)分析結(jié)果見表3。由表3可知，土壤的pH與有機質(zhì)含量、全氮、全磷和速效鉀呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與全磷和速效鉀達極顯著正相關(guān)關(guān)系，與有效態(tài)鐵呈顯著的負相關(guān)。可溶性總鹽與土壤各指標無明顯的相關(guān)性，原因在于在目前樣品范圍內(nèi)土壤鹽分含量變化不大，并且為非鹽化土壤，對植物生長無干擾。有機質(zhì)含量與全氮呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與全磷、堿解氮、有效磷和速效鉀含量達極顯著正相關(guān)關(guān)系，與堿解氮相關(guān)系數(shù)高達0.903。有機質(zhì)含量的高低代表土壤養(yǎng)分狀況，分析結(jié)果表明，有機質(zhì)對土壤氮、磷及鉀元素的積累有促進作用[22]，與實際情況相符。全氮與全磷呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與堿解氮、速效鉀達極顯著正相關(guān)關(guān)系，全磷與堿解氮、速效鉀達極顯著正相關(guān)關(guān)系，與有效態(tài)鐵達極顯著的負相關(guān)關(guān)系，堿解氮與有效磷呈顯著正相關(guān)關(guān)系且與速效鉀達極顯著正相關(guān)關(guān)系，與有效態(tài)鐵達極顯著的負相關(guān)關(guān)系，有效磷與速效鉀呈顯著的正相關(guān)。土壤氮、磷、鉀各元素之間相關(guān)性顯著，表明土壤富集營養(yǎng)元素的過程上述3種元素存在相互促進的關(guān)系。速效鉀與有效態(tài)鐵呈顯著的負相關(guān)關(guān)系，有效態(tài)鋅與有效態(tài)錳達極顯著的正相關(guān)關(guān)系；土壤有效態(tài)鋅與有效態(tài)錳之間達極顯著的正相關(guān)性，表明鋅元素在積累的同時會促進錳元素的積累。

表3 土壤各指標之間相關(guān)系數(shù)Table 3 Correlation coefficients among various soil indicators

土壤養(yǎng)分元素在不同的酸堿度條件下以不同的化學形態(tài)存在，影響植物對土壤養(yǎng)分的吸收利用。我國幅員遼闊，由北向南pH逐漸降低，由于北方地區(qū)降水量較少，土壤鹽基飽和度較大，多數(shù)在微酸性至堿性范圍內(nèi)。作者收集到的土壤樣品為弱酸性土壤，原因可能是吉林省南部山區(qū)與遼寧省東部山區(qū)的土壤腐殖質(zhì)較多，腐殖質(zhì)在土壤中被微生物分解形成腐殖酸類物質(zhì)。朝鮮淫羊藿生長區(qū)土壤可溶性鹽總量變異系數(shù)較大，表明不同地區(qū)土壤鹽化程度不同，但總體看來屬于非鹽化土壤，吉林省臨江市3個產(chǎn)地土壤為輕度鹽化，通化縣1個產(chǎn)地土壤為中度鹽化。

2.4 朝鮮淫羊藿藥效成分與土壤的相關(guān)性分析

將原始數(shù)據(jù)進行分析，建立藥材-土壤的Pearson相關(guān)系數(shù)表，結(jié)果見表4。

表4 朝鮮淫羊藿藥效成分與土壤化學指標的相關(guān)性Table 4 The correlation between medicinal indexes and soil chemical indexes of

表4 朝鮮淫羊藿藥效成分與土壤化學指標的相關(guān)性Table 4 The correlation between medicinal indexes and soil chemical indexes of

pH可溶性鹽Total soluble salt有機質(zhì)Organic matter全氮TN全磷TP全鉀TK堿解氮K-N有效磷Olsen-P速效鉀Quick-acting K有效態(tài)鋅Available Zn有效態(tài)錳Available Ma有效態(tài)鐵Available Fe有效態(tài)銅Available Cu總黃酮 TFH -0.242 -0.241 -0.198 -0.097 -0.191 -0.161 -0.171 -0.451* -0.1 0.067 0.123 -0.031 0.262淫羊藿苷 Lcariin 0.393 0.13 0.336 0.235 0.279 -0.081 0.189 0.289 0.450* 0.148 0.288 -0.194 0.084朝藿定A Epidemin A 0.416 0.093 0.28 0.25 0.337 -0.123 0.149 0.152 0.36 0.099 0.167 -0.237 0.231朝藿定B Epidemin B 0.261 -0.032 0.23 0.193 0.092 -0.191 0.253 0.043 0.406 0.392 0.357 -0.21 0.038朝藿定C Epidemin C 0.375 0.182 0.289 0.094 0.297 0.048 0.163 0.245 0.358 0.208 0.186 -0.206 0.08生物堿 Alkaloid 0.174 -0.335 0.281 0.27 0.099 0.027 0.232 0.213 0.402 0.112 0.288 -0.134 0.2多糖 Polysaccharide 0.178 0.329 -0.121 0.067 -0.075 0.017 -0.176 0.206 -0.013 0.163 0.243 0.102 0.168

從朝鮮淫羊藿藥效成分與土壤指標之間的相關(guān)性分析結(jié)果可以看出，朝鮮淫羊藿總黃酮的含量與土壤有效磷呈顯著負相關(guān)，表明有效磷會抑制總黃酮的合成與積累，這可能與磷脅迫有關(guān)，可以作更深入的研究。數(shù)據(jù)顯示，土壤中的速效鉀對朝鮮淫羊藿中淫羊藿苷的合成有促進作用，在今后的栽培過程中可以通過適當補充鉀肥以提高該藥材中的淫羊藿苷這一指標成分。朝藿定A、朝藿定B和朝藿定C這幾種黃酮成分與土壤各指標之間無顯著的相關(guān)性，但根據(jù)相關(guān)系數(shù)可以看出具有一定的相關(guān)趨勢，朝藿定A、朝藿定C與土壤pH之間呈正相關(guān)，表明pH增大會促進這兩種成分在朝鮮淫羊藿中的合成。同理土壤全磷的增加會促進朝藿定A的增加，速效鉀的含量增加會促進朝藿定A、朝藿定B和朝藿定C的增加。總生物堿與可溶性鹽呈負相關(guān)，表明土壤鹽分的積累造成土壤鹽化加重會對總生物堿產(chǎn)生明顯的抑制作用。多糖的含量與土壤中各指標無明顯的相關(guān)性，原因可能是朝鮮淫羊藿葉片中糖類物質(zhì)的合成主要來自光合作用，與土壤因子相關(guān)性不大。

3 結(jié)論

朝鮮淫羊藿藥材中各藥效成分同步積累時，未發(fā)現(xiàn)其中某個成分減少的情況。土壤有機質(zhì)、氮元素和鉀元素含量在一定范圍內(nèi)隨pH升高而增加，土壤中有機質(zhì)的增加對氮、磷、鉀元素的富集有一定的促進作用，但有機質(zhì)的增加會抑制有效態(tài)鐵和有效態(tài)銅元素的積累。土壤pH與朝藿定A、朝藿定C的積累有相關(guān)關(guān)系，速效鉀對淫羊藿苷的合成有促進作用，土壤有效磷的增加可能會導致朝鮮淫羊藿總黃酮的降低，速效鉀含量的增加可能會促進藥材中淫羊藿苷的生成和積累；速效鉀是淫羊藿苷、朝藿定A和總生物堿的主導影響因子，在朝鮮淫羊藿栽培過程中應(yīng)注意鉀肥的合理施用。在朝鮮淫羊藿的引種栽培過程中，應(yīng)注意種植地的選擇，對其引種栽培最好也集中于吉林省東南部地區(qū)和遼寧省東部地區(qū)，此地區(qū)適宜朝鮮淫羊藿的生長，盡可能選擇非鹽化土壤或輕度鹽化土壤環(huán)境及弱酸性、肥沃疏松、腐殖質(zhì)含量高、有機質(zhì)豐富的土壤，水量充足且通氣良好的環(huán)境，以便盡可能保障種植的植株存活以及后天生長的營養(yǎng)需求。