蘇為耿,趙永豐,吳興興,熊新武,蘇悅,蘇智良
(1.云南省林業(yè)和草原技術(shù)推廣總站,云南 昆明 650204; 2.云南林業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,云南 昆明 650224;3.云南省林業(yè)和草原科學(xué)院,云南 昆明 650201;4.西南林業(yè)大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,云南 昆明 650224)
滇黃精(PolygonatumkingianumColl.et Hemsl.)為百合科(Liliaceae)黃精屬(Polygonatum)多年生藥食同源草本植物,別名節(jié)節(jié)高、仙人飯[1],有“血氣雙補之王”之稱,是收錄于《中華人民共和國藥典》(2020年版)的3種基源(滇黃精、黃精、多花黃精)之一,較其他兩種黃精質(zhì)量更佳。黃精國內(nèi)外報道60多種,中國約有30余種,主要分布于我國的云南、四川、貴州、廣西等地,國外緬甸和越南也有分布[2]。據(jù)《藥典》記載:“黃精味甘,性平,具有滋陰補氣,健脾肺,益腎臟的功效。用于治療脾胃氣虛,胃陰不足,肺虛燥咳,精血不足,腰膝酸軟,內(nèi)熱消渴等癥”[3]?,F(xiàn)代研究表明,滇黃精在抗衰老[4]、抗腫瘤[5]、增強免疫力[6]、降血糖血脂[7]及抗氧化損傷[8]等方面具有顯著功效。
目前,對滇黃精的研究多集中于滇黃精的成份研究和應(yīng)用研究,如化學(xué)成分、藥理作用和臨床研究等方面[9],而對產(chǎn)量和品質(zhì)有著至關(guān)重要影響的采收加工等方面則鮮有報道?!睹t(yī)別錄》《食療本草》和《本草圖經(jīng)》等記述了黃精的傳統(tǒng)采收加工方式[10-12]。有文獻(xiàn)報道根莖繁殖的滇黃精于栽后2~3 a采收,種子繁殖的于栽后3~4 a采收[13]。也有文獻(xiàn)報道,滇黃精的最佳收獲年限和收獲期分別為5 a生滇黃精和當(dāng)年12月到翌年1月,此時的滇黃精多糖含量最高,根莖肥厚飽滿,初加工采用曬干或烘干[14-17]。
近年來,滇黃精主要種植在云南普洱、保山、大理、麗江、迪慶、怒江等州市,其中普洱為核心產(chǎn)區(qū),有著得天獨厚的野生資源[14]。然而,作為云南本土藥材品種之一[18],滇黃精的產(chǎn)量與品質(zhì)直接受到采收年限和采收時間的影響[19-20]。有鑒于此,對于黃精栽培品種、資源培育與精準(zhǔn)采收等關(guān)鍵技術(shù)的研究十分必要。同時,隨著耕地非糧化工作的逐步深入,本研究通過對不同栽培模式下不同種植年限的滇黃精開展了塊莖數(shù)量調(diào)查、塊莖鮮重測產(chǎn),并對比分析其不同產(chǎn)地2種模式滇黃精的最佳采收年限,以期為滇黃精效益最大化、科學(xué)化栽培和采收提供理論支撐。
試驗地點位于云南省普洱市景谷縣益智鄉(xiāng)、瀾滄縣糯扎渡鄉(xiāng)、景谷縣威遠(yuǎn)鎮(zhèn),其試驗地概況如下(表1)。
表1 滇黃精栽培試驗地點基本情況Tab.1 Basic information of the cultivation test site of P.kingianum
1.2.1 試驗設(shè)計
于2015年開始,到2018年(6、5、4與3 a),每年用滇黃精1 a生幼苗種植于大田(D)和林下(L),每年每種植模式種植面積不少于667 m2,75 000 株/hm2。試驗設(shè)計見表2。
表2 滇黃精栽培試驗設(shè)計基本情況Tab.2 Basic situation of cultivation experiment design of P.kingianum
1.2.2 試驗方法與指標(biāo)測定
于2021年分別采集3個試驗點不同年限和不同種植模式的滇黃精鮮塊莖,采收時整株挖出。每年的兩個模式分別在試驗地分3次隨機采集,每次3株,共216份樣品。
將采集的樣品洗凈表面泥土,自然晾干,按每個試驗點每種模式分別統(tǒng)計,最后將3個試驗點年份相同、模式相同統(tǒng)計平均值。用電子天平稱量其鮮重(M1),稱重后人工切片放入60 ℃烘箱中烘干至恒重,稱量記M2,計算折干率= M2/M1×100%。塊莖浸出物和多糖測定分別按照2020版《中國藥典》一部(通則2201浸出物測定法)和四部(通則0401紫外-可見分光光度法)中的多糖含量測定方法進(jìn)行測定[3]。
1.2.4 數(shù)據(jù)分析
利用Microsoft Excel 2010和SPSS 26.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和分析,采用Graphpad Prism 8軟件進(jìn)行繪圖。
調(diào)查統(tǒng)計結(jié)果見表3。
表3 兩種種植模式下滇黃精的塊莖數(shù)、鮮重及折干率Tab.3 Tuber number,fresh weight and drying rate of P.kingianum under two planting patterns
兩種種植模式下,滇黃精的塊莖數(shù)和鮮重均是種植5 a的增長最快,達(dá)到最高值,且大田種植比林下種植產(chǎn)量高,其中塊莖數(shù)達(dá)17.33 個/株,鮮重達(dá)1.17 kg/株;種植5 a的大田和林下種植模式下單株鮮重比種植3 a的分別高0.78 kg和0.8 kg。從表中還可看出,到種植6 a后,產(chǎn)量有小幅度的下降趨勢,也即說明此2種模式下滇黃精產(chǎn)量不是種植年限愈長愈高。
表4 塊莖數(shù)量、鮮重主體間效應(yīng)檢驗的分析Tab.4 Analysis results of inter subject effect test on tuber quantity and fresh weight in experimental design
對兩種種植模式在4種種植年限下的滇黃精塊莖數(shù)和鮮重進(jìn)行多因素方差分析。方差分析得出(表4),F(xiàn)(模式,塊莖)=6.178,P=0.014<0.05,說明種植模式對塊莖數(shù)的主效應(yīng)顯著,F(xiàn)(模式,鮮重)=5.39,P=0.201>0.05,說明種植模式對鮮重的主效應(yīng)不顯著;F(年限,塊莖)=285.917,P=0.00<0.01,說明種植年限對滇黃精塊莖數(shù)的主效應(yīng)極顯著;F(年限,鮮重)=232.587,P=0.00<0.01,說明種植年限對滇黃精鮮重的主效應(yīng)極顯著;F(種植模*種植年限,塊莖)=0.291(P=0.832>0.05)、F(種植模*種植年限,鮮重)=0.135 (P=0.939>0.05)則說明種植模式與種植年限交互對滇黃精塊莖數(shù)與鮮重影響均不顯著,表明滇黃精產(chǎn)量主要與種植年限有關(guān),且影響較大,受種植模式影響較小或無關(guān)。
折干率是衡量中藥材產(chǎn)量的重要指標(biāo),中藥材的水分含量低,藥材的干物質(zhì)越高藥材的有效成分就越多,藥效就越好[21]。由圖1可知, 大田種植模式和林下種植模式下折干率的范圍分別在18.99%~23.81%、20.02%~28.89%。在大田種植模式下,5 a生滇黃精的折干率最高,為23.81%;在林下種植模式下,4 a生滇黃精的折干率最高,為28.89%。相同種植年限林下種植模式下的折干率均高于大田種植模式。單變量雙因素方差分析(α=0.05)表明,種植模式和種植年限對折干率影響均顯著,但種植年限顯著大于種植模式,兩者同時對折干率影響也顯著,表明滇黃精在不同的種植環(huán)境和不同的種植年限下,其折干率均受影響。
圖1 不同種模式和種植年限滇黃精折干率Fig.1 Dryness reduction rate of P.kingianum in different planting patterns and years
2.2.1 不同種植模式及種植年限滇黃精浸出物含量
從圖2可看出,在大田種植模式下,浸出物含量隨種植年限的增加,呈現(xiàn)先增后減再增的趨勢,但種植5 a的高于種植3 a的0.94%,最高值為6 a,浸出物為91.33%;在林下種植模式下,浸出物含量隨種植年限的增加,均呈上升趨勢,最大值為種植6 a達(dá)86.96%,但5 a以后浸出物增加的趨勢明顯變小。兩種種植模式相比,大田種植模式下的浸出物含量明顯高于林下種植模式的,且在6 a生采收時,浸出物含量最大。單變量雙因素方差分析(α=0.05)表明,種植模式和種植年限對浸出物含量的影響均顯著,但種植年限對其的影響大于種植模式,兩者交互對浸出物含量影響也顯著,表明滇黃精在不同的種植環(huán)境和不同的種植年限下,其浸出物均受影響。
圖2 不同種植模式和種植年限滇黃精浸出物的含量Fig.2 Extract content of P.kingianum in different planting models and years
2.2.1 不同種植模式及種植年限滇黃精多糖含量
由圖3可知,在大田種植模式下,隨種植年限的增加,滇黃精多糖含量均呈現(xiàn)先增后減的趨勢,3~5 a增長最快,種植5 a時,多糖含量達(dá)到最大值,為13.51%,5 a以后,多糖含量開始降低;在林下種植,3~5 a內(nèi),隨著種植年限的增加,多糖含量呈下降趨勢,在種植3 a時,多糖含量為16.82%,而到第5 a有緩慢的上升趨勢。兩種種植模式相比之下,林下種植模式的多糖含量(13.74%~17.40%)整體高于大田種植模式下的多糖含量(9.10%~13.52%)。單變量雙因素方差分析(α=0.05)表明,種植模式和種植年限對多糖含量影響均顯著,但種植年限對其的影響大于種植模式,且兩者交互作用對多糖含量影響也顯著,表明滇黃精在不同的種植環(huán)境和不同的種植年限下,其多糖均受影響。
圖3 不同種模式和及種植年限滇黃精多糖含量Fig.3 Polysaccharide content of P.kingianum in different planting patterns and years
中藥材的折干率、浸出物、多糖含量在一定程度上決定藥材的產(chǎn)量及質(zhì)量。
在折干率方面,相比于大田種植模式,林下種植模式的總體折干率較高,其中4 a生的滇黃精折干率最高,為33.33%。就加工成本和得率來看,從折干率確定的最佳采收年限(4 a)和當(dāng)前普遍選擇果實成熟(3~4 a后)的采收年限吻合[14]。
在滇黃精浸出物這項指標(biāo)中,其含量在不同種植模式間隨種植年限(3~6 a)的變化趨勢及最大值、最小值有較大差異,但均能達(dá)到《中國藥典》要求。多糖方面,大田種植模式和林下種植模式呈現(xiàn)相反的趨勢,但最大值與最小值均無明顯差異。在大田種植模式下,隨著種植年限的增加,3個產(chǎn)地多糖含量均呈現(xiàn)先增后減的趨勢,且5 a生的滇黃精多糖含量最高;在林下種植模式下,3 a生的滇黃精多糖含量最高。滇黃精兩種模式相比,林下種植模式的整體多糖含量(13.74%~17.40%)高于大田種植模式(9.10%~13.52%)。通過對不同種植模式的滇黃精的產(chǎn)量及內(nèi)含物進(jìn)行綜合分析,得出大田種植模式和林下種植模式下滇黃精5 a生時為最佳采收年限。根據(jù)折干率、浸出物和多糖含量可知,林下種植模式下的滇黃精品質(zhì)高于大田模式。
滇黃精具有極高的藥用和食用價值,表明其開發(fā)潛力巨大,同時也是重要的中藥生產(chǎn)原料[22]。隨著食品功能深度開發(fā),黃精被廣泛用作保健品原料和食品添加劑,促進(jìn)黃精市場需求量迅速擴大,其帶動相應(yīng)栽培產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。因此,現(xiàn)階段滇黃精的經(jīng)濟價值逐步展現(xiàn),對其產(chǎn)量和品質(zhì)的深入研究也尤為重要。云南滇黃精價格也不斷上升,在昆明中藥材市場,鮮品統(tǒng)貨價格從2017年10元/kg漲到2020年的15 元/kg左右,國內(nèi)市場干品價格一直穩(wěn)定在70~90 元/kg。從采收初期,對滇黃精塊莖數(shù)和大小及折干率、浸出物、多糖等內(nèi)含物進(jìn)行研究,不僅能提高滇黃精的產(chǎn)量,而且還能把控其品質(zhì)。藥材的產(chǎn)量及質(zhì)量受采收年限、月份、時間及氣候條件等因素的影響。本研究并未對滇黃精不同采收月份進(jìn)行跟蹤研究,所測數(shù)據(jù)不能針對不同模式下3個產(chǎn)地不同年限最佳采收月份進(jìn)行精準(zhǔn)確定,下一步研究應(yīng)依據(jù)不同采收年限進(jìn)一步動態(tài)分析不同月份采收對滇黃精產(chǎn)量和品質(zhì)的影響。
兩種模式下3個產(chǎn)地不同年限滇黃精最佳采收期是5 a,塊莖數(shù)和鮮重達(dá)到最大值,研究結(jié)果可為精準(zhǔn)提高滇黃精產(chǎn)量及品質(zhì)提供理論指導(dǎo)。