吳虎平,孫 海,阮音音,梁 浩,嚴(yán)光玉,張亞玉,3

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所,長春 130112;2.吉林省中藥材種植(養(yǎng)殖)重點實驗室,長春 130112;3.成都大學(xué)藥學(xué)與生物工程學(xué)院,成都 610106;4.瓦屋山藥業(yè)有限責(zé)任公司,四川 眉山 620365)

【研究意義】雅連為毛莨科植物三角葉黃連(CoptisdeltoideaC.Y.Cheng et Hsiao),屬多年草本植物,以根入藥,為藥材黃連基源之一,是四川著名道地藥材[1]。雅連的藥用歷史悠久,具有清熱燥濕、灣火解毒的功效[2-3],其藥用部位為主根,主要藥效成分是生物堿,含量較高的是小檗堿、黃連堿、藥根堿和巴馬汀,而表小檗堿和非洲防己堿含量較低。2020年版《中國藥典》規(guī)定了雅連的質(zhì)量,以鹽酸小檗堿(C20H18CINO4)計,小檗堿(C20H18CINO4)含量不少于4.5%[2]。雅連對種植條件要求苛刻,目前僅分布在以眉山市為中心的峨眉山市、眉山市洪雅縣與雅安市的交界地帶[4],現(xiàn)已處于瀕危狀態(tài),如何保護(hù)野生雅連資源,科學(xué)發(fā)展雅連種植業(yè),已是當(dāng)務(wù)之急。【前人研究進(jìn)展】不同的土壤特征和環(huán)境組成的巨大空間異質(zhì)性對雅連藥材性狀、結(jié)構(gòu)組成、有效成份、功效等均存在不同程度的影響[5-7],其中,有研究證實不同生境條件下雅連有效成份差異較大,且化學(xué)成分與土壤因子存在顯著相關(guān)性[8],但是目前大多數(shù)研究主要分析土壤基本養(yǎng)分和雅連部分有效成分的關(guān)系,并沒有關(guān)于雅連有效成分和土壤理化指標(biāo)(土壤中微量元素和土壤基本養(yǎng)分)的綜合研究。而土壤中微量元素對雅連乃至整個中藥材中都發(fā)揮著極其重要的作用,這些土壤理化指標(biāo)通過影響植物的根系營養(yǎng)、生理代謝活動和化學(xué)成分的積累,最終影響中草藥的質(zhì)量[9-10]?！颈狙芯壳腥朦c】基于雅連有效成分和土壤因子之間的重要關(guān)系,以雅連主產(chǎn)區(qū)人工栽培2～5年生雅連及其對應(yīng)土壤為研究材料,測定18個土壤理化指標(biāo)和雅連6種生物堿含量;通過相關(guān)性分析和冗余分析方法揭示土壤因子與雅連生物堿積累之間的關(guān)系。【擬解決的關(guān)鍵問題】本研究篩選出影響雅連生物堿積累的主要土壤因子,為闡明土壤因子對雅連藥材質(zhì)量的影響,進(jìn)一步實施土壤生態(tài)調(diào)控提高雅連藥材質(zhì)量,指導(dǎo)藥農(nóng)確定適宜的采收年限提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

雅連樣品采自四川省眉山市洪雅縣瓦屋山鎮(zhèn)雅連種植基地,該區(qū)域土壤類型以山地黃棕壤為主。選擇具有代表性的4個采樣基地(表1),每個采樣基地分別采集2、3、4和5年生雅連,不同年生雅連分別采集3～8株,同時收集雅連根際土壤樣品,并在未種植地塊采集相應(yīng)的對照土壤(CK)。在每個樣地中隨機選取采樣點,將3個采樣點混合成一個土壤樣品,土壤采集時除去枯枝落葉層,邊挖雅蓮邊取土,去除土壤中的石礫碎屑后,按四分法留樣1 kg左右。為確保所有樣本具有代表性,2個樣點之間的距離大于50 m。共采集植株樣48份,土壤樣64份(其中有雅連根際土壤樣48份,對照土樣16份)。將樣品帶回實驗室,根部土壤抖落干凈,用刀片將雅連分為主根、須根、葉片和莖并稱重記錄,然后進(jìn)行自然風(fēng)干,粉碎機磨成粉末保存,用于雅連生物堿含量的測定。將土壤樣品風(fēng)干、磨細(xì)、過篩(通過2 mm網(wǎng)格篩分均勻)、裝袋貼標(biāo)以備各項指標(biāo)的測定。

表1 雅連樣品來源信息Table 1 Sample information of C.deltoideafrom different regions

1.2 測試方法

1.2.1 雅連生物堿含量測定 供試樣品的制備參考《中國藥典》2020版本[2],取雅連樣品粉末(過二號篩)約0.2 g,精密稱定置具塞錐形瓶中精密加人甲醇鹽酸(100∶1)的混合溶液50 mL,密塞,稱定重量超聲處理(功率250 W,頻率40 kHz)30 min,放冷,再稱定重量,用甲醇補足減失的重量,搖勻,濾過精密量取續(xù)濾液2 mL,置10 mL容量瓶中,加甲醇至刻度,搖勻,濾過,取續(xù)濾液,即得雅連生物堿供試樣品。

色譜條件用超高效液相色譜儀(WATERS ACQUITY UPLCH-Class,沃特世公司)系統(tǒng)進(jìn)行測定,色譜條件:色譜柱:Waters BEH C18(2.1 mm×100 mm,1.7 μm,其允許pH范圍為1～12);流動相(流動相A∶乙腈∶水=4∶1,SDS含量2 g/L,磷酸含量0.1 mL/L,流動相B∶乙腈∶水=1∶4,SDS含量2 g/L,磷酸含量0.1 mL/L);柱溫28 ℃;進(jìn)樣量2 μL;檢測波長345 nm;單個樣品檢測時間為19 min。供試標(biāo)品均購至上海源葉生物科技有限公司,其中鹽酸藥根堿對照品(批號:Z05D10X104878,純度≥98%);非洲防己堿對照品(批號:Y23D11W128338,純度≥98%);鹽酸表小檗堿對照品(批號:DST200410-350,純度≥98%);鹽酸黃連堿對照品(批號:T21S11C125202,純度≥98%);鹽酸巴馬汀對照品(批號:Z16J10X79792,純度≥98%);鹽酸小檗堿對照品(批號:S01A10K94340,純度≥98%)。

測定法參考《中國藥典》2020版本[2],分別精密吸取對照品溶液與供試品溶液各2 μL,注入液相色譜儀進(jìn)行測定,以鹽酸小檗堿對照品的峰面積為對照,分別計算小檗堿、表小檗堿、黃連堿、藥根堿、巴馬汀和非洲防己堿的含量,用待測成分色譜峰與鹽酸小檗堿色譜峰的相對保留時間確定。

1.2.2 土壤理化指標(biāo)測定 土壤和植物TN和C使用元素分析Vario ELⅢ(EA300,意大利歐維特公司)測定,土壤和植物TP、TK采用土壤農(nóng)化分析方法測定;土壤NH+-N和NON用1 mol/L KCl浸提,全自動流動分析儀(Auto analyzer 3-AA3,德國SEAL analytical)測定,土壤速效磷采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色測定;速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰光度法測定;土壤有機質(zhì)含量為全碳含量×1.724;土壤含水量利用烘干法測定;土壤pH用pH計(SK220,梅特勒-托利多儀器有限公司)測定;以上測定方法參照鮑士旦第三版《土壤農(nóng)化分析》[15]。

土壤和植物的中微量元素AI、Fe、Mg、Ca、Mn、Na、Zn、Cu使用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測定(Vari-an 710-ES,澳大利亞VARIAN Australia RTY LTD)測定。供試多元素混標(biāo)夜購至國家有色金屬及電子材料分析測試中心。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用The R Programming Language統(tǒng)計分析軟件對64份雅連根際土壤樣品中的18個土壤理化指標(biāo)進(jìn)行單因素方差分析(ANOVA)和繪制柱狀圖;對48份雅連主根樣品及對應(yīng)土壤樣品中的TN、TP、TK和8種中微量元素進(jìn)行富集系數(shù)分析;采用SPSS 22.0對雅連主根中6種生物堿進(jìn)行描述性分析;采用The R Programming Language對18個土壤因子和雅連主根6種生物堿進(jìn)行相關(guān)性分析;采用CANOCO 5.0統(tǒng)計軟件對15個土壤理化指標(biāo)和雅連主根6種生物堿進(jìn)行冗余分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 2～5年生雅連根際土壤理化指標(biāo)的比較

2.1.1 2～5年生雅連根際土壤基本養(yǎng)分含量、含水率和pH的比較 由圖1可知,不同年生雅連根際土壤的8種基本養(yǎng)分、含水率和pH大部分存在顯著差異(P<0.05)。2～5年生雅連根際土壤TN含量依次為2年生>3年生>4年生>5年生,平均值5.343 g/kg,高于國家1級水平(2 g/kg),其中4～5年生降幅最高,為44.309%,2～5年生雅連根際土壤TN的CK(對照土壤)之間均不存在顯著差異。不同年生雅連根際土壤TP含量依次為5年生>4年生>3年生>2年生,平均值5.326 g/kg,遠(yuǎn)高于國家1級水平(1 g/kg),其中3～4年生增幅最高,為99.552%,2～4年生雅連根際土壤TP的CK之間均不存在顯著差異,但是均與5年生雅連根際土壤TP的CK間存在顯著差異。不同年生雅連根際土壤TK含量依次為5年生>3年生>2年生>4年生,平均值7.841 g/kg,處于國家5級水平(5～10 g/kg),4～5年生增幅最高,為63.777%,2年生和3年生、4年生和5年生雅連根際土壤TK的CK之間均不存在顯著差異。

TN:全氮;TP:全磷;TK:全鉀;AK:速效鉀;SMC:土壤含水率;AP:速效磷;銨態(tài)氮;硝態(tài)氮;OM:土壤有機質(zhì)。TN:Total nitrogen;TP:Total phosphorus;TK:Total potassium;AK:Available potassium;SMC:Soil moisture content;AP:Available phosphorus;nitrogen;OM:Soil organic matter.圖1 2～5年生雅連根際土壤基本養(yǎng)分含量、含水率和pH的比較Fig.1 Comparison of soil basic nutrient content,water content and pH of C.deltoidearhizosphere soil from 2 to 5 years

2.1.2 2～5年生雅連根際土壤中微量元素含量的比較 由圖2可知,多數(shù)不同年生雅連根際土壤中微量元素含量具有顯著差異(P<0.05),2～5年生雅連根際土壤中9種中微量元素的平均含量依次為Al>Fe>Mg>Ca>Mn>Na>Zn>Cu,2～5年生雅連根際土壤中Al、Fe、Mg、Mn、Na、Zn、Cu的含量在4年生雅連根際土壤含量最低,且含量總體低于其對照土壤(CK);2～5年生雅連根際土壤中鈣含量依次為5年生>4年生>3年生>2年生,且4年生雅連根際土壤中Ca含量低于其對照土壤(CK),這與上述土壤中8種中微量元素的變化趨勢總體一致?？傮w來看,2～5年生雅連根際土壤中9種中微量元素含量均較高,且鋁和鐵元素含量最高,4年生雅連根際土壤中9種中微量元素的含量最低,且其含量低于其對照土壤(CK)中微量元素的含量。

Al:鋁;Ca:鈣;Cu:銅;Fe:鐵;Mg:鎂;Mn:猛;Na:鈉;Zn:鋅(下同)。Al:Aluminum;Ca:Calcium;Cu:Copper;Fe:Iron;Mg:Magnesium;Mn:Fierce;Na:Sodium;Zn:zinc;The same as below.圖2 2～5年生雅連根際土壤中微量元素含量的比較Fig.2 Comparison of trace elements contents in rhizosphere soil of 2-5 years C.deltoidea

2.2 2～5年生雅連主根全氮、全磷、全鉀和中微量元素的富集系數(shù)

由表2可知,不同年生雅連主根對K、Zn、Ca、Cu、Na、Mg、Mn、Fe等元素具有較好的富集作用,其中雅連主根對K和Zn的富集作用最強,K的富集系數(shù)最高達(dá)3.408,Zn的富集系數(shù)為1.477,其它元素的富集系數(shù)均小于0.5。從上述整體來看,除Ca和Na元素外,其余7種元素均在4年生雅連主根中的富集系數(shù)最高,且4～5年生的富集系數(shù)變化最大,其中K元素的變化幅度最大,為67.037%。通過計算不同年生雅連主根中TN、TP和TK的富集系數(shù),得出不同年生雅連主根對TN和TK具有較好的富集作用,富集系數(shù)都超過0.5,其中TN的富集系數(shù)最高達(dá)4.682,TK的富集系數(shù)為0.849,對TP的富集系數(shù)較低,為0.129。

2.3 2～5年生雅連主根、須根、莖和葉中6種生物堿含量

2.3.1 2～5年生雅連主根、須根、莖和葉中6種生物堿含量分析 由表3可知,6種生物堿大部分均存在顯著差異,其中2～5年生雅連主根中6種生物堿總量和小檗堿含量依次為5年生>4年生>3年生>2年生,6種生物堿總量平均值為67.132 mg/g,小檗堿平均值為41.4355 mg/g,6種生物堿總量和小檗堿含量在5年生和4年生之間不存在顯著差異,但是均與2年生和3年生之間顯著差異(P<0.05)。2020版《中國藥典》規(guī)定小檗堿含量≥4.5%(≥45 mg/g),可見4年生和5年生雅連主根小檗堿含量均達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn),且兩者含量相差不多。整體來說,2～5年雅連主根中6種生物堿含量隨著種植年限的增加呈逐漸增加趨勢,且4年生和5年生雅連主根6種生物堿總體相差不多,表明4年生雅連可能已經(jīng)合適采收。

表3 不同年生雅連主根、須根、莖和葉中6種生物堿含量Table 3 Contents of 6 alkaloids in taproots,fibrous roots,stems and leaves of different years of C.deltoidea (mg/g)

2.3.2 雅連主根、須根、莖和葉中6種生物堿含量積累量的比較 如圖3可知,不同年生雅連主根和莖中6種生物堿含量占比依次均為小檗堿>黃連堿>藥根堿>巴馬汀>表小檗堿>非洲防己堿;雅連須

圖3 雅連主根、須根、莖和葉中6種生物堿含量積累量的比較Fig.3 Comparion of accumulation of 6 alkaloids contents in taproot,fibrous root,stem and leaf of C.deltoidea

表2 2～5年生雅連主根全氮、全磷、全鉀和中微量元素的富集系數(shù)

Table 2 Enrichment coefficients of total nitrogen,total phosphorus,total potassium and medium and trace elements in the taproot of 2-5 yearsC.deltoidea

元素Element雅連主根Taproot富集系數(shù)Concentrationfactor元素Element雅連主根Taproot富集系數(shù)ConcentrationfactorTNZ23.849FeZ20.022Z33.816Z30.021Z44.201Z40.032Z56.865Z50.014ZP4.682ZP0.022TPZ20.183KZ23.313Z30.204Z33.019Z40.083Z45.489Z50.048Z51.809ZP0.129ZP3.408TKZ20.877MgZ20.157Z30.748Z30.158Z41.149Z40.395Z50.621Z50.173ZP0.849ZP0.221AlZ20.019MnZ20.131Z30.018Z30.118Z40.026Z40.151Z50.017Z50.074ZP0.02ZP0.119CaZ20.584NaZ20.271Z30.398Z30.237Z40.257Z40.299Z50.286Z50.370ZP0.381ZP0.294CuZ20.400ZnZ21.417Z30.401Z31.559Z40.422Z41.786Z50.242Z51.145ZP0.366ZP1.477

續(xù)表3 Continued table 3

根和葉中6種生物堿占比前3的依次均為小檗堿、黃連堿、藥根堿,6種生物堿中表小檗堿、巴馬汀、非洲防己堿含量排序雖然不同,但是含量整體相差不多,且在6種生物堿總量中的占比低,整體來說,雅連主根、須根、莖、葉中6種生物堿含量部分存在顯著性差異(P<0.05);整株雅連中6種生物堿含量占比依次為小檗堿>黃連堿>藥根堿>巴馬汀>表小檗堿>非洲防己堿;其中小檗堿的占比最高,為56.5%,黃連堿和藥根堿占相接近,分別為19.8%和13.7%,巴馬汀和表小檗堿占比相接近,分別為4.4%和3.4%,非洲防己堿含量占比最低,為2.1%。

2.4 2～5年生雅連主根中6種生物堿和土壤因子的相關(guān)性分析

由圖4可知,不同年生雅連主根中6種生物堿含量及其總和與土壤因子具有一定的相關(guān)性。藥根堿與Na呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01);黃連堿與Cu呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),與Na呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01);小檗堿與AK呈顯著正相關(guān)(P<0.05),與NO2-N和Na呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)。6種生物堿總量與Na和AP呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),與AK呈顯著正相關(guān)(P<0.05);綜上所述,土壤中的AK對雅連中生物堿的積累具有重要作用,即適當(dāng)提高土壤中的AK含量,同時適當(dāng)降低土壤AP和Na含量可以促進(jìn)雅連生物堿的積累。

2.5 影響2～5年生雅連主根6種生物堿的主要土壤因子分析和篩選

2.5.1 2～5年生雅連主根6種生物堿含量與土壤因子的RDA排序 由表4可知,15個土壤因子變量解釋了77.63%的數(shù)據(jù)總變異,其中第1軸和第2軸的解釋率分別為77.59%和0.776%,6種生物堿含量-土壤因子排序軸的相關(guān)系數(shù)分別為0.952和0.241,第1排序軸的6種生物堿含量-土壤因子關(guān)系累積百分比達(dá)99.95%,說明其相關(guān)系數(shù)很高,可解釋雅連6種生物堿含量-土壤因子總方差的99.95%,因此,前2個排序軸已能較好地反映雅連6種生物堿含量-土壤因子間的相關(guān)關(guān)系。

表4 RDA分析排序軸特征值、6種生物堿含量與土壤因子的相關(guān)系數(shù)Table 4 Correlation coefficients between the characteristic values of RDA analysis and the contents of six alkaloids and soil factors

2.5.2 2～5年生雅連主根6種生物堿含量和土壤因子的冗余分析 如圖5所示,黑色箭頭表示土壤因子,紅色箭頭表示雅連葉6種生物堿含量,箭頭連線的長短表示各指標(biāo)對模型貢獻(xiàn)率的大小,箭頭連線越長對模型貢獻(xiàn)率越大,反之,則越小;黑色箭頭與紅色箭頭的夾角表示相關(guān)性的大小,夾角越小,相關(guān)性越大;而土壤因子箭頭(黑色)連線在雅連主根6種生物堿連線上的垂直投影越長(余弦值越大)[13-14],其對雅連葉6種生物堿影響越大。

圖5 2～5年生雅連主根6種生物堿含量和土壤因子的冗余分析Fig.5 Redundancy analysis of 6 alkaloids and soil factors in taproot of C.deltoidea from 2 to 5 years

表5 土壤因子貢獻(xiàn)率和顯著性檢驗結(jié)果Table 5 Soil factor contribution rate and significance test results

3 討 論

生物堿類化合物是雅連主要活性成份,雅連所表現(xiàn)出來的藥用價值與其密切相關(guān),最具代表性的生物堿是小檗堿,此外還有黃連堿等5種,均可作為評價雅連品質(zhì)的客觀指標(biāo)[15-17]。其生物堿積累與其生長年限密切相關(guān)[18],2～5年生雅連主根中6種生物堿總量和小檗堿含量依次均為為5年生>4年生>3年生>2年生,其中5年生和4年生之間不存在顯著性差異,但是均與2年生和3年生之間存在顯著性差異,5年生和4年生雅連主根中小檗堿含量均符合2020版《中國藥典》對小檗堿含量的標(biāo)準(zhǔn),且含量相差不多,表明4年生雅連可能已經(jīng)合適采收,本研究結(jié)果與岳清洪[19]、陳仕江等[20]相一致。導(dǎo)致4年生和5年生雅連主根中生物堿含量相近的可能原因是,傳統(tǒng)川黃連的生產(chǎn)中一般到第5年即收獲當(dāng)年,雅連開始亮棚曬連,以增加地下部分根莖產(chǎn)量[21],即第5年較快的主根生物量積累致使單位重量生物堿含量與4年生相近;另一可能原因是雅連為須根系植物,具有根系淺、數(shù)量多的特點,在第5年收貨前強光直射會導(dǎo)致根系受損[22],使得生物堿含量減少,導(dǎo)致5年生和4年生雅連主根中生物堿含量相差不多,這與大多數(shù)喜陰中藥相似,如川貝光照強度過高或者過低都會影響生物堿的含量[23],具體原因還有待深入探討。

元素的富集系數(shù)是指元素在植物體中積累量與其生長土壤中的供給量比值,能客觀反映植物對其根際土壤的富集能力[24]。中藥材的品質(zhì)不僅受土壤中大量元素氮磷鉀影響,而某些中微量元素對中藥材的生長、藥效物質(zhì)的積累及功效的發(fā)揮也具有重要作用[25],藥用植物對中微量元素的主動性吸收是植物生物體內(nèi)的基因決定的,但對中微量元素的被動性吸收則是由土壤為主的地質(zhì)背景這一外部因素造成[26]。通過雅連主根對土壤全氮、全磷、全鉀和8種中微量元素的富集系數(shù)研究表明,雅連主根對全氮、中微量元素鉀和鋅的富集作用最強,富集系數(shù)分別為4.682、3.408、1.477,對全磷的富集系數(shù)較低,為0.129,其它元素的富集系數(shù)均小于0.5,此外,相關(guān)性分析和冗余分析結(jié)果顯示土壤中含量較高的速效鉀有利于雅連主根生物堿的積累,這與周利等[27]和宋良利[28]的研究結(jié)果相似。川黃連中含有相當(dāng)高的鉀元素,從植物生理學(xué)的角度來講,可能與雅連植株具有喜好鉀元素有關(guān)[29],從中藥功效來講,鉀元素在常用的跌打損傷及抗病毒類中藥中有重要意義,和中藥材有效成分的積累有重要關(guān)系[30]。中藥材歷來有道地性一說,主產(chǎn)區(qū)的中藥材品質(zhì)比非主產(chǎn)區(qū)的好,這與其氣候、土壤、地形和生物因子有關(guān),其中土壤因子極為關(guān)鍵[31],雅連主根中含有較高的鉀和氮,且對雅連生物堿積累貢獻(xiàn)率也高,這可能是雅連道地性形成的原因所在,可作為雅連道地性藥材的特征元素。

藥材的品質(zhì)除了受自身的遺傳物質(zhì)決定外,土壤因子是直接影響雅連等中藥材生物量、品質(zhì)和活性成分的重要因素之一[32]。因此,研究雅連主根生物堿與其土壤因子的相關(guān)性,選擇適宜的土壤條件進(jìn)行人工栽培是獲得優(yōu)質(zhì)藥材的保障,以期為雅連人工種植提供科學(xué)的施肥指導(dǎo)。相關(guān)性分析和冗余分析結(jié)果顯示,土壤銨態(tài)氮含量是影響雅連生物堿積累較重要的因素,與雅連主根生物堿呈顯著性相關(guān),占所有土壤因子解釋量的比例為8.62%,該結(jié)果與雅連對氮具有較高的富集系數(shù)相一致,綜上得出,4～5年生雅連對銨態(tài)氮需求量較高。這可能與雅連生物堿的合成有關(guān),特別是小檗堿是由氨基酸中的酪氨酸經(jīng)過一定的生源路線形成的次生代謝產(chǎn)物,而4～5年生(采收期)是雅連次生代謝產(chǎn)物高峰期[33]。此外,藥根堿可能經(jīng)小檗堿代謝形成,不同生物堿的合成存在相互依存的關(guān)系[34],故氮的缺乏會影響雅連小檗堿和其他生物堿的合成。

特定的逆境條件是道地藥材品質(zhì)形成的前提[35],低磷脅迫可以促進(jìn)雅連生物堿的積累[19],相關(guān)性分析和冗余分析結(jié)果顯示,雅連主根中小檗堿和6種生物堿總量與土壤速效磷呈極顯著負(fù)相關(guān),占所有土壤因子解釋量的比例為24.62%,是影響雅連生物堿含量最重要的土壤因子,該結(jié)果進(jìn)一步揭示雅連次生代謝產(chǎn)物積累需要低磷供應(yīng)環(huán)境條件[36],這可能是由于藥用植物中活性物質(zhì)的質(zhì)量和產(chǎn)量受各種環(huán)境因素的影響,在低磷條件下,植物活性成分的利用和抗氧化活性顯著提高,改變了藥用植物的代謝,誘導(dǎo)次生代謝產(chǎn)物的合成,使得生物堿的含量增加[37]。低磷環(huán)境促使生物堿含量增加在其它植物中也有發(fā)現(xiàn),如Liu等[38]發(fā)現(xiàn)低磷促使鐵皮石斛生物堿含量增加。土壤鈉含量是影響雅連生物堿積累的又一重要因素,相關(guān)性分析顯示土壤鈉與雅連主根黃連堿、藥根堿、小檗堿和6種生物堿總量均呈極顯著負(fù)相關(guān),占所有土壤因子解釋量的比例為15.92%,即鈉元素對雅連生物堿積累呈現(xiàn)負(fù)向調(diào)控,具體機理尚不明確。

4 結(jié) 論

在雅連種植地選擇過程中,優(yōu)選氮鉀較高、磷鈉較低、pH為酸性的土壤,從種植源頭篩選雅連的高質(zhì)化土壤環(huán)境條件,在雅連種植過程中,可以通過添加鉀肥和氮肥、控制磷肥的施用量和降低土壤中鈉含量等農(nóng)藝措施調(diào)控雅連生物堿含量。本研究為實施土壤生態(tài)調(diào)控,提高雅連藥材質(zhì)量和選擇適宜的生長區(qū)域提供科學(xué)依據(jù),但是雅連的生境因素比較復(fù)雜,需要進(jìn)一步通過既定生境因素的控制性實驗才能更加深入地揭示土壤因子對雅連生物堿積累的影響。