蘇孫卿
摘要[目的]探究不同林齡厚樸生長(zhǎng)和有效成分含量變化特征,為厚樸人工林科學(xué)合理利用提供理論依據(jù)。[方法]以不同林齡厚樸人工林為研究對(duì)象,研究不同林齡對(duì)厚樸生長(zhǎng)、生物量以及不同器官皮中有效成分含量的影響。[結(jié)果]不同林齡厚樸胸徑、樹高、各器官生物量以及各器官皮生物量大小均表現(xiàn)為15年>13年>11年。同一林齡地上部各器官生物量大小均表現(xiàn)為樹干>樹枝>樹葉,而各徑級(jí)根生物量大小表現(xiàn)為中根>大根>小根>細(xì)根。同一林齡地上部各器官皮生物量大小表現(xiàn)為干皮>枝皮,各徑級(jí)根皮生物量大小表現(xiàn)為中根皮>大根皮>小根皮。隨著林齡的增加,干皮和枝皮中的厚樸酚表現(xiàn)出先升后降的趨勢(shì),而和厚樸酚則表現(xiàn)出逐漸增加趨勢(shì),根皮中厚樸酚與和厚樸酚含量則隨林齡增大顯著增加,且同一林齡中根皮中的厚樸酚與和厚樸酚含量顯著高于干皮和枝皮。[結(jié)論]綜合各指標(biāo),當(dāng)厚樸培育13年后即可進(jìn)行采伐利用,且應(yīng)加強(qiáng)對(duì)厚樸根的合理利用。
關(guān)鍵詞厚樸;厚樸酚;和厚樸酚;高效液相色譜
中圖分類號(hào)S753文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A
文章編號(hào)0517-6611(2023)08-0113-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2023.08.026開放科學(xué)(資源服務(wù))標(biāo)識(shí)碼(OSID):
Effects of Different Stand Ages on the Growth and the Contents of Magnolol and Honokiol in Plants of Magnolia officinalis
SU Sun-qing(Youxi State-owned Forest Farm of Fujian Province,Youxi,F(xiàn)ujian 365100)
Abstract[Objective]To investigate the responses of growth and active components content of Magnolia officinalis to different tree ages,and provide theoretical basis for scientific and rational utilization of M.officinalis plantation.[Method]The effects of different ages on the growth,biomass and the content of active components in different organ barks of M.officinalis were studied by using different age plantations of M.officinalis.[Result]The results showed that the diameter at breast height,tree height,the biomass of each organ and its bark of M.officinalis among different ages all displayed 15 a>13 a>11 a tendency.The order of aboveground organs biomass in the same age was trunk > branch > leaf,while the order of root biomass in the same age showed middle root > large root > small root > fine root.In the same age,the bark biomass of? aboveground organ order was trunk bark > branch bark,and the bark biomass of the root showed middle root bark > large root bark > small root bark.With the increase of tree age,magnolol content in trunk and branch bark displayed first increased then decreased tendency,while magnolol content increased gradually.The contents of magnolol and honokiol in root bark increased significantly with the increase of tree age,and their contents in root bark were significantly higher than those in trunk and branch bark in the same stand age.[Conclusion]Taken together,M.officinalis could be cut and utilized after 13 years of cultivation,and the rational utilization of M.officinalis root should be strengthened.
Key wordsMagnolia officinalis;Magnolol;Honokiol;High performance liquid chromatography
厚樸(Magnolia officinalis)為木蘭科落葉喬木,樹干通直,是一種珍貴的藥用樹種,其干皮、枝皮和根皮均可入藥,具有較高的藥用和經(jīng)濟(jì)價(jià)值,在四川、云南、浙江和福建等地均有分布[1-2]。研究表明,厚樸皮中含有多種生物活性成分,其中厚樸酚與和厚樸酚被認(rèn)為是厚樸藥材中重要的藥用成分[3],它們不但具有抗菌、消炎和降低膽固醇等功效[4-5],還在抗氧化、抗衰老以及保肝護(hù)肝等方面具有很好的療效[4,6-8]。近年來,隨著生活水平的不斷提高,人們養(yǎng)生保健的需求日益增長(zhǎng),而中醫(yī)中藥在養(yǎng)生保健及預(yù)防疾病中的作用正逐漸引起人們關(guān)注。作為一種傳統(tǒng)常用的中藥材,市場(chǎng)對(duì)厚樸的需求量也日趨增長(zhǎng),使厚樸供不應(yīng)求,導(dǎo)致大量厚樸野生資源被采伐殆盡[9]。目前,我國(guó)市場(chǎng)上厚樸藥材的缺口量高達(dá)150萬kg/a[9]。因此,大力開展厚樸人工林培育成為緩解厚樸藥材供需失衡的關(guān)鍵途徑。盡管目前已有一些關(guān)于厚樸的研究報(bào)道,但這些報(bào)道局限于厚樸關(guān)鍵成分的藥理學(xué)研究、有效成分分離純化、厚樸生長(zhǎng)及其生物量分配規(guī)律及不同種源厚樸有效成分差異等方面[10-16],而有關(guān)不同林齡對(duì)厚樸人工林生長(zhǎng)及其有效成分在不同器官中積累的研究鮮見報(bào)道。鑒于此,筆者以11、13和15年生的厚樸人工林為研究材料,分析不同林齡厚樸不同器官中生物量及其皮中厚樸酚與和厚樸酚含量的變化情況,明確林齡對(duì)不同器官中有效成分積累的影響,旨在為厚樸人工林的經(jīng)營(yíng)管理和利用提供理論依據(jù)。
1材料與方法
1.1試驗(yàn)地概況試驗(yàn)地位于尤溪國(guó)有林場(chǎng)華口溪工區(qū),117.8°~118.6°E,25.8°~26.4°N,山場(chǎng)為低山丘陵地貌,土壤為山地紅壤。該地區(qū)氣候?yàn)橹衼啛釒Ъ撅L(fēng)氣候,最高氣溫 39.5? ℃,最低氣溫-4.0 ℃,年平均氣溫19.0 ℃左右,年平降雨量1 598.2 mm,年蒸發(fā)量134.2 mm,相對(duì)濕度82%,無霜期298~332 d。
1.2研究方法
1.2.1試驗(yàn)樣地選擇與設(shè)置。根據(jù)試驗(yàn)需要選擇11、13和15年生位于下坡位的厚樸人工林,每個(gè)林齡設(shè)置 3 個(gè)400 m2的樣地,共設(shè) 9 塊樣地。樣地設(shè)置采用羅盤儀定向,皮尺量距,在坡度大于5°時(shí)把斜距改算成水平距,設(shè)置20 m×20 m的標(biāo)準(zhǔn)地,標(biāo)準(zhǔn)地的4個(gè)角點(diǎn)埋設(shè)PVC管作為標(biāo)志,用紅色玻璃繩將樣地圈起,隨后對(duì)樣地內(nèi)厚樸進(jìn)行每木檢尺,量測(cè)樹高、胸徑。
1.2.2生物量調(diào)查。根據(jù)每個(gè)樣地每木調(diào)查結(jié)果,在每個(gè)樣地分別選取 1 株厚樸作為平均木將其收獲,隨后按主干、枝條、樹葉和根系分別進(jìn)行稱量;對(duì)于厚樸根系,則進(jìn)一步根據(jù)不同根徑級(jí)的大小進(jìn)行分級(jí),分級(jí)方法如下:利用游標(biāo)卡尺測(cè)量根直徑大小,按根直徑大小分級(jí):<0.2 cm 歸為細(xì)根,0.2~<0.5 cm 歸為小根,0.5~<2.0 cm 歸為中根,≥2.0 cm歸為大根。按上述要求對(duì)根系進(jìn)行分級(jí)后稱取其生物量。生物量都稱取結(jié)束后,接著將主干、枝條、不同徑級(jí)根的皮全部剝下進(jìn)行稱重,計(jì)錄其生物量。
1.2.3和厚樸酚與厚樸酚含量測(cè)定。
1.2.3.1有效成分提取。將剝下來的厚樸皮于通風(fēng)陰涼處陰干,隨后樣品裝入信封,放入50 ℃真空干燥箱中真空干燥至恒重。接著將烘干的樣品用植物粉碎機(jī)粉碎并過篩(40目)后,置于真空干燥器中存儲(chǔ)。準(zhǔn)確稱取烘干的樣品粉末10.00 g倒入圓底燒瓶,以料液比1∶5,在圓底燒瓶中加入甲醇50 mL,充分搖勻后,用超聲-微波協(xié)同萃取儀進(jìn)行厚樸有效成分提取,提取條件為:提取溫度35 ℃,時(shí)間10 min,每次提取結(jié)束后進(jìn)行抽濾,將殘?jiān)^續(xù)提取,共提取3次,合并濾液,最后將濾液倒入250 mL容量瓶,用甲醇定容至刻度,充分振蕩,備用。
1.2.3.2有效成分含量測(cè)定。
(1)標(biāo)準(zhǔn)曲線建立。分別準(zhǔn)確稱取和厚樸酚與厚樸酚標(biāo)準(zhǔn)品各5.00 mg,倒入25 mL容量瓶中,隨即加入甲醇(色譜級(jí))溶液進(jìn)行定容,即獲得0.2 mg/mL標(biāo)準(zhǔn)品儲(chǔ)備液。用移液槍分別準(zhǔn)確吸取0、0.5、1.0、2.0、4.0、6.0和8.0 mL儲(chǔ)備液于25 mL容量瓶中,加甲醇(色譜級(jí))稀釋定容,配成0、4、8、16、32、48、64 μg/mL標(biāo)準(zhǔn)品溶液。試驗(yàn)所用液相色譜儀為Aglient 1200(美國(guó)安捷倫公司),色譜柱為安捷倫Zorbax C18色譜柱(125 mm×4.6 mm,5 μm,美國(guó)安捷倫公司),液相色譜所用流動(dòng)相為甲醇∶水=78∶22(V/V),流速1.0 mL/min,檢測(cè)波長(zhǎng)294 nm,柱溫30 ℃,進(jìn)樣量10 μL。將標(biāo)準(zhǔn)品溶液通過自動(dòng)進(jìn)樣器注入色譜儀,以標(biāo)準(zhǔn)品溶液濃度為橫坐標(biāo)(X)、峰面積為縱坐標(biāo)(Y),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。獲得和厚樸酚與厚樸酚的線性回歸方程分別為Y1=0.066 92X-0.036 10(r=0.999 9)和Y2=0.071 44X-0.225 3(r=0.999 6)。
(2)樣品中和厚樸酚與厚樸酚含量測(cè)定。先將準(zhǔn)備好的樣品儲(chǔ)備液用0.45 μm微孔濾膜進(jìn)行過濾,隨后將樣品溶液通過自動(dòng)進(jìn)樣器注入色譜儀,色譜條件與上述一致,最后根據(jù)不同樣品得到的峰面積,利用已建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線,計(jì)算樣品中和厚樸酚與厚樸酚含量。
1.3數(shù)據(jù)處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用EXCEL 2007進(jìn)行整理,并用DPS 8.5軟件進(jìn)行方差分析和多重比較(LSD法),分析不同處理之間厚樸有效成分含量的差異(P<0.05)。
2結(jié)果與分析
2.1不同林齡對(duì)厚樸胸徑和樹高生長(zhǎng)的影響由圖1可知,不同林齡對(duì)厚樸樹高和胸徑具有類似的影響。整體上,厚樸的樹高和胸徑均隨著林齡的增長(zhǎng)而增加,表現(xiàn)為15年>13年>11年。其中,不同林齡間的胸徑大小均存在顯著差異(P<0.05),15年胸徑分別較11年和13年增加125.89%和27.37%。不同林齡間的樹高大小同樣表現(xiàn)為15年>13年>11年。其中,13年和15年林齡間樹高不存在顯著差異(P>0.05),但二者均顯著高于11年(P<0.05),分別較11年增加62.96%和72.21%??梢?,13年過后雖然胸徑增長(zhǎng)幅度顯著下降,但其增幅仍明顯高于樹高。
2.2不同林齡對(duì)厚樸不同器官生物量積累的影響由圖2A可知,不同林齡厚樸的樹干、樹枝、樹葉的生物量積累均表現(xiàn)出類似的變化規(guī)律。不同林齡厚樸樹干、樹枝、樹葉生物量均表現(xiàn)為15年>13年>11年,其中,不同林齡間樹干和樹枝的生物量均存在顯著差異(P<0.05),15年樹干、樹枝生物量分別較13年和11年增加35.09%和59.86%、13.42%和102.35%。就不同林齡樹葉生物量而言,13年和15年林齡間樹葉生物量不存在顯著差異(P>0.05),但均顯著高于11年(P<0.05),分別較后者提高211.05%和260.05%。從生物量結(jié)果來看,與胸徑生長(zhǎng)結(jié)果一致,13年過后樹干仍有較大增幅,但樹枝和樹葉增幅下降。由圖2B可知,隨著林齡的增加,厚樸不同徑級(jí)根均表現(xiàn)出增長(zhǎng)的趨勢(shì),且不同林齡之間不同徑級(jí)根生物量均存在顯著差異(P<0.05)。其中15年的細(xì)根、小根、中根和大根生物量分別較11年和13年增加93.09%和42.13%、68.19%和21.10%、61.52%和26.67%、73.09%和28.98%。
2.3不同林齡對(duì)厚樸不同器官中皮生物量的影響從圖3A可以看出,不同林齡厚樸干皮和枝皮生物量均隨著栽培林齡的增加而逐漸增大。其中,15年干皮生物量分別較11年和13年增加30.67%和19.95%,而15年枝皮生物量分別較11年和13年增加104.79%和51.15%。與枝皮和干皮生物量結(jié)果類似,隨著栽培林齡的增加,不同徑級(jí)根皮的生物量也隨之顯著提高(圖3B)。在不同徑級(jí)根中,不同林齡之間根皮生物量均存在顯著差異(P<0.05),其中15年小根皮生物量分別較11年和13年增加114.20%和39.50%,中根皮生物量分別提高74.13%和22.42%,而大根皮生物量則分別提高213.47%和58.21%。可見,隨著栽培時(shí)間的延長(zhǎng),植株地上部和地下部器官皮生物量增幅均出現(xiàn)顯著下降。
2.4不同林齡對(duì)厚樸不同器官皮中厚樸酚與和厚樸酚含量的影響不同林齡干皮中厚樸酚含量為1.23%~1.58%。隨著林齡的增加,厚樸干皮中的厚樸酚含量表現(xiàn)出先升后降的趨勢(shì),并在13年達(dá)到峰值,且顯著高于11年和15年(P<0.05),分別較二者增加28.41%和22.52%。與干皮中厚樸酚含量結(jié)果類似,枝皮中厚樸酚含量隨林齡的增加呈先升后降的趨勢(shì),并在13年達(dá)到峰值,分別較11年和15年增加39.05%和12.16%(圖4A),且整體枝皮含量低于干皮,為0.66%~0.82%。不同林齡根皮中厚樸酚含量顯著高于干皮和枝皮,為4.32%~7.79%,且不同林齡根皮中厚樸酚含量大小表現(xiàn)為15年>13年>11年,不同林齡間均存在顯著差異(P<0.05),其中15年根皮中厚樸酚含量分別較11年和13年增加80.18%和37.40%。就和厚樸酚而言,隨著林齡的增加,干皮、枝皮和根皮中和厚樸酚含量均表現(xiàn)出不斷增加的趨勢(shì),盡管15年不同器官中和厚樸酚含量仍表現(xiàn)出增加的趨勢(shì),但其與13年間不存在顯著差異(P>0.05),但二者均顯著高于11年(圖4B)。不同林齡厚樸人工林干皮、枝皮和根皮中和厚樸酚含量分別為0.60%~1.73%、0.40%~1.24%和2.10%~9.83%。
3小結(jié)
通過對(duì)不同林齡厚樸人工林生長(zhǎng)和不同器官生物量及其有效成分積累的研究,結(jié)果表明:盡管隨著林齡的增加厚樸胸徑和樹高的生長(zhǎng)量均逐漸增大,但是在后期(13年到15年)其增長(zhǎng)率明顯下降。隨著林齡的增加厚樸地上部和地下部不同器官及其皮的生物量均顯著增加(樹葉除外),其中地上部生物量表現(xiàn)為樹干>樹枝>樹葉,根部生物量大小表現(xiàn)為中根>大根>小根>細(xì)根,而不同林齡地上部皮生物量大小表現(xiàn)為干皮>枝皮,根皮生物量大小表現(xiàn)為中根皮>大根皮>小根皮。不同器官皮中厚樸酚與和厚樸酚含量大小均表現(xiàn)為根皮>干皮>枝皮,隨著林齡增加厚樸干皮和枝皮中厚樸酚表現(xiàn)出先升后降趨勢(shì),而根中厚樸酚含量則顯著增加,而和厚樸酚含量則表現(xiàn)為逐漸增加的趨勢(shì),但在13年和15年間二者含量不存在顯著差異(P>0.05)。從總酚含量來看,11年生干皮、枝皮和根皮總酚含量分別達(dá)1.83%、1.06%和6.43%,除根皮外,干皮和枝皮的總酚含量均低于中國(guó)藥典標(biāo)準(zhǔn)(2%),而13年和15年厚樸不同器官皮中總酚含量均超過中國(guó)藥典標(biāo)準(zhǔn)。
綜上所述,從生物量和有效成分來看,當(dāng)厚樸人工林大于13年時(shí)即可進(jìn)行采伐,由于根中有效成分遠(yuǎn)高于地上部,因此也應(yīng)加強(qiáng)對(duì)根部藥材的合理利用。
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