土壤因子对香鳞毛蕨酚类物质的影响

常 缨，王晶玉，王 琦

（东北农业大学生命科学学院，哈尔滨 150030）

香鳞毛蕨（Dryopteris fragransL.Schott）是一种极具开发前景的野生药用植物资源，系鳞毛蕨科鳞毛蕨属。民间验方利用香鳞毛蕨已有百余年之久，香鳞毛蕨对牛皮癣、青少年痤疮等皮肤病具有良好疗效，被黑龙江北部居民视为“皮肤病的克星”[1]。香鳞毛蕨主要有效成分为酚类物质[2]，具有抗真菌、抗氧化等作用。香鳞毛蕨生长于火山喷发后所形成的熔岩环境中，我国黑龙江省五大连池地区为主要分布区[3]。近年来，由于人们盲目采收以及对熔岩环境的破坏，香鳞毛蕨野生资源遭到严重破坏，因此对香鳞毛蕨资源的保护研究更具必要性和紧迫性[4－5]。中药材品质主要由遗传因子决定，但同时受气候、土壤等外界因子直接或间接影响[6]。有关香鳞毛蕨有效成分与土壤因子相关性研究鲜见报道。本试验通过对主产区五大连池地区6个不同采集地香鳞毛蕨酚类物质含量及相应土壤中的基本养分和土壤酶活性进行分析，旨在了解香鳞毛蕨适宜生存的土壤特征，并探讨土壤因子对香鳞毛蕨酚类物质影响，为香鳞毛蕨科学栽培及施肥措施改进提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 样品采集

于2010年9月中旬，分别在黑龙江省五大连池地区6个不同样地二池（EC）、三池（SC）、老黑山（LHS）、南泉（NQ）、龙门石寨（LM）、火烧山（HSS）进行样品采集，土壤样品采用随机多点取样法，土样采回后去除杂质，混匀，室内风干，过筛备用。植物样品与土壤样品相对应，洗净后自然风干，研成粉末备用。植物样品经哈尔滨师范大学生命科学学院刘保东教授鉴定为香鳞毛蕨（Dryopteris fragransL.Schott）。

1.2 分析方法

1.2.1 土壤基本养分的测定

土壤样品养分含量测定采用农业化学常规分析方法[7]，测定项目包括土壤全氮、全磷、缓效钾、碱解氮、速效磷、速效钾、有机质、pH。

1.2.2 土壤酶活性的测定

土壤酶活性测定采用常规方法[8]，脲酶（NH+－N mg·g－1干土）、转化酶（葡萄糖 mg·g－1干土）、过氧化物酶和多酚氧化酶（没食子酸mg·g－1干土）分别用靛酚蓝比色法、3，5－二硝基水杨酸比色法、邻苯三酚比色法测定。

1.2.3 有效成分含量的测定

采用乙醇－三氯乙酸法提取，福林酚法测定酚类物质含量，具体方法参照文献[9－10]。

1.2.4 数据分析

采用Excel和SPSS17.0进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同样地香鳞毛蕨土壤养分状况分析

由表1可知，不同样地土壤中养分含量变异系数较小，说明不同样地香鳞毛蕨土壤养分存在一定差异，但是总体差异不大，土壤养分较稳定。香鳞毛蕨适宜生活土壤为弱酸性土壤；有机质含量较低，腐殖质含量较少，为矿质土壤；其中龙门石寨较为特殊，氮、钾含量及有机质含量均最低，而磷含量最高；三池地区全氮、碱解氮及有机质含量最高；老黑山缓效钾、速效钾含量均较高；总体来讲，五大连池地区适宜香鳞毛蕨生长的土壤中基本养分含量较高。

土壤养分含量相关性分析表明（见表2），土壤中全氮与有机质之间呈极显著正相关，碱解氮与全氮、有机质之间呈显著正相关；全磷和速效磷之间呈极显著正相关，全磷和速效钾之间呈显著负相关；速效钾和缓效钾之间呈显著正相关。

表1 不同地区香鳞毛蕨土壤养分含量Table 1 Soil nutrient properties of Dryopteris fragrans L.Schott in different areas

表2 土壤养分相关性分析Table 2 Correlation analysis of soil nutrient

2.2 不同样地香鳞毛蕨土壤酶活性差异

图1 不同样地香鳞毛蕨土壤酶活性Fig.1 Soil enzyme activity of Dryopteris fragrans L.Schott in different samples

龙门石寨和三池土壤脲酶活性相对较小，分别为（0.1998±0.03）和（0.2204±0.02）mg·g－1，其他样地基本一致；各样地土壤转化酶活性差异不大，其中火烧山和三池相对较小，分别为（4.2424±0.13）和（4.4823±0.013）mg·g－1，龙门石寨和南泉相对较高，分别为（5.4415±0.45）和（5.453±0.18）mg·g－1；土壤多酚氧化酶和过氧化物酶活性变异较大，火烧山多酚氧化酶活性最高，为（4.85±0.15）mg·g－1，南泉最低，为（2.25±0.06）mg·g－1；二池过氧化物酶活性最低，为（0.3507±0.04）mg·g－1，三池较低，为（0.5367±0.05）mg·g－1，其他样地差异不大（见图1）。

对土壤酶活性进行相关分析表明，各土壤酶之间相关性并不显著，脲酶与过氧化物酶呈负相关，多酚氧化酶与脲酶、过氧化物酶均呈正相关，转化酶与其他酶均呈负相关。

2.3 香鳞毛蕨有效成分含量分析

不同样地香鳞毛蕨总酚含量平均为9.25%，简单酚含量平均为3.78%，单宁含量平均为5.37%。不同样地香鳞毛蕨有效成分含量有一定差异，其中龙门石寨总酚含量最高，为14.87%，南泉最低，为5.53%，龙门石寨总酚含量是南泉的2.7倍；龙门石寨简单酚含量最高，为5.4%，三池最低，为2.92%，龙门石寨简单酚含量是三池的1.85倍；龙门石寨单宁含量为9.47%，南泉为1.48%，龙门石寨单宁含量是南泉的6.4倍。由此可见，不同样地间香鳞毛蕨有效成分含量有一定差异，说明生态因素对香鳞毛蕨有效成分形成和积累有一定的影响（见表3）。

2.4 土壤养分因子与有效成分的相关性分析

由表4可知，全磷和速效磷与总酚含量之间存在极显著正相关，相关系数分别为0.961和0.940；全氮和速效钾与简单酚含量之间存在极显著负相关，相关系数分别为－0.83和－0.851；全磷与单宁呈显著正相关，相关系数为0.891，速效磷与单宁呈极显著正相关，相关系数为0.925。说明全磷和速效磷对总酚和单宁的积累有显著促进作用，而全氮和速效钾对简单酚的积累有一定抑制作用。

表3 不同地区香鳞毛蕨有效成分含量Table 3 Active component content of Dryopteris fragrans L.Schott in different areas (%)

表4 土壤养分与香鳞毛蕨有效成分相关性分析Table 4 Correlation analysis between soil nutrient and ac⁃tive component of Dryopteris fragrans L.Schott

3 讨论与结论

药用植物通过根系从土壤中吸取生长发育所需水分和营养物质，土壤因子作为植物体营养直接来源，对植物生长及有效成分有直接影响。香鳞毛蕨在我国以黑龙江省五大连池地区为主要分布区，生长于火山熔岩形成的岩石凹陷处或空隙中，土壤稀薄，为弱酸性矿质土壤。试验测得香鳞毛蕨土壤中氮、磷、钾含量较高，速效磷、速效钾、碱解氮含量可达普通耕地2～5倍[11]，速效养分可作为直接营养被植物吸收，这为香鳞毛蕨在火山熔岩这种特异生境中生存提供必要营养条件。此外，全氮和有机质、全磷和速效磷之间呈极显著正相关，是表征野生香鳞毛蕨土壤肥力状况的重要指标之一。

王艳茹等研究土壤因子对白菊花有效成分影响表明，速效磷与酚类化合物成极显著正相关[12]。徐凌川等研究也表明，施用磷肥能提高金银花叶和花中绿原酸含量[13]，与本试验中全磷、速效磷与香鳞毛蕨总酚及单宁含量呈显著正相关的结果一致。刘伟研究表明，施钾能够提高杭白菊叶片中酚类物质含量[14]，而本试验结果表明，速效钾与酚类物质含量呈负相关，由于植物种类差异或生境不同所致。张磊等研究葡萄与土壤肥力关系表明，单宁含量随着氮、磷、钾、有机质增加而减少，其中以碱解氮和有机质关系最为显著[15]。本研究表明，全磷和速效磷均对香鳞毛蕨酚类物质积累具有极显著促进作用，全氮和速效钾对简单酚积累有一定抑制作用。由此可知，在香鳞毛蕨实际栽培生产中，为实现优质、高产目标，可适当提高土壤中的磷含量。

对香鳞毛蕨不同样地土壤酶活性研究结果表明，各样地间土壤酶活性无显著差异，同时，土壤酶与香鳞毛蕨有效成分含量间无显著相关性。鉴于土壤酶活性受季节变化影响较大，后续研究可在本试验基础上，深入分析整个生长季香鳞毛蕨土壤酶活性状况。有关土壤中基本养分含量及土壤酶活性对香鳞毛蕨有效成分影响机理尚待进一步研究。

[1]张彦龙,匡宏枫,高传军,等.香鳞毛蕨挥发油成分的研究[J].中草药,2006,37(7):991－992.

[2]Ito H,Muranaka T,Mori K,et al.Dryofragin and aspidin PB,piscicidal components fromDryopteris fragrans[J].Chem Pharm Bull,1997,45(10):1720－1722.

[3]常缨.香鳞毛蕨国内外研究进展[J].北方园艺,2009(4):113－115.

[4]黄庆阳,樊锐锋,袁强,等.香鳞毛蕨配子体发育及快速繁殖的研究[J].中草药,2007,38(10):1573－1576.

[5]黄庆阳,樊锐锋,常缨.香鳞毛蕨种质资源遗传多样性的AFLP分析[J].中草药,2010,41(6):971－974.

[6]周应群.遗传与环境因子对甘草生长及药材质量的影响研究[D].北京:北京协和医学院,2010.

[7]鲁如坤.土壤农业化学分析方法[M].北京:中国农业科技出版社,2000.

[8]关松荫.土壤酶及其研究法[M].北京:农业出版社,1986.

[9]陈炳华,李淑慧,林菊霞,等.4种鳞毛蕨科植物中总酚含量的分析[J].福建师范大学学报:自然科学版,2003,19(1):86－89.

[10]李九月.荒漠地区主要灌木类植物酚类物质含量动态规律及生物学评价[D].呼和浩特:内蒙古农业大学,2010.

[11]刘丽,程秀华,李瑜,等.五大连池市耕地养分状况分析及保护对策[J].现代化农业,2010,373(8):15－16.

[12]王艳茹,郭巧生,邵清松,等.土壤因子对药用白菊花活性成分含量影响研究[J].中国中药杂志,2010,35(6):676－681.

[13]徐凌川,张永清,王绪平,等.施肥对忍冬生长发育及体内化学成分含量的影响[J].中草药,1997,28(10):620.

[14]刘伟.氮钾营养对杭白菊次生代谢产物调控的生理生化基础[D].武汉:华中农业大学,2001.

[15]张磊,张晓煜,亢艳莉,等.土壤肥力对酿酒葡萄品质的影响[J].江西农业大学学报,2008,30(2):226－229.