甘草野生抚育技术研究Ⅱ—地下茎长度、密度和粗度对药材产量与质量的影响△

周雨玫，吴佩根，魏胜利,5*，王文全,2,5*，施桦，戸田則明

(1.北京中医药大学 中药学院，北京 100102；2.中国医学科学院 北京协和医学院 药用植物研究所，北京 100193；3.中国医药保健品股份有限公司，北京 100061；4.株式会社ツムラ，東京 107-8521；5.中药材规范化生产教育部工程研究中心，北京 100102)

·中药农业·

甘草野生抚育技术研究Ⅱ—地下茎长度、密度和粗度对药材产量与质量的影响△

周雨玫1，吴佩根1，魏胜利1,5*，王文全1,2,5*，施桦3，戸田則明4

(1.北京中医药大学 中药学院，北京 100102；2.中国医学科学院 北京协和医学院 药用植物研究所，北京 100193；3.中国医药保健品股份有限公司，北京 100061；4.株式会社ツムラ，東京 107-8521；5.中药材规范化生产教育部工程研究中心，北京 100102)

目的：研究地下茎长度和密度对甘草无性繁殖成活率和药材产量、质量的影响。方法：采用裂区设计和随机区组设计布置田间试验，采用HPLC法测定甘草酸含量。结果：栽培2年的不定根甘草酸含量能达到2.37%，产量最高能达到1 232.55±306.45 kg/hm2，并且栽培用种栽地下茎(原地下茎)甘草酸含量与其分生不定根甘草酸含量相关显著(P<0.01)。相对较短、较细的地下茎有利于分生更多的不定根，并且有利于不定根粗度增加。结论：甘草仿野生栽培可在短期内获得优质甘草，栽培中适合用10-20 cm长、0.5 cm粗的地下茎做种栽，如何提高仿野生栽培的药材产量是今后应该努力的方向。

甘草；无性繁殖；仿野生栽培；资源保护

甘草GlycyrrhizauralensisFisch.为豆科甘草属多年生草本，以干燥根和根茎入药，是重要的大宗药材。甘草是需求量最大的药材品种之一，在20世纪80年代以前，甘草药材一直依靠野生资源提供。近年来，由于长期过度采挖，甘草野生资源已日趋枯竭，栽培甘草已经成为商品药材的主要来源[1-2]。然而，本课题组前期研究发现栽培甘草药材质量达不到野生甘草的水平，特别是甘草酸含量达不到《中华人民共和国药典》2010版最低标准(2.0%)，从而导致栽培甘草仍然无法替代野生甘草，如何提高栽培甘草的药材质量成为当今甘草研究的热点[3-4]。

本课题组受国家自然基金以及与中国医药保健品有限公司和日本津村株式会社三方合作课题的支持，分别从甘草种源选育、灌溉施肥、采收期等相关方面进行了研究，尽管对于提高甘草酸含量取得了一定效果，但是所产药材较野生甘草仍存在较大差距。因此，本课题组设想如果模拟甘草的自然更新模式，以人工栽培野生地下茎来生产不定根是否有可能获得人工培育的高品质甘草。为了验证这一观点课题组开展了大量有关甘草地下茎无性繁殖的试验，前期我们报道了地下茎长度和灌溉对栽培成活率、药材产量和质量的影响[5]，本次主要就地下茎长度、粗度和栽培密度对栽培成活率、药材规格、药材产量、甘草酸含量的影响进行了研究，旨在为甘草仿野生栽培提供理论依据。

1 试验材料

试验所有甘草地下茎采自杭锦旗巴音乌素野生甘草基地，采挖后及时运至内蒙古杭锦旗甘草试验基地，分拣去除茎皮损伤严重部分后，按照试验设计修剪成不同长度和粗度备用。

2 试验方法

2.1 田间设计

本试验采用裂区设计，地下茎长度为主因素，种植密度为副因素。地下茎长度设3个水平L1(10 cm)、L2(30 cm)、L3(50 cm)，种植密度设4个水平，地下茎之间首尾相互交叉，以地下茎头之间的距离M1(10 cm)、M2(15 cm、)M3(20 cm)、M4(30 cm)为株距，地下茎粗度试验采用随机区组设计，地下茎粗度共设4个水平，分别为D1(0～0.5 cm)、D2(0.5～1.0 cm)、D3(1.0～1.5 cm)、D4(1.5 cm以上)。行距统一为30 cm。

2.2 生长指标、成活率、药材产量测定

于移栽后第二年对仿野生栽培甘草植株的生长指标、植株成活率、药材产量进行了测定，具体包括株高、地径、分蘖数、原地下茎长、原地下茎粗、新生地下茎数、新生地下茎粗、新生地下茎长、不定根数、不定根粗、不定根长、原地下茎产量、新地下茎产量、不定根产量14项指标(具体生长指标的含义参考文献[5])。

2.3 甘草酸含量测定

于栽培第二年秋季，采收地下茎(原地下茎)和不定根进行甘草酸含量测定。采用HPLC测定，所用色谱仪为LC-10AT型，SPPD-10A检测器，C-R6A数据处理机，TCQ250超声清洗器。所用甲醇(Fisher Scientific生产)、冰醋酸、四氢呋喃等试剂均为分析纯，甘草酸单铵盐对照品(批号：110731-200205)购于国家药品生物制品检定所，数据采用外标面积归一法计算[3]。

3 结果与分析

3.1 地下茎长度和栽植密度对生长指标和产量的影响

采用甘草地下茎仿野生栽培二年，原地下茎(种栽)均发生不同程度的腐烂、长度变短，在存活的地下茎上可萌发出1～4个分蘖，株高可达到20～40 cm，萌生出新地下茎3～7条，分生不定根2～4条，新生不定根粗度可达到0.3～0.5 cm，不定根长可达18～50 cm。双因素方差分析结果表明(表1)，在参加分析的14项指标中，有4项生长指标的差异达到了极显著水平，其中，不同地下茎栽植密度对原地下茎长度、新生地下茎长和不定根长度5项指标上均存在极显著差异(P<0.01)。地下茎长度和种植密度的交互作用对新生地下茎长的影响也达到了极显著水平(P<0.01)。

表1 不同地下茎长度和密度对仿野生甘草生长性状及药材产量的影响

*表示0.05水平上显著(P<0.05)；**表示0.01水平上显著(P<0.01)

按照这样的栽培方法栽培2年，原地下茎的产量平均为150～450 kg·hm-2；新地下茎的产量平均为180～360 kg·hm-2；不定根的产量平均在450～1230 kg·hm-2。对上述各指标进行双因素方差分析，结果表明，栽植密度对于不定根产量影响达到了极显著水平(P<0.01)，地下茎长度与密度的交互效应对新生地下茎长度的影响达到了极显著水平(P<0.01)，而对于其他各项指标的影响均未达到显著水平。总体表现为，作为种栽的原地下茎越短则分生的新地下茎越粗壮，且新生不定根产量越高，而种栽地下茎越长则分生新地下茎越长。

3.2 地下茎粗度对生长指标和产量的影响

采用不同粗度的地下茎进行仿野生栽培2年，对于各生长指标和药材产量进行测定(表2)，结果表明，不同种栽粗度对于其他各项指标的影响均未达到显著水平。但是通过数据可以大致看出，相对细的地下茎有利于分化更多的、粗壮的不定根。

表2 地下茎粗度对仿野生植株生长性状及药材产量的影响

*表示0.05水平上显著(P<0.05)；**表示0.01水平上显著(P<0.01)

3.3仿野生栽培甘草地下茎和不定根的甘草酸含量分析

分别对不同处理组的甘草酸含量进行了取样分析(图1)，结果表明，不通过地下茎长度、种植密度和粗度对地下茎和不定根甘草酸含量的影响均未达到显著水平(P>0.05)。但是从整体含量看，地下茎的总平均含量达到了2.25%，而新生不定根的总平均质量分数达到了2.37%，其含量同样高于常规人工播种栽培的含量水平[3]。进一步对地下茎和不定根甘草酸含量进行相关分析结果表明，二者相关显著(0.504，P<0.05)。本试验结果再次说明，利用野生地下茎繁殖形成的不定根能很好地继承野生甘草的优良品质，并且利用甘草酸含量高的地下茎(种栽)进行栽培，可获得预期中高品质的甘草。

图1 地下茎长度和栽植密度对甘草酸含量的影响

图2 地下茎粗度对甘草酸含量的影响

4 结论与讨论

4.1 地下茎长度、粗度对于甘草仿野生栽培的影响

前期研究表明，相对长的地下茎有利于保证甘草仿野生栽培的成活[5]，本次研究进一步验证，采用相对短的地下茎栽培有利于增加分生不定根的数量，而且有利于分生的不定根变粗，获得更高的不定根产量。此外，研究还发现采用粗的地下茎栽培，不利于新生不定根的分生和生长。分析上述原因为相对短的地下茎会刺激甘草尽快生根，并且加粗根系，以确保植株不死亡，而相对长的地下茎，由于自身储藏养分较多，植株会花费一定时间消耗自身营养，生根慢，并且在初期再生植株获得的营养会主要供给种栽的变粗，不会传递给不定根。因此，建议在栽培中采用10～20 cm长度的地下茎做种栽。但是由于种栽过短也容易导致死亡率增加，为了确保成活率，同时获得较高的不定根产量和较好的植株长势，建议在生产中先采用长的地下茎栽植，待成活缓苗后，再用切割犁将地下的种栽地下茎切断成为短的形态。此外，我们前期对野生甘草进行调查时发现，野生甘草种群下面有一个地下茎盘根错节，交织成网络，基于本研究结果可以推论，在野生甘草人工抚育中可以采用适度的人工采挖，这样一方面可以切掉粗壮的不定根，另一方面可以切断过长的地下茎，两种刺激都可以刺激更多的不定根发生，起到促进野生甘草产量增加的效果。因此，研究野生甘草的采挖强度和采挖方式对于野生甘草资源保护和可持续利用具有重要意义！

4.2 甘草仿野生化栽培的前景和进一步需要解决的问题

本次研究再次发现，由于甘草不定根生长缓慢，采用仿野生栽培方式在短期内仍然不能达到甘草药材高产的结果，不但如此，与种子有性繁殖相比，仿野生栽培甘草不定根粗度增长缓慢。如何提高甘草仿野生栽培的产量和增加根的粗度是今后努力的方向，此外，由于仿野生栽培还要消耗野生甘草地下茎，这对于野生资源也会有一种依赖性。因此，今后有必要开展甘草地下茎种栽再利用问题的研究。

[1] 魏胜利，王文全，王海.我国中西部地区甘草资源及其可持续利用的研究[J].中国中药杂志，2003，28(3)：202.

[2] 王继永，刘春生，王文全.中国东北地区甘草资源考察报告[J].中国中药杂志，2003，28(4)：308.

[3] 魏胜利，王文全，王继永，等.我国不同产区野生与栽培甘草的甘草酸含量及其影响因子的初步研究[J].中国中药杂志，2012，37(10)：1341.

[4] 魏胜利，高雪岩，王文全.开展甘草产业技术研究促进三北地区三农经济发展[J].中国中药杂志，2012，34(24)：3158.

[5] 李莉，魏胜利，王文全，等.户田则明，郭争争，任广喜.甘草野生抚育技术研究Ⅰ——灌溉和地下茎长度对成活率、药材产量及质量的影响，中国中药杂志，39(15)，2014，2863-2867.

Study on Wild-tending Techniques ofGlycyrrhizauralensisⅡ-EffectsofLength，DensityandThicknessofUndergroundStemonYieldandQualityofMedicinalMaterials

ZHOU Yumei1，WU Peigen1，WEI Shengli1,5*，WANG Wenquan1,2,5*，SHI Hua3，Toda Sogumeyi4

(1.School of Chinese Pharmacy，Beijing University of Chinese Medicine，Beijing 100102，China；2.Chinese Academy of Medicinal Sciences，Chinese Peking Union Medical College & Institute of Medicinal Plant Development，Beijing 100193，China；3.Chinese medicines and health products Limited by Share Ltd，Beijing 100061，China；4.Tsumura& Co.Tokyo 107-8521，Japan；5.Engineering Research Center of Good Agricultural Practice for Chinese Crude Drugs，Ministry of Educational，Beijing 100102，China)

Objective：This research aimed at studying the effects of length，density and thickness of underground stem on the survival rate，yield and quality of asexual reproduction ofGlycyrrhizauralensis.Methods： The methods of split plot design and randomized block design were applied to carry out the field experiment，the content of glycyrrhizin in the rhizome and adventitious rootwas determined by HPLC.Results：The average content of the glycyrrhizin in the adventitious root which had been cultivated 2 years could reach 2.37%，and the yield of 667 m2of it could reach 1 232.55±306.45 kg/hm2，and the average content of glycyrrhizin in the cultivated underground stem was significantly related to the contents of the glycyrrhizin in the adventitious roots (P<0.01).The relatively short and thin underground stems tended to grow more adventitious roots，and it was advantageous to increase the roughness of adventitious root.Conclusion：The high quality ofG.uralensiscan be obtained by wild-tending techniques in short term，the underground stem with 10-20cm length and 0.5cm diameter was suitable as the cultivation materials，and how to improve the yield of imitative wild tending Chinese medicinal herbs was a direction of future efforts.

Glycyrrhizauralensis；asexual reproduce；wild tending；resource protection

10.13313/j.issn.1673-4890.2015.8.016

2015-08-05)

国家自然科学基金项目(30171141、30572328、30400588)；北京市自然基金项目(7122094)

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魏胜利，副教授、硕士生导师，研究方向：中药资源定向培育及中药资源综合开发研究；Tel：(010)84738334，E-mail：wsl7491@126.com； 王文全，教授，研究方向：中药材规范化生产及道地药材形成机制研究Tel：(010)84738334，E-mail：wwq57@126.com