不同立地类型和土壤类型对“裕丹参”生长和有效成分含量的影响

黄 勇， 张红瑞， 周 燕， 李贺敏， 王丰青， 曹金斌

(1. 河南农业大学， 河南 郑州 450002； 2. 南阳白云山和记黄埔丹参技术开发有限公司， 河南 方城 473200)

不同立地类型和土壤类型对“裕丹参”生长和有效成分含量的影响

黄 勇1， 张红瑞1， 周 燕1， 李贺敏1， 王丰青1， 曹金斌2

(1. 河南农业大学， 河南 郑州 450002； 2. 南阳白云山和记黄埔丹参技术开发有限公司， 河南 方城 473200)

采用大田种植和盆栽方法，分别研究了不同的立地类型(平地、阳坡、阴坡和坡地)和土壤类型(砂土、壤土和黏土)对产自河南省方城县的“裕丹参” (SalviamiltiorrhizaBunge)生长和有效成分含量的影响效应。结果表明：在不同立地条件下，“裕丹参”的各项生长和根系产量指标以及根系中丹参酮ⅡA和丹酚酸B含量均有明显差异。随种植时间的延长，平地、阳坡和坡地种植的“裕丹参”单株地上部干质量均逐渐降低，而阴坡种植的单株地上部干质量先升高后逐渐降低；但在不同立地类型下，单株根系干质量和丹酚酸B含量均随种植时间的延长逐渐升高，而丹参酮ⅡA含量则先降低后升高。采收期，平地种植的“裕丹参”的单株地上部干质量、单株根系干质量和鲜质量以及根系鲜产量均最高，平地和坡地种植的“裕丹参”根直径较大，阳坡种植的“裕丹参”根长最长，阳坡和坡地种植的“裕丹参”单株根数、根系中丹参酮ⅡA和丹酚酸B含量也较高，而阴坡种植的“裕丹参”的各项生长和根系产量指标以及丹参酮ⅡA和丹酚酸B含量均最低。在不同类型土壤中，“裕丹参”的根系性状和根系中丹参酮ⅡA和丹酚酸B含量总体上差异显著，其中，用砂土种植的“裕丹参”的根直径、根长、单株根系鲜质量和干质量以及根系中丹参酮ⅡA和丹酚酸B含量均最高，但单株根数最少；用黏土种植的“裕丹参”根系生长总体最差，但单株根数最多；用壤土种植的“裕丹参”根系中丹参酮ⅡA和丹酚酸B含量则最低。综合研究结果显示：“裕丹参”适宜种植于砂土的坡地或阳坡。

“裕丹参”； 立地类型； 土壤类型； 产量； 有效成分

丹参(SalviamiltiorrhizaBunge)为唇形科(Lamiaceae)鼠尾草属(SalviaLinn.)多年生草本植物，以干燥根及根茎入药，为传统大宗中药材，具有活血祛瘀、通经止痛、清心除烦和凉血消痈等功效[1]，[2]77。丹参适应性强，喜气候温暖、阳光充足的环境，广泛分布于中国的华北、中南、西北和西南等地区，主产区为山东、河南、陕西和四川等省[3]。河南省是丹参的传统道地产区和主产区之一，河南产丹参药材中的4种菲醌类成分含量均高于其他产区[4]；其中，方城丹参多种植于山地、坡地和荒地等自然条件较差的区域，因自然环境条件和丹参栽培技术的独特性，形成了具有显著特色的丹参道地产区，所产药材称“裕丹参”，在国内具有较高声誉[5]9，[6]。

环境因子是影响药用植物体内初生代谢和次生代谢的主要因素之一[7]，关于光照[8]、温度[8]、水分[9]、土壤[10-11]和肥料[12-13]等因素对丹参药材质量的影响已有大量研究，但多是对人为控制条件下1种或数种因素的影响效应进行研究，忽略了中药材道地产区的独特自然条件和栽培方式，更缺乏针对地域特色明显的“裕丹参”与环境因子相互关系的研究。

作者以“裕丹参”的传统种植区域为研究对象，探讨不同的立地类型和土壤类型对“裕丹参”产量和品质的影响，以期为“裕丹参”的规范化栽培和合理种植提供基础研究数据。

1 材料和方法

1.1 材料

供试“裕丹参”种苗来源于南阳白云山和记黄埔丹参技术开发有限公司丹参种植基地。经中国医学科学院药用植物研究所张本刚研究员鉴定为唇形科植物丹参。

“裕丹参”产地方城县位于北亚热带与南暖温带交汇处，地处南阳盆地与黄淮海平原分界线；地理坐标为东经112°38′～113°24′、北纬33°04′～33°37′。年均日照时数2 092 h，无霜期220 d，年均气温14 ℃，年均降水量840 mm。

主要仪器包括Agilent 1100型高效液相色谱仪(美国Agilent公司)、DHG-9240A型电热恒温鼓风干燥箱(上海一恒科学仪器有限公司)和CP225D十万分之一电子天平(德国Sartorius公司)。

主要试剂包括丹参酮ⅡA(批号110766201217，纯度大于98%)和丹酚酸B(批号111562201111，纯度大于98%)标准品，均购自中国食品药品检定研究院；乙腈和甲醇，均为色谱纯；去离子水。

1.2 方法

1.2.1 立地类型选择及种植方法 在“裕丹参”核心产区的方城县杨集乡尹庄村选取4种典型的立地类型，包括平地(平整的耕地，黄壤土)、阳坡(龙凤沟北坡，光照时间长，沙壤土，坡度25°)、阴坡(龙凤沟南坡，光照时间短，沙壤土，坡度25°)和坡地(沟外缓坡地，沙壤土，坡度10°)，每种立地类型的样地面积均为60 m2，各3个重复。采取垄作种植方式，垄宽40 cm、垄高15 cm、垄沟30 cm，一垄双行，种植密度为12 株·m-2。于2011年11月进行种苗移栽，其他管理措施与一般大田生产相同。

1.2.2 土壤类型选择及种植方法 实验在上述丹参种植基地的百草园内进行。选择砂土、壤土和黏土3种类型的土壤供试，其中，砂土中有机质、全氮、速效氮、速效磷和速效钾含量分别为8.524、0.853、0.055、0.009和0.007 6 g·kg-1，壤土中有机质、全氮、速效氮、速效磷和速效钾含量分别为12.341、1.127、0.072、0.012和0.013 7 g·kg-1，黏土中有机质、全氮、速效氮、速效磷和速效钾含量分别为11.824、0.892、0.075、0.014和0.012 1 g·kg-1。采用盆栽方式，盆高50 cm、直径35 cm，每盆装土22 kg，每盆种植2株，每类土壤10盆，视为10个重复。将栽培盆置于大田中，于2012年4月29日进行种苗移栽，其他管理措施与一般大田生产相同。

1.2.3 测量指标及测量方法 从2013年8月开始，每隔30 d每个处理取10株个体，将地上部和根系分开，分别称量单株地上部和根系的鲜质量；然后，于45 ℃ 烘干至恒质量，分别称取单株地上部和根系的干质量。在2013年11月15日(采收期)，每处理各取10株代表性个体，分别测量和统计根长、根直径、单株根数及根系鲜产量。根长为采用皮尺(精度0.1 cm)测量的最长主根长度；根直径采用游标卡尺(精度0.001 cm)测量，测量部位为单株鲜根最粗处的直径；单株根数仅统计每一单株中直径2 mm以上的根；单株地上部鲜质量和干质量以及单株根系鲜质量和干质量用百分之一电子天平称量。通过单株根系鲜质量与株数的乘积计算根系鲜产量。

将上述干燥根粉碎，参照文献[5]13的方法，采用高效液相色谱法测定根系中丹参酮ⅡA和丹酚酸B的含量。

1.3 数据处理

采用EXCEL 2003软件和DPS 7.05数据处理系统对实验数据进行统计和分析。

2 结果和分析

2.1 立地类型对“裕丹参”生长和有效成分含量的影响

2.1.1 对单株地上部和根系干质量的影响 不同立地类型种植的“裕丹参”单株地上部和根系干质量的动态变化见表1。

由表1可见：随种植时间延长，平地、阳坡和坡地种植的“裕丹参”单株地上部干质量均呈逐渐降低的趋势，而阴坡种植的“裕丹参”单株地上部干质量则在9月16日达到最高，之后逐渐降低。在不同立地类型下，采收期(11月15日)“裕丹参”的单株地上部干质量差异较大，其中，平地最高，阴坡最低，平地种植的“裕丹参”单株地上部干质量较阴坡高43.06%，差异达显著水平。

由表1还可见：随种植时间延长，不同立地类型种植的“裕丹参”的单株根系干质量均逐渐升高，其中，平地种植的“裕丹参”单株根系干质量增速最高，坡地和阳坡次之，阴坡最低。采收期平地种植的“裕丹参”单株根系干质量达到256.71 g，坡地、阳坡和阴坡种植的“裕丹参”单株根系干质量分别为平地的89.33%、69.26%和45.93%。平地和坡地种植的“裕丹参”单株根系干质量无显著差异，但均显著(P<0.05)高于阳坡和阴坡种植的“裕丹参”。

2.1.2 对根系产量性状的影响 不同立地类型对采

立地类型Sitetype不同时间(MM-DD)的单株地上部干质量/g Dryweightofabove-groundpartperplantondifferentdates(MM-DD)08-1709-1610-1611-15平地Flatland81.27±7.10a77.61±3.52a67.86±5.11a59.76±8.01a阳坡Sunnyslope65.82±6.30ab65.14±8.30bc61.08±2.52ab48.83±2.35bc阴坡Shadyslope53.60±8.31b57.27±4.96c53.33±4.54b41.81±4.08c坡地Slopeland76.67±14.01a74.11±4.91ab68.79±5.82a52.44±4.34ab立地类型Sitetype不同时间(MM-DD)的单株根系干质量/g Dryweightofrootperplantondifferentdates(MM-DD)08-1709-1610-1611-15平地Flatland102.75±10.42a136.51±14.68a218.58±21.38a256.71±8.32a阳坡Sunnyslope81.20±5.77b99.68±14.63bc155.77±11.15c177.80±10.57b阴坡Shadyslope66.37±16.59b79.73±9.50c95.22±3.63d117.91±9.09c坡地Slopeland104.69±8.20a112.36±13.51ab187.87±14.12b229.32±21.19a

1)同列中不同的小写字母表示差异显著(P<0.05) Different lowercases in the same column indicate the significant difference (P<0.05).

收期“裕丹参”根系产量性状的影响见表2。由表2可以看出：在采收期，平地和坡地种植的“裕丹参”根直径较大，分别达到0.922和0.834 cm，显著高于阴坡种植的“裕丹参”(0.522 cm)。阳坡种植的“裕丹参”根长最长(37.4 cm)，阴坡种植的“裕丹参”根长最短(25.8 cm)，二者间差异达显著水平。阳坡和坡地种植的“裕丹参”单株根数较多，分别达到42.0和40.1条，而阴坡种植的“裕丹参”单株根数仅28.7条，显著低于其他3种立地类型种植的“裕丹参”。平地种植的“裕丹参”的单株根系鲜质量最高(667.38 g)，阴坡种植的“裕丹参”单株根系鲜质量最低(377.29 g)，二者间差异达显著水平。平地种植的“裕丹参”根系鲜产量最高，达80.08×103kg·hm-2；坡地种植的“裕丹参”的根系鲜产量也较高，达74.02×103kg·hm-2；阴坡种植的“裕丹参”根系鲜产量最低，仅为45.27×103kg·hm-2，平地和坡地种植的“裕丹参”根系鲜产量与阴坡种植的“裕丹参”有显著差异。

立地类型Sitetype根直径/cmRootdiameter根长/cmRootlength单株根数Rootnumberperplant单株根系鲜质量/gFreshweightofrootperplant根系鲜产量/kg·hm-2Freshyieldofroot平地Flatland0.922±0.170a28.9±3.3ab34.8±5.8a667.38±35.92a(80.08±14.32)×103a阳坡Sunnyslope0.698±0.036ab37.4±5.5a42.0±9.0a480.13±51.87ab(57.62±10.16)×103ab阴坡Shadyslope0.522±0.057b25.8±5.9b28.7±9.5b377.29±18.42b(45.27±8.24)×103b坡地Slopeland0.834±0.101a34.6±6.3ab40.1±5.8a616.84±63.56a(74.02±9.61)×103a

1)同列中不同的小写字母表示差异显著(P<0.05) Different lowercases in the same column indicate the significant difference (P<0.05).

2.1.3 对根系中有效成分含量的影响 不同立地类型种植的“裕丹参”根系中丹参酮ⅡA和丹酚酸B含量的动态变化见表3。

由表3可见：随种植时间延长，不同立地类型种植的“裕丹参”根系中丹参酮ⅡA含量均呈先降低后升高的趋势，且不同立地类型间的丹参酮ⅡA含量有显著差异；总体上看，坡地种植的“裕丹参”根系中丹参酮ⅡA含量最高，阳坡和平地次之，阴坡最低。在采收期，坡地、阳坡、平地和阴坡种植的“裕丹参”根系中丹参酮ⅡA含量分别为0.52%、0.43%、0.41%和0.34%，均高于“丹参酮类总量0.25%”[2]76的丹参药材生产标准；其中，坡地种植的“裕丹参”根系中丹参酮ⅡA含量与阳坡、平地和阴坡种植的“裕丹参”有显著差异。

由表3还可见：随种植时间延长，不同立地类型种植的“裕丹参”根系中丹酚酸B含量均呈逐渐升高的趋势，并在采收期达到最高值，但不同立地类型种植的“裕丹参”根系中丹酚酸B含量差异较大。坡地和阳坡种植的“裕丹参”根系中丹酚酸B含量较高，至采收期分别达到6.17%和5.85%；而平地和阴坡种植的“裕丹参”根系中丹酚酸B含量分别较坡地低17.18%和33.39%，差异达显著水平；但4种立地类型种植的“裕丹参”根系中丹酚酸B含量均高于“丹酚酸B含量大于3.0%”[2]77的丹参药材生产标准。

2.2 土壤类型对“裕丹参”根系性状和根系中有效成分含量的影响

2.2.1 对根系性状的影响 不同土壤类型对采收期(11月15日)“裕丹参”根系性状的影响见表4。由表4可见：采用不同类型土壤种植的“裕丹参”的根系性状总体上有显著(P<0.05)差异。其中，用砂土种植的“裕丹参”的根直径、根长以及单株根系鲜质量和干质量均最大，分别为1.574 cm、28.0 cm、317.95 g和119.25 g，而用黏土种植的“裕丹参”这4项根系指标均最小；用黏土种植的“裕丹参”的单株根数最多，为9.0条，而用砂土种植的“裕丹参”的单株根数最少。

立地类型Sitetype不同时间(MM-DD)的丹参酮ⅡA含量/%TanshinoneⅡAcontentondifferentdates(MM-DD)不同时间(MM-DD)的丹酚酸B含量/%SalvianolicacidBcontentondifferentdates(MM-DD)08-1709-1610-1611-1508-1709-1610-1611-15平地Flatland0.35±0.03b0.27±0.02b0.31±0.03b0.41±0.02b2.75±0.07d3.83±0.08b4.88±0.04c5.11±0.02c阳坡Sunnyslope0.37±0.03b0.29±0.02b0.28±0.03b0.43±0.02b3.31±0.11b3.57±0.05c5.42±0.05b5.85±0.09b阴坡Shadyslope0.28±0.01c0.25±0.04b0.31±0.04b0.34±0.02c2.93±0.10c3.05±0.04d3.89±0.06d4.11±0.05c坡地Slopeland0.43±0.02a0.35±0.03a0.41±0.04a0.52±0.03a3.49±0.11a4.12±0.04a5.89±0.08a6.17±0.09a

1)同列中不同的小写字母表示差异显著(P<0.05) Different lowercases in the same column indicate the significant difference (P<0.05).

土壤类型Soiltype根直径/cmRootdiameter根长/cmRootlength单株根数Rootnumberperplant单株根系鲜质量/gFreshweightofrootperplant单株根系干质量/gDryweightofrootperplant砂土Sand1.574±0.133a28.0±2.3a4.5±2.0b317.95±17.41a119.25±4.70a壤土Loam1.306±0.050b24.0±2.7ab7.5±1.6ab277.65±7.16b99.15±3.40b黏土Clay1.038±0.073c19.1±3.3c9.0±1.9a231.55±22.21c72.25±4.77c

1)同列中不同的小写字母表示差异显著(P<0.05) Different lowercases in the same column indicate the significant difference (P<0.05).

2.2.2 对根系中有效成分含量的影响 不同土壤类型对采收期“裕丹参”根系中丹参酮ⅡA和丹酚酸B含量的影响见表5。由表5可见：采用不同类型土壤种植的“裕丹参”根系中丹参酮ⅡA和丹酚酸B含量均有显著差异。其中，用砂土种植的“裕丹参”根系中丹参酮ⅡA和丹酚酸B含量均最高，分别为0.302%和8.872%；用黏土种植的“裕丹参”根系中丹参酮ⅡA和丹酚酸B含量次之，分别为0.281%和4.854%；用壤土种植的“裕丹参”根系中丹参酮ⅡA和丹酚酸B含量最低，分别为0.243%和4.363%。

土壤类型Soiltype含量/% Content丹参酮ⅡATanshinoneⅡA丹酚酸BSalvianolicacidB砂土Sand0.302±0.008a8.872±0.106a壤土Loam0.243±0.012b4.363±0.186b黏土Clay0.281±0.004c4.854±0.124c

1)同列中不同的小写字母表示差异显著(P<0.05) Different lowercases in the same column indicate the significant difference (P<0.05).

3 讨 论

道地药材的形成与其优良种质和特定自然环境有密切关系，其次生代谢产物的合成及积累也与生长环境密切相关，并且，不同环境条件诱导产生的次生代谢产物种类和数量也不相同[7，14]。黄璐琦等[7]认为，逆境能够促进道地药材的形成，并且，植物积累次生代谢产物所需的适宜生境与其生长发育的适宜生境可能并不一致，甚至相反。丹参为喜光、耐旱的药用植物，光照、温度、水和土壤等环境因素对其生长和次生代谢产物积累影响显著，不同产地丹参中的脂溶性和水溶性成分含量均存在显著差异，且各种成分的组成比例也不同[8，15-16]。方城县作为丹参的传统道地产区之一，其独特的环境条件非常适宜丹参的生长和发育。

本研究中，在不同立地类型中，阳坡和坡地种植的“裕丹参”根系中丹参酮ⅡA和丹酚酸B含量高于阴坡和平地，但根直径和根系鲜产量则低于平地，可能与平地土壤较阳坡和坡地土壤肥沃有关。在不同类型土壤中，用砂土种植的“裕丹参”根系中丹参酮ⅡA和丹酚酸B含量分别达到0.302%和8.872%，显著高于黏土和壤土，可能与“裕丹参”喜贫瘠和耐旱的特性有关，也印证了黄璐琦等[7]提出的“药用植物的生态适宜性与普通植物的生态适宜性不完全相同”的观点。

在“裕丹参”的规范化种植过程中，选择种植区域应综合考虑产量和品质双重因素，建议在砂土的坡地或阳坡上种植“裕丹参”，以获得优质高产的“裕丹参”药材。

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(责任编辑： 张明霞)

Effects of different site and soil types on growth and active ingredient content in “Yudanshen” (Salviamiltiorrhiza)

HUANG Yong1， ZHANG Hongrui1， ZHOU Yan1， LI Hemin1， WANG Fengqing1， CAO Jinbin2

(1. He’nan Agricultural University， Zhengzhou 450002， China； 2. Hutchison Whampoa Nanyang Baiyunshan Danshen Technological Development Co.， Ltd.， Nanyang 473200， China)，

J.PlantResour. &Environ.， 2017， 26(1)： 91-96

Effects of different site types (flat land， sunny slope， shady slope and slope land) and soil types (sand， loam and clay) on growth and active ingredient content in “Yudanshen” (SalviamiltiorrhizaBunge) from Fangcheng County of He’nan Province were studied by field planting and pot cultivating methods. The results show that there are obvious differences in each index of growth and root yield， and in contents of tanshinone ⅡA and salvianolic acid B in root of “Yudanshen”. With prolonging of planting time， dry weight of above-ground part per plant of “Yudanshen” planted in flat land， sunny slope and slope land all decrease gradually， while that of “Yudanshen” planted in shady slope increases at first and then decreases gradually； while in different site types， dry weight of root per plant and salvianolic acid B content both increase with prolonging of planting time， while tanshinone ⅡA content decreases at first and then increases. At harvesting time， dry weight of above-ground part per plant， dry weight and fresh weight of root per plant， and fresh yield of root of “Yudanshen” planted in flat land are the highest, root diameter of “Yudanshen” planted in flat land and slope land is relatively large， and root length of “Yudanshen” planted in sunny slope is the longest, root number per plant and contents of tanshinone ⅡA and salvianolic acid B in root of “Yudanshen” planted in sunny slope and slope land are also relatively high， while each index of growth and root yield and contents of tanshinone ⅡA and salvianolic acid B in “Yudanshen” planted in shady slope are the lowest. In general， there are significant differences in root traits and contents of tanshinone ⅡA and salvianolic acid B in root of “Yudanshen” in different soil types， in which， root diameter， root length， fresh weight and dry weight of root per plant， and contents of tanshinone ⅡA and salvianolic acid B in root of “Yudanshen” planted with sand are the highest， but root number per plant is the least； root growth of “Yudanshen” planted with clay is the worst in general， but root number per plant is the most； contents of tanshinone ⅡA and salvianolic acid B in root of “Yudanshen” planted with loam are the lowest. The comprehensive analysis result shows that slope land or sunny land with sand is suitable to plant “Yudanshen”.

“Yudanshen” (SalviamiltiorrhizaBunge)； site type； soil type； yield； active ingredient

2016-07-02

国家工业与信息化部国家中药材生产扶持项目(工信消[2011]119 号)

黄 勇(1980—)，河南信阳人，男，博士，讲师，主要从事中药材栽培与质量控制研究。

S567.5+3； R282

A

1674-7895(2017)01-0091-06

10.3969/j.issn.1674-7895.2017.01.12