云南三七质量与土壤(N、P、K)的相关性分析

赵芳 周建松 胡展育 詹云静 游春梅

摘要：通过对云南三七主要种植区（文山、红河、曲靖、玉溪、普洱、保山）进行土壤和三七采样，并进行了土壤中N、P、K含量和三七皂苷R1、Rbl、Rgl、总皂苷含量检测。应用spss软件分析了土壤中N、P、K含量与三七皂苷R1、Rbl、Rgl、总皂苷含量之间的关系。结果表明：土壤中P、K含量与三七皂苷含量相关性显著，N含量与三七皂苷含量相关性不显著。再一次使用spss软件以三七皂苷含量S为因变量，分别以N、P、K为自变量，进行回归分析，表明皂苷总含量S与土壤P、K之间建立的方程具有显著性。

关键词：三七;氮、磷、钾;三七皂苷含量;相关分析;回归分析

中图分类号：R282.6

文献标识码：A

文章编号：1674-9944（ 2019） 24-0012-04

1 引言

三七（panax（Burk）F.H.Chen），又名田七（广西及其以东地区使用比较多），滇桂交界处被认为是三七的发源地[1]。“三七”最早出自于《仙传外科集验方》（刊于明代1378年）中的“飞龙夺命丹”[2]，是名贵中药材，对于三七的应用，在《跌损妙方》和《本草纲目》中都有记载，在当今社会中有极大的药用价值、食用价值，无论在哪一方面它都具有极大的种植与发展空间。2003年9月1日《文山三七》国家标准正式获准颁布实施。“文山三七”商标于2004年获准注册、2011年5月27日，“文山三七”为中国驰名商标。三七在云南的种植分布较广，尤其在海拔1200-1700m的地区种植面积较大，其中又以文山各县为主要产区，文山州的砚山、马关、西畴等县栽培三七已有三、四百年的历史，云南文山三七是中国主要的产地，故云南文山具有“三七之乡”的美称。

2 三七与土壤相关性研究概况

中药材质量与产地自然环境有着密切的关系，在众多自然影响因子中，除气候因子之外，土壤是影响中药材质量一个非常重要的因素。而三七种植要求以土质疏松、排灌方便的土壤为好。因此在选择三七种植区时，以土质疏松、有机质含量较为丰富、排水方便和保湿能力强的土壤为宜。在达到种植环境规定的范围时，选择中偏酸性沙壤土，排灌方便，具有一定的坡度且坡度不得大于15°，8年之内从未种过三七的土地为宜。三七种植对土壤、水分、热量、光照等自然环境有着极为严格的要求，环境质量不达标，轻则导致减产或影响三七产品质量，重则会导致大量植株死亡，甚至全部死亡。因此，目前针对三七种植环境研究也主要集中在土壤、水分、热量、光照等要素上。现阶段对三七与土壤关系的研究主要集中在两大方面，一是三七连作的研究，二是对土壤有机质、N、K、pH值、微量元素对三七产量与质量关系的解释，取得的成果较多，为三七产业发展做出了重要贡献，尤其是在三七施肥、农药使用方面。三七是典型的喜钾植物，生长期对钾的需求大于氮和磷[3，4]。冯光泉等[5]的研究证明，土壤缺N或者K、Ca、Mg等成分情况下会导致三七植株死亡，在缺P、Fe、Mo、Mn、Zn、B、CL、Cu时，会表现出不同的生理活动危害现象。孟祥霄等[6]、王炳艳[7]、崔秀明[8]等认为，N、P、K肥的合理施用是提高三七内在质量的有效措施。冯光泉等[9]的研究表明，三七中砷、铅、汞3种主要的重金属元素残留与土壤中三种元素含量相关性不明显，应主要由农药、化肥的不规范使用所致。米艳华等[10]的研究表明，低砷胁迫可刺激三七苗生长，当浓度大于lOmg/l_则会出现毒害现象。崔秀明、罗群等研究認为土壤类型对三七皂苷含量有较大影响，火山岩红壤种植的三七皂苷含量最高，皂甙含量较低的是碳酸盐岩黄红壤，土质疏松，有机质含量较为丰富、排水和保湿性好的土壤适合选为三七种植地，而土壤中微量元素含量并不对三七皂苷含量产生影响[8，11]。三七种植宜选择pH值在6～7之间的中偏酸性砂壤或富含腐殖质的壤土、夹沙土[11-14]。适宜三七生长的土壤类型主要为淋溶土、强淋溶土、高活性强酸土、人为土及始成土等[9]。这些研究都说明了土壤成分与三七质量和产量有着密切的关系，但并未进一步分析三七质量、产量与土壤成分的具体关系，本文试图对土壤中N、P、K含量与三七质量进行相关性分析，进一步解释土壤成分与三七质量之间的相关关系。

3 三七种植区的空间分布

3.1 三七种植区的空间分布概述

三七有着很高的药用价值，同时带来的是高经济价值，现今使用的三七也主要来源于人工栽培。三七的种植历史已有400多年[15]，云南、广西是传统产区，同时也有很多省份具有引种三七的历史，但都不是很成功。云南和广西是三七的传统产区，在这一点上已经形成共识，广东、福建、贵州等地也有引种，但未形成规模[16，17]。三七主产区是云南文山和广西右江流域，湖南、四川有零星种植，越南北部及附近地区也有分布[18]由于受到连种的限制，现阶段红河、曲靖、昆明三七种植也已形成一定规模。对三七连种研究一直没有取得实质性进展，而三七的市场需求量则在不断增长，扩大种植范围是现阶段确保三七供应的有效方式，孟祥霄等[6]通过对三七产地适宜性因子分析认为，三七适宜种植区域主要集中分布在中国，可种植面积排名前五的是云南、广西、福建、贵州和湖南，此外越南、美国东海岸，巴西东南部，葡萄牙、西班牙、法国，以及地中海北部沿线的意大利等地区也有零星分布。西双版纳勐海县部分地区具有适宜种植三七的生境条件[19]。曲靖师宗龙庆栽培三七符合中国药典规定，是栽培三七适宜区[2]。

云南是传统三七产区，也是现今三七种植分布范围最广、产量最高、质量最好的产区，本研究试图通过对云南三年三七种植地进行土壤和三七样品的采集，从而分析三七质量与土壤中N、P、K之间的关系，可以为三七种植过程中的施肥提供一定的参考。

3.2 样点选取方法

在样点的选取方面，本研究采用两种办法，一是通过文山学院在校学生发放调查问卷，从而获得三七种植的基本信息;二是使用网络地图对云南全域地物进行判读来获取三七种植地信息。第一种方法受学生长期在外求学，对家乡种植业发展情况不了解，调查过程中获得有用信息较少;第二种方法的应用中，存在两个弊端，一是重楼、石斛等中药材的种植技术（阴棚）与三七相同，不能立即判断是否是三七种植地，二是不能进行种植年限的判断。因此，在获取基本信息后需要实地确认是否属三七种植地，是否属三年七。通过以上两种方法，最终确认种植地分布并进行三七样品和土壤样品采集，同时采集到的样点信息有三维坐标、坡度和地名。

本次样品采集涉及文山、红河、曲靖、玉溪、普洱和保山6地州共25个乡镇，经度集中分布于东经98°～163°之间，纬度集中分布与北纬20°～26°之间，大部分采样点海拔集中于1500～2000 m，只有少量样品分布于海拔2000 m以上和1500 m以下。

4 样品处理

4.1 样品的处理

在完成样品的采集后，对样品进行集中粗处理。在这一过程主要将采集到的样品带回并清洗干净，在相应的标签内标注好相关的信息，并将洗净的三七切片放入相应的样品盒中自然风干后等待实验测量其含量和成分;同时将带回的土壤进行处理，同样标注好编号后将其放在不同的纸上晒干并风干，随后将其保存到带有相应编号的锥形瓶中等待实验测出土壤中（N、P、K）成分含量。

4.2 土壤N、P、K检测

全钾含量参照GB9836-1988法测定;土壤全磷含量参照GB 9837-1988法测定;全氮含量参照GB 7173-1987法测定。

4.3 三七总皂苷与单体皂苷Rgl、Rbl、R1的测定

皂苷是三七主要有效活性成分，也是目前研究较为系统的化学物质。皂苷是三七主要有效活性成分，也是目前研究较为系统的化学物质，R1、Rgl和Rbl的测定采用“高效液相色谱法”，皂苷含量标准采用“2015药典三七饮片皂苷含量标准i”。

5 土壤（N、P、K）成分与三七皂苷总量相关性分析

利用SPSS17.O对土壤（N、P、K）数据结果和三七皂苷R1、Rbl、Rgl和皂苷总含量分别进行线性分析、回归分析、t值检验。利用SPSS17.O对土壤（N、P、K）含量与三七皂苷R1、Rbl、Rgl和总含量关系分析，分析分为两个步骤进行：第一，分别对土壤（N、P、K）含量与三七皂苷Rl、Rbl、Rgl和总含量进行双变量相关分析（表1），确定土壤中N、P、K与三七皂苷含量是否相关以及相关性是否显著;第二，若相关分析结论为土壤N、P、K含量与三七皂苷含量相关，则利用相关元素与三七皂苷进行回归分析，建立方程，形成明确的相关关系，若不相关则不再进行回归分析。

5.1 N、P、K含量与三七皂苷总含量相关分析

通过spss软件将土壤中N、P、K含量与三七皂苷R1、Rbl、Rgl、总含量进行双变量Pearson相关分析，通过分析得出表1。在相关分析过程中剔除不正常值（与其他值差异大且出现频率低的值），通过观察可知，N含量大于等于200、P含量大于等于100的P元素和K含量大于等于400的值仅出现一次，因此在分析中剔除。相关分析表明，土壤中N元素含量与三七皂苷R1、Rbl、Rgl及总皂苷含量均成负相关，但相关性并不显著;P、K元素与三七皂苷R1、Rbl、Rgl及总皂苷含量均呈正相关关系，其中，在显著水平α=0. 05，取f=69，土壤中P的含量三七皂苷Rbl、Rgl、总皂苷含量显著相关，K元素则与R1、Rbl、皂苷总含量具有显著相关性。三七皂苷R1、Rbl、Rgl及总皂苷含量在显著水平α=0. 01上显著相关。

5.2 土壤（N、K）含量与三七皂苷总含量的回归分析

5.2.1 回归分析

在进行回归分析时，采用曲线回归方法。以皂苷总含量（S）为因变量，分别以土壤中N、P、K含量为变量进行回归。分别获得回归方程：

s=10. 246 -0. 093×N-O. 001×N2

S=2. 292+P0.32（2）

S=0.580+K0.497（3）

式（1）～（3）中，S为三七皂苷总含量，N为土壤中氮含量，P为土壤中磷的含量，K为土壤中钾的含量。

5.2.2 显著性检验

F值是对回归方程中显著性的检验，是检验回归分析后所得方程是否具有显著性的重要指标。式（I）F值为2. 493，式（2）的F值为6.224，式（3）的F值为7.973，在置信水平a=0. 05查FO. 05（1，60） =4. 00。由于F>4. 00，所以，三七皂苷总含量S与土壤N含量之间的回归方程S =10. 246 -0. 093×N-0.001×N2是不显著的，与土壤中P、K含量之间的回归方程S一2. 292+PO.32、S=O. 580+K0.497是显著的。

6 结论

通过上述分析表明，土壤中N、P、K含量的不同，对三七总皂甙含量会产生影响。其中，三七总皂苷含量与土壤N间成负相关关系，但相关性并不显著，与土壤P、K之间成正相关关系，在置信水平a=0. 05上相关性显著。在进行回归分析中，N含量与皂苷总含量之间的回归方程不具有显著性，虽然土壤P、K含量与皂苷总含量之间的回归方程具有显著性，但R方都较小，所以回归效果并不理想。通过上述研究表明，在三七种植中控制N肥的施用量，适当提高P肥和K肥施用量是提高三七质量的有效措施。

不足之处在于：一是受条件限制，在考虑三七质量时没有能够同时考虑产量因素，但众多学者的研究都已表明，N、P、K肥施用量对三七皂苷产量有影响[10，21]。二是样品均采集于三七收获季节，未能在种植前对土壤相关养分测定。

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收稿日期：2019-11-22

基金項目：云南省青年基金项目（编号：2014FD056）

作者简介：赵芳（1985-），女，助教，硕士，研究方向为天然产物活性成分。