甘肃民乐当归栽培品质与土壤相关性分析

李晓芳，张 博，王晓霞，王昭国，方剑儒

（张掖市质量检验检测研究院/张掖市食品药品检验检测中心，张掖 734000）

1 引言

中药材当归为伞形科植物当归的干燥根。当归是低温长日照作物，宜高寒凉爽气候，在海拔1 500-3 000m左右均可栽培。其根可入药，是最常用的中药之一。具有补血活血，调经止痛，润燥滑肠、抗癌、抗老防老、免疫等功效。

相关研究表明，土壤化学特性是影响中药材品质的最重要因素，且土壤中重金属元素的含量对药材中重金属元素的含量有着直接的影响[1]。甘肃民乐地处河西走廊中段，海拔高，温度低，土地广阔且有机黑土肥沃。独有的地理优势孕育了种植中药材的天然环境。近年来，该县大力发展中药材种植业，栽培了包括当归在内的20多种中药材，种植规模稳定在30万亩以上。本文综合分析了民乐县影响当归中药材品质的主要土壤化学因素及其相关性，揭示了当地人工种植当归的质量与土壤因子的内在规律，进而提出了保障当地当归中药材品质的建议，对当归的人工栽培具有十分重要的意义。

2 样品与方法

2.1 样品来源

2018年10月，于民乐县域内中药材种植基地采集当归样品28批，同时采集对应根基（耕作层约10-30cm处）土壤样品28份，每份重约1kg，供测试用。

2.2 实验内容及分析方法

当归药材质量分析内容主要包括：参照《中国药典》2015年版[2]当归测定项下的方法，采用醇溶性浸出物测定法（热浸法，以70%乙醇作溶剂）测定浸出物，采用挥发油测定法（乙法）测定挥发油，采用高效液相色谱法测定阿魏酸的含量，采用原子吸收分光光度法测定药材重金属铅、镉、铜。此外，采用原子荧光分光光度法测定药材重金属砷、汞[3-4]。

土壤因子分析方法主要参考《土壤农业化学分析方法》[5]，实验内容包括采用电位法测定土壤pH，采用灼烧法测定土壤有机质含量，采用浸提-质量法测定土壤可溶盐总量，采用开氏消煮法（H2SO4-K2SO4-CuSO4-硒粉作为消煮剂）测定土壤全氮含量[5-6]，采用钼锑抗比色法测定土壤全磷含量，采用烧灼-钼锑抗比色法测定有机磷含量，采用四苯硼钠比浊法测定土壤速效钾含量[7]。此外，土壤重金属铅、镉、铜采用原子吸收分光光度法测定[8]，砷、汞采用原子荧光光度法测定[8]。

3 结果与分析

3.1 当归质量结果分析

当归药材质量分析结果见表1。

由表1数据可知，28批当归药材的浸出物含量为48.3%-65.2%，挥发油含量为 1.69%-1.80%，阿魏酸含量为 0.051%-0.097%。根据《中国药典》2015年版[2]的规定：当归浸出物不得少于45.0%；含挥发油不得少于0.4 %（ml/g）；含阿魏酸不得少于0.050%。可见，28批当归样品的浸出物、挥发油、阿魏酸含量均高于药典标准规定。

表1 当归质量分析结果

28批当归药材重金属铅含量为0.386-1.488mg/kg， 镉含量为0.004-0.035mg/kg，砷含量为0.389 0- 0.586 3mg/kg，汞含量为0.004 8-0.021 6mg/kg，铜含量为12.41-17.75mg/kg。参照《药用植物及制剂进出口绿色行业标准》[9]及《中国药典》2015年版[2]的重金属限度规定：铅≤5.0mg/kg，镉≤0.3mg/kg，砷≤2.0mg/kg，汞≤0.2mg/kg，铜≤20.0mg/kg，重金属总量≤20.0mg/kg。可见，28批当归样品重金属铅、镉、砷、汞、铜的含量均在规定限度以内。

3.2 土壤因子结果分析

土壤因子分析结果见表2。

由表2数据可知，民乐县域内种植当归的一般土壤条件为：土壤pH在7.4-7.8，可溶盐总量在0.61-2.72g/kg，有机质含量在4.07%-7.07%，全氮含量在0.205%-0.306%，全磷含量在855.45-1445.54mg/kg， 有机磷含量在35.36-677.59mg/kg，速效钾含量在53.81-184.39mg/kg。

28份土壤样品的重金属测定结果为：铅含量在12.67-28.18mg/kg，镉含量在0.179-0.471mg/kg， 砷含量在1.8 7 0 5-5.5 0 8 9 m g/k g，汞含量在0.053 9-0.114 3mg/kg，铜含量在122.8-171.6mg/kg。《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准（试行）》中规定农用地土壤重金属污染风险筛选值[10]：铅170mg/kg，镉0.6mg/kg，砷25mg/kg，汞3.4mg/kg，铜100mg/kg。可见，28份当归根基土壤样品中重金属铅、镉、砷、汞的含量均低于农用地土壤污染风险筛选值，但土壤样品的铜含量均高于其筛选值。

表2 土壤因子分析结果

表3 当归浸出物、挥发油、阿魏酸含量与土壤因子间的相关系数

基于农用地土壤污染风险管控标准中管制值项目[10]不包括铜，并结合28批当归药材重金属的测定结果综合分析，可认为土壤受重金属污染的风险低，一般情况下可以不对民乐县域内当归药材的生长土壤进行重金属监测。

3.3 相关性分析

运用SPSS19.0软件分别计算28批当归的浸出物、挥发油、阿魏酸含量与各土壤因子的相关系数[11]，结果见表3。

由表3可知，浸出物与土壤pH值呈极显著正相关，与有机质呈极显著负相关；阿魏酸与土壤pH值呈极显著正相关，与全磷呈显著负相关。挥发油与测定的土壤因子之间无显著相关性。

3.4 灰色关联度分析

进行灰色关联度分析[12，13]，结果见表4。

表4 当归浸出物、挥发油、阿魏酸含量与土壤因子的灰色关联度

由表4可知，从浸出物的角度考虑，7个土壤因子按关联度大小排序为：r1＞r5＞r4＞r3＞r2＞r6＞r7，结果表明土壤pH是影响当归浸出物的重要因子，其次是全磷、全氮和有机质；从挥发油的角度考虑，7个土壤因子按关联度大小排序为：r1＞r4＞r5＞r3＞r2＞r6＞r7，结果表明土壤pH值也是影响当归挥发油含量的重要因子，其次是全氮、全磷和有机质；从阿魏酸的角度考虑，7个土壤因子按关联度大小排序为：r3＞r4＞r1＞r5＞r2＞r6＞r7，结果表明土壤有机质是影响当归阿魏酸含量的重要因子，其次是全氮、土壤pH和全磷。

4 结果与讨论

28批药材的测定结果表明，民乐县域内人工种植当归药材的质量普遍较好、重金属污染风险低，符合国家药典标准规定。土壤重金属测定结果表明，民乐县域内土壤重金属对当归生长和质量安全的污染风险低，但土壤样品富集重金属铜的含量高于农用地土壤污染风险筛选值。因此，为控制当归药材的重金属污染风险，建议必要时对民乐县当归种植土壤进行重金属铜含量的监测。

通过进行灰色关联度分析和相关性分析，结果表明：土壤pH值、有机质、全磷和全氮是影响民乐县域内人工种植当归质量的重要因子。其中，土壤pH值是影响当归浸出物和挥发油含量的关键因素，浸出物与土壤pH值呈极显著正相关，与有机质呈极显著负相关；土壤有机质是影响阿魏酸含量的关键因素，阿魏酸与土壤pH值呈极显著正相关，与全磷呈显著负相关。

因此，在民乐县当归种植过程中应注重土壤因子对药材质量的影响，科学选地种植，适当施加氮肥、磷肥，并综合考虑地理、气候和环境等各因素的影响，保证当归品质和产量的稳定、可靠。