河池野生山豆根土壤理化指标和生物碱含量调查及相关性分析

苏 江，岑忠用，谢彦军

（河池学院化学与生物工程学院，广西宜州 546300）

山豆根为豆科植物越南槐（Sophora tonkinensisGagnep.）的干燥根及根茎，在中国主要分布于广西、贵州、云南、广东、江西等地［1］，为中国的传统中药材。山豆根的化学成分主要包括生物碱、黄酮和三萜等，而生物碱是其主要活性成分，山豆根生物碱中以喹诺里西啶类的苦参碱和氧化苦参碱为主［2，3］，此外山豆根中还含有微量甲基金雀花碱、槐果碱、臭豆碱等。关于药理作用的研究发现，山豆根总提取物具有抗肿瘤［4-6］、抗炎［7-10］、护肝［11，12］、免疫抑制和镇静镇痛等中枢抑制性作用［13］。由于具有较高的药用价值和经济价值，山豆根的开发和利用日益受到人们的重视，其市场需求也不断扩大。目前，在医药工业上山豆根主要作为生产治疗肝炎［14，15］的针剂如肝炎灵、咽喉肿痛的片剂以及抗肿瘤的中成药的原料，其需求量逐年增加。由于需求不断扩大，市场上常出现供不应求的局面，而野生山豆根资源也因此不断被采挖，目前已濒临枯竭［16，17］。因此，保护野生山豆根资源迫在眉睫，人工栽培山豆根是解决这个问题的有效途径之一。了解野生山豆根的生长习性、环境及其对山豆根有效成分合成的影响，可为山豆根的人工栽培提供理论参考。

目前关于野生山豆根资源的研究还比较少，且主要集中于野生山豆根的分布、生长的气候条件及药材质量评价的研究，关于野生山豆根的土壤养分和生物碱含量的比较及其相关性研究鲜见报道。为此，本研究以广西河池市凤山县龙经村、罗城县榕山村和宜州市白伟村为样点，调查了不同产地野生山豆根土壤的理化性状，并比较不同产地野生山豆根生物碱含量，旨在了解野生山豆根生长对养分的需要规律及与生物碱合成之间的关系，以期为山豆根的人工栽培及其野生资源的可持续利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

试验所用的材料山豆根及其土壤分别采自河池市凤山县龙经村、罗城县榕山村和宜州市白伟村，并经河池学院邓晰朝副教授鉴定为豆科植物越南槐的根茎，生长年限约3 年。

1.2 材料的采集、处理与保存

以河池市凤山县龙经村（以下简称“凤山”）、罗城县榕山村（以下简称“罗城”）和宜州市白伟村（以下简称“宜州”）为样点，植被覆盖率分别为90%、87%和89%，采样数量分别为10、12 和13 个。分别将不同样点株高120~130 cm、长势基本一致的山豆根植株及其对应的根际土壤采集带回实验室，洗去山豆根根上的泥土，晾干，将根切成片，于烘干箱内烘干；将所采集的土壤避光自然晾干；将山豆根的根和土壤粉碎后置于干燥缸内保存备用。

1.3 方法

1.3.1 土壤指标的测定 参考鲁如坤［18］的方法进行，其中土壤pH 的测定采用电位法；土壤有机质含量的测定采用低温外热重铬酸钾氧化比色法；土壤全氮含量的测定采用凯氏定氮法；土壤磷含量的测定采用钼锑抗法；土壤钾含量的测定采用火焰光度计法；土壤速效氮含量的测定采用纳氏试剂分光光度法［19］。

1.3.2 山豆根生物碱的提取和测定 参照杨欣欣等［20］的方法，于100 ℃水浴中用65%乙醇溶液回流提取生物碱，采用酸性染料比色法测定生物碱含量。

1.4 统计数据分析

采用Excel 2016 对试验数据进行整理和统计，利用SPSS 22.0 软件进行方差分析和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同产地山豆根的土壤理化性状比较

由表1 可知，不同产地山豆根的土壤理化性质差异较大，其中不同产地山豆根的土壤pH 均为弱碱性，说明山豆根适合在碱性土壤中生长。但不同产地山豆根间土壤pH 差异均不显著，其中罗城县榕山村的最高，为7.63，其次是宜州市白伟村的，为7.57，凤山县龙经村的土壤pH 最低，这可能是由于不同产地山豆根的地形和植被类型不同所致。不同产地山豆根的土壤有机质含量都偏低，但凤山县龙经村的土壤有机质含量显著高于宜州市白伟村和罗城县榕山村的土壤有机质含量，这可能是凤山采样点的植被覆盖率较高，植物凋落物较多，有利于有机物的积累。

氮、磷、钾是植物生长必需的三大营养元素。氮在植物生命活动中占首要地位，是构成蛋白质及其他含氮化合物的主要成分，而植物所需的氮主要由土壤提供。山豆根生物碱是一种含氮的化合物，因此，土壤氮含量直接影响山豆根的生长和生物碱的合成。由表1 可知，凤山县龙经村的土壤全氮含量和速效氮含量均为最高，分别为4.91 g/kg、0.74 mg/kg，比宜州市白伟村的土壤全氮含量和速效氮含量分别高1.36 g/kg、0.53 mg/kg，且差异均达显著水平；凤山县龙经村与罗城县榕山村的土壤全氮含量和速效氮差异不显著。磷脂是核酸的组分，在细胞分裂及遗传信息传递中有重要的功能，在糖类、蛋白质和脂肪等化合物代谢中起着重要的作用。表1 表明，不同产地山豆根的土壤全磷含量差异显著，不同产地山豆根的土壤速效磷含量无显著差异，其中宜州市白伟村的土壤速效磷含量最高，为0.095 mg/kg，凤山县龙经村的土壤速效磷含量最低，为0.035 mg/kg。钾具有促进酶的活化、增强植物的抗逆性、促进光合作用和光合产物的运输等作用。由表1 可知，凤山县龙经村土壤全钾含量和速效钾含量均显著低于宜州市白伟村、罗城县榕山村土壤的土壤全钾含量和速效钾含量，宜州市白伟村与罗城县榕山村间土壤的全钾含量和速效钾含量差异不显著，其中罗城县榕山村的土壤全钾含量最高，其次是宜州市白伟村，凤山县龙经村土壤的全钾含量最低；不同产地山豆根的土壤速效钾含量亦有一定的差异，宜州市白伟村的土壤速效钾含量最高，其次是罗城县榕山村，凤山县龙经村的土壤速效钾含量最低。

2.2 不同产地山豆根的生物碱含量

生物碱是山豆根的主要活性成分，其含量影响山豆根的药用价值。不同产地山豆根因地势、土壤、气候等自然条件的不同，其生物碱的含量也有差异。由图1 可知，宜州市白伟村山豆根的生物碱含量最高，为9.96 mg/g，其次是凤山县龙经村的山豆根，为8.21 mg/g，罗城县榕山村山豆根的生物碱含量最低，为7.82 mg/g，且宜州市白伟村的山豆根生物碱含量显著高于凤山县龙经村和罗城县榕山村的山豆根生物碱含量，凤山县龙经村与罗城县榕山村的山豆根生物碱含量差异不显著。

图1 不同产地山豆根的生物碱含量

2.3 不同产地山豆根生物碱含量与土壤理化指标的相关性分析

利用SPSS 22.0 软件进行单变量相关性分析，结果（表2）表明，不同产地山豆根生物碱含量与土壤pH、有机质含量、全磷含量、速效磷含量、全钾含量、速效钾含量呈正相关，而且不同产地山豆根生物碱含量与土壤全磷、速效磷含量均呈极显著正相关；不同产地山豆根生物碱含量与土壤全氮含量、速效氮含量均呈极显著负相关。因此，在山豆根的栽培生产中可以考虑多施用有机肥、磷肥和钾肥，而氮肥施用量不宜过多，同时无论施用何种肥料都应该控制在正常水平范围内，以免造成负面影响。

表2 不同产地山豆根生物碱含量与土壤理化指标的相关性

3 小结与讨论

生长环境影响山豆根的生长发育及生物碱的形成。本研究发现，由于植被类型、地势、气候等外界因素的不同，不同产地山豆根的土壤养分亦有一定差异，其中有机质含量最高的是凤山县龙经村，其次是宜州市白伟村，最低的是罗城县榕山村；全氮和速效氮含量最高的是凤山县龙经村，宜州市白伟村的最低；全磷和速效磷含量最高的是宜州市白伟村，最低的是凤山县龙经村；全钾含量最高的是罗城县榕山村，最低的是凤山县龙经村，速效钾含量最高的是宜州市白伟村，最低的是凤山县龙经村。综合比较，宜州市白伟村的土壤养分相对较均衡，但与土壤肥力评价标准相比较［21］，本研究所调查的3 个不同产地山豆根土壤养分均表现为缺乏水平，这可能是由于所调查样点的地势坡度比较大，雨水冲刷严重，导致养分流失较多。因此，对山豆根的生长会有一定的影响，但目前关于栽培山豆根的配方施肥及其对养分的需求量鲜见相关报道，有关这方面的研究将是合理开发利用山豆根的一个重要方向。

生物碱是山豆根的主要药用成分。本研究发现，所调查的3 个不同产地山豆根的生物碱含量也有较大的差异，其中宜州市白伟村的山豆根生物碱含量最高，为9.96 mg/g，分别比凤山县龙经村和罗城县榕山村的山豆根生物碱含量高1.75 mg/g 和2.14 mg/g，且宜州市白伟村与凤山县龙经村和罗城县榕山村之间的山豆根生物碱含量差异都达显著水平。笔者认为可能原因如下，首先可能是宜州市白伟村的土壤养分相对比较均衡更有利于山豆根的生长及生物碱的积累；其次可能是所调查的3 个不同产地山豆根其生长年份不一致，因而生物碱的积累也产生了差异。

N、P、K 是植物生长必需的三大营养元素，土壤中N、P、K 的供应影响植物的正常生长及物质的积累，而对于药用植物N、P、K 的供应将影响其药效成分的合成和积累。生物碱是一种含有氮元素的具有药用价值的化合物，其合成与氮素密切相关，而不同的药用植物其生物碱的合成与积累对氮的需求并不相同。魏波等［22］的研究发现，氮、磷、钾的施肥量与半夏生物碱含量呈负相关。随着施氮、磷、钾的增加，半夏的生物碱含量均降低，影响大小顺序为氮＞钾＞磷。何志超等［23］报道，氮元素与岩黄连中生物碱含量呈正相关。本研究的相关性分析结果表明，3个不同产地野生山豆根生物碱含量与土壤pH、有机质含量、全磷含量、速效磷含量、全钾含量、速效钾含量呈正相关，而不同产地野生山豆根生物碱含量与土壤全氮含量、速效氮含量呈负相关。从试验结果看，宜州市白伟村土壤的全氮含量、速效氮含量都比凤山县龙经村和罗城县榕山村的低，但宜州市白伟村山豆根的生物碱含量高于凤山县龙经村和罗城县榕山村的山豆根生物碱含量，这与相关性分析结果基本相符。同时，研究结果与魏波等［22］的研究相似，但与何志超等［23］的研究并不一致，说明不同的药用植物对养分的需求量不同。因此，在药用植物实际栽培中应根据其需肥规律合理施肥。

目前，关于山豆根的人工栽培前人进行了一些研究，但主要局限于栽培山豆根和野生山豆根药材质量的比较研究，而关于山豆根的合理施肥及施肥对山豆根生物碱的合成与积累的影响鲜见报道，这将影响山豆根资源的可持续发展及相关产业的发展。因此，笔者认为山豆根的人工栽培及其合理施肥是开发利用山豆根需要解决的问题之一。本研究是以野生山豆根为调查对象，对河池市3 个不同产地山豆根的土壤部分养分和山豆根生物碱含量进行了调查并对其相关性进行了分析，研究结果对山豆根的人工栽培及合理施肥具有一定的参考价值。