張家春，林昌虎，楊鈞屹，李朝楨，王 永，楊加文，戚燕強*

(1.貴州省植物園，貴州 貴陽 550004；2.貴州醫(yī)科大學，貴州 貴陽 550025；3.中國藥科大學，江蘇 南京 211198)

【研究意義】白及[Bletillastriata(Thunb.)Reichb.f.]為蘭科白及屬多年生草本植物[1]，以干燥塊莖入藥，為我國傳統(tǒng)常用中藥材。性苦、澀、甘，微寒，入歸肺、肝、胃經，具有止血收斂、消腫生肌之功效[2]。臨床上主要用于治療吐血、衄血、外傷出血、便血、咯血、燙灼傷、潰瘍疼痛、手足皸裂、癰瘡腫毒、肛裂等出血性疾病，且療效顯著[3]。藥理實驗證明，白及有抗菌、抗炎、促進傷口愈合、抗腫瘤、抗纖維化、抗氧化、載體、抗?jié)?、促進細胞生長等藥理活性。白及的化學成分主要包括聯芐類、二氫菲類、聯菲類、聯菲醚類、菲并吡喃類、聯芐葡萄糖苷類、甾體、三萜等[4]。白及多糖作為白及的主要藥用成分，是一種優(yōu)良的生物高分子材料和性能優(yōu)良的藥用輔料，在生物醫(yī)藥、保健食品、紡織印染、特種涂料和日用化工等方面具有巨大的商業(yè)利用價值[5-6]。隨著對白及的開發(fā)利用，白及已從傳統(tǒng)的中藥材發(fā)展成為一種藥、食、工業(yè)、保健兼具觀賞的特種經濟植物。白及用量日趨增多，但野生白及資源的量越來越少，為了滿足市場的需求和保護野生資源，有必要加大對白及的人工栽培?！厩叭搜芯窟M展】微量元素是一切中藥材的基本組成成分，是中藥材性效量化的物質基礎。微量元素作為中藥材有效成分，同時也參與中藥材生長過程中一些生理代謝活動，對中藥材藥效成分的形成和累積有著關鍵作用，最終影響中藥材的品質與藥效[7-8]。土壤作為中藥材生長的主要場所，中藥材中的微量元素種類及含量與其生長的土壤微量元素有關，土壤中微量元素對中藥材優(yōu)良品質的形成都有很大的相關性[9-10]?！颈狙芯壳腥朦c】目前，針對白及的研究主要集中在白及種質資源、化學成分及藥理等方面[11]，對白及生長土壤方面的研究較少，特別是白及野生生長土壤方面的研究鮮見報道?！緮M解決的關鍵問題】為此，本研究從綜合考慮土壤對中藥材品質影響的角度，對貴州野生白及生長土壤的有效態(tài)微量元素含量進行調查，評價野生白及生長土壤微量元素有效態(tài)含量的豐缺水平及其有效性，并通過相關性分析找到影響野生白及生長土壤有效態(tài)微量元素的土壤化學制約因素，明確白及栽培的適生土壤環(huán)境，為白及人工栽培的土壤環(huán)境選擇提供參考，進而為生產高品質白及提供基礎資料。

1 材料與方法

1.1 土樣來源

結合前期大量調查，野生白及生長土壤樣品采樣地選擇在貴州省貴陽市、施秉縣、習水縣、大方縣、普定縣及桐梓縣6個地區(qū)。貴陽市屬亞熱帶濕潤溫和型氣候，其采樣地為花溪區(qū)黨武鄉(xiāng)松柏村(東經106°34′29″、北緯26°23′49″，海拔1200 m)；施秉縣屬亞熱帶濕潤季風氣侯，選取2個采樣點，采樣地分別為城關鎮(zhèn)西地村(東經108°8′22″、北緯27°4′29″，海拔761 m)和馬號鄉(xiāng)匯元哨村(東經108°20′35″、北緯26°54′40″，海拔973 m)；習水縣屬亞熱帶濕潤季風氣候，其采樣地為良村鎮(zhèn)羊化村(東經106°27′38″、北緯28°17′11″，海拔809 m)；大方縣屬亞熱帶濕潤季風氣候，其采樣地為鳳山鎮(zhèn)聯興村(東經105°28′22″、北緯27°8′4″，海拔1768 m)。普定縣屬亞熱帶季風濕潤氣候，選取2個采樣點，采樣地分別為百巖鎮(zhèn)鄧雙前村(東經105°49′44″、北緯26°20′44″，海拔1420 m)和百巖鎮(zhèn)魏旗村(東經105°50′37″、北緯26°17′44″，海拔1380 m)；桐梓縣屬中亞熱帶高原季風濕潤性氣候，其采樣地為容光鎮(zhèn)聯龍村(東經106°17′7″、北緯28°6′6″，海拔398 m)。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品采集與制備 采用GPS定位，對貴州野生白及生長土壤樣品進行采樣，每個樣品均為采樣地野生白及生長土壤的5個樣點組合而成的混合樣，充分混合后用四分法反復取舍，最后保留1 kg作為采樣地野生白及生長土壤樣品，共采集野生白及生長土壤樣品8個。將采集的野生白及生長土壤樣品裝入干凈布袋帶回實驗室，倒入干凈的塑料膜上，均勻鋪開，自然晾曬后把土塊壓碎，除去石礫、殘根等雜物，再置于陰涼通風處自然晾干。土壤樣品自然晾干后充分混勻，按對角線四分取土法分取50 %樣品保存?zhèn)溆?，?0 %樣品研磨后先過2 mm尼龍網篩，然后取20 g左右經瑪瑙研缽研細過0.15 mm尼龍網篩，充分混合均勻待用。

1.2.2 土壤測定方法 土壤pH采用電極電位法(土水比1∶2.5)測定，有機質含量采用高溫外加熱重鉻酸鉀氧化-容量法測定，全氮含量采用半微量凱氏法測定，全磷含量采用酸溶-鉬銻抗比色法測定，全鉀含量采用NaOH熔融-火焰光度法測定，堿解氮采用堿解擴散法測定，有效磷采用鹽酸-氟化氨提取-鉬銻抗比色法測定，速效鉀采用乙酸銨浸提-火焰分光光度法，土壤Mn、Cu、Zn、Fe有效態(tài)含量采用EDTA浸提-原子吸收分光光度計法測定[12]。

1.2.3 土壤微量元素有效性評價 野生白及土壤有效態(tài)微量元素有效性評價采用單因子指數法和內梅羅綜合指數法。單因子污染指數法表達式：

Pi=Ci/Si。

表1 土壤微量元素有效態(tài)含量分級標準

式中，Pi為土壤中微量元素i的有效性指數，Ci為微量元素i的實測含量，Si為i種微量元素的臨界值。

內梅羅綜合污染指數法計算公式：

式中，P綜為土壤微量元素綜合有效性指數；Pi((max)為單項微量元素的最大有效性指數。

參照全國第二次土壤普查中土壤微量元素有效態(tài)含量分級標準(表1)[13]，對貴州野生白及生長土壤有效態(tài)微量元素豐富水平進行評價。

2 結果與分析

2.1 野生白及生長土壤的化學特性

2.1.1 土壤pH和有機質含量 從表2看出，貴州施秉縣、貴陽市、習水縣、大方縣、普定縣及桐梓縣6個地區(qū)野生白及生長土壤的pH不同，其范圍在7.65～7.99。其中，桐梓縣野生白及生長土壤pH最大，施秉縣野生白及生長土壤pH最小，但差異不顯著。6個地區(qū)野生白及生長土壤pH均大于7.5，表明野生白及生長的土壤屬于弱堿性。

貴州野生白及生長土壤有機質含量為26.86～280.58 g/kg，平均為112.47 g/kg，6個地區(qū)野生白及生長土壤有機質含量差異顯著。野生白及生長土壤的有機質含量以大方縣最高，桐梓縣最低。

2.1.2 土壤氮磷鉀全量特征 貴州野生白及生長土壤全氮含量為1.55～14.44 g/kg，平均為6.04 g/kg；全磷含量為0.47～0.99 g/kg，平均為0.70 g/kg；全鉀含量為1.89～19.52 g/kg，平均為7.60 g/kg。土壤全氮、全磷及全鉀含量在6個地區(qū)間差異顯著。土壤全氮含量大方縣最高，桐梓縣最低；全磷含量普定縣最高，習水縣最低；全鉀含量以習水縣最高，施秉縣最低(表2)。

2.1.3 土壤氮磷鉀有效態(tài)特征 貴州野生白及生長土壤堿解氮含量為99～641 mg/kg，平均為340 mg/kg；有效磷含量為2.40～18.75 mg/kg，平均為6.84 mg/kg；速效鉀含量為70～122 mg/kg，平均為97 mg/kg。貴州野生白及生長土壤堿解氮含量在6個地區(qū)間差異顯著。大方縣土壤堿解氮含量最高，桐梓縣最低；有效磷含量以大方縣最高，桐梓縣最低；速效鉀含量以貴陽市最高，桐梓縣最低。

從貴州野生白及生長的土壤環(huán)境看，白及適生土壤呈弱堿性、有機質含量高、氮含量豐富、磷含量適中、鉀含量偏低、有效態(tài)氮含量豐富、有效態(tài)磷和有效態(tài)鉀含量適中。

2.2 野生白及生長土壤有效態(tài)微量元素特征

2.2.1 土壤有效態(tài)微量元素含量 從表3看出，貴州野生白及生長土壤有效銅含量為0.45～1.70 mg/kg，平均為1.05 mg/kg，貴陽市最高，施秉縣最低；有效鋅含量為0.83～14.66 mg/kg，平均為6.41 mg/kg，大方縣最高，桐梓縣最低；有效鐵含量為11.80～119.85 mg/kg，平均為29.67 mg/kg，大方縣最高，施秉縣最低；有效錳含量為24.88～52.55 mg/kg，平均為40.74 mg/kg，6個采樣地區(qū)土壤有效錳含量差異小。

表2 貴州野生白及生長土壤的理化性狀

注：同列不同小寫字母表示差異達顯著水平(P<0.05)，下同。

Note: Different lowercase letters in the same column indicate significance of difference atP<0.05 level. The same as below.

表3 貴州野生白及生長土壤的有效態(tài)微量元素含量

2.2.2 土壤有效態(tài)微量元素豐富水平 對貴州野生白及生長土壤有效態(tài)微量元素豐富水平進行評價表明，野生白及生長土壤有效銅含量屬高等級，有效鋅含量為極高等級，有效鐵含量屬中等級，有效錳含量屬極高等級。貴州野生白及適宜土壤微量元素有效態(tài)含量豐富的土壤環(huán)境。

2.2.3 土壤有效態(tài)微量元素有效性特征 從單因子指數(Pi)結果看，除桐梓縣野生白及土壤有效鋅有效性指數小于1外，其余有效性指數均大于1(表4)。貴陽市和桐梓縣以土壤有效銅單因子有效性指數最大，施秉縣和習水縣以土壤有效鋅單因子有效性指數最大，大方縣以土壤有效鐵單因子有效性指數最大，普定縣以土壤有效錳單因子有效性指數最大。土壤有效鋅和有效鐵單因子有效性指數最大值均在大方縣，有效銅單因子有效性指數最大值在貴陽市，有效錳單因子有效性指數最大是普定縣。內梅羅綜合指數(P綜)法分析結果顯示，大方縣野生白及生長土壤有效態(tài)微量元素有效性最高，其次為普定縣。

土壤有效態(tài)微量元素有效性指數大于1，表明其有效性高，從貴州野生白及生長土壤有效態(tài)微量元素有效性指數結果看，貴州野生白及生長土壤各微量元素有效性好；從不同采樣地區(qū)土壤微量元素有效態(tài)綜合有效性指數看，野生白及適宜微量元素有效性好的土壤環(huán)境。

2.3 野生白及生長土壤的微量元素與土壤養(yǎng)分含量的相關性

從表5可知，土壤有效銅和有效錳含量與土壤養(yǎng)分含量指標的相關性不明顯，即土壤養(yǎng)分含量對貴州野生白及生長土壤的有效銅和有效錳沒有影響。土壤有效鋅及有效鐵含量與土壤有機質、全氮、堿解氮及有效磷間均呈極顯著正相關，說明土壤有機質、全氮、堿解氮及有效磷含量豐富，可提高土壤有效鋅及有效鐵含量。因此，在白及人工種植過程中，重點考慮土壤微量元素鋅和鐵的影響因素，即選擇有機質、全氮、堿解氮及有效磷含量豐富的土壤，可以提高土壤有效鋅含量，更有利于白及的生長及品質的形成。

3 討 論

土壤酸堿度影響土壤有機質分解、礦質元素釋放與轉移、土壤營養(yǎng)利用以及土壤微生物活動與群落構等[16-17]，為適應生長及品質的要求，大多數中藥材喜中性、微酸或微堿的土壤環(huán)境[14-15]，因此，土壤酸堿度對中藥材的生長和品質形成有一定影響。貴州野生白及生長土壤的pH為7.65～7.99，屬弱堿性土壤，因此，若進行人工種植白及，應選擇弱堿性土壤。土壤有機質是土壤養(yǎng)分的重要來源，是中藥材生長不可或缺的要素。謝放等[18]相關性分析得出，羌活醇、異歐前胡素與有機質呈顯著正相關，且在一定范圍內，有機質含量越高，越能促進寬葉羌活化學成分積累。土壤有機質亦作為土壤固相的重要組分，能夠直接影響和改變土壤的物理、化學和生物學性質，改善土壤結構和滲透性，對土壤質量保持與土壤養(yǎng)分控制起到重要作用[19-20]。貴州野生白及生長土壤的有機質平均含量為112.47 g/kg，其土壤有機質含量極豐富，說明野生白及對土壤有機質含量要求較高。

表4 貴州野生白及生長土壤有效態(tài)微量元素有效性指數

表5 土壤微量元素含量與有機質及氮磷鉀含量的相關系數

注：*、 **分別表示達顯著(P<0.05)和極顯著(P<0.05)相關水平。

Note: * and ** indicate significance of correlation atP<0.05 andP<0.01 level, respectively.

氮、磷、鉀是中藥材生長發(fā)育過程所需要的大量營養(yǎng)元素，影響中藥材根系營養(yǎng)與代謝活動，促進中藥材的生長發(fā)育。氮、磷、鉀元素的缺乏或不足都會影響藥用植物的生長和品質，最終影響中藥材有效成分的組成與含量，進而影響中藥材藥效[21-23]。中藥材生長所需要的N、P、K營養(yǎng)元素主要靠土壤提供，調查結果表明，貴州野生白及生長土壤的全氮、全磷含量較豐富，野生白及生長土壤全氮和土壤全磷在貴州6個采樣地區(qū)均屬適宜水平以上，但土壤全鉀含量相對缺乏，說明野生白及生長對全氮、全磷要求較高，對全鉀含量要求較低。土壤速效養(yǎng)分是中藥材能夠直接吸收的養(yǎng)分，其含量的高低是土壤養(yǎng)分供給強度的指標。貴州野生白及生長土壤堿解氮、有效磷和速效鉀含量較豐富，土壤養(yǎng)分有效性高，氮磷鉀供給能力較強。

微量元素參與植物生長發(fā)育過程中多種酶和蛋白質的合成與分解，進而影響植物的生長發(fā)育[24]。土壤微量元素以化合態(tài)或游離態(tài)存在土壤中，其含量反映土壤對植物微量元素的供給水平。土壤有效態(tài)微量元素是土壤微量元素中能被植物吸收利用的部分，其含量及有效性影響植物的生長發(fā)育、產量及品質。貴州野生白及生長土壤的有效態(tài)微量元素含量豐富，表明野生白及生長要求其土壤有豐富的有效態(tài)微量元素。土壤微量元素的含量、形態(tài)和有效性與成土母質和成土過程等有關，同時還受耕作制度、施用肥料和種植作物等因素影響。研究中土壤有效鋅和有效鐵的影響因素為有機質、全氮、堿解氮及有效磷。

4 結 論

對貴州野生白及生長土壤的微量元素有效態(tài)與化學特性進行調查表明，適宜野生白及生長的土壤pH為7.65～7.99，屬弱堿性；有機質含量為26.86～280.58 g/kg、全氮為1.55～14.44 g/kg、全磷為0.47～0.99 g/kg、全鉀為1.89～19.52 g/kg；堿解氮為99～641 mg/kg、有效磷為2.40～18.75 mg/kg、速效鉀為70～122 mg/kg。土壤有效銅含量為0.45～1.70 mg/kg、有效鋅含量為0.83～14.66 mg/kg、有效鐵含量為11.80～119.85 mg/kg、有效錳含量為24.88～52.55 mg/kg；土壤有效銅含量屬高等級，有效鋅含量為極高等級，有效鐵含量屬中等級，有效錳含量屬極高等級。

除桐梓縣野生白及土壤有效鋅有效性指數小于1外，其余土壤有效態(tài)微量元素單因子有效性指數均大于1，同時各采樣地區(qū)土壤微量元素有效態(tài)綜合有效性指數均大于1；土壤有效鋅及有效鐵含量與土壤有機質、全氮、堿解氮及有效磷為極顯著正相關。說明，土壤有機質、全氮、堿解氮及有效磷含量豐富，可提高土壤有效鋅及有效鐵含量。因此，在白及人工種植過程中，重點考慮土壤微量元素鋅和鐵的影響因素，即選擇有機質、全氮、堿解氮及有效磷含量豐富的土壤，可以提高土壤有效鋅含量，更有利于白及的生長及品質的形成。