孟芳芳，張強(qiáng)，姜大成，孫云龍，容路生

（長春中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，吉林 長春 130117）

朝鮮淫羊藿（Epimedium koreanum Nakai）為小檗科淫羊藿屬多年生草本植物，主要分布于中國、朝鮮和日本，其中，中國主要分布在吉林省長白山區(qū)、浙江和安徽等地，生于林下、林緣半陰處及山坡灌木叢中。以葉入藥，具有溫補(bǔ)腎陽、祛風(fēng)除濕和強(qiáng)筋健骨等功效，用于陽痿遺精、關(guān)節(jié)冷痛、筋骨酸軟、早泄、小便失禁及月經(jīng)不調(diào)等[1]。在淫羊藿屬眾多植物種類中，以朝鮮淫羊藿質(zhì)量為最佳，是我國重要的藥用植物資源[2]。朝鮮淫羊藿的有性生殖能力較弱，主要以無性繁殖維持種群的更新與增長，是極易遭到過度利用威脅的易危物種[3]。吉林省長白山區(qū)作為朝鮮淫羊藿的原產(chǎn)區(qū)，尚未實(shí)現(xiàn)真正的人工栽培，野生資源因長期過度利用已出現(xiàn)萎縮[4]。目前朝鮮淫羊藿野生資源完全處于無節(jié)制采挖狀態(tài)，野生資源越來越少，為保護(hù)資源合理開發(fā)利用，最合理的辦法是人工栽培，當(dāng)前最關(guān)鍵和最迫切的問題就是解決如何引種馴化栽培。因此，研究其適宜生長區(qū)的土壤化學(xué)指標(biāo)，為其人工引種栽培過程中合理選址、測土配方提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 采樣區(qū)概況

土壤樣品采集于吉林省臨江、集安、通化和白山，遼寧省桓仁和寬甸，屬于長白山、老嶺、老爺嶺及其周圍余脈，山勢(shì)連綿起伏、山峰林立、溝谷交錯(cuò)且河流縱橫，屬于溫帶季風(fēng)氣候，雨量充沛，水分充足，春季干燥多風(fēng)，夏季高溫多雨，秋季涼爽多雨，冬季漫長且干燥寒冷，平均氣溫2～7°C，晝夜溫差大，年平均降水量870～1 000 mm，6～9月降水量占全年的60%～70%，年日照時(shí)數(shù)平均2 000～2 400 h，無霜期100～150 d。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料

1.2.1 樣品采集方法 朝鮮淫羊藿適宜生長區(qū)土壤樣品采集，采用多點(diǎn)采樣法，隨機(jī)選取朝鮮淫羊藿種群內(nèi)3～5個(gè)樣點(diǎn)的植物根際土壤，采集厚度為10～15 cm，重量約1 kg，混合后置無污染并通風(fēng)良好處陰干。土壤樣品地理信息見表1。

表1 土壤樣品地理信息Table 1 The geographic information of soil samples

1.2.2 樣品處理 將土壤樣品中的砂石等雜質(zhì)除去，用四分法將樣品縮分至300～500 g，再用四分法將縮分后的樣品分為3份，分別過2 mm、0.25 mm、0.149 mm孔徑土壤篩，供不同測定項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)用，操作期間避免使用金屬工具。

1.3 測定方法

參考《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[5]，采用電位法測定pH，采用質(zhì)量法測定可溶性鹽總量，采用低溫外熱重鉻酸鉀氧化比色法測定有機(jī)質(zhì)[6]，采用凱氏定氮法[7]測定全氮，采用堿解擴(kuò)散法測定堿解氮，采用酸溶-鉬銻抗比色法[8-10]測定全磷，有效磷的測定采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法[11-13]，全鉀的測定采用氫氧化鈉熔融-火焰光度計(jì)法[14,15]，速效鉀的測定采用乙酸銨浸提-火焰光度計(jì)法[16,17]，有效態(tài)鐵、錳、銅、鋅的測定采用0.1 mol/L鹽酸浸提-原子吸收分光光度計(jì)法[18,19]。

采用色譜法測定總黃酮、淫羊藿苷、朝藿定A、朝藿定B和朝藿定C，總生物堿含量測定參照文獻(xiàn)[20]，多糖含量測定參照文獻(xiàn)[21]，浸出物測定參照文獻(xiàn)[1]。每個(gè)樣品分別做3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，取平均值，再通過SPSS 20.0軟件對(duì)20份土壤樣品進(jìn)行方差分析、聚類分析及相關(guān)性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生長區(qū)土壤化學(xué)指標(biāo)

由表2可知，朝鮮淫羊藿生長區(qū)土壤pH在5.52～7.60之間，其生長環(huán)境的酸堿度變化范圍較小，土壤樣品為弱酸性土壤，原因可能是該采樣區(qū)土壤腐殖質(zhì)較多，腐殖質(zhì)在土壤中被微生物分解形成腐殖酸類物質(zhì)。土壤中的鹽漬對(duì)植物的生長影響較大，因此土壤中可溶性總鹽可作為評(píng)價(jià)土壤的重要指標(biāo)之一。朝鮮淫羊藿生長區(qū)土壤的可溶性總鹽含量范圍為0.05～3.17mg/g，平均值為0.75 mg/g，根據(jù)土壤鹽化分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，其中ss-4、ss-8和ss-10樣品可溶性總鹽含量小于0.3 mg/g，屬非鹽漬土；ss-5、ss-6、ss-9、ss-14和ss-20樣品可溶性總鹽含量在0.30～0.50 mg/g，屬弱鹽漬土；ss-1、ss-7、ss-11、ss-12、ss-13、ss-17和ss-18樣品可溶性總鹽含量在0.50～1.00 mg/g，屬中鹽漬土；ss-2、ss-3、ss-15和ss-19樣品可溶性總鹽含量在1.0～2.0 mg/g，屬強(qiáng)鹽漬土；ss-16樣品可溶性總鹽含量為3.169 3 mg/g，屬鹽土。朝鮮淫羊藿生長環(huán)境中土壤有機(jī)質(zhì)含量范圍為79.41～320.51g/kg，平均值為15.057%，其中ss-2、ss-3、ss-7、ss-9和ss-10樣品有機(jī)質(zhì)含量均大于20%，ss-5、ss-8、ss-14、ss-17、ss-18和ss-20樣品有機(jī)質(zhì)含量均小于10%。鹽漬土不利于植物的生長，尤其是土壤中的鈉、鈣、鎂的氯化物或硫酸鹽積累到一定濃度時(shí)，會(huì)危害植物，影響植株生長，因此可溶性總鹽是土壤重要的檢測指標(biāo)，朝鮮淫羊藿生長區(qū)土壤可溶鹽總量變異系數(shù)較大，表明不同地區(qū)土壤鹽化程度不同，但總體不影響朝鮮淫羊藿的生長。

表2 土壤化學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表Table 2 The statistic of soil chemical index

2.2 不同生長區(qū)土壤樣品的聚類分析

對(duì)20份土壤樣品進(jìn)行聚類分析，聚類方法選擇最遠(yuǎn)鄰元素，類間距離的計(jì)算采用歐式平方距離法。結(jié)果見圖1。由圖1可知，整個(gè)聚類可分為兩大類，一類是ss-13、ss-17、ss-19和ss-2；另一類是ss-14、ss-20、ss-5、ss-8、ss-4、ss-18、ss-16、ss-11、ss-12、ss-9、ss-15、ss-3、ss-1、ss-6、ss-7和ss-10。當(dāng)歐式平方距離為6時(shí)，可以將樣品分為6組，ss-2單獨(dú)聚為一組，ss-2樣品的有機(jī)質(zhì)、堿解氮和有效磷含量最高；ss-13、ss-17和ss-19聚為一組，ss-13、ss-17和ss-19樣品的有效態(tài)鋅、錳微量元素含量較高；ss-1、ss-6、ss-7和ss-10聚為一組，ss-1、ss-6、ss-7和ss-10樣品的速效鉀含量較高；ss-3、ss-9和ss-15聚為一組，可溶性總鹽和有機(jī)含量較高；ss-11、ss-12聚為一組，可溶性總鹽較高，ss-11、ss-12樣品的全鉀與有效磷含量較高；ss-4、ss-5、ss-8、ss-14、ss-16、ss-18和ss-20聚為一組，有機(jī)含量較高。

圖1 土壤樣品的聚類分析Fig.1 The cluster analysis of soil samples

2.3 不同生長區(qū)土壤各指標(biāo)之間相關(guān)性分析

不同生長區(qū)土壤指標(biāo)Pearson相關(guān)分析結(jié)果見表3。由表3可知，土壤的pH與有機(jī)質(zhì)含量、全氮、全磷和速效鉀呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與全磷和速效鉀達(dá)極顯著正相關(guān)關(guān)系，與有效態(tài)鐵呈顯著的負(fù)相關(guān)。可溶性總鹽與土壤各指標(biāo)無明顯的相關(guān)性，原因在于在目前樣品范圍內(nèi)土壤鹽分含量變化不大，并且為非鹽化土壤，對(duì)植物生長無干擾。有機(jī)質(zhì)含量與全氮呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與全磷、堿解氮、有效磷和速效鉀含量達(dá)極顯著正相關(guān)關(guān)系，與堿解氮相關(guān)系數(shù)高達(dá)0.903。有機(jī)質(zhì)含量的高低代表土壤養(yǎng)分狀況，分析結(jié)果表明，有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤氮、磷及鉀元素的積累有促進(jìn)作用[22]，與實(shí)際情況相符。全氮與全磷呈顯著正相關(guān)關(guān)系，與堿解氮、速效鉀達(dá)極顯著正相關(guān)關(guān)系，全磷與堿解氮、速效鉀達(dá)極顯著正相關(guān)關(guān)系，與有效態(tài)鐵達(dá)極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，堿解氮與有效磷呈顯著正相關(guān)關(guān)系且與速效鉀達(dá)極顯著正相關(guān)關(guān)系，與有效態(tài)鐵達(dá)極顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，有效磷與速效鉀呈顯著的正相關(guān)。土壤氮、磷、鉀各元素之間相關(guān)性顯著，表明土壤富集營養(yǎng)元素的過程上述3種元素存在相互促進(jìn)的關(guān)系。速效鉀與有效態(tài)鐵呈顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，有效態(tài)鋅與有效態(tài)錳達(dá)極顯著的正相關(guān)關(guān)系；土壤有效態(tài)鋅與有效態(tài)錳之間達(dá)極顯著的正相關(guān)性，表明鋅元素在積累的同時(shí)會(huì)促進(jìn)錳元素的積累。

表3 土壤各指標(biāo)之間相關(guān)系數(shù)Table 3 Correlation coefficients among various soil indicators

土壤養(yǎng)分元素在不同的酸堿度條件下以不同的化學(xué)形態(tài)存在，影響植物對(duì)土壤養(yǎng)分的吸收利用。我國幅員遼闊，由北向南pH逐漸降低，由于北方地區(qū)降水量較少，土壤鹽基飽和度較大，多數(shù)在微酸性至堿性范圍內(nèi)。作者收集到的土壤樣品為弱酸性土壤，原因可能是吉林省南部山區(qū)與遼寧省東部山區(qū)的土壤腐殖質(zhì)較多，腐殖質(zhì)在土壤中被微生物分解形成腐殖酸類物質(zhì)。朝鮮淫羊藿生長區(qū)土壤可溶性鹽總量變異系數(shù)較大，表明不同地區(qū)土壤鹽化程度不同，但總體看來屬于非鹽化土壤，吉林省臨江市3個(gè)產(chǎn)地土壤為輕度鹽化，通化縣1個(gè)產(chǎn)地土壤為中度鹽化。

2.4 朝鮮淫羊藿藥效成分與土壤的相關(guān)性分析

將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，建立藥材-土壤的Pearson相關(guān)系數(shù)表，結(jié)果見表4。

表4 朝鮮淫羊藿藥效成分與土壤化學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性Table 4 The correlation between medicinal indexes and soil chemical indexes of

表4 朝鮮淫羊藿藥效成分與土壤化學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性Table 4 The correlation between medicinal indexes and soil chemical indexes of

pH可溶性鹽Total soluble salt有機(jī)質(zhì)Organic matter全氮TN全磷TP全鉀TK堿解氮K-N有效磷Olsen-P速效鉀Quick-acting K有效態(tài)鋅Available Zn有效態(tài)錳Available Ma有效態(tài)鐵Available Fe有效態(tài)銅Available Cu總黃酮 TFH -0.242 -0.241 -0.198 -0.097 -0.191 -0.161 -0.171 -0.451* -0.1 0.067 0.123 -0.031 0.262淫羊藿苷 Lcariin 0.393 0.13 0.336 0.235 0.279 -0.081 0.189 0.289 0.450* 0.148 0.288 -0.194 0.084朝藿定A Epidemin A 0.416 0.093 0.28 0.25 0.337 -0.123 0.149 0.152 0.36 0.099 0.167 -0.237 0.231朝藿定B Epidemin B 0.261 -0.032 0.23 0.193 0.092 -0.191 0.253 0.043 0.406 0.392 0.357 -0.21 0.038朝藿定C Epidemin C 0.375 0.182 0.289 0.094 0.297 0.048 0.163 0.245 0.358 0.208 0.186 -0.206 0.08生物堿 Alkaloid 0.174 -0.335 0.281 0.27 0.099 0.027 0.232 0.213 0.402 0.112 0.288 -0.134 0.2多糖 Polysaccharide 0.178 0.329 -0.121 0.067 -0.075 0.017 -0.176 0.206 -0.013 0.163 0.243 0.102 0.168

從朝鮮淫羊藿藥效成分與土壤指標(biāo)之間的相關(guān)性分析結(jié)果可以看出，朝鮮淫羊藿總黃酮的含量與土壤有效磷呈顯著負(fù)相關(guān)，表明有效磷會(huì)抑制總黃酮的合成與積累，這可能與磷脅迫有關(guān)，可以作更深入的研究。數(shù)據(jù)顯示，土壤中的速效鉀對(duì)朝鮮淫羊藿中淫羊藿苷的合成有促進(jìn)作用，在今后的栽培過程中可以通過適當(dāng)補(bǔ)充鉀肥以提高該藥材中的淫羊藿苷這一指標(biāo)成分。朝藿定A、朝藿定B和朝藿定C這幾種黃酮成分與土壤各指標(biāo)之間無顯著的相關(guān)性，但根據(jù)相關(guān)系數(shù)可以看出具有一定的相關(guān)趨勢(shì)，朝藿定A、朝藿定C與土壤pH之間呈正相關(guān)，表明pH增大會(huì)促進(jìn)這兩種成分在朝鮮淫羊藿中的合成。同理土壤全磷的增加會(huì)促進(jìn)朝藿定A的增加，速效鉀的含量增加會(huì)促進(jìn)朝藿定A、朝藿定B和朝藿定C的增加?？偵飰A與可溶性鹽呈負(fù)相關(guān)，表明土壤鹽分的積累造成土壤鹽化加重會(huì)對(duì)總生物堿產(chǎn)生明顯的抑制作用。多糖的含量與土壤中各指標(biāo)無明顯的相關(guān)性，原因可能是朝鮮淫羊藿葉片中糖類物質(zhì)的合成主要來自光合作用，與土壤因子相關(guān)性不大。

3 結(jié)論

朝鮮淫羊藿藥材中各藥效成分同步積累時(shí)，未發(fā)現(xiàn)其中某個(gè)成分減少的情況。土壤有機(jī)質(zhì)、氮元素和鉀元素含量在一定范圍內(nèi)隨pH升高而增加，土壤中有機(jī)質(zhì)的增加對(duì)氮、磷、鉀元素的富集有一定的促進(jìn)作用，但有機(jī)質(zhì)的增加會(huì)抑制有效態(tài)鐵和有效態(tài)銅元素的積累。土壤pH與朝藿定A、朝藿定C的積累有相關(guān)關(guān)系，速效鉀對(duì)淫羊藿苷的合成有促進(jìn)作用，土壤有效磷的增加可能會(huì)導(dǎo)致朝鮮淫羊藿總黃酮的降低，速效鉀含量的增加可能會(huì)促進(jìn)藥材中淫羊藿苷的生成和積累；速效鉀是淫羊藿苷、朝藿定A和總生物堿的主導(dǎo)影響因子，在朝鮮淫羊藿栽培過程中應(yīng)注意鉀肥的合理施用。在朝鮮淫羊藿的引種栽培過程中，應(yīng)注意種植地的選擇，對(duì)其引種栽培最好也集中于吉林省東南部地區(qū)和遼寧省東部地區(qū)，此地區(qū)適宜朝鮮淫羊藿的生長，盡可能選擇非鹽化土壤或輕度鹽化土壤環(huán)境及弱酸性、肥沃疏松、腐殖質(zhì)含量高、有機(jī)質(zhì)豐富的土壤，水量充足且通氣良好的環(huán)境，以便盡可能保障種植的植株存活以及后天生長的營養(yǎng)需求。