全 文 ：〔World Science and Technology/Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica〕 729
世界科学技术—中医药现代化★技术应用研究
土壤因子对艾纳香有效成分的影响研究＊
黄　梅 1，2，3，杨　全 1＊＊，庞玉新 2，3＊＊，于福来 2，3，陈　策 1，2，3，
刘立伟 1，2，3，陈振夏 2，3，王　丹 2,3，官玲亮 2，3
（1. 广东药学院中药学院　广州　510006；2. 中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所 / 农业部华南作
物基因资源与种质创制重点开放实验室　儋州　571737；3. 海南省艾纳香工程技术研究中心　儋州　571737）
摘　要：目的：研究艾纳香有效成分与土壤因子的相关性，筛选影响其含量的主导因子。方法：GC测定
艾纳香中 l-龙脑的含量，紫外 -可见分光光度计测定总黄酮的含量，理化分析法测定土壤因子，应用相
关分析、逐步回归分析及灰色关联度分析对土壤因子与有效成分的关系进行综合分析。结果：艾纳香中
l-龙脑含量与有效硫呈显著负相关（P<0.05），总黄酮含量与 pH、碱解氮、交换性钙、交换性镁呈显著负
相关（P<0.05）；经逐步回归分析发现，影响 l-龙脑含量的主导因子为有效硫，影响总黄酮含量的主导因
子为 pH；经灰色关联度分析发现，pH 为影响艾纳香有效成分的重要因子，其次为碱解氮和有效硫。结论：
无论是选择适宜产地还是施肥，都应重视和考虑氮、硫及土壤 pH对艾纳香质量的影响。
关键词：艾纳香　l-龙脑　总黄酮　土壤因子　相关系数　灰色关联度分析
doi:10.11842/wst.2015.03.052　　中图分类号：R284.1　　文献标识码：A
　　　收稿日期：2014-09-22
　　　修回日期：2014-11-02
＊　　 海南省自然科学基金项目（814350）：艾纳香化学成分时空变异规律研究，负责人：于福来；中央级公益性科研院所基本科研业务费专项
（1630032014015）：基于转录组分析的艾纳香活性成分代谢途径中关键酶基因的发掘及功能研究，负责人：官玲亮。
＊＊　 通讯作者：杨全，博士，教授，主要研究方向：植物类药材的规范化生产（GAP）以及道地药材质量及其形成机制的研究。庞玉新，博士，副研究
员，主要研究方向：南药 GAP规范化栽培、南药质量控制和南药资源开发与利用研究。
艾纳香[Blumea balsamifera（L.）DC.] 为菊科
艾纳香属多年生木质草本植物，主要药用部位为全
草或地上部分，广泛分布于贵州、广西、广东、海南
等地[1，2]。艾纳香具有抗菌、消炎、消肿、止痛、抗氧
化和抗肿瘤等药理作用，主要的药效成分包括 l-龙
脑和黄酮类等成分[3-5]。
道地药材的品质除了本身的遗传因素外，还受
其生长环境如气候、土壤等因素的影响[6]。土壤是
陆地植物生活的基质，植物生长所需的水分及营养
物质，绝大部分通过根系从土壤中获得。因此土壤
中的矿质营养及肥力等因素直接影响植物品质。近
年来，对艾纳香的研究主要集中于化学成分的分析[7，8]、
药理作用[9，10] 及艾纳香油指纹图谱建立等方面[11]。
在土壤施肥方面也仅限于肥料种类及氮素对艾纳
香产量及 l-龙脑含量的研究[12，13]，尚未见到有关艾
纳香植株有效成分与土壤因子的关系的研究报道。
基于此，本研究旨在通过对不同产地 26 份艾纳香
的有效成分及其生长的土壤因子进行比较研究，以
期揭示影响艾纳香有效成分积累的主导因子，为艾
纳香的规范化栽培及适宜生长区的确定提供理论
依据。
1　仪器与试药
7890A 气相色谱仪（美国安捷伦科技公司，包括
FID 氢火焰离子化检测器、G4513A 16 位自动进样
器）；Sartarius CPA225D 电子分析天平（赛多利斯
科学仪器（北京）有限公司）；KQ‒500DB 型超声仪
（昆山市超声仪器有限公司）；UNICO2012‒PCS 紫
外可见分光光度计（尤尼柯（上海）仪器有限公司）；
AA-7000 原子吸收分分光光度计（日本岛津公司）；
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722S 可见分光光度计（上海菁华科技仪器有限公
司）；FP6410 火焰分光光度计（上海仪电分析仪器
有限公司）；PHS‒25 型实验室 pH 计（上海今迈仪
器仪表公司）；l-龙脑对照品（阿法埃莎化学有限
公司，批号为 10147015，质量分数 >98%）；芦丁对
照品（中国药品生物制品检定所，批号为 100080-
200707，质量分数为 92.5%）；水杨酸甲酯（分析纯，
天津光复精细化工研究所，质量分数＞ 99.5%）；其
余试剂均为国产分析纯，水为蒸馏水。
2013 年，在艾纳香主产地贵州省册亨县、罗甸
县、望谟县及海南省白沙县、琼中县、五指山市采集
艾纳香及其生长的土壤样品各 26 份（表 1）。供试材
料为艾纳香的功能叶片，采集并阴干后，将其打粉，
过 20 目筛，密封放入冰箱中冷藏备用。供试药材与
土壤样品一一对应，土壤样品采集于 0‒20 cm 的耕
作层，充分混合，用四分法缩分，实验室自然风干，磨
细备用。供试材料均由中国热带农业科学院热带作
物品种资源研究所庞玉新副研究员鉴定为菊科艾纳
香属植物艾纳香[Blumea balsamifera（L.）DC.]。
2　方法
2.1　l-龙脑含量测定
参考庞玉新等[14]的提取及测定方法，色谱条件为：
HP-5 石英毛细管色谱柱（0.32 mm×30 m，0.25 μm）；
以 80℃为起始温度，保持 2 min；以 5 ℃·min-1 升温
至 100 ℃，再以 20 ℃·min-1 升温至 200 ℃；进样口
温度为 220 ℃；FID 检测器，检测器温度为 240 ℃；进
样量为0.6 μL，分流比为9:1。
精密称取样品粉末（过 20 目筛）2 g，置于 50 mL
具塞三角瓶中，加入乙酸乙酯 25 mL，称定质量。在
40 kHz、功率为 400 W 的超声条件下提取 30 min，
静置冷却，称定质量。用乙酸乙酯补足减失的质量，
摇匀，过滤，取 1 mL 续滤液至 10 mL 容量瓶中，加入
1 mL 水杨酸甲酯内标物溶液，用乙酸乙酯定容，摇
匀。取适量，经 0.45 μm 微孔滤膜过滤，取续滤液在
上述色谱条件下进样分析，并计算出 l-龙脑含量。
2.2　总黄酮含量测定
参考庞玉新等[14] 的提取及测定方法，精密称取
样品粉末（过 20 目筛）适量，至具塞锥形瓶中，加
75% 乙醇溶液 25 mL，称定质量。在 40 kHz、功率
为 400 W 的超声条件下提取 40 min，静置冷却，称
定质量，用 75% 乙醇补足减失的质量，摇匀，过滤，取
1 mL 续滤液置于 25 mL 容量瓶中，加 75% 乙醇约至
10 mL，加 5% NaNO2 溶液 1 mL，摇匀，放置 5 min，再
加 10% Al（NO3）3 溶液 1 mL，摇匀，放置 5 min 后，
加 4% NaOH 溶液 10 mL，最后以 75% 乙醇定容至
刻度，摇匀，放置 15 min。以相应的试剂溶液为空
白对照，在 509 nm 处测定吸光度 A，并计算其含量。
2.3　土壤因子的测定
土壤因子的测定主要参考《中华人民共和
国农业行业标准》[15] 和《土壤理化分析》[16]，其中
土壤有机质采用重铬酸钾容量法，碱解氮采用碱
解蒸馏法，酸性土壤中有效磷采用 0.03 mol·L-1 
NH4F‒0.025 mol·L
-1 HCl 浸提 - 钼锑抗显色法，中
性和石灰性土壤中有效磷用 0.5 mol·L-1 NaHCO3
浸提 - 钼锑抗比色法，土壤速效钾采用 1 mol·L-1 
NH4OAc 浸提 ‒ 火焰分光光度计法，交换性钙、镁采
用原子吸收分光光度法测定，有效硫采用硫酸钡比
浊法测定。
3　结果与分析
3.1　不同产地艾纳香有效成分含量分析
不同产地艾纳香中 l-龙脑和总黄酮含量的基
本统计数据如表 2 所示，其中 l-龙脑含量最大值
表 1　试验样品及土壤来源信息
序号 采集地点 样品类型 土壤类型 样品数量/份
1 贵州册亨县 野生 棕壤、黄红壤、黄棕壤 4
2 贵州罗甸县 野生、栽培 棕壤、黄棕壤 4
3 贵州望谟县 野生 黄壤、浅棕壤 2
4 海南白沙市 野生、栽培 棕壤、红棕壤、黄壤 6
5 海南琼中县 野生、栽培 黄红壤、浅棕壤、棕壤 7
6 海南五指山市 野生 红壤、黄红壤 3
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世界科学技术—中医药现代化★技术应用研究
为 12.04 mg·g-1，最小值为 0.00 mg·g-1，变异系数为
57.34%；总黄酮含量最大值为 89.09 mg·g-1，最小值
为 10 mg·g-1，变异系数为 58.58%，说明不同产地的
艾纳香材料中化学成分含量差异较大。
3.2　相关性分析
运用 SPSS 19.0 软件进行相关系数计算，结果
如表 3 所示，艾纳香中 l-龙脑的含量与有效硫呈显
著负相关（P<0.05），即 l-龙脑含量随有效硫含量
的增加而降低。艾纳香中总黄酮的含量与 pH、碱解
氮、交换性钙和交换性镁呈显著负相关（P<0.05），
即总黄酮含量随 pH、碱解氮、交换性钙和交换性镁
含量的增加而降低。
3.3　逐步回归分析
由于土壤因子并非单独影响艾纳香中 l-龙脑与
总黄酮的含量。为了确定影响艾纳香中有效成分含
量的土壤主导因子，在相关分析的基础上，将与因
变量间无显著相关关系的变量剔除后，应用逐步回
归分析方法进一步对土壤因子进行筛选，以 l-龙脑
含量（Y1）及总黄酮含量（Y2）为因变量，以土壤 pH
（X1）、有机质（X2）、碱解氮（X3）、有效磷（X4）、速效
钾（X5）、交换性钙（X6）、交换性镁（X7）和有效硫
（X8）为自变量，利用 SPSS 19.0 进行逐步回归分析，
回归方程如表 4 所示。
从表 4 中可知，有效硫为影响 l‒ 龙脑含量的主
导因子，呈显著负相关（P<0.05），pH 为影响总黄酮
含量的主导因子，呈显著负相关（P<0.05）。
3.4　灰色关联度分析
为进一步探讨土壤因子与艾纳香中有效成分含
量之间的关系，按照灰色系统理论，运用 DPS 7.05
软件对数据进行灰色关联度分析，分别以有效成分
含量作为母序列，各土壤因子作为子序列，经灰色
关联度分析得出各土壤因子与艾纳香有效成分含
量的关联度系数。结果如表 5 所示。
从 l-龙脑含量角度考虑，8个因子根据关联度系数
R的大小排序为：R有机质>RpH>R碱解氮>R有效硫>R交换性镁
>R速效钾>R有效磷>R交换性钙，可见有机质是影响 l-龙脑
含量的重要因子，其次是 pH、碱解氮和有效硫。从
总黄酮含量角度考虑，8 个因子根据关联度系数 R
的大小排序为：RpH>R 有效硫 >R 碱解氮 >R 有机质 >R 交换性镁
表 2　不同产地艾纳香叶片 l-龙脑和总黄酮含量基本统计量
基本统计量 l-龙脑/mg·g-1 总黄酮/mg·g-1
均值 5.52 30.16
标准差 3.17 17.66
标准误 0.62 3.46
方差 10.03 311.78
中值 4.75 27.65
偏度 0.61 1.70
峰度 -0.14 3.83
极小值 0.00 10.88
极大值 12.04 89.09
全距 12.04 78.21
变异系数/CV% 57.34 58.55
表 3　艾纳香中有效成分与土壤因子间的相关系数
有效成分 pH 有机质 碱解氮 有效磷 速效钾 交换性钙 交换性镁 有效硫
l-龙脑 -0.225 0.026 -0.266 0.116 -0.161 -0.385 -0.097 -0.403＊
总黄酮 -0.414＊ -0.266 -0.390＊ -0.171 -0.333 -0.388＊ -0.399＊ -0.161
注：＊表示 P<0.05，呈显著相关性。
表 4　艾纳香中有效成分与土壤因子的逐步回归统计模型
有效成分 逐步回归模型 F值 P值
l-龙脑 Y1=8.307‒0.08X8 4.651 0.041
总黄酮 Y2=80.203‒7.084X1 4.967 0.035
表 5　艾纳香中有效成分与土壤因子间的灰色关联度系数
有效成分 pH 有机质 碱解氮 有效磷 速效钾 交换性钙 交换性镁 有效硫
l-龙脑 0.559 6 0.576 3 0.559 2 0.413 3 0.498 4 0.395 7 0.516 4 0.543 2
总黄酮 0.589 3 0.511 4 0.547 4 0.407 5 0.505 6 0.465 5 0.506 6 0.575 5
2015　第十七卷　第三期　★Vol.17 No.3
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>R 速效钾 >R 交换性钙 >R 有效磷，可见 pH 是影响总黄酮含
量的重要因子，其次为有效硫和碱解氮。因此，综
合考虑得出，pH 为影响艾纳香有效成分的重要因
子，其次为有效硫和碱解氮。
4　讨论
目前有关土壤因子对艾纳香中有效成分含量影
响研究报道较少，仅有何元农[12,13] 探讨了肥料种类
对艾纳香中 l-龙脑及其得油率的影响，研究结果表
明施加适量氮肥可提高艾纳香原料产量和 l-龙脑
含量，但氮素用量过多，艾纳香产量和 l-龙脑含量
均下降；氮肥主要增加生物产量，药用有效成分含
量与钾肥用量呈正相关，磷肥对生物产量及有效成
分含量关系不显著。本研究经相关性分析发现，艾
纳香中 l-龙脑的含量与有效硫呈显著负相关，总黄
酮的含量与 pH、碱解氮、交换性钙、交换性镁呈显
著负相关，通过逐步回归分析发现，影响 l-龙脑含
量的主导因子为有效硫，影响总黄酮含量的主导因
子为 pH；通过灰色关联度分析发现 pH 为影响艾纳
香有效成分的重要因子，其次为有效硫和碱解氮。
因此，栽培施肥时应根据具体情况应适当控制氮、
硫、钙和镁等元素的用量及土壤的 pH 值，碱性土壤
不适宜艾纳香中有效成分的积累。
艾纳香中有效成分的积累除了受到土壤因子的
影响外，还与植物的基因型、产地的降水量、积温、
光照等气象因子及地形因子密切相关，综合考虑包
含气象因子、地形因子及土壤因子对艾纳香产量及
有效成分含量的影响，才能更好的为确定艾纳香的
适宜产地及艾纳香的 GAP 种植提供理论依据。
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Effects of Soil Factors on the Active Ingredient in Blumea balsamifera (L.) DC.
Huang Mei1,2,3, Yang Quan1, Pang Yuxin2,3, Yu Fulai2,3, Chen Ce1,2,3, Liu Liwei1,2,3,
Chen Zhenxia2,3, Wang Dan2,3, Guang Lingliang 2,3
(1. School of Traditional Chinese Medicine, Guangdong Pharmaceutical University, Guangzhou 510006, China;
2. Tropical Crops Genetic Resources Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences/Key Laboratory of
Crop Gene Resources and Germplasm Enhancement in Southern China, Danzhou 571737, China;
3. Hainan Provincial Engineering Research Center for Blumea Balsamifera, Danzhou 571737, China)
参考文献
〔World Science and Technology/Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica〕 733
世界科学技术—中医药现代化★技术应用研究
Abstract: The correlation between the active ingredients of Blumea balsamifera (L.) DC and soil factors was studied, 
and  the dominant  factors  affecting  the active  ingredient  contents were  screened. The  l-borneol  in  the plant was 
determined by gas chromatography, and total flavonoids were determined by UV‒Vis spectrophotometry. Soil factors 
were determinated by physical and chemical analysis. Correlation analysis,  regression analysis and gray  relational 
analysis were used to figure out the relationship between the soil and the active ingredient. The correlation between 
the content of  l‒borneol and effective  sulfur was  significantly negative  in 0.05  level. The correlation between  the 
content  of  total  flavonoids and pH, hydrolytic nitrogen,  exchangeable calcium and exchangeable magnesium was 
significantly negative  in 0.05  level. By  stepwise  regression analysis, we concluded  that  the content  of  l-borneol 
was dominantly  affected by  the effective  sulfur, while  total  flavonoids were dominantly  affected by pH. By grey 
relational analysis, we found pH was an important factor affecting the active ingredients of B. balsamifera, followed 
by hydrolytic nitrogen and effective sulfur. When in either choosing the appropriate production place or fertilization, 
attention should be paid to the impact of nitrogen, sulfur and soil pH on the active ingredients of B. balsamifera.
Keywords: Blumea balsamifera (L.) DC.,  l-borneol,  total  flavonoids,  soil  factors,  the correlation coefficient; grey 
relational analysis
（责任编辑：王俊丽　张志华，责任译审：王　晶）