全 文 ：中国农学通报 2012,28(28):245-249
Chinese Agricultural Science Bulletin
基金项目：“十一五”国家科技支撑计划项目“中药标准物质研制和开发的技术平台”(2009ZX09308-001)；甘肃省科技重大专项计划项目“当归等八种
道地药材的质量标准制订”(1002KFDA048)。
第一作者简介：尚晓娜，女，1987年出生，在读硕士，研究方向：中药化学及质量标准。通信地址：730000甘肃省兰州市天水南路222号兰州大学研究
生1号公寓，E-mail：xiaonashang@163.com。
通讯作者：赵建邦，男，主任药师，硕士生导师，二级教授，研究方向：中药化学及质量标准。通信地址：730000甘肃省兰州市渭源路58号甘肃省食品
药品检验所中药一室，Tel：0931-4968901，E-mail：jianbangzhao@163.com。
收稿日期：2012-04-05，修回日期：2012-06-20。
甘肃不同地域甘草有效成分含量与土壤因子关系的研究
尚晓娜 1，宋平顺 2，杨 锡 2，何禄仁 2，赵建邦 1，丁永辉 3
（1兰州大学药学院2010级硕士研究生，兰州 730000；
2甘肃省食品药品检验所/甘肃省中药品质与安全评价工程技术研究中心，兰州 730000；
3甘肃省食品药品监督管理局，兰州 730000）
摘 要：为了研究甘草质量与土壤因子的相关性，筛选影响其质量的主导因子。HPLC法测定甘肃不同
产地甘草6种有效成分的含量，理化分析法进行土壤因子（有机质、pH、全氮、铵态氮、硝态氮、全磷、速效
磷、全钾、速效钾）的测定，应用相关分析及灰色关联度分析进行综合分析。结果表明，甘草酸与速效磷
的相关系数为0.519*；甘草次酸与铵态氮的相关系数为-0.411*。速效钾，铵态氮及pH对甘草黄酮类成分
的合成代谢起了关键性作用。无论选择土壤，还是生产中施肥，应重视和合理使用N、K和土壤pH对甘
草质量的影响。
关键词：土壤因子；农化分析；甘草；有效成分；相关性分析；灰色关联度分析
中图分类号：R9 文献标志码：A 论文编号：2012-1249
The Research of Relations Between Soil Factors and Active Ingredient Content
of Licorice in Different Regions in Gansu
Shang Xiaona1, Song Pingshun2, Yang Xi2, He Luren2, Zhao Jianbang1, Ding Yonghui3
(12010 Master in Reading, College of Pharmacy in Lanzhou University, Lanzhou 730000;
2Gansu Institute for Food and Drug Control/
Gansu Traditional Chinese Medicine Quality and Safety Evaluation Engineering Research Center, Lanzhou 730000;
3Gansu Food and Drug Administration, Lanzhou 730000)
Abstract: The correlation between soil factors and the quality of licorice was studied, of which the leading
affecting factor was also screened out. HPLC method was applied to the determination of the content of six
active ingredients from different origins in Gansu. Physico-chemical analysis was applied for determining soil
factor, including organic matter, pH, total nitrogen, ammonium nitrogen, nitrate nitrogen, total phosphorus,
available phosphorus, total potassium, available potassium. The application of correlation analysis and grey
relational analysis was made to complicate a comprehensive analysis. The results showed that correlation
coefficient of glycyrrhizin and available phosphorus was 0.519*; glycyrrhetinic acid and ammonium nitrogen
was -0.411*. Available potassium, ammonium nitrogen and pH played the most important roles in the synthesis
and metabolism of flavonoids in licorice. Therefore, special attentions should be paid to the effects of N-, K
and pH conditions on the quality of radix in the choice of soil and fertilization.
Key words: soil factors; agricultural analysis; licorice; active ingredient; correlation analysis; grey relational
analysis
中国农学通报 http://www.casb.org.cn
0 引言
甘草为豆科甘草属多年生草本植物，其根及根茎
为常用中药材，具有补脾益气、润肺止咳、通经脉、利血
气、清热解毒及止咳祛痰润肺的功效。最新医学研究
表明，甘草中的甘草酸还具有抑制HIV[1]、SAS冠状病
毒[2]的作用。而甘草素、异甘草素及甘草查尔酮A是
甘草中重要的黄酮类化合物，研究表明甘草素和异甘
草素有抗溃疡和解痉作用，能抑制单胺氧化酶，可治疗
精神抑郁病[3-4]；另外其作为生物活性物质，在抗癌和抗
艾滋病方面的研究工作已有报道[5-7]，而以往的文献报
道只是对其分别进行检测[8-10]，因此本研究测定此6种
有效成分具有的一定的意义。
近年来，甘草和甘草制品的需求量逐年增加，野生
甘草资源严重枯竭，导致甘草市场的供求矛盾日益激
烈 [11]。解决甘草供给压力的最有效途径就是人工栽
培，多年的实践表明，人工栽培甘草的产量和品质均不
高。对于甘草人工栽培技术方面的研究已经取得一定
进展，如张燕等[12]关于氮肥对乌拉尔甘草生长及有效
成分的影响，祝玲敏等[13]关于不同氮磷钾配比对栽培
甘草生长动态的影响研究，杨世海等[14]关于培养基中
碳源和氮源对甘草愈伤组织生长和黄酮类化合物合成
的影响等等[15-17]，但并未对影响甘草质量的9个土壤因
子进行整体的研究。因此，本试验以甘草的 6种有效
成分为指标，同时研究 9个土壤因子对甘草质量的综
合影响，为甘草的优质高产栽培提供依据，也为甘草用
肥的制备奠定基础，并为今后甘肃省甘草GAP基地建设
提供科学依据，研究了甘草有效成分与土壤因子的相关
关系，以便有效地选择土壤条件来控制甘草的质量。
1 材料与方法
1.1 样品来源及有效成分含量分析
1.1.1 样品来源 收集了甘肃省内甘草主产区 20批甘
草药材样品，经宋平顺主任药师鉴定为甘草
(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)根或根茎。
1.1.2 含量测定 见参考文献[18]的方法。
1.2 土壤样品的采集与分析
1.2.1 土壤样品的采集 采用混合土样采集法，以“随机
多点”混合的原则，采集甘草地耕作层 30 cm土壤混
合，每份样品重约1 kg，以备各项测定之用。
1.2.2 土壤样品分析 土壤样品理化性质分析方法如
下[19-20]，其中土壤有机质含量测定采用重铬酸钾容量
法-外加热法，土壤 pH测定采用电位法，土壤全氮的
测定采用半微量开氏法，（H2SO4-K2SO4-CuSO4消煮
剂），土壤硝态氮的测定采用酚二磺酸比色法，铵态氮
的测定采用 2 mol/L KCl浸提-靛酚蓝比色法，土壤全
磷的测定采用 HClO4-H2SO4法，速效磷的测定采用
NaHCO3浸提-比色法，土壤全钾的测定采用NaOH熔
融-火焰光度法，速效钾的测定采用NH4OH浸提-火焰
光度法。
2 结果与分析
2.1 土壤因子结果分析
对 20份不同产地和规格的甘草土壤样品进行分
析测定，分别测得硝态氮、铵态氮、全氮、速效磷、全磷、
速效钾、全钾、有机质及 pH值 9个土壤因子的结果见
表 1。从表 1 可以看出硝态氮的含量在 1.692~
10.901 mg/kg 之 间 ；铵 态 氮 的 含 量 在 1.390~
4.602 mg/kg之间；全氮的含量在 5.111~13.041 mg/kg
之间；速效磷的含量在 0.476~16.522 mg/kg之间；全磷
的含量在 0.151~0.389 g/kg之间；速效钾的含量在
23.432~209.740 mg/kg之间；全钾的含量在 1.612%~
6.505%之间；有机质的含量在3.684~21.614 g/kg之间，
说明这 8个理化指标中，有机质及全钾的含量最大。
pH 6~8说明这20份甘草土壤样品均属于弱碱性土壤。
表1 甘草土壤因子含量
1
2
3
4
5
6
7
8
9
金塔县1
金塔县2
金塔县3
金塔县4
肃州区1
肃州区2
玉门市1
玉门市2
玉门市3
野生
种植
野生
种植
野生
种植
野生
种植
野生
3.654
2.907
5.304
1.692
10.901
2.537
2.983
2.750
3.782
3.238
4.113
3.707
1.641
1.451
2.196
1.835
2.101
3.178
8.227
6.221
10.223
8.517
13.14
8.94
5.652
7.107
7.749
2.654
1.250
16.522
1.441
12.304
4.44
2.690
5.781
6.217
0.199
0.284
0.244
0.279
0.222
0.275
0.153
0.227
0.151
139.000
57.956
66.475
90.398
209.740
50.703
71.278
71.136
23.432
5.228
2.633
2.324
4.926
4.194
5.442
1.877
1.612
5.165
8.546
8.307
6.265
5.778
15.512
8.188
3.684
10.401
21.258
7.42
6.55
6.77
7.23
6.67
7.00
7.14
7.29
6.38
编号 来源 备注 硝态N
/(mg/kg)
铵态N
/(mg/kg)
全N
/(mg/kg)
速效P
/(mg/kg)
全P
/(g/kg)
速效K
/(mg/kg)
全K
/%
有机质
/(g/kg)
pH
·· 246
尚晓娜等：甘肃不同地域甘草有效成分含量与土壤因子关系的研究
2.2 有效成分结果分析
甘草苷、甘草素、甘草酸、异甘草素、甘草查尔酮A
及甘草次酸 6种有效成分的结果见表 2。从表 2可以
看出，6种有效成分中甘草酸含量普遍偏大，在0.263%
~6.702%；甘草苷次之，在0.163%~2.484%；甘草次酸的
含量在 0.012% ~0.121%；甘草素的含量在 0.009% ~
0.062%，普遍比前 3种的量低；异甘草素的含量在
0.003% ~0.049%；甘草查尔酮 A 含量在 0.005% ~
0.763%，含量差别太大。
2.3 相关性分析
运用SPSS19.0软件进行相关系数计算，结果见表3
所示，甘草的6种有效成分中，甘草酸与速效磷显著正
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
玉门市4
玉门市5
瓜州县1
瓜州县2
瓜州县3
瓜州县4
敦煌县
阿克塞县
陇西县1
陇西县2
肃南县
种植
种植
野生
种植
野生
种植
种植
野生
种植
种植
种植
3.988
3.982
1.814
1.703
3.515
3.122
2.799
8.589
2.422
2.700
3.971
3.934
3.819
2.187
3.409
1.819
3.369
1.856
4.083
3.472
1.390
4.602
9.443
7.550
7.277
5.111
6.769
8.611
6.820
13.041
8.504
7.338
11.36
2.756
2.494
1.099
3.457
0.476
5.036
8.116
3.184
7.784
4.244
4.128
0.233
0.264
0.202
0.293
0.234
0.251
0.356
0.389
0.441
0.164
0.287
70.994
93.006
87.956
95.983
140.380
53.673
105.268
109.944
191.298
48.323
94.851
5.113
5.433
2.786
5.189
4.162
4.666
6.505
4.944
2.818
2.784
3.651
21.614
16.736
7.700
6.736
12.017
15.229
16.325
17.351
13.977
11.326
7.291
6.93
7.10
7.03
7.34
7.23
7.33
7.75
6.51
6.79
6.50
7.29
编号 来源 备注 硝态N
/(mg/kg)
铵态N
/(mg/kg)
全N
/(mg/kg)
速效P
/(mg/kg)
全P
/(g/kg)
速效K
/(mg/kg)
全K
/%
有机质
/(g/kg)
pH
续表1
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
来源
金塔县1
金塔县2
金塔县3
金塔县4
肃州区1
肃州区2
玉门市1
玉门市2
玉门市3
玉门市4
玉门市5
瓜州县1
瓜州县2
瓜州县3
瓜州县4
敦煌县
阿克塞县
陇西县1
陇西县2
肃南县
备注
野生
种植
野生
种植
野生
种植
野生
种植
野生
种植
种植
野生
种植
野生
种植
种植
野生
种植
种植
种植
甘草苷
0.163
0.571
1.127
0.245
1.222
0.694
1.858
0.233
0.211
0.855
0.337
1.717
0.427
1.353
0.837
1.205
2.484
1.236
1.663
0.831
甘草素
0.036
0.011
0.062
0.010
0.011
0.015
0.024
0.023
0.041
0.024
0.009
0.034
0.015
0.019
0.018
0.023
0.052
0.028
0.009
0.009
甘草酸
3.235
1.844
6.702
1.620
3.240
1.511
2.818
1.246
2.738
1.212
1.813
5.097
1.944
1.838
1.465
2.006
0.263
1.800
2.130
1.657
异甘草素
0.049
0.009
0.011
0.009
0.008
0.011
0.005
0.018
0.012
0.012
0.006
0.024
0.005
0.005
0.007
0.004
0.041
0.006
0.003
0.006
甘草查尔酮A
0.763
0.036
0.683
0.006
0.006
0.008
0.005
0.274
0.004
0.006
0.007
0.032
0.009
0.006
0.009
0.009
0.008
0.006
0.007
0.006
甘草次酸
0.067
0.079
0.019
0.113
0.115
0.052
0.030
0.021
0.053
0.018
0.012
0.041
0.069
0.045
0.053
0.034
0.035
0.078
0.121
0.040
表2 甘草6种有效成分含量 %
·· 247
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相关，即甘草酸的含量随速效磷的含量的增加而增加；
甘草次酸与铵态氮呈显著负相关，即甘草次酸的含量
随铵态氮的增加而降低；而甘草苷、甘草素、异甘草素、
甘草查尔酮A及甘草次酸与9个土壤因子无显著相关
性。
2.4 灰色关联度分析
运用Grey modeling software软件进行灰色关联度
分析[21]，结果见表4所示。从甘草苷含量的角度考虑，
9个因子根据关联度数据的大小排序：r4>r5>r8>r3>r9>
r1>r2>r7>r6，可见速效磷是影响甘草苷含量的重要因
子，其次是全磷和有机质；从甘草素含量的角度考虑，9
个因子根据关联度数据的大小排序：r2>r6>r1>r3>r7>r9>
r5>r8>r4，可见铵态氮是影响甘草素含量的重要因子，其
次是速效钾和硝态氮；从甘草酸含量的角度考虑，9个
因子根据关联度数据的大小排序：r6>r7>r9>r1>r2>r3>r5>
r8>r4，可见速效钾是影响甘草酸含量的重要因子，其次
是全钾和pH；从异甘草素含量的角度考虑，9个因子根
据关联度数据的大小排序：r6>r7>r2>r9>r1>r3>r5>r8>r4，可
见速效钾是影响异甘草素含量的重要因子，其次是全
钾和铵态氮；从甘草查尔酮A含量的角度考虑，9个因
子根据关联度数据的大小排序：r6>r7>r2>r9>r1>r3>r5>r8>
r4，可见速效钾是影响甘草查尔酮A含量的重要因子，
其次是全钾和铵态氮；从甘草次酸含量的角度考虑，9
个因子根据关联度数据的大小排序：r6>r7>r9>r2>r3>r1>
r5>r8>r4，可见速效钾是影响甘草次酸含量的重要因子，
其次是全钾和pH。因此，速效钾为影响甘草质量的重
表3 甘草有效成分与土壤因子间的相关系数
成分
甘草苷
甘草素
甘草酸
异甘草素
甘草查尔酮A
甘草次酸
硝态N
0.357
0.288
0.058
0.255
0.065
0.064
铵态N
-0.162
0.209
-0.110
0.210
0.151
-0.411*
全N
0.283
0.233
-0.007
0.299
0.075
0.068
速效P
0.053
0.318
0.519*
-0.164
0.380
-0.003
全P
0.163
-0.156
-0.382
0.003
-0.193
-0.036
速效K
0.192
-0.239
0.006
0.129
0.045
0.283
全K
-0.260
-0.032
-0.346
0.112
-0.173
-0.011
有机质
0.023
0.068
-0.351
0.023
-0.297
-0.161
pH
-0.280
-0.194
-0.100
-0.045
0.134
-0.281
注：**P<0.01极显著相关；*P<0.05显著相关。
r1硝态N/(mg/kg)
r2铵态N/(mg/kg)
r3全N/(mg/kg)
r4速效P/(mg/kg)
r5全P/(g/kg)
r6速效K/(mg/kg)
r7全K/%
r8有机质/(g/kg)
r9 pH
甘草苷
0.6519
0.6501
0.6544
0.6882
0.6725
0.6331
0.6443
0.6666
0.6523
甘草素
0.8466
0.8634
0.8415
0.6987
0.7664
0.8584
0.8389
0.7426
0.8278
甘草酸
0.8367
0.8311
0.8279
0.6836
0.759
0.8629
0.8451
0.7241
0.8408
异甘草素
0.8107
0.8332
0.8017
0.715
0.7515
0.8836
0.8571
0.7464
0.8166
甘草查尔酮A
0.7664
0.7879
0.7572
0.6648
0.7081
0.8281
0.7989
0.7018
0.7707
甘草次酸
0.8451
0.8757
0.8717
0.7475
0.8265
0.8948
0.8898
0.821
0.8783
表4 甘草有效成分与土壤理化性质间的灰色关联度矩阵
要指标，其次为铵态氮及pH。
3 结论与讨论
研究表明，土壤中的养分与甘草的生长特性和有
效成分的产生、形成和积累有很大的关系。在栽培中
常常施一定的氮(N)、磷(P)、钾(K)肥来提高甘草的产
量，N是蛋白质、叶绿素和酶的主要成分，N元素充足
时，光合作用旺盛，营养生长健壮，但值得提出的是，氮
肥过多会引起植株生长过快，营养向枝叶集中，从而影
响根茎的生长和有效成分的积累[5]；P能增强植物的抗旱
能力；K能增强植物光合作用，促进糖类的形成、转运和贮
藏，促进根系发育，增加有效成分的积累。从甘草对这
3种营养物质的需求来看，对K的需求量相对大[22]。甘
草的耐盐碱性比较强，pH 7~9范围内都可生长，其最
适宜的pH 8左右。
本试验结果表明，土壤中速效磷对甘草酸含量的
积累呈显著正相关；甘草次酸与铵态氮呈显著负相关；
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尚晓娜等：甘肃不同地域甘草有效成分含量与土壤因子关系的研究
速效钾、铵态氮及pH对甘草有效成分含量的影响起了
关键的作用，可认为是优势因素，但其对甘草质量起到
的具体影响需要进一步研究。而其他土壤因子与甘草
6种有效成分无明显的线性关系，可能的原因有土壤
的9种理化指标间存在某种相关及不同的配比对甘草
有效成分均有影响，因此需要进一步探讨研究。另外，
甘草有效性成分的积累除了与土壤因子有关，还与产
地降水量、积温、光照等气象因子密切关系，这也是本
试验研究的下一个研究对象。总之，研究土壤的 pH、
营养成分等对甘草的生长特性及药用成分形成、积累
的相关性，对指导人工种植甘草的生产实践有重要的
参考价值。
参考文献
[1] Coh en J I. Licking latency with licorice[J]. The Journal of Clinical
Investigation,2005,115(3):591-593.
[2] Cin atl J, Morgenstern B, Bauer G, et al. Glycyrrhizin, an active
component of liquorice roots, and replication of SARS associated
coronavirus[J].Lancet,2003,361:2045-2046.
[3] Pan X, Kong L D, Zhang Y, et al. In v itro inhibition of rat
monoamine oxidase by liquiritigenin and isoliquiritigenin isolated
from Sinofranchetia chinensis[J].Acta Pharmacol Sin,2000,21(10):
949-953.
[4] Kong L D, Zhang Y, Pan X, et al. Inhibition of xanthine oxidase by
liquiritigenin and isoliquiritigenin isolated from Sinofranchetia
chinensis[J].CelL Mol Ufe Sci,2000,57(3):500-505.
[5] Watanabe K, Yashiro J, Machida M. Licorice flavonoids for
treatment of AIDS[P].Jpn Kokai Tokkyo Koho,JP01175942,1989.
[6] 刘勤,刘永隆.黄甘草化学成分的研究[J].药学学报,1989,24(7):
525-531.
[7] Kanazawa M, Satom Y, Mizutani Y, et al. Isoliquiritigenin inhibits
the growth of prostate cancer[J].Eur Urol,2003,43(5):580-586.
[8] 李伟东,蔡宝昌.HPCE法测定通塞脉微丸中甘草苷,甘草素和阿魏
酸的含量[J].药物分析杂志,2009,29(4):599-601.
[9] 丁秀萍,汪敏,等.自由溶液毛细管电泳结合内标法分离测定甘草
中的甘草次酸和甘草酸[J].兰州大学学报:自然科学版,2008,44(6):
65-71.
[10] 汪云,曹玉华.毛细管电泳法测定甘草中的甘草素和异甘草素[J].
分析测试学报,2004,23(4):104-106.
[11] 孙志蓉,王文全.我国甘草资源供求分析[J].中药研究与分析,2004,
6(8):35-39.
[12] 张燕,王继永,刘勇,等.氮肥对乌拉尔甘草生长及有效成分的影响
[J].北京林业大学学报2005,27(3):57-60.
[13] 裴文梅,马金竹,王景安.不同施氮水平对甘草产量和品质的影响
[J].西北农业学报,2011,20(9):139-142.
[14] 祝玲敏,谢建军,占发源,等.不同氮磷钾配比对栽培甘草生长动态
的影响研究[J].甘肃农业,2007,9:87-88.
[15] 杨世海,陶静,刘晓峰,等.培养基中碳源和氮源对甘草愈伤组织生
长和黄酮类化合物合成的影响[J].中国中药杂志,2006,31(22):
1857-1859.
[16] 李明,张清云,蒋齐,等.氮磷钾互作效应对甘草酸含量影响的初步
研究[J].西北农业学报,2006,15(4):117-121,15(4):117-121.
[17] 杨国会,石德成.盐碱胁迫对甘草渗透及 pH调节物质的影响
[J].湖北农业科学,2009,48(4):901-903.
[18] 段天璇,于密密,刘春生,等.HPLC法同时测定甘草指纹图谱暨甘
草苷、甘草酸的含量[J].中成药,2006,28(2):161-165.
[19] 中国农业学会农业学专业委员会.土壤农业化学常规分析方法
[M].北京:科学出版社,1983:95-295.
[20] 李立平,张佳宝,邢维芹,等.土壤速效氮磷钾测定进展[J].土壤通报,
2003,34(5):483-488.
[21] 李明,张清云,蒋齐,等.提高人工栽培甘草产量和质量的氮磷钾施
肥技术初步研究 [J].世界科学技术 -中医药现代化,2006,8(1):
124-128.
[22] 鲍智娟,盖平,邢秀琴,等.吉林省西部人工甘草种群生长与环境因
子的灰色关联度分析[J].吉林农业大学学报,2010,32(1):9-13.
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