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草麻黄对吉林西部盐碱化土壤适应性研究



全 文 :草麻黄对吉林西部盐碱化土壤适应性研究
魏春雁 1,2,宋志峰 1,黄九林 2,3,李庆华 2,4,李志坚 2
(1.吉林省农业科学院,长春 130033;2.东北师范大学草地科学研究所,长春 130024;
3.安康学院,陕西 安康 725000;4.吉林医药学院,吉林 吉林 132013)
摘要:为了探索盐碱地种植草麻黄的可能性,通过盐碱土盆栽和大田试验,研究了草麻黄在盐碱化土壤中的生长状态及其主要
有效成分的积累动态。结果表明,草麻黄在 pH 8.2以下、有机质含量在 21.36g/kg以上、电导率在 557.42μs/cm以下的土壤中生
长良好,播种当年草麻黄地上部分麻黄碱积累可超过 0.05%,2年即可达到 0.41%。吉林省西部盐碱化程度较轻的土地人工种植
完全可行。
关键词:草麻黄;盐碱地;生长状态;有效成分;含量
中图分类号:S567 文献标识码:A
Adaptability of Ephedra sinica on Saline- alkali Soil in Western J ilin
WEI Chun- yan1,2, SONG Zhi- feng1, HUANG Jiu- lin2,3, LI Qin- hua2,4, LI Zhi- jian2
(1. Jilin Academy of Agricultural Sciences, Changchun 130033,China; 2. Institute of Grassland Science,
Northeast Normal University, Changchun, 130024,China; 3. Ankang College of Shanxi, Ankang 725000,China;
4. Jilin Medicine College, Jilin 132013,China)
Abstract:In order to know the feasibility of Ephedra sinica cultured in saline- alkali soil in western Jilin province, growing situation in
saline- alkali soil and dynamic accumulation of main effective components of E. sinica was investigated by using pot culture and field test.
The results showed that E. sinica grewwell under the condition of pH≤8.2, organic matter≥21.36g/kg and conductance≤557.42μs/cm.
Ephedrine content in aerial part of E. sinica could reach 0.05% in the first year and 0.41% in the second year. E. sinica cultivation in
saline- alkali soil of middle and lowdegree in western Jilin province would be feasible.
Key words:Ephedra sinica; Saline-alkali soil; Growth situation; Effective components; Content
文章编号:1001- 4721(2011)02- 0028- 04
收稿日期:2010- 11- 17
基金项目:吉林省中药现代化重点项目(20040901- 02- 01)
作者简介:魏春雁(1962-),女,河北乐亭人,教授,博士,从事农产品质量与安全研究。
麻黄是中医内科、儿科等的常用药,也是一些中
成药、中西复方药、化学单方药的原料药,市场需求
量大。草麻黄是中药麻黄的主要原料。传统上草麻
黄来自野生资源。近年来,掠夺性采集造成野生资源
的匮乏及其生境严重受损后,草麻黄的人工种植受
到重视并得以发展,种植技术不断提高,并正在向无
Special Wild Economic Animal and Plant Research 特 产 研 究28
DOI:10.16720/j.cnki.tcyj.2011.02.002
公害化种植水平发展[1]。
草麻黄在吉林省西部沙地有自然分布,但在沙
地人工种植草麻黄灌溉是个大难题。吉林省西部尚
有盐碱地 969 000hm2[2],生产能力低下,在盐碱地种
植草麻黄值得探索。本试验以盆栽和大田试验 2种
方式研究了吉林省西部盐碱化土壤对草麻黄生长的
影响,旨在为吉林西部盐碱地人工种植草麻黄的可
行性提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 试验地点
吉林省长岭县绿源草业公司草原站,此片草原
有碱斑分布。
1.2 试验材料
盆栽土壤:随机取样,自东经 123°51′56.1″、北纬
44°11′21.4″向东经 123°52′50.7″、北纬 44°11′36.8″
之间的直线距离内设 7个取样点,取 0~40cm土层
土壤用作草麻黄盆栽土。同时取 0~40cm土层土壤
检测,3次重复,阴干、磨碎、过 100目筛。采样日期
为 2005年 10月 24日。
土壤 pH 采用林业标准 LY/T 1239- 1999 的方
法测定;土壤电导率采用林业标准 LY/T 1251- 1999
中 3.2 电导法测定;土壤有机质含量采用国标
GB9834- 88方法测定,以重铬酸钾 - 硫酸溶液消解、
硫酸亚铁滴定测定。1~7号土壤理化性质见表 1。
草麻黄种子:2004年收获的野生种子,购自内
蒙古扎鲁特旗。
1.3 仪器与试剂
仪器:LC- 10ATvp高效液相色谱仪(日本岛津
公司)。
试剂:盐酸麻黄碱、盐酸甲基麻黄碱、盐酸伪麻
黄碱(中国药品生物制品检定所);氢氧化钠、氯仿为
分析纯;NaH2PO4、甲醇、三乙胺、盐酸为色谱纯。
1.4 盆栽
1~7号土样分别筛除杂质,粒度处理均匀,装
盆,每盆播种 20粒,留苗 10株,3次重复,温室内管
理。2006年 4月 1日播种,9月 21日收获。
1.5 大田直播栽培
大田直播栽培在 7号地进行,土地面积 100m2。
2004年 10月翻耙,2005年 5月上旬平整、打垄,垄
宽 30cm,5月 20日条播,播种量 0.015kg/m2。播种后
灌水保持土壤湿润,直至约 30d苗出齐。夏季人工除
草 5次。草麻黄地上部样品分别于 2006年 9月 6日、
9月 22日、10月 6日采收 2年生草麻黄。2005年 10
月翻耙 4号地,2006年 5月再次直播,面积 20 000m2,
管理过程同前,采收时间同前,为生长 1年的草麻黄。
1.6 生物碱含量测定方法
1.6.1 样品溶液的制备 样品溶液制备参考文献[1]~
[5],略有改动。采收后阴干 1 d的草麻黄地上部样
品 60℃烘干至恒重,粉碎过 60目筛,取粉末 2.0g,
加水 40mL,超声波振荡提取 30min,过滤,重复提取
3 次,滤液合并后用 5%氢氧化钠溶液调 pH 到
12~13,用 1.5倍体积的氯仿萃取 3次,合并氯仿萃
取液并浓缩至干,用 HPLC流动相定容至 100mL,摇
匀备用,3次重复。
1.6.2 标准品溶液的制备 分别精密称取盐酸麻黄
碱 12.44mg、盐酸甲基麻黄碱 5.92mg、盐酸伪麻黄
碱 8.36mg,置于 100mL容量瓶中,用 HPLC流动相
溶解并稀释到刻度,摇匀,得 3种标准品混合备用
溶液。
精密吸取上述标准品备用溶液 1mL、2mL、4mL、
6mL、8mL、10mL,分别置于 10mL容量瓶中,加流动
相稀释至刻度,摇匀。分别吸取 20μL注入高效液
相色谱仪,按 1.6.3项条件测定。
1.6.3 HPLC 测定条件 色谱柱:ODS- C18 (250mm×
4.6mm,5μm);流动相:0.02moL/L NaH2PO4:甲醇 :三
乙胺(99.8:0.2:0.2),用盐酸调 pH 到 3.2;流速:1.5
mL/min;进样量:20μL;温度:室温;检测波长:
210nm;运行时间:40min。
1.7 统计方法
SPSS 11.0软件。
2 结果与分析
2.1 当年盆栽草麻黄地上部生长情况
7份盐碱土壤盆栽草麻黄地上部当年生长情况
土壤序号
1
2
3
4
5
6
7
pH
8.20
7.98
8.20
8.13
8.06
9.98
8.00
电导率(μs/cm)
169.33
239.67
406.58
410.75
557.42
982.42
123.00
有机质(g/kg)
21.36
28.10
30.04
27.86
28.24
21.28
32.01
表 1 试验土壤理化性质 (n=12)
魏志华,等:草麻黄对吉林西部盐碱化土壤适应性研究第 2期 29
测量结果及数据的多重比较分析结果见表 2。
6号土壤在 1个生长季后,草麻黄的株高和地
上生物量与其他土壤上的草麻黄样品相比,差异显
著,都是最低。株高仅为最高株高样品的 66%,而生
物量仅为最高生物量样品的 49.24%。
1、2、7号土壤电导率较小,pH在 8.20以下,盐
碱化程度较轻。但 7号土壤与 1号土壤上草麻黄的
生长状态有显著差异,前者株高最高、生物量最大,
后者的株高为前者的 87.3%、生物量为前者的
68.7%。2号土壤的株高与生物量低于 7号土壤,分
别为 7号土壤的 93.4%和 89.4%,但差异不显著。土
壤盐碱化程度相当,但草麻黄生长状况不同,差异的
根源来自土壤的瘠薄程度不同,7号土壤的有机质
含量最高(见表 1),1号土壤有机质含量仅为 7号土
壤的 66.7%,2号土壤为 7号土壤的 87.8%。
3、4、5号土壤电导率居中,pH在 8.20以下,草
麻黄的生长状况相当,株高和生物量均无显著差异。
与 1、2、7号土壤相比,草麻黄的株高和生物量略低,
但差异不显著。
2.2 当年盆栽草麻黄地上部主要有效成分含量
2.2.1 标准曲线线性考察结果 标准品高效液相色
谱结果见图 1。3种标准品的保留时间(RT)分别为:
盐酸麻黄碱 24.874min、盐酸伪麻黄碱 31.677min、盐
酸甲基麻黄碱 33.643min。将浓度与峰面积进行线性
回归,得到各标准品的线性方程及线性范围,见表
3。由表 3可知,3种标准品均有很好的线性,相关系
数 r2=0.999以上。
2.2.2 有效成分含量 草麻黄地上部分有效成分含
量测定结果见表 4。甲基麻黄碱含量低,没有检出。
由表 4可知,当年播种的草麻黄植株地上部积
累的生物碱类有效成分数量水平不高,生物碱种类
主要为麻黄碱和伪麻黄碱。与生物量积累趋势相似,
图 1 草麻黄生物碱标准品 HPLC 流出曲线
土壤序号
1
2
3
4
5
6
7
株高(cm)
14.32
15.31
15.26
14.54
14.50
10.83
16.40
地上生物量(mg)
107.57
139.95
154.47
136.60
126.12
77.12
156.61
表 2 盆栽草麻黄地上部当年生长状况 n=30
注:地上生物量为单株干重。
标准品名称
盐酸麻黄碱
盐酸伪麻黄碱
盐酸甲基麻黄碱
回归方程
y=30 422x+40 191
y=29 626x+15 558
y=21 337x+5 961.5
r2
0.999 0
0.999 1
0.999 1
线性范围X(mg/L)
12.44~124.4
5.92~59.2
8.36~83.6
表 3 草麻黄类生物碱 HPLC分析工作曲线的线性方程与线性范围
特 产 研 究 2011年第 2期30
生物碱积累量(麻黄碱和伪麻黄碱合计)以 1、2、7号
土壤为最高,平均达到 0.1%;3、4、5号土壤上生长
的草麻黄 2种生物碱的积累量平均为 0.054%,超过
1、2、7号土壤上麻黄生物碱的一半。pH和电导率均
高的 6号土壤上,草麻黄中 2种生物碱的积累量仅
为 0.031%,为 1、2、7号土壤上的草麻黄生物碱含量
水平的 1/3。
2.3 直播栽培 1~2 年的草麻黄地上部主要有效成
分含量
在 4号土壤直播的草麻黄,当年生物碱积累以
麻黄碱为主,伪麻黄碱次之,其它生物碱未能检出。
最高时(10月 6日)麻黄碱含量超过 0.05%,粗总生
物碱含量可超过 0.2%。见图 2。
7号土壤上生长 2年的草麻黄粗总生物碱含量
可超过 0.9%,麻黄碱达 0.41%、伪麻黄碱 0.24%、甲
基麻黄碱 0.04%。但麻黄碱最高仅为 0.41%,尚达不
到药典要求。见图 3。
2年生草麻黄的测定结果显示,9月 22日是 3
种主要麻黄生物碱积累量最高时期。
3 小结
1、2、7号土壤,有机质含量在 21.36g/kg~32.01g/kg
之间,电导率在 239.67μs/cm以下,草麻黄生长正
常,生长 2年麻黄碱的含量即可达到 0.41%、伪麻黄
碱达 0.24%、甲基麻黄碱达 0.04%,有望种植 3年 ~4
年即可以采收。
3、4、5号土壤有机质含量在 27.86g/kg~30.04g/kg
之间,电导率在 406.58μs/cm~557.42μs/cm之间。
与 1、2、7号土壤相比,草麻黄的株高和生物量略低,
差异不显著,此类土壤完全可以种植草麻黄。
6 号土壤有机质含量为 21.28g/kg,电导率在
982.42μs/cm以上,草麻黄生长受到严重抑制;株高
与地上生物量最低,株高仅为最高株高样品的
66%;而生物量仅为最高生物量样品的 49.24%,生
物碱含量也最低。
综合上述可以确定,草麻黄能够适应土壤盐碱
化程度较轻的环境,通过适宜的人工栽培管理措施,
在吉林省西部盐碱化程度较轻的土地上种植草麻黄
切实可行。
参 考 文 献
[1]黄九林,魏春雁.麻黄研究进展[J].特产研究 ,2006,28(4):
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[2]盛连喜,刘长生,周道玮.吉林生态与生态建设[M].长春:东
北师范大学出版社,2000:68- 70.
[3]刘艳军,吴立军,田立生,等.吉林省西部沙地风蚀防治技术
研究[J].水土保持研究,2004,11(1):53- 55.
[4]李德玉,李雅臣,杨秀贤,等.麻黄碱提取方法的实验研究
[J].天津药学, 1994, 6(2):29- 31.
[5]丁明玉,温秀梅,马艳华.高效液相色谱法测定麻黄浸膏粉
中麻黄类生物碱[J].分析试验室,2004,23(7):1- 3.
图 2 1年生不同采收期草麻黄地上部有效成分含量
图 3 2年生不同采收期草麻黄地上部有效成分含量
表 4 7份土壤当年盆栽草麻黄地上部主要生物碱含量 (%)
土壤序号
1
2
3
4
5
6
7
麻黄碱含量
0.071
0.045
0.045
0.032
0.028
0.022
0.095
伪麻黄碱含量
0.041
0.024
0.018
0.018
0.022
0.009
0.024
麻黄碱 +伪麻黄碱含量
0.071+0.041=0.112
0.045+0.024=0.069
0.045+0.018=0.063
0.032+0.018=0.05
0.028+0.022=0.05
0.022+0.009=0.031
0.095+0.024=0.119
第 2期 魏志华,等:草麻黄对吉林西部盐碱化土壤适应性研究 31