全 文 ：植物学通报 2006, 23 (2): 164~168
Chinese Bulletin of Botany
野生与栽培甘草不同部位甘草酸分布特点及其意义
赵则海 曹建国 付玉杰 唐中华 祖元刚 *
(东北林业大学森林植物生态学教育部重点实验室 哈尔滨 150040)
摘要 研究了乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensis)不同部位的甘草酸分布特点及动态变化。野生及栽培
甘草地下部分甘草酸含量较高, 其中不定根中甘草酸含量与主根接近。野生甘草与栽培甘草地下部分
甘草酸含量的月变化规律相似, 且根茎中甘草酸含量比主根、不定根变化幅度大。在一个生长季中, 栽
培甘草主根甘草酸以10月份含量最高, 表明秋末是最佳采收期。栽培甘草主根在1.0 m土壤深度甘草酸
含量较高且有继续增加的趋势, 故直接播种方式种植甘草不利于根系采收, 造成资源浪费, 需要探索更
有效的甘草栽培技术。
关键词 乌拉尔甘草, 甘草酸含量, 不同部位
Distribution Characteristics of Glycyrrhizic Acid in Wild and
Cultivated Liquorices and Their Applications
Zehai Zhao, Jianguo Cao, Yujie Fu, Zhonghua Tang, Yuangang Zu*
(Key Laboratory of Forest Plant Ecology of the Ministry of Education of China, Northeast Forestry
University, Harbin 150040)
Abstract The distribution characteristics and dynamic variations of glycyrrhizic acid (GA) in
Glycyrrhizic uralensis has been studied by ultrasonic extraction and High Performance Liquid
Chromatography (HPLC). The content of GA of underground parts of both wild and cultivated
liquorices were greater than that of aboveground parts and that in inconstant roots was close to
that of taproots. The monthly variation in GA content was similar among wild and cultivated
liquorices. The amplitude of variation of GA in rhizomes was greater than that in taproots and
inconstant roots. During a growing season, the content of GA in taproots of cultivated liquorices
increased, peaking in October. Therefore, the optimal picking time is in late autumn. GA content
in taproots of cultivated liquorices at 1.0 m soil depth was higher a trend to increase, so such
planting model could reduce root harvest which displayed. To solve such problems, further
exploration is needed for effective cultivation techniques for liquorice.
Key words G. uralensis, content of GA, different parts
.实验简报.
收稿日期: 2005-04-06; 接受日期: 2005-06-24
基金项目: 教育部重点基金项目(104191)
* 通讯作者 Author for correspondence. E-mail: zygorl@public.hr.hl.cn
乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensis)是豆
科(Leguminosae)甘草属多年生草本, 主要分布
在我国西北、华北、东北地区, 具有抗寒、
耐热、耐旱、抗盐碱等优良特性, 为干旱、
半干旱地区重要的植物资源之一(为叙述方便
以下均简称为甘草)。作为我国比较重要的传
1652006 赵则海 等: 野生与栽培甘草不同部位甘草酸分布特点及其意义
统药用植物, 甘草已被作为基础原料广泛应用
于医药、化工、食品等多种行业中。甘草
中主要活性成分为甘草酸(glycyrrhizic acid,
GA)(阴键和郭力, 1993), 常作为甘草质量的衡
量指标。随着甘草的用量越来越大, 甘草人
工栽培技术开始受到重视并取得了很多成果
(傅克治, 1989; 郭江平等, 2000; 孟少童和李广
宇, 2001), 但甘草种植技术和田间管理多是从
如何提高甘草产量入手, 而涉及提高甘草品质
的栽培技术研究较少。本文通过研究甘草不
同部位甘草酸含量差异及动态变化特征, 分析
其对改进栽培甘草种植技术的意义。
1 试验地概况
研究地点位于黑龙江省西部大庆市马鞍
山, 地理位置为北纬45°46~46°55, 东经
124°19~125°12。气候属于温带半干旱大陆
性季风气候; 年均降水量308.8~589.6 mm, 主
要集中在6~8月份; 年均蒸发量1 620.4 mm。
年均气温 5.7℃, 无霜期约 145天。土壤为栗
钙土, 钙积层较浅, 且紧密, 一般在剖面30～60
cm深处开始出现, 厚度约30～70 cm, 碳酸钙
含量20%~28%之间, 土层从上到下呈弱碱至
碱性反应, pH值 7.5～9.0。
2 甘草酸测定条件
精确称取干燥的甘草样品粉末0.100 g于
10 mL容量瓶中, 加入 50%甲醇至 10 mL, 放
入超声波振荡器中提取45分钟, 过滤, 上清液
应用高效液相色谱法(HPLC)测定。甘草酸标
准品购于日本和光纯药工业株式会社 ,
BRANSONIC超声波仪, JASCO高效液相色谱
仪 , 9 7 5 型紫外检测器 , 色谱柱为 S h i m -
packCLC-ODS柱(6.0 mmi.d.×150 mm, 5 mm);
流动相为甲醇 : 3%冰醋酸=73 : 27, 检测波长
254 nm, 流速 1.0 mL.min-1, 柱温 25℃。标准
曲线为: Y= 12 375 552.96X+1 000, R2=0.997 8
(峰面积平均值(Y), 甘草酸浓度(X))。样品测
定精确度RSD为1.266%, 加样回收率为(94.387
± 0.164)%。
3 结果与分析
3.1 野生甘草与栽培甘草不同部位甘草酸
含量分析
通过对相近土壤条件下不同月份的野生
甘草和栽培甘草各部位样品进行了甘草酸含
量的测定(表 1和表 2)。野生甘草和栽培甘草
地下部分是甘草酸含量较高的部位; 其中野生
甘草主根>横根茎>不定根>垂根茎; 栽培甘草
不定根>主根>横根茎。与地下部分相比, 栽
培与野生甘草的地上部分的甘草酸含量均是
微量的(甚至部分样品检测不出甘草酸含量),
仅相当于地下部分甘草酸含量的 1% 左右。
野生甘草地下部分甘草酸含量均明显高于栽
培甘草。由于野生甘草的生长年龄不易确定,
而3年生栽培甘草生长时间相对较短, 因此野
生和栽培甘草样品的甘草酸含量差异主要与
其生长时间有关。
由于甘草的药用价值较大的部位为主根
和横根茎, 因此许多学者注重甘草地下药用部
位的研究(刘艳华和傅克治, 1996)。与甘草主
根和横根茎中甘草酸含量相比, 野生甘草和栽
培甘草的不定根中甘草酸含量均较高, 而在栽
培甘草生产过程中, 不定根往往分布较浅, 比
主根更容易采挖且产量较大, 如何在增加栽培
甘草主根产量的同时, 提高不定根产量可能对
提高栽培甘草质量具有重要意义。
3.2 野生甘草与栽培甘草不同部位甘草酸
含量的月变化
孟少童和李广宇(2001)通过对1～5年生
栽培甘草中甘草酸含量分析, 认为3年生栽培
甘草的甘草酸含量已达到可利用的医药标
准。Hayashi等(1998)认为栽培甘草的生长年
限是甘草酸含量增加决定因素, 并对栽培甘草
的甘草酸含量季节变化进行了分析, 但对于野
生甘草的季节变化规律没有涉及。从5~10月
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野生甘草与栽培甘草不同部位甘草酸含量月
变化规律(表1和表2), 秋季甘草地下部分甘草
酸含量高于春季。从 5~10月, 栽培甘草地下
部位甘草酸含量的增幅明显大于野生甘草。
按照栽培甘草中甘草酸的这种积累速率, 甘草
酸含量在几年之内就会不断增加并达到其最
大含量。但在实际测定工作中发现野生甘草
和栽培甘草地下部分甘草酸含量并不是简单
的线性上升的积累关系, 而是在6~7月甘草酸
含量稍有下降, 其中野生甘草中甘草酸含量下
降幅度较大。
对比栽培甘草与野生甘草地下部分甘草
酸含量的月变化规律, 野生甘草从 5~10月地
下部分不定根(主要指横根茎产生的比较粗大
的不定根)、横根茎和垂根茎中的甘草酸含量
变化趋势是相似的, 但根茎中甘草酸的变化幅
度大于不定根(表1)。在10月, 野生甘草的各
个部分的甘草酸含量达到其该生长季中的最
高值。从5~10月份野生甘草主根或不定根中
甘草酸含量比较稳定, 其甘草酸含量并没有明
显的增加, 表明在同一个地区中分布的野生甘
草中甘草酸含量基本上是稳定的。3年生栽
培甘草主根与根茎在6月份甘草酸含量存在一
个低谷, 且10月份甘草酸含量比5月份有明显
的增加。野生甘草与栽培甘草均表现为10月
份(秋季)甘草酸含量较高(表1和表2), 夏季甘
草酸含量均出现不同程度的下降, 笔者推测甘
草在生长旺盛季节甘草酸可能发生了转化, 且
根茎(具有运输功能)大于主根, 因此出现了根
茎中甘草酸含量的波动大于根的现象。
甘草在生长过程中, 由于其地下部分根系
甘草酸含量存在季节变化, 为保证甘草质量和
表 1 野生甘草不同部位甘草酸含量的月变化
Table 1 Monthly variations of glycyrrhizic acid in different parts of wild liquorice
Mensuration part Months
5 6 7 8 9 10
Inflorescence - - - - 0 .0113 0.0634
Seed - - - - - 0 .0181
Leaflet 0 .0877 0.0877 0.0719 0.1207 0.0925 0.0925
Stem of leaf 0.0877 0.0388 0.0540 0.0589 0.0130 0.0130
Aboveground caudex 0.0388 0.0388 0.0256 0.0828 0.0195 0.0202
Vertical rhizoma 2.4004 2.4004 1.7715 2.0497 2.0207 2.2847
Horizontal rhizoma 3.3158 3.4158 2.6660 2.0774 2.7080 3.6492
Inconstant roots 2.9460 2.9460 2.6713 2.8634 1.4870 3.2328
Taproot 3.3370 3.2253 - - 2.9640 -
- 该项目未能测定 - The part of liquorice didn’t be mensurated
表 2 3年生栽培甘草不同部位甘草酸含量的月变化
Table 2 Monthly variations of glycyrrhizic acid in different parts of cultivated liquorice of three years old
Mensuration part Months
5 6 7 8 9 10
Leaflet 0 .0336 0.0336 0.0331 0.0510 0.2696 0.0741
Stem of leaf 0.0113 - 0.0076 - 0.0401 0.0401
Overground caudex 0.0113 0.0089 0.0100 - - 0.0140
Rhizoma 0.2488 0.4352 0.5971 0.6546 1.1145 0.9019
Inconstant roots 0.7953 - 0.5570 0.8086 0.9429 1.9236
Taproot 0.7061 0.5238 0.9091 1.1062 1.1006 1.7263
- 该项目未能测定 - The part of liquorice didn’t be mensurated
1672006 赵则海 等: 野生与栽培甘草不同部位甘草酸分布特点及其意义
提高经济效益, 确定栽培甘草根系最佳采收期
十分重要。有关人工栽培甘草采收期的报道
很多, 多认为在秋季采挖比较适宜(沈玉连和张
凤琴, 2000; 周义成和吴文奇, 2001), 与本文的
研究结果一致。另外, 由于克隆植物维持根
茎或匍匐茎生长需要消耗能量(Pitelka and
Ashmun, 1985), 秋季栽培甘草的根茎的甘草酸
含量甚至可达主根的一半, 因此根茎的大量产
生会影响栽培甘草主根的甘草酸含量。栽培
甘草的药用部位多取自主根, 如能抑制栽培甘
草横根茎大量萌发, 将对提高主根、不定根
中甘草酸含量具有重要意义。
3.3 野生甘草与栽培甘草不同土壤深度主
根甘草酸含量比较
黑龙江省西部地区野生甘草主根分布深
度在0.45 m, 是对自然环境的长期适应, 而栽
培甘草由于种子浅播, 主根分布深度极浅, 多
在0.05 m左右(祖元刚等, 2004)。选取春季野
生甘草和3年生栽培甘草主根样品, 分别按在
土壤中分布深度分段测定甘草酸含量, 结果见
表 3。野生甘草主根在 1.0~2.0 m深度其甘草
酸含量较大, 0.5~1.0 m以上浅层土壤中含量较
低, 2.0 m以下土壤中含量最低; 栽培甘草主根甘
草酸含量随土壤深度的增加而增加。傅克治
(1989)报道栽培甘草的根头、根体和根尾的甘
草酸含量呈增加趋势, 与本项研究结果一致。
在不同土壤深度野生甘草主根中甘草酸
含量产生差异的机理虽然还不清楚, 但野生甘
草主根在1.0~2.0 m深度甘草酸含量分布较高
是对该生境不同土壤深度长期适应的结果。
深层土壤栽培甘草主根的甘草酸含量较高, 表
明栽培甘草主根可能尚未达到其甘草酸含量
最高的土壤深度。目前甘草地下根系采收机
械装备所能达到的深度一般很难达到1.0 m以
下, 大量的甘草酸含量较高的主根尾部银分布
较深而不能被采收利用, 造成资源浪费(野外调
查表明, 1年生栽培甘草主根的深度可达1.5 m
以上)。可见, 采用直接播种方式种植甘草不
表 3 不同土壤深度野生甘草与栽培甘草主根
甘草酸含量
Table 3 Content of glycyrrhizic acid of taproots
of wild liquorice and cultivated liquorice in
different soil depths
Soil depths (m) Wild liquorice Cultivated liquorice
0-0.1 - -
0.10-0.25 - 0.435
0.25-0.50 - 0.996 3
0.50-0.75 2.612 9 1.318 3
0.75-1.00 1.365 7
1.0-1.5 3.538 9 -
1.5-2.0 3.457 2 -
2.0-2.5 1.558 5 -
- 该项目未能测定 - The part of liquorice didn’t be
mensurated
利于根系采收, 需要探索更有效的人工栽培甘
草技术。目前已经有改直播栽植为育苗栽植,
斜栽或平栽, 甘草根系较浅, 采挖时较为省工
省力(沈玉连和张国琴, 2000; 孟少童和李广宇,
2001), 但甘草移栽后不同部位甘草酸含量还需
与直播栽培甘草进行对比研究。
4 结论
野生甘草和栽培甘草地下部分甘草酸含
量较大, 地上部分甘草酸含量是微量的。野
生甘草和栽培甘草的不定根中甘草酸含量均
较高, 因此确保栽培甘草主根产量增加的同时,
提高不定根产量对提高栽培甘草品质及利用
效率具有重要意义。
无论野生甘草还是栽培甘草地下部分甘
草酸含量的月变化规律相似, 在6~7月份甘草
酸含量均略有下降, 且根茎中甘草酸含量比主
根、不定根变化幅度大。在一个生长季中,
栽培甘草地下部分甘草酸含量增幅明显, 10月
份甘草酸含量最高; 野生甘草地下部分 10月
份甘草酸含量略高于 5月份。从提高甘草酸
利用角度, 应在秋季采挖栽培甘草地下根系。
野生甘草主根在1.0~2.0 m深度为甘草酸
含量分布较高的部位; 栽培甘草主根的根尾(土
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壤深度0.75~1.0 m)甘草酸含量较高且有继续增
加的趋势。因此直接播种方式种植甘草不利
于根系采收, 造成甘草资源的浪费, 需要探索
更有效的人工栽培甘草技术。
参考文献
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J.B.C. Jackon, L.W. Buss, and R.E. Cook, eds (New
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