全 文 ：中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 44 卷 第 2 期 2013 年 1 月

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海拔对当归中阿魏酸量的影响及关键因子分析
王惠珍 1，晋 玲 1，张恩和 2*
1. 甘肃中医学院 药学系，甘肃 兰州 730000
2. 甘肃农业大学农学院，甘肃 兰州 730070
摘 要：目的 在不同海拔进行当归 Angelica sinensis 生态适应性实验，探索影响当归阿魏酸积累的关键因子。方法 通过
田间实验测定当归阿魏酸量的变化和生理生化指标、光合参数、生态因子。结果 当归根中阿魏酸量随海拔升高而增加，且
海拔 2 780 m 处理比海拔 2 360 m 处理高 14.5%，差异显著（P＜0.05）。分析影响当归阿魏酸积累的关键因子表明，降雨量
（r＝0.898 8）和温度（r＝−0.799 1）是关键生态因子，可溶性糖（r＝−0.974 9）和超氧化物歧化酶（SOD）（r＝−0.840 8）
是关键生理生化因子，湿度（r＝0.969 9）和光合活性辐射（r＝0.946 7）是关键光合参数因子。结论 适当升高种植海拔，
增加降雨量和湿度，降低温度和可溶性糖量均有利于当归中阿魏酸的转化积累。
关键词：当归；海拔；阿魏酸；降雨量；温度；可溶性糖；超氧化物歧化酶；湿度
中图分类号：R282.4 文献标志码：A 文章编号：0253 - 2670(2013)02 - 0219 - 05
DOI: 10.7501/j.issn.0253-2670.2013.02.021
Effect of altitude on ferulic acid in Angelica sinensis and analysis on key factors
WANG Hui-zhen1, JIN Ling1, ZHANG En-he2
1. Department of Pharmacy, Gansu University of Traditional Chinese Medicine, Lanzhou 730000, China
2. College of Agronomy, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China
Abstract: Objective The ecological adaptability of Angelica sinensis was studied at different altitudes to explore the key factors on
the accumulation of ferulic acid (FA) in A. sinensis. Methods Using the field test, the changes of physiological and biochemical
indexes, photosynthetic parameters, ecological factors, and FA content were determined. Results FA content in the roots of A.
sinensis was increased with the altitude rising, and the FA content in A. sinensis from 2 780 m was higher than that from 2 360 m by
14.5% (P < 0.05). The key factors that affected the accumulation of FA were analyzed; Rainfall (r = 0.898 8) and temperature (r =
−0.799 1) were the key ecological factors; Soluble sugar (r = −0.974 9) and superoxide dismutase (SOD) (r = −0.840 8) were the key
physiological and biochemical factors; Relative humidity (r = 0.969 9) and photosynthetically active radiation (PAR) (r = 0.946 7)
were the key photosynthetic factors. Conclusion Properly rising the altitude of planting, increasing the rainfall and humidity, and
decreasing the temperature and soluble sugar are benefitial to the transformation and accumulation of FA in A. sinensis.
Key words: Angelica sinensis (Oliv.) Diels; altitude; ferulic acid; rainfall; temperature; soluble sugar; superoxide dismutase; humidity

当归 Angelica sinensis (Oliv.) Diels 为伞形科
当归属多年生草本植物，以干燥根入药，有补血、
活血、调经止血、润肠滑肠等功效，素有“十方
九归”之称。当归为甘肃道地药材，喜冷凉环境
条件，主产于岷县，以质优物美的“岷归”享誉
海内外。随着人民生活水平的提高和医药事业的
发展，当归需求量逐年增加，致使当归供不应求。
药农追求经济效益而违背种植制度，大面积连作
栽培，导致产量下降[1]、品质劣化[2]、病虫害加重[3]、
早期抽薹严重[4]等连作障碍问题。
据调查，岷县当归主要种植于海拔 2 000～2 300
m 的平坦地带，而岷县是耕地海拔跨度较大、降雨
量相对较多的地域，当归又适宜高寒阴湿环境，低
海拔不能越夏，且同一地域海拔高度对植物品质的
影响程度远大于该地域土壤农化性质的影响[5-6]。因
此，本实验以当归中阿魏酸的量为考察指标，研究

收稿日期：2012-05-18
基金项目：国家自然科学基金资助项目（310106182，31070352）
作者简介：王惠珍（1974—），女，副教授，博士，主要从事药用植物栽培和生理生态方面的研究。
Tel: (0931)8765393 13919970774 E-mail: whz1974828@163.com
*通信作者 张恩和 E-mail: zhangenh@163.com
网络出版时间：2012-12-18 网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/12.1108.R.20121218.1017.007.html
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2 360、2 570、2 780 m 3 个海拔梯度下当归适宜程
度，再通过环境生态指标、当归生理生化和光合参
数等的测定，探索影响当归阿魏酸形成的关键生态
因子、生理生化因子和光合参数因子，为当归规范
化种植提供理论和实践指导。
1 材料
选用单根质量约 1 g、根长约 12 cm、分枝少、
无腐烂、无虫蛀岷县当地药农自育一年生种苗，品
种为紫茎当归 Angelica sinensis (Oliv.) Diels，由笔者
鉴定。
2 方法
2.1 试验设计
实验采用单因素完全随机区组设计，以海拔梯度
为试验因素，设 2 360、2 570、2 780 m 3 个梯度，3
次重复，共计 9 个处理，小区面积为 200 m2（20 m×
10 m）。实验地为春小麦茬口，坡向一致，均为半阴
坡，不同海拔实验地土壤状况见表 1。栽植前施农家
肥 45 000 kg/hm2，全氮 90 kg/hm2、P2O5 65 kg/hm2、
K2O 45 kg/hm2，作为基肥于栽植前分小区一次性翻
入土壤，生长期间不再追肥；起垄覆膜，垄面宽 80
cm，垄间距 20 cm，按行株距 30 cm×25 cm 的栽植
密度开穴移栽，每穴植入 2 株种苗后填实土壤防止
空置现象发生，覆土，密度保持约 13 万株/hm2。出
苗后分次间苗，防止早期抽薹后出现空穴。田间管
理措施均一致，并及时清除田间的枯枝烂叶以防病
虫害侵染。
表 1 不同海拔试验地土壤理化性质
Table 1 Physicochemical characteristic of tested soil at different altitudes
海拔 / m 土壤类型 pH 值 有机质 / (g·kg−1) 全磷 / (mg·kg−1) 速效钾/ (mg·kg−1) 全氮 / (g·kg−1)
2 360 黑垆土 6.9 1.579 3.938 40.2 10.49
2 570 黑垆土 7.0 1.505 3.995 41.3 10.12
2 780 黑垆土 7.0 1.652 3.392 39.8 9.97

2.2 阿魏酸测定
2.2.1 色谱条件 色谱柱：大连依利特C18（250 mm×
4.6 mm，5 μm）；流动相：乙腈-0.085% H3PO4 溶液
（18∶82）；检测波长 316 nm；柱温为常温；理论板
数按阿魏酸峰计算不低于 4 000。
2.2.2 对照品溶液的制备 精密称取阿魏酸对照
品 0.010 69 g，置 50 mL 棕色量瓶中，加 70%甲醇
使溶解，并稀释至刻度，摇匀；精密取 3 mL，置
50 mL 棕色量瓶中，加 70%甲醇稀释至刻度，摇匀。
2.2.3 供试品溶液的制备 取本品粉末（过 3 号筛）
0.2 g，精密称定，置具塞锥形瓶中，精密加入 70%
甲醇 20 mL，密塞，称定质量，超声提取 30 min，
放冷，再称定质量，用 70%甲醇补足减失的质量，
摇匀，静置后，用微孔滤膜（4.5 μm）滤过，即得。
2.2.4 样品测定 每小区取 50 株样品，取根部阴
干后参照《中国药典》2010 年版方法[7]测定阿魏酸
的量。
2.3 生理生化指标测定
于 2010 年 7 月 10 日至 8 月 25 日期间分 3 次采
集当归倒数第 3 片叶进行渗透调节物质和保护酶活
性测定，取平均值。超氧化物歧化酶（SOD）活性
的测定参照文献方法[8]，酶活性单位以 U/g 表示；
过氧化氢酶（CAT）活性的检测参照文献的方法[9]，
以每分钟内 A240值变化 0.1 为 1 个酶活性单位，用 U /
(min·mg)表示；过氧化物酶（POD）活性的检测参照
愈创木酚法[8]，以每分钟 A470 变化值表示酶活性大
小。采用酸性茚三酮法测定游离脯氨酸量[10]；蒽酮
比色法测定可溶性糖量[10]；硫代巴比妥酸法测定丙
二醛（MDA）量[10]。并与阿魏酸量进行相关性分析。
2.4 光合参数测定
于 2010 年 8 月 15～17 日当归根膨大期，采用
Li—6400 便携式光合作用系统测定活体当归叶片
的光合参数，每次随机选择 5 株健壮植株中部侧枝
的中间健康成熟叶 5 片。每张叶片待测读数据稳定
后取 3 个数值进行平均，最后取 5 片叶的平均值。
并与阿魏酸量进行相关性分析。
2.5 数据处理
数据采用 Excel 表格结合数据统计软件
SPSS16.0 进行整理和分析，不同处理相同指标进行
LSD0.05 和 LSD0.01 比较，Spearmen 相关分析，用
SigmaPlot10.0 软件绘图。
3 结果与分析
3.1 海拔对当归根中阿魏酸量的影响
当归根中阿魏酸量随海拔升高而增加，海拔2 780
m 处理比海拔 2 570、2 360 m 处理分别提高 5.5%和
14.5%，海拔 2 570 m 处理比海拔 2 360 m 处理高
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8.6%，海拔 2 780 m 与 2 360 m 差异显著（P＜0.05），
其他处理间差异均不显著（P＞0.05）。分析阿魏酸的
量在海拔梯度间变化幅度表明，海拔越高，变化幅度
越小，在 2 360 m 基础上每升高 220 m 依次增加 8.6%
和 5.5%，说明海拔升高，气候变冷，光合作用和干物
质积累降低，导致阿魏酸积累也降低，见图 1。

图中不同小写字母表示在 0.05 水平差异显著，相同字母表示不显
著，下图同
Different lowcase letters refer to significance at 0.05 level, same
letters refer to no significance, same as below
图 1 不同海拔梯度当归根部阿魏酸量比较
Fig. 1 Comparison on FA contents in roots
of A. sinensis at different altitudes
本研究同时跟踪当归根中阿魏酸的动态变化过
程，结果表明，3 个海拔间存在显著差异（图 2），6
月 25 日至 7 月 25 日，3 个海拔阿魏酸日增长量均
很低，分别为 0.11、0.06、0.04 mg/(g·d)，海拔 2 360
m 显著高于其他 2 个海拔（P＜0.05）；7 月 25 日至
10 月 15 日，3 个海拔日增长量平均分别为 0.39、
0.37、0.39 mg/(g·d)，分别约为 6 月 25 日至 7 月 25
日时段的 3.55、6.17 和 9.75 倍，海拔间差异不显著
（P＞0.05）；而采收前 8 d 内，3 个海拔日增加量分
别升高至 1.5、2.48 、2.82 mg/(g·d)，分别为前一时
段的 3.8、6.7 和 7.2 倍，海拔 2 780 m 处理分别比
海拔 2 570 m 和 2 360 m 处理高 13.7%和 88.0%，海

图 2 不同海拔高度当归根部阿魏酸的增加量
Fig. 2 Increase of FA content in roots of A. sinensis
at different altitudes
拔 2 570 m 处理较海拔 2 360 m 处理高 65.3%，海拔
间差异均显著（P＜0.05）。从此得出，高海拔当归
应适当延迟采挖时间。
3.2 影响阿魏酸积累的关键生态因子分析
对生态因子与阿魏酸量进行相关分析表明，降
雨量与阿魏酸量呈极显著正相关关系（r＝0.898 8），
说明随降雨量增加，阿魏酸量呈极显著的增加趋势；
温度与阿魏酸量呈显著负相关关系（r＝−0.799 1），
说明随温度降低，当归阿魏酸量呈显著增加趋势；
总日照时数、土壤有机质变化量和土壤全磷变化量
与阿魏酸量呈正相关关系，但均不显著，说明增加
日照时数和有机质的量对阿魏酸积累的贡献率不
大。故从相关程度得出，降雨量是影响当归阿魏酸
量的主要生态因子，其次是温度，影响最小的是日
照时数、有机质变化量和全磷变化量（表 2）。
表 2 生态因子与阿魏酸量的相关分析
Table 2 Correlation analysis on ecological factors
and FA content in A. sinensis
生态因子 r
温度 −0.799 1*
总日照时数 0.712 7
降雨量 0.898 8**
有机质变化量 0.710 2
全磷变化量 0.612 8
*P＜0.05 **P＜0.01，下表同
*P＜0.05 **P＜0.01, same as below
3.3 影响阿魏酸积累的关键生理生化因子分析
从生理生化因子与阿魏酸量的相关分析看出，
阿魏酸量与渗透调节物质和保护酶活性均呈负相
关关系。其中可溶性糖量与阿魏酸呈极显著负相关
关系（r＝−0.974 9），SOD 与阿魏酸量呈显著负相
关关系，说明降低当归体内可溶性糖量和 SOD 活
性，阿魏酸量有显著增加趋势；而其他生理生化因
子与阿魏酸量相关性不显著。故从相关程度得出，
可溶性糖量是影响阿魏酸量的主要生理生化因子，
其次是 SOD，影响最小的是脯氨酸（表 3）。
3.4 影响阿魏酸形成的关键光合参数因子分析
阿魏酸量与有效光辐射、湿度、CO2 浓度以
及叶绿素 a 和 b 呈正相关关系，而与其他指标呈
负相关关系，其中除了与蒸腾速率的相关性不显
著外，与其他指标均呈显著负相关关系。说明增
加有效光辐射、湿度、CO2 浓度和叶绿素量，降
低气温均有利于阿魏酸积累。而净光合速率、蒸

2 360 m
2 570 m
2 780 m
3.0
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0
阿
魏
酸
增
加
量
/
(m
g·
g−
1 ·d
−1
)
a b c
a
b
c
06-25～07-25 07-26～08-25 08-26～09-25 09-26～10-15 10-16～10-24
日期

b
ab a0.080
0.060
0.040
0.020
0
阿
魏
酸
/
%

2 360 2 570 2 790
海拔高度 / m
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腾速率、气孔导度和胞间 CO2 浓度均与阿魏酸量
呈负相关关系，说明当归根中阿魏酸是在低温条
件下当归自身体内物质转化完成。阿魏酸与光合
参数相关分析见表 4。
表 3 生理生化因子与阿魏酸的相关分析
Table 3 Correlation analysis on physiological and biochemical
factors and FA content in A. sinensis
生理生化因子 r
脯氨酸 −0.024 9
可溶性糖 −0.974 9**
MDA −0.773 2
SOD −0.840 8*
POD −0.704 5
CAT −0.682 4
表 4 光合参数与阿魏酸量的相关分析
Table 4 Correlation analysis on photosynthetic
parameters and FA content in A. sinensis
光合参数 r
净光合速率 −0.898 2*
蒸腾速率 −0.435 5
气孔导度 −0.856 8*
胞间 CO2浓度 −0.898 7*
有效光辐射 0.946 7**
空气相对湿度 0.969 9**
叶片温度 −0.905 0**
空气 CO2浓度 0.941 2**
叶绿素 a 0.865 9*
叶绿素 b 0.938 0**
类胡萝卜素 −0.930 2**
4 讨论
4.1 海拔梯度对当归阿魏酸量的影响
品质是衡量植物应用价值的重要指标之一，尤
其是药用植物。许多学者已经在海拔对植物品质
的影响方面做了大量工作，研究结果不尽相同，
赵广琦等[11]研究发现，生长在低海拔地区的黄连
质量显著高于高海拔地区；宋晓静等[12]研究紫茎
泽兰中绿原酸量在海拔高于 1 900 m 以上质量分
数呈下降趋势。对玉米的研究发现[13]，蛋白质和
赖氨酸量随海拔增加而提高，而淀粉量和可溶性
糖量随海拔升高而降低。但陈翠等[14]研究发现云
南重楼中皂苷量随海拔的增加无明显变化。这些
结果说明不同植物对海拔的响应程度不同，并且
同一种植物其体内物质对海拔变化的响应程度
也不同。
阿魏酸是当归主要药效成分之一，其量的高低
决定了当归品质的好坏。本研究得出，当归阿魏酸
量随海拔升高而增加，高海拔（2 780 m）显著高于
低海拔（2 360 m），这与对玉米[14]、烟草[7]等作物
的研究结果一致。可能原因：一是当归性喜冷凉环
境条件；二是低海拔昼夜温差相对较小，呼吸消耗
较多，阿魏酸转化量降低；三是由于高海拔地区的
低温有利于根中阿魏酸的转化积累。因此，在本实
验设计海拔 2 300～2 800 m 内，海拔升高有利于当
归根中阿魏酸量增加。
4.2 影响当归根中阿魏酸积累的关键生态因子分析
生态因子是药用植物赖以生存的影响因子，
也是品质形成的关键因子，与大多数根茎类药材
相比，当归对生态因子的变化比较敏感。该研究
中 3 个海拔的温度、降雨量和日照时数等主要生
态因子有明显差异，对当归阿魏酸积累也有显著
影响。相关分析表明：降雨量和温度是影响当归
阿魏酸形成的关键因子，其次是日照时数。研究
表明大多数药材品质形成需要一定高温、降雨和
光照条件[15]，而从当归阿魏酸动态积累（图 2）
看出，阿魏酸转化积累的关键时期在收获前很短
的时间段内，这可能是由当归性喜冷凉气候的生
物学特性决定的。
4.3 影响当归根中阿魏酸积累的关键生理生化因
子分析
渗透调节物质和保护酶在植物遭遇逆境胁迫时
变化最大，是植物抵御外界逆境的重要机制，但这
两类物质对植物品质形成研究较少。本研究分析了
这两类物质与阿魏酸形成之间的关系，表明可溶性
糖是影响阿魏酸量的关键生理生化因子，其次是
SOD、MDA、POD 和 CAT，影响最小的是脯氨酸。
分析可能原因：当归性喜冷凉环境条件，高海拔适
宜当归生长，故当归体内生理生化因子保持平衡稳
定，对细胞膜的伤害程度较小，阿魏酸转化积累途
径畅通、合成前体物质充足。
4.4 影响当归根中阿魏酸积累的关键光合参数因
子分析
光合作用是药材品质形成的基础，净光合速率、
蒸腾速率、气孔导度、胞间 CO2 浓度以及各种影响
光合特性的环境条件均影响光合作用。相关分析表
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明：湿度是影响当归阿魏酸积累的关键光合参数因
子，其次为有效光辐射、空气 CO2浓度。即增加相
对湿度和空气 CO2 浓度、降低光合有效辐射和大气
温度均有利于阿魏酸积累。
综合以上分析看出，在海拔 2 300 m～2 800 m
适当升高种植海拔有利于当归根中阿魏酸的转化积
累，且降低温度和当归体内可溶性糖、增加降雨量
和光照时数有利于当归阿魏酸的形成。此结果对当
归规范化种植具有重要指导意义，但目前此方面研
究报道甚少，希望今后有更多学者从当归生态适应
性方面做进一步研究，为“岷归”品质和声誉做出
更大贡献。
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