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不同种植方式下恒山黄芪的质量比较研究



全 文 :·研究报告·
不同种植方式下恒山黄芪的质量比较研究
刘 靖1,陈虎彪1,2,白焱晶1,蔡少青1,古海峰3,郭洪祝3,杜新刚1
(1北京大学 药学院 天然药物学系,北京100083;2香港浸会大学 中医药学院,香港;
3北京市药品检验所,北京 100035)
[收稿日期] 20070301
[通讯作者] 陈虎彪,Tel:(0852)34112060,Email:hbchen@
hkbueduhk
  黄芪为豆科植物蒙古黄芪Astragalusmembrana
ceus(Fisch)Bgevarmongholicus(Bge)Hsiao或
膜荚黄芪 Amembranaceus(Fisch)Bge的干燥
根[1]。山西省产黄芪已有久远的历史,主产于恒山
山脉的浑源、应县、代县、繁峙等县及太行山南部的
晋东南、晋南等地[2],其中恒山黄芪为正宗北芪,分
叉少,成品绵性大,柴性小,粉性和甜味足,是我国优
质道地黄芪[3]。据实地考察,恒山黄芪的种植方式
主要有2种,一是在半山坡上半野生状态的黄芪,即
山上直播种植;二是平地栽培的黄芪。本试验着重
研究了这2种种植方式的黄芪的栽培地区土壤特
征、黄芪栽培方法、采集的黄芪植物生物学性状及药
材化学成分的差别。
1 黄芪栽培地区土壤特征
黄芪耐寒、耐旱、耐瘠薄,怕热、怕涝。喜生长于
凉爽气候,土壤为深厚、疏松、排渗力强的砂质土壤
中。山上直播的恒山地道黄芪产区主要分布在恒山
山脉中段的石质山地上,海拔为1300~1800m,坡
向以半阳坡为主。土壤主要为砂质壤土,物理风化
强,颗粒较粗,石砾多,疏松,有利于需氧性细菌活动
和有机物风化。土层厚度多在1m以上,土壤通透
性好,有利于黄芪根系的向下生长和水分养分的吸
收。平地栽培的黄芪,主要是种植在肥沃、深厚、中
性或微碱性的砂质壤土的农田上。由于农田是长期
耕作的,所以土壤疏松,土层厚度大约在 60~90
cm,保证了黄芪根系的向下生长和根部的粗度。
2 恒山黄芪栽培方法
山地种植的半野生状态的黄芪,一般为直播,不
再人工管理。2年后8~9月进行采种,当荚果呈褐
色时,便可采收。生长 5~6年后才可采刨黄芪根
部。刨完黄芪后应将土填回原处,注意对松软土壤
的平整。否则当黄芪成片起挖,山坡土壤被深翻后
十分松软,很容易造成水土流失,破坏当地的生态环
境[4]。
平地栽培的黄芪一般是第1年春季播种,第2
年将幼苗移栽至质地疏松、土壤肥沃、排灌方便的农
田。其有利之处是在育苗阶段,育苗地集中,便于管
理,而且出苗率较高。平地栽培黄芪多为二或三年
生。
3 生物学性状及药材化学成分
31 材料 笔者在2005年7月底在山西省繁峙
县、应县及浑源县采集及购买了12份黄芪药材(见
表1),其中,6份为多年生的山上直播的黄芪,另6
份为二年生或三年生的平地栽培黄芪,所有黄芪药
材经陈虎彪教授鉴定均为蒙古黄芪。
32 生物学性状及药材特征 根据采集到的7份
黄芪植物标本,总结了山上直播和平地栽培的黄芪
的生物学性状及其根部药材特征,见表2。
33 黄芪药材及黄芪根系附近土壤中的微量元素
的含量 采用电感耦合等离子质谱(ICPMS)测定
了7个产地的黄芪药材中及根系附近土壤中10种
微量元素的含量,并且计算出各个产地黄芪药材的
微量元素富集系数,结果见表3~5。
结果表明,黄芪药材中微量元素除铬含量高外,
其他均符合药典标准,山上直播的黄芪根系附近土
壤中微量元素Cu,Cr,Sn,Pb,Hg,Cd,As的含量要高
于平地栽培的黄芪根系附近土壤中的含量,而 Al,
Ba,Se的含量要低于平地栽培的黄芪根系附近土壤
中的含量。山上直播的黄芪药材中微量元素 Cu,
Hg,Ba的含量高于平地栽培的黄芪药材中的含量,
而Al,Cr,Sn,Se,Pb,Cd,As的含量要低于平地栽培
的黄芪药材中的含量。
从黄芪药材微量元素富集系数来看,山上直播
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    中 国 中 药 杂 志
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March,2008
   表1 药材来源
No 采收地点 采集时间 生长时间 栽培方式
1 繁峙县城关周庄村 自采于20050725 多年生 山上直播
2 应县白马石乡 购买2004年秋季采收 多年生 山上直播
3 应县白马石乡 购买2004年秋季采收 多年生 山上直播
4 应县大临河乡长春沟 自采于20050727 多年生 山上直播
5 应县北楼峪黄杨树村 自采于20050727 多年生 山上直播
6 应县北楼峪九股泉跑马渠 自采于20050727 多年生 山上直播
7 繁峙县繁城镇中药材示范基地 自采于20050726 三年生 栽培  
8 应县白马石乡 自采于20050726 二年生 栽培  
9 应县白马石乡 购买2004年秋季采收 三年生 栽培  
10 浑源县官儿乡 购买2004年秋季采收 三年生 栽培  
11 浑源县官儿乡 购买2005年春季采收 三年生 栽培  
12 浑源县土岭乡 自采于20050727 二年生 栽培  
表2 山上直播及平地栽培所产黄芪生物学性状及药材特征
生物学性状 山上直播 平地栽培
株高 89~120cm 34~45cm
株型 直立型或斜生型 斜生型
茎色 绿色略带红色 绿色
叶形 椭圆状卵形 椭圆形
叶色 绿色或浅绿色 浅绿色
小叶尖端 圆、钝或具小刺 微凹或具小刺
小叶片长 0.6~1.3cm 0.6~1.5cm
小叶片宽 0.2~0.5cm 0.2~0.6cm
小叶对数 7~20对 14~20对
小叶叶面 上面被毛或两面被毛 上面被毛或均无毛
花色 黄白色带淡紫红色、黄色或黄白色 黄白色
果实颜色 浅绿色带淡紫红色或绿色 绿色或淡粉色
药材色泽 深褐色 黄褐色
药材长度 29~57cm 36~52cm
根形 无分支或分支少 分支少
药材表面 皱纹 纵棱
药材质地 坚韧致密 粉性致密
药材断面 纤维性 纤维性
药材豆腥气 微 微
药材之味 无味或甘 甘
表3 黄芪根系附近土壤中微量元素的质量分数 mg·kg1
No 铝(Al) 铜(Cu) 铬(Cr) 锡(Sn) 硒(Se) 铅(Pb) 汞(Hg) 镉(Cd) 钡(Ba) 砷(As)
1 3328 11.900 8.423 1.062 0.000 6.391 0.026 0.111 19.610 21.920
4 5707 9.629 5.987 1.246 0.068 14.760 0.073 0.137 121.300 17.410
5 2202 8.964 6.551 1.091 0.042 14.630 0.025 0.121 126.800 17.430
6 2772 10.760 7.043 1.273 0.038 16.050 0.200 0.159 118.000 17.540
平均值 3502 10.313 7.001 1.168 0.037 12.958 0.081 0.132 96.428 18.575
7 5351 9.108 7.629 0.983 0.044 13.160 0.062 0.095 108.600 15.750
8 7365 3.019 1.365 0.441 0.069 10.720 0.010 0.044 49.270 13.740
12 3596 5.094 2.201 0.876 0.037 18.740 0.023 0.098 130.400 14.250
平均值 5437 5.740 3.732 0.766 0.050 14.207 0.032 0.079 96.090 14.580
  注:编号1,4,5,6为山上直播黄芪;7,8,12为平地栽培黄芪(表4,5同)
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表4 黄芪药材中微量元素的质量分数 mg·kg-1
No 铝(Al) 铜(Cu) 铬(Cr) 锡(Sn) 硒(Se) 铅(Pb) 汞(Hg) 镉(Cd) 钡(Ba) 砷(As)
1 218 3.630 0.140 0.039 0.000 0.297 0.461 0.000 7.141 0.241
4 676 4.120 7.733 0.099 0.000 0.360 0.053 0.016 19.030 0.336
5 470 2.810 1.459 0.034 0.002 0.229 0.036 0.014 15.170 0.105
6 622 3.700 0.705 0.044 0.000 0.220 0.325 0.004 5.199 0.137
平均值 497 3.565 2.509 0.054 0.001 0.277 0.219 0.009 11.635 0.205
7 436 2.510 3.801 0.048 0.010 0.194 0.029 0.007 5.205 0.169
8 722 4.200 2.119 0.053 0.006 0.384 0.026 0.017 10.380 0.289
12 851 1.290 10.650 0.164 0.031 0.796 0.040 0.023 14.430 0.403
平均值 670 2.667 5.523 0.088 0.015 0.458 0.032 0.016 10.005 0.287
表5 黄芪药材微量元素富集系数
No 铝(Al) 铜(Cu) 铬(Cr) 锡(Sn) 硒(Se) 铅(Pb) 汞(Hg) 镉(Cd) 钡(Ba) 砷(As)
1 0.066 0.305 0.017 0.037 0.000 0.046 17.868 0.002 0.364 0.011
4 0.118 0.428 1.292 0.079 0.000 0.024 0.732 0.119 0.157 0.019
5 0.213 0.313 0.223 0.031 0.053 0.016 1.448 0.118 0.120 0.006
6 0.224 0.344 0.100 0.034 0.000 0.014 1.625 0.025 0.044 0.008
平均值 0.142 0.346 0.358 0.046 0.015 0.021 2.704 0.066 0.121 0.011
7 0.081 0.276 0.498 0.049 0.217 0.015 0.473 0.076 0.048 0.011
8 0.098 1.391 1.552 0.120 0.084 0.036 2.580 0.377 0.211 0.021
12 0.237 0.253 4.839 0.187 0.840 0.042 1.717 0.235 0.111 0.028
平均值 0.123 0.465 1.480 0.115 0.308 0.032 0.996 0.198 0.104 0.020
的药材中微量元素Al,Hg,Ba的富集系数高于平地
栽培的药材,而对于微量元素Cu,Cr,Sn,Se,Pb,Cd,
As来说,平地栽培的药材的富集系数要高于山上直
播的药材的富集系数。由此可以看出对于不同的生
产环境,黄芪药材微量元素的富集系数也有所不同。
虽然山上直播的黄芪根系附近土壤中多种重金属含
量都比较高,但是黄芪药材的富集系数却没有平地
栽培的黄芪药材的富集系数高,使得山上直播的黄
芪药材中的重金属含量只有Cu,Hg,Ba高于平地栽
培的黄芪药材中的含量。但是对于微量元素硒,平
地栽培的土壤中含量及黄芪药材中的含量均比山上
直播的高,并且平地栽培的黄芪药材对于硒的富集
系数也要高于山上直播的黄芪药材的富集系数。
黄芪药材中化学成分的含量,采用本实验室测
定黄芪黄酮含量和黄芪甲苷的方法[5],测定了12份
黄芪药材中的毛蕊异黄酮苷、芒柄花苷、毛蕊异黄
酮、芒柄花素及黄芪甲苷的含量。结果如表6。从
表6可以看出,平地栽培黄芪药材中毛蕊异黄酮苷、
芒柄花苷、毛蕊异黄酮、芒柄花素、黄芪甲苷的含量
均要高于山上直播黄芪药材中的含量。
4 结论
现阶段,黄芪道地产地之一的山西恒山山脉一
带种植蒙古黄芪的方式主要分山上直播和平地栽培
2种。其生长环境及栽培方法的不同,导致所产的
   表6 6份山上直播和6份平地栽培黄芪
药材的黄酮和黄芪甲苷质量分数 %
No
毛蕊异
黄酮苷
芒柄
花苷
毛蕊异
黄酮
芒柄
花素
总黄酮
#

甲苷
1 0.010 0.003 0.009 0.002 0.023 0.025
2 0.007 0.003 0.013 0.004 0.027 0.015
3 0.013 0.004 0.017 0.005 0.040 0.010
4 0.017 0.007 0.014 0.005 0.043 0.014
5 0.010 0.003 0.008 0.003 0.024 0.007
6 0.007 0.005 0.004 0.002 0.018 0.005
平均值 0.011 0.004 0.011 0.004 0.029 0.013
7 0.010 0.002 0.005 0.001 0.019 0.021
8 0.011 0.004 0.009 0.003 0.026 0.015
9 0.011 0.003 0.023 0.005 0.041 0.008
10 0.033 0.013 0.021 0.007 0.073 0.010
11 0.026 0.012 0.011 0.004 0.053 0.010
12 0.013 0.005 0.008 0.002 0.028 0.021
平均值 0.017 0.007 0.013 0.004 0.040 0.014
  注:编号1~6为山上直播黄芪;7~12为平地栽培黄芪
黄芪的生物学性状上有所差异,黄芪药材外观及化
学成分也有区别。分析毛蕊异黄酮苷、芒柄花苷、毛
蕊异黄酮、芒柄花素、黄芪甲苷的含量,平地栽培的
黄芪含量均高于山上直播的黄芪的含量。鉴于平地
栽培的黄芪的周期比较短,一般第1年播种,第2年
移栽,第3年就可以采收,而山上直播的半野生黄芪
需5~6年才能采收,并且平地栽培的黄芪药材中的
微量元素硒的含量要高于山上直播的黄芪药材中的
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含量,故适当提高平地栽培黄芪的比例,可以提高道
地产区黄芪药材的质量和总产量。
[参考文献]
[1] 中国药典[S]一部2005:212
[2] 安秀娟恒山黄芪规范化栽培技术研究[J]现代农业科技,
2005,08:38
[3] 刘亚明,牛燕珍,冯前进,等三种黄芪质量比较及山西道地黄
芪的产业化发展分析[J]中国医药学报,2001,16(4):60
[4] 赵 明,段金廒,文 哲,等中国黄芪属 AstragalusLinn药
用植物资源现状及分析[J]中国野生植物资源,2000,19
(6):5
[5] 黄璐琦,王永炎中药材质量标准研究[M]北京:人民卫生
出版社,2006:599
[责任编辑 张宁宁]
[收稿日期] 20070421
[基金项目] 江苏省高技术项目(Q200541)
[通讯作者] 唐晓清,Tel:(025)84396125,Email:xqtang@
njau.edu.cn
板蓝根的生长及碳、氮类化合物的积累规律研究
唐晓清1,王康才1,陈树兵2,陈 暄1,王 卉1
(1.南京农业大学 中药材研究所,江苏 南京 210095;
2.江苏省灌南县科技局,江苏 连云港 222500)
  板蓝根为十字花科植物菘蓝 Isatisindigotica
Fort.的根[1],具有清热解毒,凉血利咽的功效[2]。
作为一种特殊的经济作物,板蓝根的生长量是药农
关心的指标,而其有效成分含量则是药学研究者关
心的指标。目前对板蓝根的研究主要以靛蓝、靛玉
红、多糖、氨基酸、有机酸为质控指标成分[3]。总氮
也是板蓝根有效成分的重要指标之一,通过测定板
蓝根的含氮量可以在一定程度上反映出氨基酸与生
物碱的含量,同时也能反应出菘蓝体内氮的代谢。
因此本试验分析了不同时间板蓝根的生长量,以生
长量、多糖和总氮为综合指标考察板蓝根的质量,为
板蓝根的生长研究提供一定的理论依据。
1 材料
板蓝根采自江苏省连云港市灌南县板蓝根基
地,从2005年8月31日到11月10日,每间隔7d
采集一次,每次随机采样25株。
凯氏定氮仪,PR756紫外分光光度计(上海第三
仪器厂)。硫酸钾硫酸铜混合物(K2SO4∶CuSO4·
5H2O=3∶1,加速剂)、30%氢氧化钠溶液、2%硼酸
溶液、甲基红溴甲酚绿混合指示剂(由50mL2g·
L-1溴甲酚绿乙醇溶液与10mL的2g·L-1甲基红
乙醇溶液混合配成),葡萄糖(105℃干燥恒重),苯
酚、硫酸、苯酚、盐酸均为分析纯,5%苯酚即配即用。
2 方法
2.1 生长量的分析 将采收后的板蓝根除去泥土,
去掉芦头、茎叶,快速洗净,以吸水纸吸干水分,测量
其中部直径,测定其鲜重,之后在60℃烘至恒重,测
其干重,取25株的平均值作为生长量,将干燥至恒
重的根粉碎过60目筛,备用。
2.2 板蓝根中总氮含量的测定 采用凯氏定氮法
参考文献[5]进行测定。
2.3 多糖含量的测定 采用苯酚硫酸法参考文献
[4,5]进行测定。
2.4 生长量与总氮、多糖的乘积值分析 将各个采
样时间点的生长量与总氮、多糖分别相乘,分析不同
采样时间的变化。
3 结果与分析
3.1 板蓝根不同时期生长量的变化 板蓝根从8
月31日到11月10日一直处于生长时期(表1),根
的直径呈持续增长的趋势,根的鲜重与干重也一直
呈上升趋势。单株鲜重在9月8日到10月13日有
一个明显急剧上升的过程,由 397g增加到 932
g,增长速度较快,但其干重增加则较小,这与当时的
降雨有一定的关系,雨水增加使其根部吸收的水分
较多,故此段时间内的折干率较高,均超过了
0420,之后其鲜重增加较为缓慢。
3.2 不同时期板蓝根中总氮含量变化 板蓝根中
总氮含量在10月20日之前一直呈明显的增长趋势
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