全 文 :我国甘草药用植物资源调查及质量评价研究
黄明进1,王文全1,2,魏胜利1,2
(1北京中医药大学 中药学院,北京 100102;
2中药材规范化生产教育部工程研究中心,北京 100102)
[摘要] 目的:摸清我国甘草药用植物野生分布区和人工种植区的资源现状,分析不同分布区甘草药材中甘草酸和甘草
苷的含量。方法:采用走访调查、现地样方取样和实验室数据测定分析相结合的方法。结果:我国野生甘草分布范围没有发
生明显变化,但种群密集程度发生了较大改变;当前全国野生甘草蕴藏量不足50万t,栽培甘草地里蓄积量不到25万t;99份
野生甘草药材甘草酸和甘草苷的平均质量分数分别为348%,173%,仅616%的样品达到《中国药典》(2005年版)标准;11
份栽培甘草药材甘草酸和甘草苷的平均质量分数分别为285%,153%,其中4份二年生样品中有3份低于药典标准。结论:
甘草资源总蕴藏量仍然在减少,人工甘草将成为野生甘草的重要替代资源;栽培与野生甘草药材之间存在较大的质量差异;
加强野生甘草资源保护,提高人工甘草药材质量,发展优质甘草栽培产业,是解决资源危机与实现甘草资源可持续利用的有
效途径。
[关键词] 甘草;资源调查;质量评价;甘草酸;甘草苷
[收稿日期] 20091104
[基金项目] 国家自然科学基金项目(30572328);高等学校博士点
科研 基金 项目 (20050026006);国家科技基础性 工 作 项 目
(SB2007FY020)
[通信作者] 王文全,教授,博士生导师,Tel:(010)84738623,
Email:wwq57@126com
[作者简介] 黄明进,在读博士,研究方向为中药资源开发与保护
及品质研究,Email:hmjtcm@163.com
甘草 GlycyrhizauralensisFisch是我国大宗常
用药用植物,其资源的过度开发利用及受人工栽培
甘草药材质量和市场的影响,我国甘草野生分布区
和人工种植区的密集程度与种植面积、蕴藏量与地
里蓄积量、环境状况等都发生了较大变化。为了摸
清当前我国甘草资源现状,2008年7月课题组组织
8个调查队分赴黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、陕西、
宁夏、甘肃、新疆等甘草分布区进行了全面的调查研
究。2005年版《中国药典》收载豆科植物甘草Gura
lensisFisch、胀果甘草GinflataBat或光果甘草G
glabraL作为甘草药材的原植物[1],但在我国以甘
草植物的分布范围最广,药材质量最佳,人工栽培品
种以甘草为主。因此,本次仅对甘草的资源现状进行
了调查,文中所述甘草药材,其基原植物为甘草。
1 方法
11 走访调查 走访县级或镇级人民政府、农牧业
局草原站、农业科技站、林业局等国家机构以及地方
医药公司和药材收购商,了解野生和栽培甘草的分
布范围、资源利用、社会环境等情况。同时,对栽培
甘草品种、种苗来源、种植方式、种植面积、药材产
量、存在的主要问题等进行了访问。
12 样方调查 根据走访调查获取的甘草资源分
布信息,以县市或较大的乡镇为1个调查样地单位,
1个调查样地在距离30km以上的东西分布区内各
设置3个不同面积的样方,并根据疏密程度选用1
m×1m(密集),2m×2m(中密),5m×5m(很稀
疏),对于更稀疏的采用 GPS划定较大样方区域面
积,设定完毕后,调查样方内秧苗数量,测算群落中
各植物盖度及生长指标,并至少选择3个样方取样,
用弹簧秤测定药材鲜重,带回实验室自然干燥后称
量测算单位面积蕴藏量或产量,并分析药材中甘草
酸和甘草苷的含量。
13 调查路线 按照能覆盖我国整个甘草分布区,
重点针对传统产区的原则,本次调查从东向西将甘
草分布区域划分为3个板块:东北地区、中西部、新
疆地区,设置40个调查样地,即东北地区黑龙江齐
齐哈尔、安达、肇东、肇州,吉林镇赉、白城、通榆,内
蒙古扎鲁特旗、伊胡塔、赤峰牛营子、熬汉、奈曼、翁
牛特旗、巴林右旗、巴林左旗15个样地;中西部地区
内蒙杭锦旗、鄂托克前旗、乌审旗、额济纳旗,甘肃榆
中县、华池县、镇原县、民勤县、酒泉市,宁夏吴忠市、
灵武市、盐池县,陕西定边县、吴旗县14个样地;新
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疆地区对南疆和静、轮台、库车、温宿、巴楚和北疆精
河、福海、巩留、裕民、吉木乃、布尔津等11个样地进
行了调查。
14 蕴藏量计算 采用公式“蕴藏量 =单位面积
产量×总分布面积”来计算甘草资源蕴藏量,但野
生甘草生长密度不同、分布不均,准确估算单位面积
产量和总分布面积较困难。为了获得较为准确的甘
草蕴藏量数据,采用如下措施来提高计算结果的可
靠性:①大范围、有针对性地设置调查样地,并以主
产区为重点;②设置不同规格样方,增加样方数量;
③参考官方数据,如农业局、林业局、食品药品监督
管理局等部门的统计数据;④收集地方药材收购部、
药商的统计数据。最后对多种来源的数据和信息进
行统计分析,甄别权重,以实地考察的数据为主,参
考走访调查的数据进行修正,从而较为准确地反映
分布区内甘草资源蕴藏量。
15 甘草酸和甘草苷含量测定 采用 HPLC法测
定甘草酸、甘草苷含量,参照文献[2]的色谱条件,
用60%氨性乙醇(含氨水03%)为溶剂制备供试
品,分别注入 Agilent1100型高效液相色谱仪中检
测,记录峰面积,并以甘草酸、甘草苷作对照品,绘制
标准曲线,计算百分含量。
2 结果
21 野生甘草资源分布 我国野生甘草资源主要
分布在三北地区(西北、华北、东北),南北延绵 14
个纬度,东西横跨51个经度,包括黑龙江、吉林、辽
宁、内蒙古、宁夏、陕西、甘肃、青海、新疆等各省、市、
自治区,分布范围与文献[36]记载比较没有发生明
显变化,但甘草种群密集程度发生了较大改变。东
北地区较为成片的野生甘草群落主要分布于黑龙江
肇东、肇州,吉林镇赉县,内蒙古通辽、赤峰等地,在
齐齐哈尔甘南和龙江县等地没有发现连续成片的野
生甘草群落存在。中西部地区主要分布于内蒙古杭
锦旗、鄂托克前旗;宁夏惠农、平罗、盐池、灵武和同
心县;陕西安塞、志丹、吴旗、榆林以及三边 (安边、
定边、靖边)地区,比较连续成片的甘草群落分布在三
边地区;甘肃环县、庆阳、合水、西峰、华池以及西部河
西走廊一线。在新疆布尔津、吉木乃、巩留、精河、和
静等多个县市均有分布,但以北疆最为集中,在南疆
轮台、库车、温宿、巴楚等县本次调查未发现有连续成
片的甘草群落分布。
22 野生甘草蕴藏量 根据蕴藏量计算方法,统计
各省区甘草蕴藏量见表1,最后估算全国甘草资源
总蕴藏量。
表1 各省区野生甘草蕴藏量统计表
分布区
单位面积蕴藏量
/kg·m-2
大致分布面积
/hm2
蕴藏量
/t
黑龙江 0186 3500 6510
吉林和辽宁 0134 7600 10184
内蒙古东部 0202 15076 30453
内蒙古中西部 0107 186916 200000
甘肃 0145 150000 21750
宁夏 0058 30000 17400
陕西 0088 11364 10000
新疆 0186 100000 186000
注:单位面积蕴藏量通过样方数据统计获得。
统计结果表明,东北地区(黑龙江、吉林、辽宁
和内蒙古东部)平均单位面积蕴藏量约0180kg·
m-2,大致分布面积有2万多 hm2,总蕴藏量不到5
万t;中西部地区(内蒙中西部、陕西、甘肃、宁夏等
地)平均单位面积蕴藏量约00908kg·m-2,大致
分布面积有20多万 hm2,蕴藏量约246万 t;新疆
地区单位面积蕴藏量约0186kg·m-2,大致分布
面积近10万 hm2,全疆甘草蕴藏量约186万 t,计
算结果仅供参考。
根据各省区蕴藏量统计结果,粗略估算全国野
生甘草蕴藏量不到50万t,其中内蒙中西部、新疆北
疆一带蕴藏量较大,如内蒙古杭锦旗、额前旗,新疆
布尔津、巩留等地。从不同分布区野生甘草蕴藏量
统计结果可以看出,由西向东,野生甘草资源呈递减
趋势,东北地区野生甘草分布面积小,密度低,除黑
龙江三肇(肇州、肇东、肇源)、内蒙赤峰等地区外,
大部分地区只有零星分布,如齐齐哈尔地区野生甘
草蕴藏量不到2t;内蒙古中西部杭锦旗一带、甘肃
河西走廊一线、宁夏盐池、新疆地区北部仍是我国甘
草药材主产区。
23 生态环境及种群特征 野生甘草分布区内具
有降水量少而不匀、寒暑变化剧烈的特点,主要为温
带干旱、半干旱气候。土壤类型包括碳酸盐黑土型
草甸土、栗钙土、棕钙土或灰钙土、淡碳酸盐褐土、荒
漠化盐化草甸土等,以钙质土壤为主,如黑龙江安达、
肇东、肇州、杜蒙、齐市、龙江、甘南的黑钙土,吉林白
城淡黑钙土/盐碱地,内蒙古通辽、赤峰、杭锦旗栗钙
土,甘肃、宁夏灰钙土等。
在调查的40个样地中,共测算了210个样方中
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甘草的株高、地茎、密度、盖度、群落类型、优势种等 指标数据,统计结果见表2。
表2 各分布区甘草种群特征(珋x±s)
调查
地区
样方数
株高
/cm
地茎
/cm
密度
/株/m2
盖度
/%
主要群落
类型
优势种
东北 90 43.5±8.61) 0.45±0.071) 5.15±0.931) 29.2±10.51) 芦苇+甘草 芦苇
中西 84 42.7±13.61) 0.55±0.151) 4.88±4.821) 38.8±23.61) 甘草+蒿类 甘草
新疆 36 65.6±23.4 0.59±0.14 15.08±6.95 64.4±18.2 甘草+苦豆子 甘草
注:1)与新疆地区比较有显著性差异,P<005。
甘草主要生长在草甸和岗子上,形成“甸子
草”和“岗子草”,生长区域常伴生有芦苇、沙
蒿、苦豆子、罗布麻、胡杨、麻黄等植物。因分布
范围广,各地区气候、土壤类型、人为干扰等条
件不同,甘草种群特征存在明显差异。新疆甘
草的株高、密度、盖度显著高于中西部地区和东
北地区;东北地区甘草的密度较小,盖度低,生
长状况也较之新疆和中西部地区要弱,而且群
落中几乎不具有优势地位;中西部地区野生甘
草是我国优质甘草的重要来源地,但是近些年
来,人为采挖破坏,已严重影响了该地区野生甘
草的种群密度。甘草是多年生草本植物,生长
周期长,更新较慢,一旦受到破坏短时间内难以
恢复,如宁夏同心,10年前野生甘草被掠夺性
采挖后,至今没有得到恢复。
24 人工甘草基本情况 对调查样地的人民政府、
农牧局、食品药品监督管理局、药材基地等单位的相
关工作人员及地方老药工、药农进行走访调查,获取
人工甘草大致栽培面积、管理模式、经济效益等信
息,选择有代表性的栽培地进行实地取样,测定生长
指标数据,计算产量,药材带回实验室检测甘草酸和
甘草苷的含量,结果见表3。
表3 调查样地栽培甘草基本情况
调查样地
管理
模式
栽培
方式
经度E
生长
年限
株高
/cm
地茎
/cm
单位面积
产量/kg·m-2
种植面积
/hm2
地里蓄积
量/t
甘草苷
/%
甘草酸
/%
内蒙古熬汉旗 精细 移栽 119°42′ 6 64.50 0.34 0.45 120.00 540.00 2.25 4.12
内蒙翁牛特旗 粗放 移栽 119°13′ 3 39.57 0.45 0.63 1810.0011403.00 1.75 2.17
内蒙古乌审旗 粗放 移栽 108°46′ 8 58.00 0.54 0.93 0.13 1.21 2.26 3.42
宁夏马家滩镇 粗放 移栽 107°19′ 7 23.00 0.44 0.63 2000.0012600.00 2.68 4.69
宁夏高沙窝镇 精细 移栽 107°02′ 2 48.00 0.52 0.37 266.70 986.79 1.50 2.67
宁夏红寺堡镇 精细 移栽 106°48′ 3 63.00 0.47 0.54 1666.70 9000.18 0.84 2.72
内蒙古鄂前旗 精细 移栽 106°44′ 2 34.00 0.42 0.13 133.30 173.29 1.60 3.77
甘肃榆中 精细 移栽 104°10′ 4 81.08 0.40 0.72 1500.0010800.00 1.77 2.49
甘肃民勤 精细 移栽 103°01′ 4 79.16 0.36 1.30 6667.0086671.00 1.30 2.25
甘肃酒泉 精细 直播 97°03′ 2 68.25 0.37 0.86 6667.0057336.20 0.41 1.50
新疆裕民 精细 直播 83°02′ 2 119.00 0.66 2.90 40.02 1160.58 0.55 1.64
注:精细管理指保证正常水肥供应、除草、防虫害;粗放管理指移栽或播种后自然生长;生长指标数据为平均值;种植面积为调查样地所属
县市及周边部分地区估算值;地里蓄积量仅供参考。
从表3可以看出,甘草的种植方式以育苗移栽
为主,因沙地较易育苗,适合甘草生长,如在内蒙古
鄂托克前旗,药农常培育甘草种苗出售,销往甘肃及
宁夏等地;管理模式上,多实行精细管理,改变了过
去人们普遍认为甘草自然生长较强,不需要人工精
细化管理的观念;由于甘草分布范围广,各分布区环
境差异较大,再加上管理模式和栽培年限的不同,各
地甘草生长指标数据具有显著差异;在调查过程中
还发现,针对病虫害,一些地方还多用敌敌畏等杀虫
剂,这可能会导致甘草药材农药残留超标。人工栽
培甘草的采收年限有2~8年不等,年限太短会影响
甘草质量,周期太长又会增加成本、降低经济效益,
以栽培3~4年采收为宜。
现今甘草栽培实现以市场为向导、精细管
理、重点扶持的模式,改变了过去盲目、粗放的模
式,向高质、高产过渡。从走访调查和实地测算
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数据来看,目前,我国栽培甘草药材地里蓄积量
估计在25万 t,这对缓解野生甘草资源的不足起
到一定的积极作用,但还不能满足日益增长的社
会需求。
对表3数据用SPSS130统计软件进行相关性
分析,相关系数见表4。
表4 地理经度、甘草生长指标及成分含量相关系数
相关指标 地理经度 甘草株高 甘草地茎 单位面积产量 甘草苷质量分数 甘草酸质量分数
地理经度 1.00
甘草株高 -0.691) 1.00
甘草地茎 -0.53 0.35 1.00
单位面积产量 -0.782) 0.822) 0.621) 1.00
甘草苷质量分数 0.671) -0.601) -0.22 -0.47 1.00
甘草酸质量分数 0.54 -0.641) -0.23 -0.52 0.842) 1.00
注:1)P<005,2)P<001。
地理分布明显影响了栽培甘草株高、单位面积产
量及成分含量。由西向东,甘草的株高、单位面积产
量呈递减趋势,相关系数 r株高 =-069(P<005),
r单位产量 =-078(P<001);与甘草酸、甘草苷含量呈
正相关,相关系数为 r甘草酸 =054,r甘草苷 =067(P<
005)。甘草为多年生草本植物,地上部分每年都更
新生长,因此,株高、地茎等生长指标与当年生长的气
候环境(如降水量、年积温)以及人工干预(如栽培方
式、管理模式)等密切相关。调查结果分析表明,发展
甘草栽培产业,选择适宜的地理环境是必要的。
株高与单位面积产量呈正相关,相关系数为
082(P<001),与甘草酸、甘草苷含量呈负相关,
r甘草酸 =-060(P<005),r甘草苷 =-064(P<
005)。分析结果提示在生长年限较短的条件下,
甘草株高生长了,单位产量提高了,但成分没有得到
有效积累,药材的质量相对降低了。因此,在提高产
量的同时,应充分考虑药材质量的变化。
25 甘草酸和甘草苷含量 对调查样地样方中99
份野生甘草药材甘草酸、甘草苷含量进行测定,将测
得的数据进行统计描述,结果见表5。
表5 99份野生甘草药材甘草酸、甘草苷含量频数分布表
分段质量分数/% 频数/份 频率/% 东北/份 中西部/份 新疆/份
0.67(0.42)~ 2(17) 2.0(17.2) 2(7) 0(8) 0(2)
1.19(0.78)~ 3(21) 3.0(21.2) 3(6) 1(10) 0(5)
1.70(1.15)~ 4(16) 4.0(16.2) 2(5) 2(6) 0(5)
2.22(1.51)~ 7(18) 7.1(18.2) 4(5) 3(10) 0(3)
2.73(1.88)~ 11(13) 11.1(13.1) 1(2) 8(11) 2(0)
3.25(2.24)~ 30(2) 30.3(2.0) 7(0) 17(2) 6(0)
3.77(2.60)~ 10(5) 10.1(5.1) 0(2) 10(3) 0(0)
4.28(2.97)~ 11(5) 11.1(5.1) 2(2) 7(3) 2(0)
4.80(3.33)~ 11(0) 11.1(0.0) 4(0) 4(0) 3(0)
5.31(3.70)~ 10(2) 10.1(2.0) 5(0) 3(2) 2(0)
注:括号内为甘草苷的频数数据。
从频数分布表5可知,99份野生甘草药材甘草
酸质量分数为 067% ~531%,平均质量分数为
348%,其中90%甘草药材样品能达到《中国药典》
(2005年版)规定的含量标准(不低于2%);99份药
材中约30%集中在325% ~组段(质量分数);新
疆15份甘草药材的甘草酸全部在273% ~以上含
量组段,结果提示新疆甘草药材中甘草酸的含量
较高。
甘草苷质量分数在042% ~37%,平均含量
为173%,其中616%样品能达到药典标准(不低
于10%);042% ~至 188% ~组段分布较为集
中,累计频数85,累计频率859%;15份新疆甘草
药材的甘草苷含量集中在078% ~至115% ~组
段,其中约50%低于药典标准,最高质量分数也只
有15%。
从24项下的表3数据分析表明,11份栽培甘
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草药材甘草酸、甘草苷平均质量分数分别为
285%,153%,其中4份二年生样品有3份低于药
典标准,平均含量与野生甘草比较有较大差异。随
着对甘草栽培技术的不断探索,人工甘草药材质量
有所提高,在优质种苗培育、精细管理等条件下,生
长年限在3~4年的甘草药材基本能达到2005年版
药典含量检测标准,但在外观性状、成分含量等方面
仍然不及野生甘草,而生长5~8年的栽培甘草,其
药材外观性状、成分含量都接近野生甘草。
3 结论与讨论
31 发展甘草栽培产业,解决甘草资源危机 近年
来,对人工甘草栽培技术的不断深入研究,药材质量
得到了很大提高,市场调查显示,栽培甘草将成为甘
草药材的主要来源。一方面,人工甘草药材原植物
与野生甘草相同,这有利于控制药材质量的一致性
和稳定性;另一方面,发展优质人工甘草栽培产业,
还能促进地方经济发展、农民增收,但是,栽培与野
生甘草药材之间存在较大的质量差异,甘草酸、甘草
苷含量分析表明,二至三年生甘草很难达到野生甘
草药材的平均含量,因此,加强优质甘草栽培技术研
究,提高人工甘草药材质量,是保证替代资源具有一
致性与稳定性的有效途径。
对栽培甘草调查结果分析发现,地理分布、生长
年限、人工干预等是影响栽培甘草药材质量的重要
因素。我国甘草分布范围广,气候差异较大,本次调
查对不同分布区内栽培甘草的生长状况及成分含量
进行了分析,认为地理分布显著影响了甘草的内外
质量,文献报道也认为栽培甘草总黄酮含量与产地
有较大关系[7],结果提示选择适宜甘草栽培的地理
环境,有利于甘草药材质量的提高;人工甘草通常以
3~4年采挖,这在外观性状和成分含量方面都不及
野生甘草,冯薇等[8]研究了不同年限甘草药材总皂
苷和总黄酮的含量,认为生长年限不足3年的甘草
相应成分含量显著低于3年以上生甘草,而大于3
年生则含量有所下降,但从优质甘草药材的外观性
状和优级商品规格角度考虑,适当延长栽培年限对
提高人工甘草药材质量有积极作用,若从经济效益
角度来看,成本提高了,效益降低了,鉴于此,开展栽
培甘草的人工干预,以提高甘草药材质量,缩短栽培
周期,提高经济效益,是当前人工甘草栽培技术研究
的重点与热点问题。一直以来,对甘草栽培技术的
探索,分别从良种选育[9]、水盐胁迫[10]、施肥增
效[11]等人工干预方面进行了研究,取得了较为满意
的结果,但离优质甘草药材的培育要求还有一定的
差距,今后还应加强这方面的工作。
32 合理制定甘草质量标准,实现甘草资源有效利
用 从99份野生甘草药材甘草酸、甘草苷含量测定
结果分析表明,近 40%甘草药材样品达不到 2005
年版药典规定的含量标准,若适当下调甘草药材有
效成分含量检测限值,并根据需要制定不同行业的
甘草药材质量标准,将有利于甘草资源的合理开发
利用,避免资源的浪费;另一方面,新疆甘草药材中
甘草酸和甘草苷的含量差异较大,今后应系统深入
研究新疆甘草药材质量及其形成的环境与遗传机
制,为保证新疆甘草用于中医药组方配伍的安全性
和有效性及其在食品、化妆品等行业中的合理利用
提供科学依据。
总之,本次调查研究,基本摸清了我国甘草资源
现状,并从地理分布及化学成分甘草酸和甘草苷含
量高低的角度分析评价了不同分布区、栽培与野生
甘草药材之间的质量差异,发现了我国甘草资源存
在的基本问题,为开发野生甘草替代资源,开展人工
甘草高效高质栽培技术的研究工作以及制定进一步
的资源保护措施与可持续利用对策提供参考。
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第35卷第8期
2010年4月
Vol35,Issue 8
April,2010
InvestigationonmedicinalplantresourcesofGlycyrrhizauralensis
inChinaandchemicalassessmentofitsundergroundpart
HUANGMingjin1,WANGWenquan1,2,WEIShengli1,2
(1ChinesePharmacycolege,BeijingUniversityofChineseMedicine,Beijing100102,China;
2EngineeringResearchCenterforChineseMedicineStandardizedProductionofEducationalMinistry,Beijing100102,China)
[Abstract] Objective:InordertofindoutthecurentsituationofwildandcultivatedresourcesofGlycyrhizauralensis,atthe
sametime,thecontentsofglycyrhizicacidandliquiritinweredetectedbyHPLCMethod:Fieldinvestigationwascariedout,and
chemicalcompositionofcolectedundergroundpartwasanalyzedinlaboratoryResult:ThenaturaldistributionrangeofwildGura
lensisinChinahasnosignificantchangeWecanstilfinditsdistributioninthedistributionareasrecordedtenyearsago,butthein
tensityofspeciesgrouphasgreatlychangedEstimatedaccordingtothesurveydataobtainedbyquadratreservesanddistribution(ie
reservesperunitarea)orcultivationarea,thatthecurentwildreservesislessthan500000tonsandthelessthan150000tonsfor
cultivatedTheanalysisresultsofglycyrhizicacidandliquiritincontentsin99wildsamplesofcolectedundergroundpartshowthat
theaveragecontentsofglycyrhizicacidandliquiritinwererespectively348,173mg·g-1,ofwhich616% samplescanreachthe
standard(notlessthan20,10mg·g-1)markedby"ChinesePharmacopoeia"(2005edition);Theaverageglycyrhizicacidand
liquiritincontentsofcultivatedsampleswererespectively285,153mg·g-1,whichweremuchlowerthanthewildsamplesCon
clusion:Weshouldenhanceefortsinprotectingthewildresources,strivetoimprovethequalityofcultivatedherbs,vigorouslydevel
ophighqualityGuralensiscultivationindustriesandpromotefarmersincometoresolvetheresourcecrisis,whichisthereasonable
waytoachievecontinuableuseofGuralensisresources
[Keywords] Glycyrhizauralensis;resourcesinvestigation;qualityevaluation;glycyrhizicacid;liquiritin
doi:10.4268/cjcmm20100802
[责任编辑 吕冬梅]
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