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Theoretical basis and ecological signification of shifting pattern planting of Amomum villosum in Xishuangbanna

西双版纳阳春砂轮歇种植的理论依据及生态学意义



全 文 :中草药 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第7期2006年7月·1109·
制约了中药材生产的发展及中药资源的可持续利用。
纵观药用植物品种选育的研究现状,可以看到,我国药
用植物品种培育工作较为滞后,成为中药材生产及中药产业
发展的瓶颈。药用植物种类多,但就某一种类而言,可用于育
种的种质资源又相对有限;同时,基础研究薄弱,药用植物有
关性状和化学成分调控机制的遗传规律研究方面,几乎是空
白。由于育种资源的局限性及缺乏遗传基础研究工作,使得
传统的育种工作举步维艰,因此可以利用诱变在育种工作中
的独特作用,使之与杂交育种、生物技术、远缘杂交等育种途
径相结合,或多种诱变因素复合处理,从而可提高变异率,扩
大变异范围,通过反复筛选,培育高产、优质新品种,同时,还
可能创造出自然界原来没有的新性状及具有新的活性成分
的个体。可以预见,人工诱变技术在药用植物品种改良中的
成功运用,对于提高中药产量和质量、满足国内外对药材质
量和数量的要求、提高中药材国际竞争力,具有重要意义,药
用植物人工诱变育种在我国将有着广阔的前景。
3结语
从最初的辐射育种至今,经过半个多世纪的实验证明,人
工诱变技术是安全的,为农作物的改良做出了很大的贡献。但
在药用植物育种方面,尚未引起足够的重视。近年来,国际上
对天然药物的需求日益扩大,天然药物的原材料主要来自药
用植物,为保证和不断提高药用植物的质量,尤其是有效成分
的量和产量,药用植物的品种选育工作亟待加强。人工诱变技
术是创造药用植物新种质,选育优良品种的有效途径,在当前
药用资源日益枯竭的状况下,采用诱发突变的方法进行人工
再创造,显得尤为重要,随着现代科学技术的蓬勃发展,科学
之间相互渗透、相互作用,使药用植物诱变育种这门交叉学科
更添活力。但是,目前药用植物相关领域的研究较为薄弱,许
多新的问题需要去探索和研究。如何将中医药理论应用于此
领域,从而发展具有中医药自己优势特点的药用植物诱变育
种学,也将是一个具有挑战性的课题。在科技工作者的努力
下,人工诱变技术将在药用植物育种中发挥巨大作用,从而在
一定程度上推动中药现代化的进程。
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西双版纳阳春砂轮歇种植的理论依据及生态学意义
彭建明,张丽霞
(中国医学科学院中国协和医科大学药用植物研究所云南分所,云南景洪666100)
摘要:阳春砂对自然环境条件要求特殊,西双版纳在天然林下种植阳春砂有不少弊端,已引起了人们的关注。阳春
砂拔除后的生态恢复研究结果表明,林下植物数量显著增加、林下植物生长较快、土壤含水量及有机质量有所提高,
因此认为轮歇种植砂仁是协调保护与发展的较好方法,在山区有较好的可行性。
关键词:阳春砂;轮歇种植;生态学;西双版纳
中图分类号:R282.21 文献标识码:A 文章编号:0253—2670(2006)07~1109一04
收稿日期:2005—11—17
作者简介:彭建明(1964一),男,云南省景洪市人,副研究员,硕士学位,主要从事热带药用植物栽培技术研究和推广。
Tel:(0691)2130860E—mail:bnpjm@yahoo.eom.cn 万方数据
中草菊 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第7期2006年7月
Theoreticalbasisndecologicalsignificationofshiftingpatternplanting
ofAmomumvillosuminXishuangbanna
PENGJian—ming,ZHANGLi—xia
(YunnanBranch,InstituteofMidicinalPl nt,ChineseAcad myofMedicalSciences,Jinghong666100,China)
Keywords:AmomumvillosumLour.;shiftingpatternplanting;ecology;Xishuangbanna
阳春砂AmomumvillosumLour.是我国四大地产南药
之一,有1300多年的应用历史。主要分布于广东、云南、广
西、福建等地,多为栽培,广东阳春为阳春砂的道地产区。阳春
砂自20世纪60年代初引入西双版纳热带湿性季节性雨林中
栽培以来,发展速度很快,至今种植面积达7333hm2。目前西
双版纳在天然林下种植阳春砂,其生态后果已引起了生态学
家的广泛关注[1’2]。在不增加种植面积、农民收入不减少的前
提下,如何恢复和保护热带森林的植物多样性,又可实现阳春
砂的可持续生产,需要政府、各职能部门及科研部门对阳春砂
的种植模式及耕作方式进行系统分析研究,以便寻找到一个
可持续的经营管理模式。笔者认为阳春砂轮歇种植有其理论
基础及生态学意义,是协调保护与发展的较好方法。
1 阳春砂对生态环境资源条件的要求
阳春砂主要生长在热带和亚热带地区的林中荫湿处,以
广东阳春为主产区,后引种到阳春周边县市及云南、广西、福
建等地。据调查,目前市场上销售的阳春砂基本上都是云南、
广西、福建等地引种栽培的阳春砂[3]。而阳春砂在道地产区由
于产量低等原因,市场占有比例较小,主产地已由广东转移至
云南H]。据实地调查,广东阳春蟠龙镇阳春砂产量极低,资源
处于濒危状态[5],云南西双版纳渐成为阳春砂主产区[6]。
1.1 阳春砂植物学特征:阳春砂为姜科豆蔻属多年生常绿
药食两用草本植物。其分株苗定植两年便可开花,用种子繁
殖的植株,开花期要推迟一年。阳春砂自花授粉困难,也不便
于异花授粉,需要通过人工授粉和昆虫传粉。花期随各地气
温高低而异,从4月中旬至6月上旬,花序从匍匐茎上抽出,
每个花序有小花10~12朵。花序上的小花自下而上顺次开
放,一般自第一朵开放到最后一朵开完需要5到6d,果实为
蒴果,椭圆形或球形,直径1.5~2cm,熟时棕红色,内含种
子多数,种子千粒质量14.0g。果熟期8~9月。种子成熟过
程为白色变为红黄色,再变为红褐色,最后变为黑褐色为充
分成熟的标志。
1.2适宜的生态环境:阳春砂属热带和亚热带季雨林半荫
性植物。对生态环境条件尤其是光照、温度、湿度等条件的要
求较苛刻,花期对水分和传粉昆虫条件的要求比较严格。
云南南部阳春砂的种植区海拔分布范围在1600m以
下,但海拔1100m以上地区的阳春砂仁产量降低[7]。根据
对西双版纳阳春砂仁高产生态环境的调查,在海800~1200
m山区选择有长流水沟谷林,距沟底50~100m的坡地或沟
边平缓地,坡度不得大于30度,植被保护较完好的地段,微
酸性富含腐殖质的疏松壤土或砂壤土。阳春砂花期在雨季初
期,能保持花期高湿、凉爽的要求。授粉昆虫资源丰富,活动
频繁,自然结果率高,是西双版纳阳春砂面积最大、最适宜的
种植地。阳春砂种子发芽需要一定的变温。在日均温28LC
的条件下,于播后20d开始发芽,发芽慢且不整齐,发芽可
拖至数个月。
阳春砂不耐寒,但能忍耐较短暂低温,低于一3’C受冻
死亡。喜均匀的漫射光、凉爽、湿润的气候条件。荫蔽度要求:
苗期70%~80%,幼龄期60%~70%,开花结果期50%~
60%。阳春砂花芽分化期要求月均温在12℃以上;正常开花
授粉的日气温要求在22~30‘C,最适为24~28℃;小环境
空气相对湿度为90%,土壤含水量25%,超过30%则烂花;
营养生长期,土壤含水量不低于22%;对土壤要求不严,多
种类型的土壤,甚至混有石砾的肥沃土壤都能种植,但以表
土层深厚、疏松、腐殖质丰富、保水保肥力强的砂壤土为好。
2天然林下阳春砂种植方式存在的弊端
2.1 对森林植被群落结构和生物多样性影响严重:种植阳
春砂时,要清除林下的小树、灌木层植物和草本植物,保存上
层部分乔木作为遮荫,荫蔽度保持在60%左右。在阳春砂的
栽培管理过程中,每年还要清除林下新生长的小树、灌木与
草本植物,致使阳春砂种植地的物种和个体大量流失,群落
结构变得不稳定,生物多样性明显低于原始林地,上层乔木
种类约减少了30%,中下层乔灌木减少了约40%;对草本及
上层植物的幼苗,其损失难以计数n]。
2.2存在着导致热带雨林不能自我更新的潜在危害:热带
雨林的更新主要依赖于其林下的幼苗库,阳春砂的种植必须
清除林下幼树、灌木层植物。因此,林下种植阳春砂对热带雨
林生物多样性的影响不仅在于直接的清除林下幼树、灌木层
植物,而更大的潜在危害是使得热带雨林难以自我更新[9]。
影响了热带雨林的群落结构和功能的正常发挥[1⋯。
2.3降低了林冠盖度和乔木数量,减少了雨林凋落量和生
物量积累:天然林下种植阳春砂,其林冠盖度由85%~95%
降低到55%~60%,乔木数量减少60%~70%,雨林凋落量
降低25.5%,生物量积累降低55.4%;倒木量增加356%,对
雨林生物量积累NPP产生了严重影响[1“。
2.4对土壤肥力和土壤生物产生影响:在种植阳春砂o~20
cm深处,土壤pH值略大于原始林,有机质、全N、全K量均
比原始林低。种植阳春砂后引起土壤酸碱度的变化,改变了原
来的土壤环境,在一定程度上会引起土壤微生物的变化[iz,ls]。
阳春砂种植也导致土壤节肢动物总体数量显著降低,打乱土
壤节肢动物群落的垂直结构,地表层和凋落物层土壤节肢动
物向深层土壤迁移,出现下层动物数量多于表层的垂直分布
现象,对林地土壤节肢动物的分布产生负面影响,这势必影响
到阳春砂地凋落物的分解率和养分元素的归还n“。
3阳春砂轮歇种植的理论依据
万方数据
中草药 ChineseTraditionalandHerbalDrugs第37卷第7期2006年7月
高雷报道,同一块热带雨林中,阳春砂种植后第2年开始
结果,第4~6年进入高产期,产量可达0.35t/hm2,种植7、8
年后开始下降。郑征报道,阳春砂在种植后第3年开始结果,
第4~5年产量最高,一般为12~28g/m2,种植10年后,果
实产量降为2~12g/m2。种植4~20年的阳春砂果实产量变
化,随种植时间增加,果实产量呈对数函数下降(P西双版纳是一个多民族聚居的地区,居住着傣、哈尼、基
诺、汉、彝、布朗等14个民族。在1950年以前,居住在半山区
和山区的少数民族,如拉祜族、基诺族、瑶族等民族则以轮歌
农业作为主要的生计方式,只有少数哈尼族和布朗族种植水
稻。直到20世纪80年代,轮歇农业面积比灌溉农业的面积
大。虽然轮歇耕作没有被政府禁止,但是它仍然还是在逐渐
衰退。轮歇耕作的衰退主要是逐渐把轮歇地改为经济作物的
种植地。
通过对西双版纳热带雨林下种植的阳春砂拔除后的生
态恢复两年的研究表明,林下植物数量显著增加,超过同等
类型的没种过阳春砂的原始热带雨林;林下植物生长速率在
旱季与原始林差别不大,但在雨季可有较快生长;土壤含水
量及有机质量有所提高,因此认为采用“斑块式”轮歇种植阳
春砂是协调保护与发展的较好方法[1“。
4阳春砂仁轮歇种植的生态学意义
4。1 种地与养地相结合:阳春砂是多年生草本植物,目前其
栽培管理还是随自然地形成片种植,一经种下,就永远在同
一地段上生长。植地既不翻耕,也不培土施肥,地力长期消
耗,土壤板结;据报道口⋯,种植阳春砂林地年凋落物干质量
为584.7g/m2,而原始林年凋落物干质量为773.4g/m2,阳
春砂地凋落物量减少;阳春砂扎根在受限的土壤范围内,每
年带走的生物及经济产量,也逐渐消耗地力,虽然补给肥料,
数量有限,且施于表层,影响表层下主要根系区对养分的吸
收利用,土壤总的供肥能力下降。因此,当产量趋于经济下限
后,需更新或轮换种植。结合西双版纳地区地多人少,对阳春
砂投入的劳动量不足和山区农民有轮歇种植的生产习惯的
现状,采取轮歇种植,休闲期保持在8~9年,是充分用地与
积极养地相结合的轮作制方式。在拔除阳春砂后,土壤有机
质得到了明显改善,土壤含水量高于拔除阳春砂前,土壤含
水量的变化与原始林接近。
4.2植物多样性增加:轮歇种植地拔除阳春砂后,林下空阔
地增加,通风、光照等条件都得到改善,植物个体数将大大增
加;物种数、群落的多样性和均匀度也都明显增加。上层乔木
树种,与种植阳春砂群落有了明显的不同,原始林的群落相
似性要比种植阳春砂的群落相似性高。
4.3森林下层草木植物恢复:拔除阳春砂后,植物有更多的
定居生长空间,幼苗生物量增加显著,林下植被恢复迅速,特
别是一些生长迅速的草本植物和一些蕨类植物更易在林下
生长。草本植物紧贴地面,对雨滴的缓冲能力强,有效降低了
雨滴对地表的击溅力。根据植物群落草本一灌木一乔木的演
替规律,草本植物往往起到先锋的作用,在一定程度上对于
阻止陡坡上阳春砂拔除后的水土流失起很大作用。
5展望
西双版纳是一个多山地的土著民族聚居地区,哈尼、布
朗、基诺、拉祜、瑶等lo种少数民族居住在山区、半山区。占
全州95%的山区、半山区,居住着占全州人口总数的1/3。
“刀耕火种”是山区各族人民从原始农业一直沿袭下来的耕
作制。长期以来,由于单一种植的生产方式,造成了土地退化
和生态失调、贫困加剧。为把经济发展与生态环境保护有机
的结合起来,当地曾实践过多种土地经营方式,有的已形成
了传统。如天然林下种茶叶、阳春砂等,特别是阳春砂的种植
发展较快。自1984年阳春砂在西双版纳大面积推广以来,为
山区农民脱贫致富做出了重要贡献。近年来,由于土壤肥力
下降,长期粗放管理,使阳春砂植株退化,病虫害严重,产量
减少,品质下降,农民收入随之减少,导致农民对阳春砂失去
信心和放弃了管理,形成了恶性循环。
根据调查和了解,一些药农在生产实践中已注意到阳春
砂在10年内产量较高的特性。山区农民只在粮食生产中采
取轮歇种植,而在阳春砂生产上没有开展,其原因一是阳春
砂投入少,虽然其产量降低,但多少有一定产量和收入,担心
轮歇种植投产前没有收入;二是至今尚未见轮歇种植试验报
道,虽然从理论上可行,如何在不增加种植面积、农民收入不
减少的前提下开展工作,需要建立技术依托和科技支撑体
系,宣传引导推广。
实现阳春砂可持续生产,要因地制宜、有计划地恢复土
壤营养元素含量和改善土壤结构。传统的轮歇耕作制需要结
合现代农业技术和综合农林复合经营系统进行改进,使阳春
砂始终处于高产高效生产阶段。因此,随着轮歇耕作及相应
栽培管理措施的实施与推广,阳春砂的种植面积将减少,而
单位面积经济效益将增加,热带雨林生物多样性将得到恢复
和改善,生态效益、经济效益和社会效益协调统一,阳春砂可
持续生产,森林可持续利用。
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马兜铃酸的测定方法现状分析
路金才1,韩娜1,杜晓曦2,周跃华2
(1.沈阳药科大学中药学院,辽宁沈阳110016;2.国家食品药品监督管理局药品审评中心,北京100038)
马兜铃酸是一类广泛存在于马兜铃科植物中的含有硝
基的菲类有机酸,近年来,国外不断有报道证明该为成分有
肾毒性,可引起肾间质纤维化,许多国家采取了禁止或限制
使用马兜铃科中药的措施,这使中药的安全性受到了很大质
疑。马兜铃科药用植物在我国的使用广泛,加之马兜铃科许
多植物名称混淆,药材混用现象严重,为确保临床用药的安
全有效,对于那些可能含有马兜铃酸的药用植物及制剂必须
进行严格的控制。为此,选择既符合检出限度的要求又方便
可行的马兜铃酸测定方法尤为重要,马兜铃酸的测定方法很
多,不同方法对于马兜铃酸测定的结果有很大差别。为此,本
文对文献中报道过的马兜铃酸测定方法进行了整理、分析,
以便为实际应用时参考。
1高效液相色谱(HPLC)
高效液相色谱法是目前马兜铃酸测定应用最多的方法,
该法比较灵敏、准确,在实际应用中还有多种条件组合可供
选择以适应不同的待测样品。
1.1 供试品溶液的制备:在马兜铃酸测定时供试品溶液的
制备是很重要的一步,为了提高提取效率,在有效提取之前
一般可对待测样品进行浸泡,在提取方法的选择上,目前仍
以甲醇索氏提取法、乙醇索氏提取法、甲醇超声提取法、5%
氨水冷浸法为主。有文献采用振摇法,并用该法对不同极性
的溶剂提取率进行了比较,以马兜铃酸A及马兜铃酸B为
参考指标,发现70%甲醇的提取率最高[1]。由于马兜铃酸是
酸性物质,提取时在有机溶剂中加入适量甲酸提取效果会更
好,利用这一原理,选择了甲醇一10%甲酸(80:20)进行提
取;刘燕等[2]也比较了乙醇、丙酮、含10%甲酸的二氯甲烷
及含10%甲酸的丙酮的提取率,以含10%甲酸的丙酮提取
率最高。
初步提取之后,可以直接滤过、蒸干、溶解、定容,也可以
进一步进行纯化。纯化的主要办法是进行萃取,这样有利于
除去内酰胺、木兰碱等杂质成分[2]。萃取溶剂多以氯仿、乙醚
为主,利用NaOH、HCl、H2SO。等调节酸碱度,当pH一10
时,有机酸大量成盐进入碱水层,当pH=2时,有机酸又会
游离到有机相,如此反复多次萃取,最大限度的转移马兜铃
酸。近年来,受到美国食品药品管理局(FoodandDrugsAd—
ministration,FDA)对马兜铃酸检测办法的影响,超声后直
接离心,吸取上清液的办法也应用得越来越广泛。Lee等∞3
还报道了用PHP—LH一20(I.5cm×2cm)柱,25C下以30
mL/min的体积流量先用20mLH20和40mL甲醇,再用
130mL含10%乙酸的甲醇液冲柱进行供试品溶液的制备。
另见报道对粗提物也采用了固相纯化技术[4]。
1.2对照品溶液的制备:检测时所用对照品有马兜铃酸A,
也有马兜铃酸A和马兜铃酸B的混合物,多以甲醇溶解,配
成溶液后一般要进行超声脱气处理。
1.3高效液相色谱一紫外分光光度法
1.3.1紫外检测器:现在使用的紫外检测器主要有可变波
长紫外检测器、紫外一可见分光光度检测器、二极管矩阵检测
器(DAD)。马兜铃酸A的最大吸收波长在224、253、319、390
nm处,因此在紫外检测时,检测波长的选择很多。Chang
等[51选择395nm作检测波长,认为该波长下干扰峰最少。还
有文献进一步报道,在对含有马兜铃酸的成药进行分析时,
以马兜铃酸B为指标,在254或395nm作检测波长时均受
干扰峰影响,以马兜铃酸A为指标254nm处易受干扰,395
nm检测时干扰小,故选择395nm作检测波长。应当考虑。
收稿日期:2005—08—19
作者简介:路金才(1971一),男,博士,副教授,主要从事中药资源开发及中药材质量控制的教学科研工作。
Tel:(024)23986500Fax:(024)23922065E—mail:jincailu@yahoo.tom.cn


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万方数据
西双版纳阳春砂轮歇种植的理论依据及生态学意义
作者: 彭建明, 张丽霞, PENG Jian-ming, ZHANG Li-xia
作者单位: 中国医学科学院中国协和医科大学药用植物研究所,云南分所,云南,景洪,666100
刊名: 中草药
英文刊名: CHINESE TRADITIONAL AND HERBAL DRUGS
年,卷(期): 2006,37(7)
被引用次数: 2次

参考文献(16条)
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引证文献(2条)
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