甘草野生撫育技術(shù)研究Ⅱ—地下莖長度、密度和粗度對藥材產(chǎn)量與質(zhì)量的影響△

周雨玫，吳佩根，魏勝利,5*，王文全,2,5*，施樺，戸田則明

(1.北京中醫(yī)藥大學(xué) 中藥學(xué)院，北京 100102；2.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 藥用植物研究所，北京 100193；3.中國醫(yī)藥保健品股份有限公司，北京 100061；4.株式會社ツムラ，東京 107-8521；5.中藥材規(guī)范化生產(chǎn)教育部工程研究中心，北京 100102)

·中藥農(nóng)業(yè)·

甘草野生撫育技術(shù)研究Ⅱ—地下莖長度、密度和粗度對藥材產(chǎn)量與質(zhì)量的影響△

周雨玫1，吳佩根1，魏勝利1,5*，王文全1,2,5*，施樺3，戸田則明4

(1.北京中醫(yī)藥大學(xué) 中藥學(xué)院，北京 100102；2.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 藥用植物研究所，北京 100193；3.中國醫(yī)藥保健品股份有限公司，北京 100061；4.株式會社ツムラ，東京 107-8521；5.中藥材規(guī)范化生產(chǎn)教育部工程研究中心，北京 100102)

目的：研究地下莖長度和密度對甘草無性繁殖成活率和藥材產(chǎn)量、質(zhì)量的影響。方法：采用裂區(qū)設(shè)計和隨機區(qū)組設(shè)計布置田間試驗，采用HPLC法測定甘草酸含量。結(jié)果：栽培2年的不定根甘草酸含量能達到2.37%，產(chǎn)量最高能達到1 232.55±306.45 kg/hm2，并且栽培用種栽地下莖(原地下莖)甘草酸含量與其分生不定根甘草酸含量相關(guān)顯著(P<0.01)。相對較短、較細的地下莖有利于分生更多的不定根，并且有利于不定根粗度增加。結(jié)論：甘草仿野生栽培可在短期內(nèi)獲得優(yōu)質(zhì)甘草，栽培中適合用10-20 cm長、0.5 cm粗的地下莖做種栽，如何提高仿野生栽培的藥材產(chǎn)量是今后應(yīng)該努力的方向。

甘草；無性繁殖；仿野生栽培；資源保護

甘草GlycyrrhizauralensisFisch.為豆科甘草屬多年生草本，以干燥根和根莖入藥，是重要的大宗藥材。甘草是需求量最大的藥材品種之一，在20世紀(jì)80年代以前，甘草藥材一直依靠野生資源提供。近年來，由于長期過度采挖，甘草野生資源已日趨枯竭，栽培甘草已經(jīng)成為商品藥材的主要來源[1-2]。然而，本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)栽培甘草藥材質(zhì)量達不到野生甘草的水平，特別是甘草酸含量達不到《中華人民共和國藥典》2010版最低標(biāo)準(zhǔn)(2.0%)，從而導(dǎo)致栽培甘草仍然無法替代野生甘草，如何提高栽培甘草的藥材質(zhì)量成為當(dāng)今甘草研究的熱點[3-4]。

本課題組受國家自然基金以及與中國醫(yī)藥保健品有限公司和日本津村株式會社三方合作課題的支持，分別從甘草種源選育、灌溉施肥、采收期等相關(guān)方面進行了研究，盡管對于提高甘草酸含量取得了一定效果，但是所產(chǎn)藥材較野生甘草仍存在較大差距。因此，本課題組設(shè)想如果模擬甘草的自然更新模式，以人工栽培野生地下莖來生產(chǎn)不定根是否有可能獲得人工培育的高品質(zhì)甘草。為了驗證這一觀點課題組開展了大量有關(guān)甘草地下莖無性繁殖的試驗，前期我們報道了地下莖長度和灌溉對栽培成活率、藥材產(chǎn)量和質(zhì)量的影響[5]，本次主要就地下莖長度、粗度和栽培密度對栽培成活率、藥材規(guī)格、藥材產(chǎn)量、甘草酸含量的影響進行了研究，旨在為甘草仿野生栽培提供理論依據(jù)。

1 試驗材料

試驗所有甘草地下莖采自杭錦旗巴音烏素野生甘草基地，采挖后及時運至內(nèi)蒙古杭錦旗甘草試驗基地，分揀去除莖皮損傷嚴(yán)重部分后，按照試驗設(shè)計修剪成不同長度和粗度備用。

2 試驗方法

2.1 田間設(shè)計

本試驗采用裂區(qū)設(shè)計，地下莖長度為主因素，種植密度為副因素。地下莖長度設(shè)3個水平L1(10 cm)、L2(30 cm)、L3(50 cm)，種植密度設(shè)4個水平，地下莖之間首尾相互交叉，以地下莖頭之間的距離M1(10 cm)、M2(15 cm、)M3(20 cm)、M4(30 cm)為株距，地下莖粗度試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計，地下莖粗度共設(shè)4個水平，分別為D1(0～0.5 cm)、D2(0.5～1.0 cm)、D3(1.0～1.5 cm)、D4(1.5 cm以上)。行距統(tǒng)一為30 cm。

2.2 生長指標(biāo)、成活率、藥材產(chǎn)量測定

于移栽后第二年對仿野生栽培甘草植株的生長指標(biāo)、植株成活率、藥材產(chǎn)量進行了測定，具體包括株高、地徑、分蘗數(shù)、原地下莖長、原地下莖粗、新生地下莖數(shù)、新生地下莖粗、新生地下莖長、不定根數(shù)、不定根粗、不定根長、原地下莖產(chǎn)量、新地下莖產(chǎn)量、不定根產(chǎn)量14項指標(biāo)(具體生長指標(biāo)的含義參考文獻[5])。

2.3 甘草酸含量測定

于栽培第二年秋季，采收地下莖(原地下莖)和不定根進行甘草酸含量測定。采用HPLC測定，所用色譜儀為LC-10AT型，SPPD-10A檢測器，C-R6A數(shù)據(jù)處理機，TCQ250超聲清洗器。所用甲醇(Fisher Scientific生產(chǎn))、冰醋酸、四氫呋喃等試劑均為分析純，甘草酸單銨鹽對照品(批號：110731-200205)購于國家藥品生物制品檢定所，數(shù)據(jù)采用外標(biāo)面積歸一法計算[3]。

3 結(jié)果與分析

3.1 地下莖長度和栽植密度對生長指標(biāo)和產(chǎn)量的影響

采用甘草地下莖仿野生栽培二年，原地下莖(種栽)均發(fā)生不同程度的腐爛、長度變短，在存活的地下莖上可萌發(fā)出1～4個分蘗，株高可達到20～40 cm，萌生出新地下莖3～7條，分生不定根2～4條，新生不定根粗度可達到0.3～0.5 cm，不定根長可達18～50 cm。雙因素方差分析結(jié)果表明(表1)，在參加分析的14項指標(biāo)中，有4項生長指標(biāo)的差異達到了極顯著水平，其中，不同地下莖栽植密度對原地下莖長度、新生地下莖長和不定根長度5項指標(biāo)上均存在極顯著差異(P<0.01)。地下莖長度和種植密度的交互作用對新生地下莖長的影響也達到了極顯著水平(P<0.01)。

表1 不同地下莖長度和密度對仿野生甘草生長性狀及藥材產(chǎn)量的影響

*表示0.05水平上顯著(P<0.05)；**表示0.01水平上顯著(P<0.01)

按照這樣的栽培方法栽培2年，原地下莖的產(chǎn)量平均為150～450 kg·hm-2；新地下莖的產(chǎn)量平均為180～360 kg·hm-2；不定根的產(chǎn)量平均在450～1230 kg·hm-2。對上述各指標(biāo)進行雙因素方差分析，結(jié)果表明，栽植密度對于不定根產(chǎn)量影響達到了極顯著水平(P<0.01)，地下莖長度與密度的交互效應(yīng)對新生地下莖長度的影響達到了極顯著水平(P<0.01)，而對于其他各項指標(biāo)的影響均未達到顯著水平?？傮w表現(xiàn)為，作為種栽的原地下莖越短則分生的新地下莖越粗壯，且新生不定根產(chǎn)量越高，而種栽地下莖越長則分生新地下莖越長。

3.2 地下莖粗度對生長指標(biāo)和產(chǎn)量的影響

采用不同粗度的地下莖進行仿野生栽培2年，對于各生長指標(biāo)和藥材產(chǎn)量進行測定(表2)，結(jié)果表明，不同種栽粗度對于其他各項指標(biāo)的影響均未達到顯著水平。但是通過數(shù)據(jù)可以大致看出，相對細的地下莖有利于分化更多的、粗壯的不定根。

表2 地下莖粗度對仿野生植株生長性狀及藥材產(chǎn)量的影響

*表示0.05水平上顯著(P<0.05)；**表示0.01水平上顯著(P<0.01)

3.3仿野生栽培甘草地下莖和不定根的甘草酸含量分析

分別對不同處理組的甘草酸含量進行了取樣分析(圖1)，結(jié)果表明，不通過地下莖長度、種植密度和粗度對地下莖和不定根甘草酸含量的影響均未達到顯著水平(P>0.05)。但是從整體含量看，地下莖的總平均含量達到了2.25%，而新生不定根的總平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)達到了2.37%，其含量同樣高于常規(guī)人工播種栽培的含量水平[3]。進一步對地下莖和不定根甘草酸含量進行相關(guān)分析結(jié)果表明，二者相關(guān)顯著(0.504，P<0.05)。本試驗結(jié)果再次說明，利用野生地下莖繁殖形成的不定根能很好地繼承野生甘草的優(yōu)良品質(zhì)，并且利用甘草酸含量高的地下莖(種栽)進行栽培，可獲得預(yù)期中高品質(zhì)的甘草。

圖1 地下莖長度和栽植密度對甘草酸含量的影響

圖2 地下莖粗度對甘草酸含量的影響

4 結(jié)論與討論

4.1 地下莖長度、粗度對于甘草仿野生栽培的影響

前期研究表明，相對長的地下莖有利于保證甘草仿野生栽培的成活[5]，本次研究進一步驗證，采用相對短的地下莖栽培有利于增加分生不定根的數(shù)量，而且有利于分生的不定根變粗，獲得更高的不定根產(chǎn)量。此外，研究還發(fā)現(xiàn)采用粗的地下莖栽培，不利于新生不定根的分生和生長。分析上述原因為相對短的地下莖會刺激甘草盡快生根，并且加粗根系，以確保植株不死亡，而相對長的地下莖，由于自身儲藏養(yǎng)分較多，植株會花費一定時間消耗自身營養(yǎng)，生根慢，并且在初期再生植株獲得的營養(yǎng)會主要供給種栽的變粗，不會傳遞給不定根。因此，建議在栽培中采用10～20 cm長度的地下莖做種栽。但是由于種栽過短也容易導(dǎo)致死亡率增加，為了確保成活率，同時獲得較高的不定根產(chǎn)量和較好的植株長勢，建議在生產(chǎn)中先采用長的地下莖栽植，待成活緩苗后，再用切割犁將地下的種栽地下莖切斷成為短的形態(tài)。此外，我們前期對野生甘草進行調(diào)查時發(fā)現(xiàn)，野生甘草種群下面有一個地下莖盤根錯節(jié)，交織成網(wǎng)絡(luò)，基于本研究結(jié)果可以推論，在野生甘草人工撫育中可以采用適度的人工采挖，這樣一方面可以切掉粗壯的不定根，另一方面可以切斷過長的地下莖，兩種刺激都可以刺激更多的不定根發(fā)生，起到促進野生甘草產(chǎn)量增加的效果。因此，研究野生甘草的采挖強度和采挖方式對于野生甘草資源保護和可持續(xù)利用具有重要意義！

4.2 甘草仿野生化栽培的前景和進一步需要解決的問題

本次研究再次發(fā)現(xiàn)，由于甘草不定根生長緩慢，采用仿野生栽培方式在短期內(nèi)仍然不能達到甘草藥材高產(chǎn)的結(jié)果，不但如此，與種子有性繁殖相比，仿野生栽培甘草不定根粗度增長緩慢。如何提高甘草仿野生栽培的產(chǎn)量和增加根的粗度是今后努力的方向，此外，由于仿野生栽培還要消耗野生甘草地下莖，這對于野生資源也會有一種依賴性。因此，今后有必要開展甘草地下莖種栽再利用問題的研究。

[1] 魏勝利，王文全，王海.我國中西部地區(qū)甘草資源及其可持續(xù)利用的研究[J].中國中藥雜志，2003，28(3)：202.

[2] 王繼永，劉春生，王文全.中國東北地區(qū)甘草資源考察報告[J].中國中藥雜志，2003，28(4)：308.

[3] 魏勝利，王文全，王繼永，等.我國不同產(chǎn)區(qū)野生與栽培甘草的甘草酸含量及其影響因子的初步研究[J].中國中藥雜志，2012，37(10)：1341.

[4] 魏勝利，高雪巖，王文全.開展甘草產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究促進三北地區(qū)三農(nóng)經(jīng)濟發(fā)展[J].中國中藥雜志，2012，34(24)：3158.

[5] 李莉，魏勝利，王文全，等.戶田則明，郭爭爭，任廣喜.甘草野生撫育技術(shù)研究Ⅰ——灌溉和地下莖長度對成活率、藥材產(chǎn)量及質(zhì)量的影響，中國中藥雜志，39(15)，2014，2863-2867.

Study on Wild-tending Techniques ofGlycyrrhizauralensisⅡ-EffectsofLength，DensityandThicknessofUndergroundStemonYieldandQualityofMedicinalMaterials

ZHOU Yumei1，WU Peigen1，WEI Shengli1,5*，WANG Wenquan1,2,5*，SHI Hua3，Toda Sogumeyi4

(1.School of Chinese Pharmacy，Beijing University of Chinese Medicine，Beijing 100102，China；2.Chinese Academy of Medicinal Sciences，Chinese Peking Union Medical College & Institute of Medicinal Plant Development，Beijing 100193，China；3.Chinese medicines and health products Limited by Share Ltd，Beijing 100061，China；4.Tsumura& Co.Tokyo 107-8521，Japan；5.Engineering Research Center of Good Agricultural Practice for Chinese Crude Drugs，Ministry of Educational，Beijing 100102，China)

Objective：This research aimed at studying the effects of length，density and thickness of underground stem on the survival rate，yield and quality of asexual reproduction ofGlycyrrhizauralensis.Methods： The methods of split plot design and randomized block design were applied to carry out the field experiment，the content of glycyrrhizin in the rhizome and adventitious rootwas determined by HPLC.Results：The average content of the glycyrrhizin in the adventitious root which had been cultivated 2 years could reach 2.37%，and the yield of 667 m2of it could reach 1 232.55±306.45 kg/hm2，and the average content of glycyrrhizin in the cultivated underground stem was significantly related to the contents of the glycyrrhizin in the adventitious roots (P<0.01).The relatively short and thin underground stems tended to grow more adventitious roots，and it was advantageous to increase the roughness of adventitious root.Conclusion：The high quality ofG.uralensiscan be obtained by wild-tending techniques in short term，the underground stem with 10-20cm length and 0.5cm diameter was suitable as the cultivation materials，and how to improve the yield of imitative wild tending Chinese medicinal herbs was a direction of future efforts.

Glycyrrhizauralensis；asexual reproduce；wild tending；resource protection

10.13313/j.issn.1673-4890.2015.8.016

2015-08-05)

國家自然科學(xué)基金項目(30171141、30572328、30400588)；北京市自然基金項目(7122094)

*

魏勝利，副教授、碩士生導(dǎo)師，研究方向：中藥資源定向培育及中藥資源綜合開發(fā)研究；Tel：(010)84738334，E-mail：wsl7491@126.com； 王文全，教授，研究方向：中藥材規(guī)范化生產(chǎn)及道地藥材形成機制研究Tel：(010)84738334，E-mail：wwq57@126.com