產(chǎn)地土壤養(yǎng)分與黃芪產(chǎn)量和質(zhì)量的相關(guān)性分析

尚虎山，楊榮洲，權(quán)小兵，魏玉琴，王富勝

（定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，甘肅 定西 743000）

甘肅省自古是藥用植物黃芪的道地產(chǎn)區(qū)和主產(chǎn)區(qū)，隨著近年來中醫(yī)藥熱和國家對隴藥產(chǎn)業(yè)的支持，黃芪發(fā)展速度更快速，已由隴西為核心的隴中道地產(chǎn)區(qū)逐漸向周邊和河西、隴東地帶延伸發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2016年甘肅省黃芪的種植面積突破10萬hm2，所生產(chǎn)黃芪產(chǎn)量占全國的50%左右［1-3］。古人早就認(rèn)識到中藥材產(chǎn)地的生態(tài)環(huán)境對品質(zhì)的影響，唐《新修本草》孔志約序曰“離其本土，則質(zhì)同而效異”［4］?，F(xiàn)代研究認(rèn)為，品質(zhì)形成與生態(tài)環(huán)境有著密切相關(guān)［5］。土壤是陸地植物生活的基質(zhì)，它提供植物生活所必需的營養(yǎng)物質(zhì)和水分，植物的生長與土壤養(yǎng)分關(guān)系密切。土壤養(yǎng)分對中藥品質(zhì)有重要影響，已成為近年道地性研究的重要領(lǐng)域［6-7］。我們開展產(chǎn)地土壤養(yǎng)分與蒙古黃芪品質(zhì)的相關(guān)性研究，以進(jìn)一步認(rèn)識黃芪新型產(chǎn)區(qū)質(zhì)量的變化規(guī)律，為科學(xué)規(guī)劃黃芪種植、保證藥材品質(zhì)提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

指示黃芪品種為隴芪3號［Astragalus membranaceus（Fisch.）Bunge CV（Longqi-3）］”種苗［8］，為定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院選育的新品種。

1.2 試驗(yàn)方法

將定西市農(nóng)業(yè)科學(xué)院在安定區(qū)西川園區(qū)中藥材育種基地2016年培育的隴芪3號種苗，分別調(diào)運(yùn)至隴西碧巖鎮(zhèn)、渭源會川鎮(zhèn)、岷縣閭井鎮(zhèn)、康樂虎關(guān)鄉(xiāng)、民樂六壩鎮(zhèn)、榆中龍泉鄉(xiāng)6個(gè)種植示范地，并按黃芪成藥期規(guī)范化栽培技術(shù)移栽［6］，采集相對應(yīng)田塊土壤樣品，采用“S”形取樣法，每個(gè)采集區(qū)域選取2～3個(gè)點(diǎn)，共采集土壤樣品6個(gè)，測定土壤堿解氮、有效磷、速效鉀、有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、pH等土壤養(yǎng)分指標(biāo)（表1）［9］。黃芪采挖后，測定不同產(chǎn)地鮮產(chǎn)量、折干率和特、一等品出成率，并抽樣進(jìn)行品質(zhì)檢測［10］。

表1 6個(gè)黃芪產(chǎn)地的土壤養(yǎng)分狀況

分析各黃芪新品種示范地的鮮產(chǎn)量、折干率、特、一等品出成率，并用灰色關(guān)聯(lián)度分析法，分析土壤養(yǎng)分指標(biāo)及其對黃芪產(chǎn)量和主要質(zhì)量指標(biāo)的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)量及品質(zhì)指標(biāo)

對6個(gè)移栽產(chǎn)區(qū)黃芪的產(chǎn)量，特、一等品出成率，折干率及內(nèi)在質(zhì)量的主要指標(biāo)測定分析結(jié)果見表2。產(chǎn)量以民樂六壩鎮(zhèn)、隴西碧巖鎮(zhèn)黃芪根鮮重較高，分別達(dá)到12 354.3、12 321.2 kg/hm2，均與岷縣閭井鎮(zhèn)差異不顯著，與其他產(chǎn)區(qū)根鮮重差異達(dá)顯著水平。榆中龍泉鄉(xiāng)黃芪根鮮重產(chǎn)量最低，為10 065.6 kg/hm2，顯著低于其他產(chǎn)區(qū)。特、一等品出成率從高到低依次為康樂虎關(guān)鄉(xiāng)、隴西碧巖鎮(zhèn)、渭源會川鎮(zhèn)、民樂六壩鎮(zhèn)、岷縣閭井鎮(zhèn)、榆中龍泉鄉(xiāng)，其中康樂虎關(guān)鄉(xiāng)特、一等品出成率為17.20%，隴西碧巖鎮(zhèn)為15.60%，均與其他產(chǎn)地特、一等品出成率差異顯著。6個(gè)產(chǎn)區(qū)的黃芪折干率以民樂六壩鎮(zhèn)最高，為48%；岷縣閭井鎮(zhèn)最低，為35%，其余產(chǎn)地為39%～45%，折干率與產(chǎn)地早晚溫差、氣候等關(guān)系較大。綜合產(chǎn)量、折干率及特、一等品出成率分析，隴西碧巖鎮(zhèn)依然是蒙古黃芪的優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)，其次民樂、渭源亦適宜黃芪的種植。

從品質(zhì)指標(biāo)看，浸出物從高到低依次為隴西碧巖鎮(zhèn)、渭源會川鎮(zhèn)、岷縣閭井鎮(zhèn)、康樂虎關(guān)鄉(xiāng)、民樂六壩鎮(zhèn)、榆中龍泉鄉(xiāng)，其中隴西碧巖鎮(zhèn)最高為40.3%，榆中龍泉鄉(xiāng)最低為19.6。甲苷含量由高到低依次為隴西碧巖鎮(zhèn)、康樂虎關(guān)鄉(xiāng)、岷縣閭井鎮(zhèn)、渭源會川鎮(zhèn)、民樂六壩鎮(zhèn)、榆中龍泉鄉(xiāng)。隴西碧巖鎮(zhèn)最高，為0.194%；榆中龍泉鄉(xiāng)最低，為0.019%。毛蕊異黃酮含量由高到低依次為隴西碧巖鎮(zhèn)、岷縣閭井鎮(zhèn)、渭源會川鎮(zhèn)、康樂虎關(guān)鄉(xiāng)、榆中龍泉鄉(xiāng)、民樂六壩鎮(zhèn)。隴西碧巖鎮(zhèn)最高，為0.148%；民樂六壩鎮(zhèn)最低，為0.027%。綜合各品質(zhì)指標(biāo)可以看出，以隴西為黃芪傳統(tǒng)核心產(chǎn)區(qū)品質(zhì)較高，新型產(chǎn)區(qū)榆中龍泉鄉(xiāng)、康樂虎關(guān)鄉(xiāng)、民樂六壩鎮(zhèn)的品質(zhì)均不及傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)。

2.2 灰色關(guān)聯(lián)度分析

灰色關(guān)聯(lián)度分析方法可對多因素進(jìn)行排序，所需要的樣本量小，方法簡便，信息量大，近年在農(nóng)作物、中藥的品質(zhì)研究中應(yīng)用較多［11-13］。本試驗(yàn)在應(yīng)用灰色系統(tǒng)理論制高點(diǎn)原理確定參考序列指標(biāo)時(shí)，對于數(shù)值越大越優(yōu)的指標(biāo)，選其對應(yīng)指標(biāo)的最大值；對于數(shù)值越小越優(yōu)的指標(biāo)，選擇其對應(yīng)指標(biāo)的最小值。對一個(gè)動態(tài)變化系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)展態(tài)勢的量化比較，其基本思想是根據(jù)曲線幾何形狀的相似程度來判斷兩因素之間的關(guān)聯(lián)程度。以各產(chǎn)地的黃芪質(zhì)量指標(biāo)（Xi）作為母因子集、土壤養(yǎng)分指標(biāo)（Yi）為子因子集，先對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化［14-15］，再據(jù)下述公式計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)：

分別以6個(gè)產(chǎn)地黃芪的產(chǎn)量（X1），特、一等出成率（X2），折干率（X3），浸出物（X4），黃芪甲苷（X5），毛蕊異黃酮（X6）的數(shù)據(jù)作為母因素Xi（i=1、2…6）；不同產(chǎn)地的土壤養(yǎng)分因子為子因素Yi（i=1、2…7），首先對原始數(shù)據(jù)作標(biāo)準(zhǔn)化處理，再根據(jù)公式求出環(huán)境因子與黃芪質(zhì)量因子的灰關(guān)聯(lián)度（表3）。通過表3可以看出，影響黃芪產(chǎn)量的土壤養(yǎng)分因子從大到小依次為pH（γ7=0.909 4）、堿解氮（γ1=0.749 1）、有機(jī)質(zhì)（γ4=0.672 3）、速效鉀（γ3=0.6685）、有效磷（γ2=0.6354）、全磷（γ6=0.5498）、全氮（γ5=0.5378）。影響黃芪特、一等品出成率的土壤養(yǎng)分因子從大到小依次為堿解氮（γ1=0.788 1）、pH（γ7=0.756 0）、有機(jī)質(zhì)（γ4=0.744 5）、速效鉀（γ3=0.731 2）、有效磷（γ2=0.645 9）、全磷（γ6=0.620 6）、全氮（γ5=0.579 1）。影響黃芪折干率的土壤養(yǎng)分因子從大到小依次為pH（γ7=0.855 1）、堿解氮（γ1=0.7545）、有機(jī)質(zhì)（γ4=0.7142）、有效磷（γ2=0.6690）、速效鉀（γ3=0.663 8）、全磷（γ6=0.593 8）、全氮（γ5=0.579 1）。影響黃芪浸出物含量的土壤養(yǎng)分因子從大到小依次為pH（γ7=0.766 5）、速效鉀（γ3=0.754 4）、堿解氮（γ1=0.647 0）、有機(jī)質(zhì)（γ4=0.613 3）、全氮（γ5=0.5975）、有效磷（γ2=0.5945）、全磷（γ6=0.5786）。影響黃芪甲苷含量的土壤因子從大到小依次為堿解氮（γ1=0.787 9）、有機(jī)質(zhì)（γ4=0.745 9）、速效鉀（γ3=0.6856）、pH（γ7=0.6606）、有效磷（γ2=0.624 8）、全磷（γ6=0.618 6）、全氮（γ5=0.516 2）。影響毛蕊異黃酮含量的土壤因子從大到小依次為pH（γ7=0.7631）、速效鉀（γ3=0.7471）、堿解氮（γ1=0.6922）、有機(jī)質(zhì)（γ4=0.671 3）、有效磷（γ2=0.632 4）、全氮（γ5=0.615 3）、全磷（γ6=0.562 8）。

表2 6個(gè)產(chǎn)地黃芪產(chǎn)量及主要品質(zhì)指標(biāo)

表3 黃芪品質(zhì)指標(biāo)與土壤養(yǎng)分因子間的灰色關(guān)聯(lián)度（γij）

3 小結(jié)與討論

從產(chǎn)量來看，民樂六壩鎮(zhèn)、隴西碧巖鎮(zhèn)黃芪根鮮重較高，分別達(dá)到12 354.3、12 321.2 kg/hm2。特、一等品出成率從高到低依次為康樂虎關(guān)鄉(xiāng)、隴西碧巖鎮(zhèn)、渭源會川鎮(zhèn)、民樂六壩鎮(zhèn)、岷縣閭井鎮(zhèn)、榆中龍泉鄉(xiāng)。黃芪折干率以民樂六壩鎮(zhèn)最高，為48%。pH對黃芪質(zhì)量的影響較大，其他土壤養(yǎng)分因子與黃芪品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)聯(lián)。綜合黃芪產(chǎn)量與品質(zhì)，認(rèn)為以道地產(chǎn)區(qū)隴西為核心的周邊地區(qū)依然是黃芪的優(yōu)質(zhì)、優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)，而一些新型產(chǎn)區(qū)，如民樂、榆中等雖然在產(chǎn)量和外在的品相上表現(xiàn)較優(yōu)秀，但其內(nèi)在質(zhì)量還有待提高。