云南三七質(zhì)量與土壤(N、P、K)的相關(guān)性分析

趙芳 周建松 胡展育 詹云靜 游春梅

摘要：通過(guò)對(duì)云南三七主要種植區(qū)（文山、紅河、曲靖、玉溪、普洱、保山）進(jìn)行土壤和三七采樣，并進(jìn)行了土壤中N、P、K含量和三七皂苷R1、Rbl、Rgl、總皂苷含量檢測(cè)。應(yīng)用spss軟件分析了土壤中N、P、K含量與三七皂苷R1、Rbl、Rgl、總皂苷含量之間的關(guān)系。結(jié)果表明：土壤中P、K含量與三七皂苷含量相關(guān)性顯著，N含量與三七皂苷含量相關(guān)性不顯著。再一次使用spss軟件以三七皂苷含量S為因變量，分別以N、P、K為自變量，進(jìn)行回歸分析，表明皂苷總含量S與土壤P、K之間建立的方程具有顯著性。

關(guān)鍵詞：三七;氮、磷、鉀;三七皂苷含量;相關(guān)分析;回歸分析

中圖分類號(hào)：R282.6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-9944（ 2019） 24-0012-04

1 引言

三七（panax（Burk）F.H.Chen），又名田七（廣西及其以東地區(qū)使用比較多），滇桂交界處被認(rèn)為是三七的發(fā)源地[1]?！叭摺弊钤绯鲎杂凇断蓚魍饪萍?yàn)方》（刊于明代1378年）中的“飛龍奪命丹”[2]，是名貴中藥材，對(duì)于三七的應(yīng)用，在《跌損妙方》和《本草綱目》中都有記載，在當(dāng)今社會(huì)中有極大的藥用價(jià)值、食用價(jià)值，無(wú)論在哪一方面它都具有極大的種植與發(fā)展空間。2003年9月1日《文山三七》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)正式獲準(zhǔn)頒布實(shí)施?！拔纳饺摺鄙虡?biāo)于2004年獲準(zhǔn)注冊(cè)、2011年5月27日，“文山三七”為中國(guó)馳名商標(biāo)。三七在云南的種植分布較廣，尤其在海拔1200-1700m的地區(qū)種植面積較大，其中又以文山各縣為主要產(chǎn)區(qū)，文山州的硯山、馬關(guān)、西疇等縣栽培三七已有三、四百年的歷史，云南文山三七是中國(guó)主要的產(chǎn)地，故云南文山具有“三七之鄉(xiāng)”的美稱。

2 三七與土壤相關(guān)性研究概況

中藥材質(zhì)量與產(chǎn)地自然環(huán)境有著密切的關(guān)系，在眾多自然影響因子中，除氣候因子之外，土壤是影響中藥材質(zhì)量一個(gè)非常重要的因素。而三七種植要求以土質(zhì)疏松、排灌方便的土壤為好。因此在選擇三七種植區(qū)時(shí)，以土質(zhì)疏松、有機(jī)質(zhì)含量較為豐富、排水方便和保濕能力強(qiáng)的土壤為宜。在達(dá)到種植環(huán)境規(guī)定的范圍時(shí)，選擇中偏酸性沙壤土，排灌方便，具有一定的坡度且坡度不得大于15°，8年之內(nèi)從未種過(guò)三七的土地為宜。三七種植對(duì)土壤、水分、熱量、光照等自然環(huán)境有著極為嚴(yán)格的要求，環(huán)境質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，輕則導(dǎo)致減產(chǎn)或影響三七產(chǎn)品質(zhì)量，重則會(huì)導(dǎo)致大量植株死亡，甚至全部死亡。因此，目前針對(duì)三七種植環(huán)境研究也主要集中在土壤、水分、熱量、光照等要素上?，F(xiàn)階段對(duì)三七與土壤關(guān)系的研究主要集中在兩大方面，一是三七連作的研究，二是對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)、N、K、pH值、微量元素對(duì)三七產(chǎn)量與質(zhì)量關(guān)系的解釋，取得的成果較多，為三七產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，尤其是在三七施肥、農(nóng)藥使用方面。三七是典型的喜鉀植物，生長(zhǎng)期對(duì)鉀的需求大于氮和磷[3，4]。馮光泉等[5]的研究證明，土壤缺N或者K、Ca、Mg等成分情況下會(huì)導(dǎo)致三七植株死亡，在缺P(pán)、Fe、Mo、Mn、Zn、B、CL、Cu時(shí)，會(huì)表現(xiàn)出不同的生理活動(dòng)危害現(xiàn)象。孟祥霄等[6]、王炳艷[7]、崔秀明[8]等認(rèn)為，N、P、K肥的合理施用是提高三七內(nèi)在質(zhì)量的有效措施。馮光泉等[9]的研究表明，三七中砷、鉛、汞3種主要的重金屬元素殘留與土壤中三種元素含量相關(guān)性不明顯，應(yīng)主要由農(nóng)藥、化肥的不規(guī)范使用所致。米艷華等[10]的研究表明，低砷脅迫可刺激三七苗生長(zhǎng)，當(dāng)濃度大于lOmg/l_則會(huì)出現(xiàn)毒害現(xiàn)象。崔秀明、羅群等研究認(rèn)為土壤類型對(duì)三七皂苷含量有較大影響，火山巖紅壤種植的三七皂苷含量最高，皂甙含量較低的是碳酸鹽巖黃紅壤，土質(zhì)疏松，有機(jī)質(zhì)含量較為豐富、排水和保濕性好的土壤適合選為三七種植地，而土壤中微量元素含量并不對(duì)三七皂苷含量產(chǎn)生影響[8，11]。三七種植宜選擇pH值在6～7之間的中偏酸性砂壤或富含腐殖質(zhì)的壤土、夾沙土[11-14]。適宜三七生長(zhǎng)的土壤類型主要為淋溶土、強(qiáng)淋溶土、高活性強(qiáng)酸土、人為土及始成土等[9]。這些研究都說(shuō)明了土壤成分與三七質(zhì)量和產(chǎn)量有著密切的關(guān)系，但并未進(jìn)一步分析三七質(zhì)量、產(chǎn)量與土壤成分的具體關(guān)系，本文試圖對(duì)土壤中N、P、K含量與三七質(zhì)量進(jìn)行相關(guān)性分析，進(jìn)一步解釋土壤成分與三七質(zhì)量之間的相關(guān)關(guān)系。

3 三七種植區(qū)的空間分布

3.1 三七種植區(qū)的空間分布概述

三七有著很高的藥用價(jià)值，同時(shí)帶來(lái)的是高經(jīng)濟(jì)價(jià)值，現(xiàn)今使用的三七也主要來(lái)源于人工栽培。三七的種植歷史已有400多年[15]，云南、廣西是傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)，同時(shí)也有很多省份具有引種三七的歷史，但都不是很成功。云南和廣西是三七的傳統(tǒng)產(chǎn)區(qū)，在這一點(diǎn)上已經(jīng)形成共識(shí)，廣東、福建、貴州等地也有引種，但未形成規(guī)模[16，17]。三七主產(chǎn)區(qū)是云南文山和廣西右江流域，湖南、四川有零星種植，越南北部及附近地區(qū)也有分布[18]由于受到連種的限制，現(xiàn)階段紅河、曲靖、昆明三七種植也已形成一定規(guī)模。對(duì)三七連種研究一直沒(méi)有取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展，而三七的市場(chǎng)需求量則在不斷增長(zhǎng)，擴(kuò)大種植范圍是現(xiàn)階段確保三七供應(yīng)的有效方式，孟祥霄等[6]通過(guò)對(duì)三七產(chǎn)地適宜性因子分析認(rèn)為，三七適宜種植區(qū)域主要集中分布在中國(guó)，可種植面積排名前五的是云南、廣西、福建、貴州和湖南，此外越南、美國(guó)東海岸，巴西東南部，葡萄牙、西班牙、法國(guó)，以及地中海北部沿線的意大利等地區(qū)也有零星分布。西雙版納勐海縣部分地區(qū)具有適宜種植三七的生境條件[19]。曲靖師宗龍慶栽培三七符合中國(guó)藥典規(guī)定，是栽培三七適宜區(qū)[2]。

云南是傳統(tǒng)三七產(chǎn)區(qū)，也是現(xiàn)今三七種植分布范圍最廣、產(chǎn)量最高、質(zhì)量最好的產(chǎn)區(qū)，本研究試圖通過(guò)對(duì)云南三年三七種植地進(jìn)行土壤和三七樣品的采集，從而分析三七質(zhì)量與土壤中N、P、K之間的關(guān)系，可以為三七種植過(guò)程中的施肥提供一定的參考。

3.2 樣點(diǎn)選取方法

在樣點(diǎn)的選取方面，本研究采用兩種辦法，一是通過(guò)文山學(xué)院在校學(xué)生發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷，從而獲得三七種植的基本信息;二是使用網(wǎng)絡(luò)地圖對(duì)云南全域地物進(jìn)行判讀來(lái)獲取三七種植地信息。第一種方法受學(xué)生長(zhǎng)期在外求學(xué)，對(duì)家鄉(xiāng)種植業(yè)發(fā)展情況不了解，調(diào)查過(guò)程中獲得有用信息較少;第二種方法的應(yīng)用中，存在兩個(gè)弊端，一是重樓、石斛等中藥材的種植技術(shù)（陰棚）與三七相同，不能立即判斷是否是三七種植地，二是不能進(jìn)行種植年限的判斷。因此，在獲取基本信息后需要實(shí)地確認(rèn)是否屬三七種植地，是否屬三年七。通過(guò)以上兩種方法，最終確認(rèn)種植地分布并進(jìn)行三七樣品和土壤樣品采集，同時(shí)采集到的樣點(diǎn)信息有三維坐標(biāo)、坡度和地名。

本次樣品采集涉及文山、紅河、曲靖、玉溪、普洱和保山6地州共25個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，經(jīng)度集中分布于東經(jīng)98°～163°之間，緯度集中分布與北緯20°～26°之間，大部分采樣點(diǎn)海拔集中于1500～2000 m，只有少量樣品分布于海拔2000 m以上和1500 m以下。

4 樣品處理

4.1 樣品的處理

在完成樣品的采集后，對(duì)樣品進(jìn)行集中粗處理。在這一過(guò)程主要將采集到的樣品帶回并清洗干凈，在相應(yīng)的標(biāo)簽內(nèi)標(biāo)注好相關(guān)的信息，并將洗凈的三七切片放入相應(yīng)的樣品盒中自然風(fēng)干后等待實(shí)驗(yàn)測(cè)量其含量和成分;同時(shí)將帶回的土壤進(jìn)行處理，同樣標(biāo)注好編號(hào)后將其放在不同的紙上曬干并風(fēng)干，隨后將其保存到帶有相應(yīng)編號(hào)的錐形瓶中等待實(shí)驗(yàn)測(cè)出土壤中（N、P、K）成分含量。

4.2 土壤N、P、K檢測(cè)

全鉀含量參照GB9836-1988法測(cè)定;土壤全磷含量參照GB 9837-1988法測(cè)定;全氮含量參照GB 7173-1987法測(cè)定。

4.3 三七總皂苷與單體皂苷Rgl、Rbl、R1的測(cè)定

皂苷是三七主要有效活性成分，也是目前研究較為系統(tǒng)的化學(xué)物質(zhì)。皂苷是三七主要有效活性成分，也是目前研究較為系統(tǒng)的化學(xué)物質(zhì)，R1、Rgl和Rbl的測(cè)定采用“高效液相色譜法”，皂苷含量標(biāo)準(zhǔn)采用“2015藥典三七飲片皂苷含量標(biāo)準(zhǔn)i”。

5 土壤（N、P、K）成分與三七皂苷總量相關(guān)性分析

利用SPSS17.O對(duì)土壤（N、P、K）數(shù)據(jù)結(jié)果和三七皂苷R1、Rbl、Rgl和皂苷總含量分別進(jìn)行線性分析、回歸分析、t值檢驗(yàn)。利用SPSS17.O對(duì)土壤（N、P、K）含量與三七皂苷R1、Rbl、Rgl和總含量關(guān)系分析，分析分為兩個(gè)步驟進(jìn)行：第一，分別對(duì)土壤（N、P、K）含量與三七皂苷Rl、Rbl、Rgl和總含量進(jìn)行雙變量相關(guān)分析（表1），確定土壤中N、P、K與三七皂苷含量是否相關(guān)以及相關(guān)性是否顯著;第二，若相關(guān)分析結(jié)論為土壤N、P、K含量與三七皂苷含量相關(guān)，則利用相關(guān)元素與三七皂苷進(jìn)行回歸分析，建立方程，形成明確的相關(guān)關(guān)系，若不相關(guān)則不再進(jìn)行回歸分析。

5.1 N、P、K含量與三七皂苷總含量相關(guān)分析

通過(guò)spss軟件將土壤中N、P、K含量與三七皂苷R1、Rbl、Rgl、總含量進(jìn)行雙變量Pearson相關(guān)分析，通過(guò)分析得出表1。在相關(guān)分析過(guò)程中剔除不正常值（與其他值差異大且出現(xiàn)頻率低的值），通過(guò)觀察可知，N含量大于等于200、P含量大于等于100的P元素和K含量大于等于400的值僅出現(xiàn)一次，因此在分析中剔除。相關(guān)分析表明，土壤中N元素含量與三七皂苷R1、Rbl、Rgl及總皂苷含量均成負(fù)相關(guān)，但相關(guān)性并不顯著;P、K元素與三七皂苷R1、Rbl、Rgl及總皂苷含量均呈正相關(guān)關(guān)系，其中，在顯著水平α=0. 05，取f=69，土壤中P的含量三七皂苷Rbl、Rgl、總皂苷含量顯著相關(guān)，K元素則與R1、Rbl、皂苷總含量具有顯著相關(guān)性。三七皂苷R1、Rbl、Rgl及總皂苷含量在顯著水平α=0. 01上顯著相關(guān)。

5.2 土壤（N、K）含量與三七皂苷總含量的回歸分析

5.2.1 回歸分析

在進(jìn)行回歸分析時(shí)，采用曲線回歸方法。以皂苷總含量（S）為因變量，分別以土壤中N、P、K含量為變量進(jìn)行回歸。分別獲得回歸方程：

s=10. 246 -0. 093×N-O. 001×N2

S=2. 292+P0.32（2）

S=0.580+K0.497（3）

式（1）～（3）中，S為三七皂苷總含量，N為土壤中氮含量，P為土壤中磷的含量，K為土壤中鉀的含量。

5.2.2 顯著性檢驗(yàn)

F值是對(duì)回歸方程中顯著性的檢驗(yàn)，是檢驗(yàn)回歸分析后所得方程是否具有顯著性的重要指標(biāo)。式（I）F值為2. 493，式（2）的F值為6.224，式（3）的F值為7.973，在置信水平a=0. 05查FO. 05（1，60） =4. 00。由于F>4. 00，所以，三七皂苷總含量S與土壤N含量之間的回歸方程S =10. 246 -0. 093×N-0.001×N2是不顯著的，與土壤中P、K含量之間的回歸方程S一2. 292+PO.32、S=O. 580+K0.497是顯著的。

6 結(jié)論

通過(guò)上述分析表明，土壤中N、P、K含量的不同，對(duì)三七總皂甙含量會(huì)產(chǎn)生影響。其中，三七總皂苷含量與土壤N間成負(fù)相關(guān)關(guān)系，但相關(guān)性并不顯著，與土壤P、K之間成正相關(guān)關(guān)系，在置信水平a=0. 05上相關(guān)性顯著。在進(jìn)行回歸分析中，N含量與皂苷總含量之間的回歸方程不具有顯著性，雖然土壤P、K含量與皂苷總含量之間的回歸方程具有顯著性，但R方都較小，所以回歸效果并不理想。通過(guò)上述研究表明，在三七種植中控制N肥的施用量，適當(dāng)提高P肥和K肥施用量是提高三七質(zhì)量的有效措施。

不足之處在于：一是受條件限制，在考慮三七質(zhì)量時(shí)沒(méi)有能夠同時(shí)考慮產(chǎn)量因素，但眾多學(xué)者的研究都已表明，N、P、K肥施用量對(duì)三七皂苷產(chǎn)量有影響[10，21]。二是樣品均采集于三七收獲季節(jié)，未能在種植前對(duì)土壤相關(guān)養(yǎng)分測(cè)定。

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收稿日期：2019-11-22

基金項(xiàng)目：云南省青年基金項(xiàng)目（編號(hào)：2014FD056）

作者簡(jiǎn)介：趙芳（1985-），女，助教，碩士，研究方向?yàn)樘烊划a(chǎn)物活性成分。