甘肅民樂黃芪品質(zhì)與土壤關(guān)系的研究

張 博，班小軍，于喆源，李曉芳，王曉霞 （張掖市質(zhì)量檢驗(yàn)檢測研究院/張掖市食品藥品檢驗(yàn)檢測中心，甘肅 張掖734000）

1 引言

黃芪，又名綿芪，是一種藥食兩用材料，主產(chǎn)于山西、甘肅、內(nèi)蒙古等地，是臨床應(yīng)用最為廣泛的補(bǔ)益中藥，在我國已有2000 多年的藥用歷史。目前，以黃芪為原料生產(chǎn)的中成藥達(dá)200 多種，因此黃芪藥材質(zhì)量的穩(wěn)定可控是其臨床療效的重要保證。由于長期大量采挖，近幾年來野生黃芪的數(shù)量急劇減少，因此黃芪被確定為漸危種、國家三級保護(hù)植物，藥用黃芪以人工栽培為主要來源。

甘肅民樂地處河西走廊中段，具有強(qiáng)日照、大溫差、降雨少的氣候特征，大氣、水質(zhì)潔凈，土壤質(zhì)地疏松，適于黃芪等根莖類中藥材生長[1]。研究表明，黃芪在生長發(fā)育中受到氣候因子、地理因子、土壤因子等的共同調(diào)節(jié)作用[2]。本文通過對民樂縣域內(nèi)中藥材種植基地的黃芪質(zhì)量與土壤條件進(jìn)行分析研究，在對黃芪藥材質(zhì)量和土壤狀況進(jìn)行綜合評價的基礎(chǔ)上，探索并揭示當(dāng)?shù)厝斯しN植黃芪的質(zhì)量與土壤因子的內(nèi)在規(guī)律，以期進(jìn)一步增強(qiáng)民樂縣黃芪藥材的市場競爭力，并為民樂縣建設(shè)規(guī)范化藥源基地提供有益資料。

2 樣品與方法

2.1 樣品來源

2018 年10 月，采挖民樂縣不同藥材基地的黃芪樣品28 批，經(jīng)班小軍副主任藥師鑒定為豆科植物蒙古黃芪的干燥根。每個基地隨機(jī)挖取整株藥材后，陰干，粉碎，過四號篩，備用。同時，以隨機(jī)多點(diǎn)采樣法，采集對應(yīng)黃芪根基土壤（耕作層約10～30 cm 處）樣品28 份，每份重約1 kg，經(jīng)充分混合，用四分法縮分后，自然風(fēng)干，保存，供測試用。試驗(yàn)樣品基本信息見表1。

2.2 黃芪質(zhì)量分析方法

黃芪質(zhì)量分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括：采用水溶性浸出物測定法（冷浸法）測定浸出物[3]，采用原子吸收分光光度法測定藥材重金屬鉛、鎘、銅[3]，采用原子熒光分光光度法測定藥材重金屬砷、汞[4-5]，采用高效液相色譜法分別測定黃芪甲苷、毛蕊異黃酮葡萄糖苷的含量，方法詳見《中國藥典》2015 年版一部[6]。

2.3 土壤因子分析方法

土壤因子分析方法主要參照《土壤農(nóng)業(yè)化學(xué)分析方法》[7]，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括采用電位法測定土壤pH 值，采用灼燒法測定土壤有機(jī)質(zhì)含量，采用浸提-質(zhì)量法測定土壤可溶鹽總量，采用開氏消煮法（H2SO4-K2SO4-CuSO4-硒粉作為消煮劑）測定土壤全氮含量[8]，采用鉬銻抗比色法測定土壤全磷及有機(jī)磷含量，采用四苯硼鈉比濁法測定土壤速效鉀含量[9]。此外，土壤重金屬元素含量測定采用微波消解法制備供試品溶液[10]，土壤重金屬鉛、鎘、銅采用原子吸收分光光度法測定[3]，砷、汞采用原子熒光光度法測定[4-5]。

3 結(jié)果分析

3.1 黃芪質(zhì)量結(jié)果分析

黃芪質(zhì)量測定結(jié)果見表2。

由表2 數(shù)據(jù)可知，28 批黃芪藥材的浸出物含量為39.3%～49.7%，黃芪甲苷含量為 0.049% ～0.101%，毛蕊異黃酮葡萄糖苷含量為 0.025%～0.044%。根據(jù)《中國藥典》2015 年版一部[6]的規(guī)定：黃芪浸出物不得少于17.0%；含黃芪甲苷不得少于0.040 %；含毛蕊異黃酮葡萄糖苷不得少于0.020%?？梢?，28 批黃芪樣品的浸出物、黃芪甲苷、毛蕊異黃酮葡萄糖苷含量均高于藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

表 1 甘肅民樂縣黃芪藥材及其根基土壤樣品信息

28 批黃芪藥材中重金屬鉛含量為0.086～0.987 mg/kg，鎘含量為0.007～0.043 mg/kg，銅含量為9.94～15.43 mg/kg，砷含量為0.177 0～0.580 6 mg/kg，汞含量為0.002 3～0.014 3 mg/kg。參照《藥用植物及制劑進(jìn)出口綠色行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》[11]及《中國藥典》2015 年版一部[6]的重金屬限度規(guī)定：鉛≤5.0 mg/kg，鎘≤0.3 mg/kg，砷≤2.0 mg/kg，汞≤0.2 mg/kg，銅≤20.0 mg/kg，重 金 屬 總 量≤20.0 mg/kg?？梢姡?8 批黃芪樣品中重金屬鉛、鎘、砷、汞、銅的含量均在規(guī)定限度以內(nèi)。

表 2 黃芪質(zhì)量測定結(jié)果

3.2 土壤因子結(jié)果分析

土壤因子測定結(jié)果見表3。

28 份土壤樣品的重金屬測定結(jié)果為：鉛含量為16.62～35.36 mg/kg，鎘含量為0.185～0.485 mg/kg，砷含量為1.0872～2.599 4 mg/kg，汞含量為0.063 7～0.112 6 mg/kg，銅含量為32.11～143.8 mg/kg?！锻寥拉h(huán)境質(zhì)量 農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)（試行）》中規(guī)定農(nóng)用地土壤重金屬污染風(fēng)險篩選值[12]：鉛為170 mg/kg，鎘為0.6 mg/kg，砷為25 mg/kg，汞為3.4 mg/kg，銅為100 mg/kg?？梢姡?8 份黃芪根基土壤樣品中重金屬鉛、鎘、砷、汞的含量均低于農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值，但其中16 份土壤樣品的銅含量高于其篩選值。

基于農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險管控標(biāo)準(zhǔn)中管制值項(xiàng)目不包括銅[12]，并結(jié)合28 批黃芪藥材重金屬的測定結(jié)果綜合分析，可認(rèn)為土壤受重金屬污染的風(fēng)險低，一般情況下可以不對民樂縣域內(nèi)黃芪藥材的生長土壤進(jìn)行重金屬監(jiān)測。

3.3 相關(guān)性分析

運(yùn)用SPSS19.0 軟件分別計算28 批黃芪的浸出物、黃芪甲苷、毛蕊異黃酮葡萄糖苷含量與各土壤因子的相關(guān)系數(shù)[13]，結(jié)果見表4。

由表4 可知，浸出物與速效鉀呈顯著負(fù)相關(guān)，即浸出物隨土壤速效鉀含量的增加而降低；黃芪甲苷與速效鉀呈顯著正相關(guān)，即黃芪甲苷隨土壤速效鉀含量的增加而增加；毛蕊異黃酮葡萄糖苷與可溶鹽呈極顯著正相關(guān)，與速效鉀呈顯著正相關(guān)，與pH 值呈顯著負(fù)相關(guān)，即毛蕊異黃酮葡萄糖苷隨土壤可溶鹽和速效鉀含量的增加而增加，隨土壤pH 值的增大而降低。浸出物、黃芪甲苷、毛蕊異黃酮葡萄糖苷與測定的其他土壤因子無顯著相關(guān)性。

表 3 土壤因子分析結(jié)果

表 4 黃芪浸出物、主成分含量與土壤因子間的相關(guān)系數(shù)

3.4 灰色關(guān)聯(lián)度分析

對黃芪質(zhì)量和土壤因子數(shù)據(jù)進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)度分析[14-15]，結(jié)果見表5。

表 5 黃芪浸出物、主成分含量與土壤因子的灰色關(guān)聯(lián)度

由表5 可知，從浸出物和黃芪甲苷的角度考慮，7 個土壤因子按關(guān)聯(lián)度大小排序均為：r1＞r5＞r3＞r4＞r2＞r7＞r6，結(jié)果表明土壤pH 是影響黃芪浸出物和黃芪甲苷含量的重要因子，其次是全磷、有機(jī)質(zhì)和全氮；從毛蕊異黃酮葡萄糖苷的角度考慮，7 個土壤因子按關(guān)聯(lián)度大小排序?yàn)椋簉1＞r5＞r3=r4＞r2＞r7＞r6，結(jié)果表明土壤pH 值是影響毛蕊異黃酮葡萄糖苷含量的重要因子，其次是全磷、有機(jī)質(zhì)和全氮。

4 討論

28 批次藥材的測定結(jié)果表明，民樂縣黃芪藥材的質(zhì)量普遍較好，受重金屬污染風(fēng)險低，符合國家藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。土壤重金屬測定結(jié)果表明，民樂縣域內(nèi)土壤重金屬對黃芪生長和質(zhì)量安全的污染風(fēng)險低，但其中16 份土壤樣品富集重金屬銅的含量高于農(nóng)用地土壤污染風(fēng)險篩選值。雖然目前尚無關(guān)于土壤中銅含量的管控標(biāo)準(zhǔn)，但監(jiān)控黃芪種植土壤中重金屬銅含量的變化對于保護(hù)民樂縣中藥材種植土壤環(huán)境、保障黃芪質(zhì)量安全具有重要意義。因此，對黃芪種植土壤進(jìn)行重金屬銅含量的監(jiān)測是必要的。

民樂縣黃芪藥材浸出物、黃芪甲苷、毛蕊異黃酮葡萄糖苷與各土壤因子間的關(guān)聯(lián)度順序基本一致。其中，土壤pH 值是影響三者含量的最關(guān)鍵因素，其次為土壤全磷、有機(jī)質(zhì)、全氮。浸出物與速效鉀呈顯著負(fù)相關(guān)，黃芪甲苷、毛蕊異黃酮葡萄糖苷含量則與速效鉀呈顯著正相關(guān)。除此之外，毛蕊異黃酮葡萄糖苷含量還與可溶鹽呈極顯著正相關(guān)，與pH 值呈顯著負(fù)相關(guān)。因此，調(diào)節(jié)土壤中全氮、有機(jī)質(zhì)、速效鉀、全磷含量以及適當(dāng)改良土壤質(zhì)地，對提高民樂黃芪藥材的品質(zhì)具有重要意義。在實(shí)際種植中，應(yīng)該綜合考慮地理、氣候和土壤環(huán)境等各因素的影響，才能保證黃芪品質(zhì)和產(chǎn)量的穩(wěn)定性。