廣西毛郁金分布區(qū)土壤調(diào)查研究

陳 珊，向巧彥，甘金佳*，張恩德，蔣水元，梁勇詩

（1.八加一藥業(yè)股份有限公司，廣西 桂林 541805；2. 廣西壯族自治區(qū)中國科學(xué)院廣西植物研究所，廣西 桂林 541006）

毛郁金為姜科植物毛郁金Curcuma aromatica Salisb.的干燥根莖，主要分布于我國廣東、廣西等地，別名廣西黃姜，始載于《新修本草》，《全國中草藥匯編》也有收載，為廣西特色中草藥資源植物之一，已收載于《廣西壯藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中，該藥材味辛、微苦，性溫，入肝、脾經(jīng)，其根入藥具有行氣解郁、涼血破瘀和利膽作用，其根莖主治胸悶脅痛、胃腹脹痛、黃疸、吐血、尿血與月經(jīng)不調(diào)、癲癇等病癥[1-3]。毛郁金所含化學(xué)成分多樣，其醇提物、醋酸乙酯萃取物主要含有倍半萜類揮發(fā)油成分和姜黃素類成分等，其根莖主要含有萜類、類姜黃色素、三萜等類型化合物，水提物能誘導(dǎo)人結(jié)腸癌細(xì)胞LS-174-T 凋亡，并阻止細(xì)胞周期于G2/M 期，不受p53 基因單獨(dú)調(diào)節(jié)影響，藥理學(xué)研究表明其還有抗氧化、抗炎鎮(zhèn)痛、降血脂等藥理活性[1,4]。

關(guān)于毛郁金的研究主要集中在化學(xué)成分和藥理作用等方面[1,3-7]，而與其種植有關(guān)的研究極少，更無關(guān)于毛郁金種植土壤的研究。為合理開發(fā)毛郁金藥材的人工種植，必須掌握其土壤信息。為此，本研究在前期研究的基礎(chǔ)上，對毛郁金分布區(qū)土壤樣本進(jìn)行調(diào)查和分析，以期為其保護(hù)和合理開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究方法

1.1 調(diào)查內(nèi)容

調(diào)查毛郁金分布區(qū)地理地貌信息，采集毛郁金根際土壤帶回實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)其pH值、有機(jī)質(zhì)含量、氮、磷、鉀、交換性鈣、交換性鎂的含量，檢測土壤中重金屬如鉛、鎘、鉻和砷的含量。

1.2 調(diào)查方法

文獻(xiàn)調(diào)查：查閱植物志、中國知網(wǎng)、其它網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)資料、中國數(shù)字植物標(biāo)本館等標(biāo)本實(shí)物資料，確定廣西毛郁金分布區(qū)域，對毛郁金資源、產(chǎn)地等條目進(jìn)行歸納記錄，為路線調(diào)查、樣地調(diào)查和區(qū)域選擇提供依據(jù)。

實(shí)地調(diào)查：在文獻(xiàn)調(diào)查基礎(chǔ)上，選取有代表性的毛郁金分布區(qū)作為調(diào)查區(qū)域。設(shè)計(jì)了調(diào)查路線、調(diào)查時(shí)間和樣方設(shè)置方案。采取隨機(jī)取樣的方法在調(diào)查地點(diǎn)選擇能夠反映毛郁金土壤特點(diǎn)的地段設(shè)置樣方，開展樣方調(diào)查。記錄調(diào)查樣地的地理信息、地貌特征和分布狀況等，采集毛郁金根系土壤樣本，帶回實(shí)驗(yàn)室檢測。

實(shí)驗(yàn)室檢測：土壤pH 值采用電位計(jì)法測定，土壤有機(jī)質(zhì)測定采用丘林法，土壤全氮測定采用凱氏法，土壤速效測定采用氮堿解擴(kuò)散法，土壤全磷測定采用酸溶-鉬銻抗比色法，土壤有效磷測定采用碳酸氫鈉浸提-鉬銻抗比色法，土壤全鉀采用氫氧化鈉熔融法測定，土壤有效鉀測定采用乙酸銨浸提法[8]，土壤中交換性鈣和交換性鎂采用1 mol/L NH4OAc 浸提，原子吸收分光光度計(jì)法測定[9]，土壤中的鐵、硼、鉛、鎘、鉻和砷元素含量使用電感耦合等離子體質(zhì)譜法（ICP-MS）或堿消解-電感耦合等離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）測定[10]。土壤肥力分級參考全國第二次土壤普查及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[11]。

2 調(diào)查結(jié)果與分析

2.1 廣西毛郁金資源地理分布及生態(tài)環(huán)境特征

廣西毛郁金分布區(qū)土壤調(diào)查地點(diǎn)范圍遍布廣西各地，共涉及十三個地級市。調(diào)查發(fā)現(xiàn)有毛郁金分布的地點(diǎn)是桂林市雁山區(qū)、永?？h和龍勝縣，柳州市鹿寨縣和融水縣，賀州市昭平縣，貴港市港南區(qū)，防城港市防城區(qū)，南寧市上林縣和橫縣，來賓市武宣縣，百色市平果縣和田林縣，河池市南丹縣和巴馬縣。

通過文獻(xiàn)調(diào)查及實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，毛郁金對土壤適應(yīng)性強(qiáng)，野生資源較為豐富，分布廣泛。如表1 所示，野生資源分布主要集中在桂北、桂中和桂西北等地，桂西南、桂南及桂東南分布較少。在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，野生毛郁金在平原、喀斯特石山丘陵和土山丘陵都有分布。主要分布于山坡和山腳下、耕地邊、溪溝旁、路邊、林緣等地。毛郁金對土壤的適應(yīng)性強(qiáng)，能分布于砂壤土、壤土、黏壤土中，毛郁金分布區(qū)土壤類型以壤土為主。

表1 毛郁金分布點(diǎn)地理、地貌信息Tab. 1 Geographic and geomorphic information of the distribution point of C. aromatica

2.2 毛郁金生長的土壤環(huán)境特征

通過實(shí)地調(diào)查毛郁金生長的土壤環(huán)境，采集其根系土壤帶回實(shí)驗(yàn)室檢測pH 值和有機(jī)質(zhì)含量。如表2 所示，毛郁金對土壤適應(yīng)性強(qiáng)，對土壤性質(zhì)要求不高，能在砂壤土、壤土和粘壤土中生長，所調(diào)查的毛郁金土壤性質(zhì)，壤土較多，顏色多為棕褐色，其次是灰褐色和黃褐色。土層普遍較厚，大部分土壤厚度＞50 cm，土壤質(zhì)地多為疏松濕潤，pH 值在4.27 ～5.80之間，土壤酸堿性以酸性土居多。不同地區(qū)毛郁金的根系土壤中有機(jī)質(zhì)變化較大，黏土中有機(jī)質(zhì)含量最低，pH 值在18.4 ～21.8 之間；砂壤土和黏壤土中有機(jī)質(zhì)較低，pH 值在29.6 ～35.1 之間；壤土中有機(jī)質(zhì)較高，pH 值在26.9 ～96.5 之間。由此可見，毛郁金在黏土、黏壤土、壤土和砂壤土中均能生長，毛郁金在土壤疏松濕潤的土壤中分布較多，常見于田邊、溪溝邊。

根據(jù)全國第二次土壤普查及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[11]，對毛郁金產(chǎn)地的土壤養(yǎng)分含量進(jìn)行分級（如表2 所示），土壤養(yǎng)分分級標(biāo)準(zhǔn)共六級，六級土壤養(yǎng)分為最低，一級土壤養(yǎng)分為最高。調(diào)查發(fā)現(xiàn)毛郁金的15 個樣地中，4個樣地的土壤為1 級，分別為桂林市雁山區(qū)奇峰鎮(zhèn)祿坊村樣地、桂林市永?？h百壽鎮(zhèn)三江巖村樣地、河池市南丹縣城關(guān)鎮(zhèn)四山村樣地和柳州市鹿寨縣拉溝鄉(xiāng)大坪村樣地。6 個樣地的土壤為2 級，4 個樣地的土壤為3 級，1 個樣地的土壤為4 級（貴港市港南區(qū)湛江鎮(zhèn)小莊村樣地），調(diào)查的樣地沒有是等級5 和等級6 的。由此可見，毛郁金分布地土壤等級1 級和2 級較多，毛郁金較為適宜在土壤肥力等級較高的土壤中分布。當(dāng)然，毛郁金也比較耐貧瘠土壤，在等級為3級和4 級的土壤中亦有分布。

表2 毛郁金生長土壤環(huán)境特征Tab. 2 Soil environmental characteristics of the growth of C. aromatica

2.3 毛郁金根系土壤的氮、磷、鉀和部分中量元素的含量

對野外調(diào)查采集的毛郁金根系土壤中氮、磷、鉀和部分中量元素的含量進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果如表3所示。結(jié)果顯示，各個分布點(diǎn)毛郁金根系土壤中的礦質(zhì)元素變化幅度較大，在礦質(zhì)元素含量較低的地點(diǎn)，如貴港市港南區(qū)湛江鎮(zhèn)小莊村，依然有野生毛郁金分布，由此說明，毛郁金對土壤礦質(zhì)元素的適應(yīng)性較強(qiáng)，耐貧瘠。

2.4 毛郁金根系土壤中部分重金屬元素含量

對野外調(diào)查采集的毛郁金根系土壤的部分重金屬元素含量進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果如表4 所示。在鉛元素含量方面，桂林市雁山區(qū)奇峰鎮(zhèn)祿坊村人工栽培地毛郁金土壤的鉛含量較高，達(dá)到82 mg/kg，其它分布點(diǎn)的栽培和野生毛郁金根系土壤的鉛元素含量較低。毛郁金分布點(diǎn)土壤的鎘元素含量普遍較低，在0.14 ～1.9 mg/kg。在鉻元素方面，毛郁金分布點(diǎn)土壤的鉻元素含量在17 ～47 mg/kg。在砷元素含量方面，桂林市雁山區(qū)奇峰鎮(zhèn)祿坊村人工栽培地毛郁金土壤的砷元素含量較高，達(dá)到21 mg/kg，其次是桂林市永?？h百壽鎮(zhèn)三江巖村的毛郁金土壤，其砷元素含量達(dá)20 mg/kg，其它毛郁金分布點(diǎn)的砷元素含量都較低。

參考中華人民共和國《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（NY/T391—2013）》[12]中各項(xiàng)污染物的含量限值可知，桂林市雁山區(qū)奇峰鎮(zhèn)祿坊村樣地土壤中的鉛和鎘元素超《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（NY/T391—2013）》[12]中各項(xiàng)污染物的含量限值，由此說明，該地塊不適宜種植綠色食品級別的毛郁金藥材。桂林市永?？h百壽鎮(zhèn)三江巖村、河池市南丹縣城關(guān)鎮(zhèn)四山村、百色市平果縣金沙鄉(xiāng)金沙村和賀州市昭平縣北陀鎮(zhèn)樂群村的野生毛郁金土壤樣地中的鎘元素超過《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（NY/T391—2013）》[12]中鎘的含量限值，由此說明，應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎采集這些地方的毛郁金藥材，有必要對藥材中重金屬含量進(jìn)行檢測。上述四個毛郁金產(chǎn)地中，桂林市永福縣百壽鎮(zhèn)三江巖村、河池市南丹縣城關(guān)鎮(zhèn)四山村和百色市平果縣金沙鄉(xiāng)金沙村樣地都屬于喀斯特石灰?guī)r峰叢地貌，是否因?yàn)榭λ固厥規(guī)r地貌下的土壤中鎘元素含量較多，需要進(jìn)一步研究。

表3 毛郁金根系土壤的氮、磷、鉀和部分中量元素的含量Tab. 3 Contents of nitrogen, phosphorus, potassium and some moderate elements in the root soil of C. aromatica

表4 毛郁金根系土壤中部分重金屬元素含量Tab. 4 Contents of some heavy metal elements in the soil of C. aromatica

除了上述五個毛郁金產(chǎn)地之外的其他毛郁金產(chǎn)地的土壤，均符合中華人民共和國《綠色食品產(chǎn)地環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（NY/T391—2013）》[12]中各項(xiàng)污染物的含量限值，可以采集這些產(chǎn)地毛郁金作為綠色食品級別的中藥材。

3 討論

3.1 廣西毛郁金分布區(qū)土壤特征

毛郁金對土壤的適應(yīng)性強(qiáng)，對土壤性質(zhì)要求不高，能分布于砂壤土、壤土、黏壤土中，其分布區(qū)土壤類型以壤土為主，土層普遍較厚，大部分土層厚度＞50 cm，土壤質(zhì)地多為疏松濕潤，pH 值在4.27 ～5.80 之間，土壤酸堿性以酸性土居多。毛郁金分布區(qū)土壤等級1 級和2 級較多，由此可見，毛郁金較為適宜在土壤肥力等級較高的土壤中分布。當(dāng)然，毛郁金也比較耐貧瘠土壤，在等級為3 級和4 級的土壤中都有毛郁金分布。進(jìn)行中藥材GAP 產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)，結(jié)合中藥材生長發(fā)育規(guī)律和土壤營養(yǎng)的實(shí)際水平，尋求最佳的施肥模式[13]，在毛郁金栽培過程中，為保護(hù)產(chǎn)地生態(tài)環(huán)境，在堅(jiān)持有機(jī)肥為主的同時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格禁止生活垃圾肥料的使用，并嚴(yán)格控制化學(xué)肥料、農(nóng)藥和其它化學(xué)制劑的使用[14]。

3.2 毛郁金分布區(qū)土壤重金屬狀況及建議

中藥材在栽培、田間管理、采收加工、倉儲運(yùn)輸?shù)冗^程中都會有重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)地環(huán)境是中藥材中重金屬的主要來源[15]。廣西毛郁金分布區(qū)土壤的重金屬總體污染水平都極低，且各樣點(diǎn)變化幅度較小。毛郁金在地生長時(shí)間較長，一般需要約2 ～3 年的時(shí)間才能采挖，因此土壤質(zhì)量對于優(yōu)質(zhì)藥材的形成尤為重要。本次調(diào)查的樣地大部分都符合綠色藥材栽培的土壤環(huán)境質(zhì)量要求，適合建設(shè)GAP 基地。在今后的毛郁金種植過程中，一定要注意合理施肥和用藥，避免重金屬的污染，保證產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)毛郁金藥材。有研究[16]表明，有機(jī)質(zhì)可降低鎘對作物的危害，因此，可通過施入適量有機(jī)肥減少毛郁金對鎘的吸收，以生產(chǎn)出鎘含量較低的藥材。

4 結(jié)論

廣西毛郁金野生資源有限，不能長期依賴野生資源，否則將對自然資源造成難以修復(fù)的破壞。近年來，國家越來越重視中醫(yī)藥的發(fā)展，各項(xiàng)扶持政策相繼出臺，藥農(nóng)種植中藥材積極性大大提高，毛郁金適應(yīng)性較強(qiáng)，種植后易管理，適合農(nóng)戶發(fā)展。藥農(nóng)在種植毛郁金前，應(yīng)該對當(dāng)?shù)赝寥烙兴私?，因此建議采用“公司+農(nóng)戶”模式，進(jìn)行訂單種植，并加強(qiáng)政策宣傳，通過開展種植技術(shù)培訓(xùn)班等方式引導(dǎo)藥農(nóng)科學(xué)規(guī)范種植毛郁金。