淺論土壤、海拔對滇重樓品質(zhì)的影響

趙麗瓊 陳津禾 王曉芳 楊 艾 金文艷

（云南省昆明衛(wèi)生職業(yè)學(xué)院，云南 昆明 650101）

重樓又是一些著名中成藥如云南白藥、宮血寧膠囊、 樓蓮膠囊等的主要原料之一，近年來，因重樓市場需求巨大、野生資源瀕危及人工繁育技術(shù)要求高、栽培周期長等多因素導(dǎo)致重樓價格飆升。目前重樓人工種植市場上，尚無優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的種源供給，已成為制約云南白藥、宮血寧等著名中成藥可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，人工種植重樓日益受到制藥企業(yè)和種植企業(yè)等的高度關(guān)注。

1.滇重樓研究意義

首先，科學(xué)層面。近年來，國內(nèi)外學(xué)者對滇重樓進行了大量的研究，但是關(guān)于重樓藥材品質(zhì)的研究依然處于有結(jié)果、 無結(jié)論的局面，不同產(chǎn)地滇重樓根莖中重樓皂苷Ⅰ、 Ⅱ、Ⅵ、Ⅶ含量及總含量差異很大。甚至同一產(chǎn)地不同研究者得出滇重樓根莖中重樓皂苷Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ、Ⅶ 含量及總含量差異也很大，此次探究旨在對不同采收期、不同生長年限、不同產(chǎn)地同一產(chǎn)地滇重樓品質(zhì)差異及不同部位主要活性成分差異進行研究，以期為進一步研究滇重樓品質(zhì)差異、野生變家種及規(guī)范化種植提供參考，實現(xiàn)滇重樓大規(guī)模培育及大面積推廣。另外，通過對云南滇東、滇中、滇西部分滇重樓種植基地、海岱滇重樓種植基地進行實地調(diào)查、收集和分析，研究不同土壤、不同海拔滇重樓的品質(zhì)情況，總結(jié)出土壤海拔對滇重樓品質(zhì)的影響。以期探究出如何改善土壤條件的同時，通過選擇相應(yīng)的海拔種植滇重樓，使得滇重樓品質(zhì)得到不斷提高，從而總結(jié)出種植滇重樓土壤海拔要求的理論依據(jù)，為大規(guī)模規(guī)范化種植滇重樓提供指導(dǎo)。

其次，應(yīng)用層面。重樓市場需求巨大，重樓人工種植市場上，尚需優(yōu)質(zhì)、穩(wěn)定的種源供給，通過本課題的研究，不斷提高滇重樓的產(chǎn)量和含量，為集團生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)海岱滇重樓種植基地優(yōu)質(zhì)種植技術(shù)提供參考，促進產(chǎn)教融合。

2.土壤、海拔對滇重樓品質(zhì)的影響

重樓屬植物在全國大部分省區(qū)有分布，但合格的滇重樓藥材（粉質(zhì)重樓）集中分布于四川涼山州與滇西北高原鄰接地區(qū)沿金沙江、雅礱江一線，而遠離該地區(qū)，品質(zhì)則明顯下降。相關(guān)學(xué)者指出，重樓藥材中皂苷含量和質(zhì)地呈現(xiàn)明顯的地域、生境依賴性。其影響因素主要包括土壤、海拔等。因此，此次主要結(jié)合這兩個層面，綜合業(yè)內(nèi)學(xué)者研究情況，對此逐一進行分析。

2.1 土壤對品質(zhì)的影響

土壤養(yǎng)分對于滇重樓的生長品質(zhì)存在影響，滇重樓最宜生長于腐殖質(zhì)含量豐富的壤土或肥沃的砂質(zhì)壤土中栽培。學(xué)者楊永紅及其團隊（2012），研究了栽培區(qū)土壤營養(yǎng)和滇重樓的品質(zhì)關(guān)聯(lián)性。其引入了土壤常規(guī)五項，研究了云南當(dāng)?shù)鼐艂€地州29個的人工栽植滇重樓區(qū)域的0~30公分的土壤營養(yǎng)數(shù)據(jù)，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡嶂貥歉o品質(zhì)情況予以研究。最終得出結(jié)論，當(dāng)?shù)赝寥罓I養(yǎng)情況存在明顯的不平衡性，這也為導(dǎo)致滇重樓品質(zhì)參差不齊的關(guān)鍵原因。對于不同地區(qū)的土壤營養(yǎng)組成，結(jié)合滇重樓的生長需要，應(yīng)當(dāng)對土壤營養(yǎng)進行必要的改良。以其中調(diào)研的香格里拉三壩鄉(xiāng)東壩村的土壤數(shù)據(jù)為例，當(dāng)?shù)赝寥罊z測結(jié)果普遍顯示，有著極為豐富的鉀含量，但在有機質(zhì)和堿解氮方面的含量并不高，土壤的pH并非處于滇重樓最為適宜的4.5~6.3的生長環(huán)境下，另外在土壤中還檢測到了大量的不利于滇重樓生長的速效磷充分，一系列原因的共同作用下，導(dǎo)致當(dāng)?shù)氐牡嶂貥瞧焚|(zhì)始終不理想。在人工種植過程中，需要針對性地對當(dāng)?shù)赝寥拉h(huán)境進行改善，確保栽種品質(zhì)。學(xué)者王印及其團隊（2012），分析了土壤中鉀元素的含量和滇重樓的品質(zhì)聯(lián)系。最終得出，土壤內(nèi)全鉀以及速效鉀的濃度和滇重樓的根莖內(nèi)的總皂苷濃度有著突出性的正向聯(lián)系，和根莖內(nèi)的多糖濃度也表現(xiàn)出典型的正相關(guān)聯(lián)系。包括土壤中的全鉀以及速效鉀的含量越是充足，則滇重樓的生長質(zhì)量也更為突出。

土壤的pH情況對于滇重樓的生長也有著一定的影響。研究表明，滇重樓在堿性環(huán)境下無法正常生長，最適宜pH4.5-6.3的生長環(huán)境，其中粉質(zhì)重樓為5.1，膠質(zhì)重樓為4.6。學(xué)者毛玉東及其團隊（2011）對此展開相關(guān)研究，其對土壤的pH值進行了不同的處理，如下表所示。

表1 不同的土壤pH控制

在各個pH不同的土壤環(huán)境下，對滇重樓的品質(zhì)進行長期的監(jiān)測分析，最終得出下述結(jié)論：第一，植株莖葉鮮重、根數(shù)、根長以及根系的鮮重情況和pH之間的聯(lián)系為隨著pH的逐步增加而先上升后下降形式。第二，pH不同的土壤環(huán)境下，植株對于氮、磷、鉀三類重要養(yǎng)分的吸收情況測試顯示，在試驗土壤 pH 范圍內(nèi)，土壤 pH 對新老根莖、根系氮含量有顯著的影響，對莖葉氮含量影響不大。新老根莖磷含量有隨土壤pH 升高而增加的趨勢，而莖葉和根系磷含量則呈現(xiàn)相反的趨勢。莖葉和根系鉀含量遠大于新老根莖中鉀含量，不同土壤 pH 處理對根系和莖葉鉀含量的影響也遠大于對根莖鉀含量的影響。說明土壤 pH對滇重樓營養(yǎng)狀況和養(yǎng)分吸收有明顯的影響。第三，pH不同的土壤環(huán)境下，植株根莖內(nèi)總皂甙變化情況。結(jié)果顯示隨土壤 pH 增加，新老根莖總皂甙含量呈現(xiàn)增加的趨勢。除鹽堿土外，土壤 pH 越高，土壤風(fēng)化淋溶程度越低，土壤鈣素含量越高。

相關(guān)實地調(diào)研數(shù)據(jù)反饋，土壤濕度大的沿河地帶，通常產(chǎn)植株高大的膠質(zhì)重樓。同時，冬春土壤水分較缺乏，是其生長較差的主要原因之一。濕度因素和植株的光合作用有著一定的聯(lián)系。對此學(xué)者蘇文華及其團隊（2003）展開了相關(guān)研究活動。其利用L1-6400光合檢測設(shè)備以及人工氣候箱聯(lián)合的方式，對于滇重樓的溫度、濕度環(huán)境條件和光合速率之間的聯(lián)系開展了單因素分析。其把待測的植株放置于之前已然控制恒定的目標(biāo)濕度的人工氣候箱之中保持20分鐘，結(jié)合對光合測定設(shè)備的水分吸收氣體通過情況的管控，從而于葉室環(huán)境下測試空氣濕度，逐次測定自低濕度向著高濕度的方向演變。最終試驗結(jié)果顯示，實際滇重樓的光合效率同所處空間的濕度之間有著密切聯(lián)系，當(dāng)20%-80%的濕度范圍內(nèi)，整個的光合速率變化和濕度之間為正相關(guān)聯(lián)系，如下圖。于1000umol/（m2.s）有效光合輻射情況。環(huán)境溫度20度的情況下，80%的空氣濕度光合速率對比20%的相對空氣濕度提升了27.8個百分點。由此可見，滇重樓更為適宜高濕的生長環(huán)境，最為理想的濕度即不低于75%。自然情況下，滇重樓的光合效用需要開展絕大部分時間未有達到理想的濕度條件，因此判斷濕度因素或許為影響滇重樓生長緩慢的重要原因。

圖1 滇重樓濕度影響

土壤濕度較高、光照較好的情況下，往往有利于滇重樓的生長。而實際自然的情況下，森林之中的濕度較高，但是光照不充分；草地環(huán)境下則光照較高，濕度并不高。對于高海拔地區(qū)，隨著高度的增加氣溫會進一步的降低，濕度不斷提升。而對于人工栽種環(huán)境，往往透光率較好，但是植株長勢不理想究其原因可能為土壤濕度不高，繼而制約了光合作用等過程。故而在人工栽植期間，需要予以必要的遮陰處理，這樣更有助于減小氣溫，和濕度的高保持，此外植株也可以得到更多的有機碳沉淀。

2.2 海拔對品質(zhì)的影響

海拔對于滇重樓品質(zhì)造成的影響，主要可以分為光照以及溫度兩個方面對其光合作用的影響展開。

第一，光照因素的影響。相關(guān)研究表明，滇重樓為陰生植物，喜斜射光或散光，忌強光直射，生長需要的年日照時數(shù)在1000h左右，具有營養(yǎng)生長期較短而生殖生長期、越冬期較長的特點，適宜光照度為15%～50% (光強1000 Lx～3500 Lx)的生態(tài)環(huán)境中。王麗萍等采用野生 6年生以上滇重樓為種苗，研究不同套種模式透光率對重樓生長的影響，結(jié)果林下、遮蔭網(wǎng)下或用蔓生植物在上層遮蔭物種植為好，適當(dāng)?shù)恼陉幱欣诮档蜌鉁乇３指邼穸龋仓昕色@得較高的有機碳積累。人工種植滇重樓時應(yīng)以適當(dāng)遮陰為好，遮陰度以不超過75 %為宜。學(xué)者曹家芮及其團隊（2019）對于不同強度的LED藍光情況下滇重樓的生長情況等展開了深入分析。試驗選擇460nm的單質(zhì)藍光為基礎(chǔ)，并且分別把三年生的滇重樓放置于光強依次是50、100、150以及200umol/（m2.s）的環(huán)境下予以光照培植，并且分析各組植株的生長情況。以皂苷組分形成情況為例，如下表所示。除甾體皂苷Ⅵ未檢出外，其余皂苷組分含量和總皂苷含量均隨藍光強度的增加呈先增加后 降低的趨勢，以藍光100 μmol/(m2.s)處理顯著高于其余光強處理。藍光50 μmol/(m2.s)處理高于藍光150、200 μmol/(m2.s)處理，其中，重樓皂苷Ⅰ、薯蕷皂苷D、重樓皂苷H及總皂苷在藍光50 μmol/(m2.s)處理與藍光150、200 μmol/(m2.s)處理間差異顯著。說明藍光光強高于10μmol/(m2.s)時，不利于皂苷組分含量和總皂苷含量的提高。

表2 不同藍光情況下皂苷濃度對比（umol/m2.s）

滇重樓為典型的根莖類植株，其核心藥效為皂苷。光照強度和光質(zhì)為影響植株生長發(fā)育的關(guān)鍵要素，此外也對其此生代謝以及此生代謝產(chǎn)物蓄積和轉(zhuǎn)化等有著密切聯(lián)系。此次探究結(jié)果切實反映出，在100umol/m2.s的光照條件下，無疑更加地利于滇重樓的根莖皂苷等的蓄積，因此可以在人工栽植過程中選用100umol/m2.s為其生長期間的光照環(huán)境。

第二，溫度因素影響。研究指出，低溫對滇重樓甾體皂苷的積累具有明顯的促進作用，而高溫對甾體皂苷的積累有明顯的抑制作用。此現(xiàn)象與另一種皂苷植物西洋參相 似，研究表明，低溫處理下的西洋參有效成分含量更高，低溫不僅有利于參根量的增加，也有利于西洋參人參皂試含量的積累;研究證明低（22°C/15°C）更有利于高品質(zhì)滇重樓的生產(chǎn)，可用于生產(chǎn)實踐?？諝鉁囟龋═a)偏高和相對濕度偏低分別是導(dǎo)致低海拔和高海拔地區(qū)滇重樓“午降”的主要因素，相較于海拔985 m的者竜地區(qū)，海拔2100m的昆明地區(qū)滇重樓光合能力更高。學(xué)者劉濤及其團隊（2015）也對溫度和滇重樓的光合作用之間的聯(lián)系進行了分析。其選擇三類不同的溫度組別處理滇重樓，各重復(fù)3個，生長6個月測定其開花期階段葉片的光合特性及根莖中有效成分含量的變化。最終得出結(jié)論，溫度和滇重樓的光合作用以及根莖有效成分等的形成有著密切的聯(lián)系，最終又以22/15度的組別對于滇重樓的緇體皂苷等的蓄積有突出效用，同時也更有助于光合作用過程。有效成分為植株植物次生代謝的產(chǎn)物，溫度的改變往往會影響到植物代謝并間接影響到其次生代謝物的合成量。為了了解藥用植物滇重樓對于不同溫度下的生理生態(tài)反應(yīng)，本研究使用不同溫度處理滇重樓，進行滇重樓生長和次生代謝產(chǎn)物的影響研究。研究表明，溫度對滇重樓光合特及有效成分含量都有顯著影響。滇重樓葉片的最大羧化速率、呼吸速率、最大電子傳遞速率、磷酸丙糖利用率和葉綠素含量均以低溫處理最高，高溫處理最低。該實驗結(jié)果也認為低溫對甾體皂苷的積累具有明顯的促進作用，而高溫對甾體皂苷的積累有明顯的抑制作用。此現(xiàn)象與另一種皂苷植物西洋參相似。研究表明，低溫處理下的西洋參有效成分含量更高，低溫不僅有利于參根量的增加，也有利于西洋參人參皂試含量的積累; 但在植物中，不同溫度對植物的效應(yīng)也具有顯著差異，如歐烏頭根在高溫氣候條件下含烏頭堿，但在寒冷低溫時則變?yōu)闊o毒；所以前人研究溫度對植物次生物質(zhì)的積累似乎沒有明顯規(guī)律。本研究證明低溫( 22 ℃/ 15 ℃ ) 更有利于高品質(zhì)滇重樓的生產(chǎn)，可用于生產(chǎn)實踐。

3.結(jié)束語

滇重樓又是一些著名中成藥如云南白藥、宮血寧膠囊、樓蓮膠囊、熱毒清膠囊等的主要原料之一，直接關(guān)系到云南省多個中成藥產(chǎn)品的生存與發(fā)展，每年僅云南省的用量就達數(shù)百噸，市場需求量較大。然而滇重樓自然繁殖率很低，周期長，生長緩慢，加之主產(chǎn)區(qū)亂采濫挖和藥用范圍不斷擴大，需求量逐年增加，忽視對滇重樓資源的保護和繁育，野生種質(zhì)資源遭到嚴(yán)重破壞，僅靠野生資源已不能滿足工業(yè)化生產(chǎn)。而在人工培植過程中，需要高度關(guān)注土壤營養(yǎng)、pH、微量元素以及濕度指標(biāo)的管控，對于影響植株光合作用的溫度以及光照條件也需要嚴(yán)格把控，從而確保培育出更為高品質(zhì)的滇重樓植株，達到其種植效益。