改良酸性土壤對川芎藥用質量的影響

寧梓君等

[摘要] 目的 研究施用生石灰改良酸性土壤，提高土壤pH值，降低川芎鎘含量的同時對川芎藥用質量的影響。 方法 選取一塊面積約為230 m2的酸性土壤，分為4等塊。設置1個空白組（PCK組）和3個處理組（P1、P2、P3組）。在川芎栽種前，向川芎栽培土壤施用生石灰，各組生石灰施用量分別為PCK：0 kg/hm2；P1：750 kg/hm2；P2：1125 kg/hm2；P3：1500 kg/hm2。按照2010版《藥典》規定川芎項下方法對收獲期川芎的藥用質量進行評價。 結果 各組川芎樣品的各項指標均符合《藥典》（2010版）川芎項下限量要求。相對于PCK組，各處理組的浸出物及阿魏酸含量升高。P1、P2、P3組浸出物含量分別升高12.15%、7.99%、10.07%，阿魏酸含量分別升高0.88%、3.95%、21.93%，阿魏酸含量隨生石灰的施用量增大而升高。 結論 以生石灰改良酸性川芎栽培土壤未對川芎藥用質量造成不良影響。生石灰可用于改良酸性川芎栽培土壤以降低川芎鎘含量的田間試驗。

[關鍵詞] 川芎；土壤改良；生石灰；藥用質量；阿魏酸

[中圖分類號] R282.2 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-4721（2015）02（a）-0004-04

Effect of acidic soil improvement on the medicinal quality of Ligusticum chuanxiong Hort.

NING Zi-jun1，2 LI Bin2 LI Chun-miao2 HE Chun-yang1，2 XIA Hou-lin1 CHEN Xing2

1.College of Pharmacy，Pharmaceutical Analysis，Chengdu University of Traditional Chinese Medicine，Chengdu 611130，China；2.Institute of Pharmaceutical Sciences，Sichuan Academy of Chinese Medicine Sciences，Chengdu 610041，China

[Abstract] Objective To study the effect of quicklime application on the medicinal quality of Ligusticum chuanxiong Hort. and the quicklime application was used to raise the soil pH values and reduce the Cd content in Ligusticum chuanxiong Hort.. Methods A piece of acidic soil which area was 230 m2 was divided into 4 equal portions.A blank group （PCK） and 3 treatment groups （P1，P2，P3） were set.Applying quicklime to the soil before planting Ligusticum chuanxiong Hort.（quicklime application rate： PCK：0 kg/hm2；P1：750 kg/hm2；P2：1125 kg/hm2；P3：1500 kg/hm2），then followed rules of Chinese Pharmacopoeia （edition 2010） to evaluate the medicinal quality of Ligusticum chuanxiong Hort.. Results All indexes of each group of Ligusticum chuanxiong Hort. met the requirement of Chinese Pharmacopoeia （edition 2010）.Compared with PCK group，ethanol soluble extractives and ferulic acid content was increased，ethanol soluble extractive of treatment groups were increased by 12.15%，7.99%，10.07% and ferulic acid content of them was increased by 0.88%，3.95%，21.93%，respectively and ferulic acid content was increased with the increasing of quicklime application rate. Conclusion No harmful effect was found on the medicinal quality of Ligusticum chuanxiong Hort. of the experiment of improving the acidic soils by quicklime application.Quicklime can be used on the field experiment of improving acidic soils and reducing the Cd content in Ligusticum chuanxiong Hort..

[Key words] Ligusticum chuanxiong Hort.；Soil improvement；Quicklime；Medicinal quality；Ferulic acid

川芎來源于傘形科藁本屬植物川芎（Ligusticum chuanxiong Hort.）的干燥根莖，為我國四川省的道地藥材，主產于四川省彭州市和都江堰市。川芎入肝、膽、心包經，有活血行氣、祛風止痛之功效，可用于治療胸痹心痛、月經不調、風濕痹痛等[1]。現有研究表明，川芎植物有富集土壤中鎘的能力[2-3]。鎘是一種劇毒的重金屬元素，通過食物鏈進入人體，對肝、腎、免疫系統和生殖系統等造成一系列損害，鎘過量會使組織代謝系統發生障礙以及抑制多種酶的活性，可引發骨痛病、肺水腫等多種疾病[4-5]。川芎對鎘的富集能力嚴重影響了川芎的質量和藥用價值，威脅服用者的用藥安全，近年來川芎的鎘含量超標，已經成為阻礙其對外出口的主要因素。對此，本課題組對四川省彭州市川芎種植基地進行了長期研究調查，發現川芎中的鎘主要來源于其栽培土壤，并且鎘含量隨土壤酸度的增大而增加[6-7]。因此改良酸性土壤，提高土壤pH值是降低川芎鎘含量的關鍵。

目前對于中、輕度鎘污染的酸性土壤，施入生石灰是投入低、效率高的改良方法[8]。由于川芎是藥用植物，故本研究按照2010版《藥典》規定的川芎項下方法對施用生石灰后收獲期的川芎質量進行了評價，以期為后期研究工作提供理論依據。

1 材料與儀器

1.1 供試樣品

本實驗的川芎樣品均取自四川省敖平鎮川芎種植基地。

1.2 主要試劑

甲醇（分析純：成都長聯化工試劑有限公司；色譜純：Fisher Scientific），甲苯（優級純，成都長聯化工試劑有限公司），冰醋酸（優級純，成都市科龍化工試劑廠），阿魏酸對照品（中國藥品生物制品檢定所，批號：0773-9708），鹽酸（優級純，成都金山化學試劑有限公司），硝酸銀（分析純，成都市科龍化工試劑廠）。

1.3 主要儀器

電子恒溫鼓風干燥箱（上海精宏實驗設備有限公司），Waters e2659高效液相色譜儀（美國）配Waters 2486檢測器（美國），JA2003N型電子天平（1/1萬，上海精密科學儀器有限公司），AUW220D型電子天平（1/10萬，島津公司），Millipore超純水機（美國）。

2 方法與結果

2.1 田間處理及樣品采集

于彭州市敖平鎮選取一塊典型的酸性川芎栽培土壤作為實驗用地，總面積約230 m2。本研究設置4個實驗組：1個空白組和3個處理組，分別標記為PCK、P1、P2和P3。在川芎栽種前，將實驗用地分為4等塊，向各地塊均勻撒入生石灰，施用量分別為PCK：0 kg/hm2；P1：750 kg/hm2；P2：1125 kg/hm2；P3：1500 kg/hm2。施撒后翻地混勻。于川芎收獲期，在各地塊內以“S”形線路隨機取5點，采集川芎全株，自然風干，去除地上部分以及沙礫、須根等異物，切片，干燥、粉碎，得到川芎供試品。

2.2 檢查

2.2.1 水分

精密稱取藥材粉末（過二號篩）12 g，置圓底燒瓶中，加甲苯約200 ml，并加入干燥、潔凈的沸石數粒。圓底燒瓶依次連接水分測定管以及冷凝管。自冷凝管頂端加入甲苯，至充滿水分測定管狹細部分。將圓底燒瓶置電熱套中緩慢加熱，待甲苯開始沸騰時，調節溫度，使每秒鐘餾出2滴。待測定管刻度部分的水量不再增加時，將冷凝管內部用甲苯沖洗，再用飽蘸甲苯的長刷將管壁上附著的甲苯推下，繼續蒸餾5 min，放冷至室溫，拆卸裝置，放置，待水與甲苯完全分離。檢讀水量，計算含水量（%）。

2.2.2 總灰分與酸不溶灰分

精密稱取藥材粉末（過二號篩）4 g，置熾灼至恒重的坩堝中，稱定重量。緩緩熾熱至完全炭化時，逐漸升高溫度至600℃，使完全灰化并至恒重。根據殘渣重量，計算川芎供試品中總灰分含量（%）。取以上灰分，在坩堝中小心加入稀鹽酸約10 ml，用表面皿覆蓋坩堝，置水浴上加熱10 min，表面皿用熱水5 ml沖洗，洗液并入坩堝中，用無灰濾紙濾過，坩堝內的殘渣用水洗于濾紙上，并洗滌至洗液不顯氯化物反應為止。濾渣連同濾紙移置同一坩堝中，干燥熾灼至恒重。根據殘渣重量，計算川芎供試品中酸不溶性灰分的含量（%）。

2.3 浸出物

取藥材粉末（過四號篩）3 g，精密稱定，置100 ml的錐形瓶中，精密加70%乙醇50 ml，密塞，稱定重量，靜置1 h，連接回流冷凝管，加熱至沸騰，并保持微沸1 h。放冷后，取下錐形瓶，密塞，再稱定重量，用70%乙醇補足減失的重量，搖勻，用干燥濾器濾過，精密量取濾液25 ml，置于干燥至恒重的蒸發皿中，在水浴上蒸干后，于105℃干燥3 h，置干燥器中冷卻30 min，迅速精密稱定重量。以干燥品計算川芎供試品中醇溶性浸出物的含量（%）。

2.4 阿魏酸含量測定

2.4.1 色譜條件

Waters Symmetry C18色譜柱（4.6 mm×150 mm，5 μm），流動相為甲醇-1%醋酸溶液（20∶80），檢測波長為230 nm，柱溫30℃，進樣量為10 μl。該色譜條件下，樣品中阿魏酸與其他成分達到基線分離。對照品及川芎樣品的高效液相色譜圖如圖1。

2.4.2 對照品溶液制備

取阿魏酸對照品適量，精密稱取20 mg，置100 ml棕色量瓶中，用70%甲醇水溶液稀釋至刻度，搖勻，得對照品儲備液。精密量取儲備液1 ml，置10 ml棕色量瓶中，用70%甲醇水溶液稀釋至刻度，搖勻，得對照品溶液。

2.4.3 供試品溶液制備

取藥材粉末（過四號篩）適量，精密稱取0.5 g，置具塞錐形瓶中，精密加入70%甲醇50 ml，密塞，稱定重量，加熱回流30 min，放冷，再稱定重量，用70%甲醇補足減失的重量，搖勻，靜置，取上清液，濾過，取續濾液，即得。

2.4.4 方法學考查

2.4.4.1 線性及范圍考查 精密吸取對照品溶液3、5、10、15、20 μl，注入HPLC色譜儀。以峰面積（A）對分析物質量濃度（C）做線性回歸，如圖2，結果表明阿魏酸在0.062～0.411 μg范圍內，線性關系良好。

圖2 阿魏酸對照品峰面積及線性關系圖

1.阿魏酸

2.4.4.2 精密度試驗 精密吸取對照品溶液10 μl，注入HPLC色譜儀，連續進樣6次，計算對照品中阿魏酸峰面積的RSD為0.61%。

2.4.4.3 重復性試驗 精密稱取編號為PCK的川芎藥材粉末6份，按“2.4.3”項下方法制備供試品溶液，分別進樣10 μl，計算供試品中阿魏酸峰面積的RSD為1.25%。

2.4.4.4 穩定性試驗 按“2.4.3”項下方法制備供試品溶液，分別于0、2、4、8、12、24 h進樣10 μl，計算供試品中阿魏酸峰面積的RSD為0.78%。

2.4.4.5 加樣回收試驗 取已知阿魏酸含量的川芎藥材粉末適量，精密稱取0.2 g，共6份，置具塞錐形瓶中。分別加入阿魏酸對照品5 ml后，按“2.4.3”項下方法制備供試品溶液，依法測定，結果見表1，計算回收率。回收率（%）=（加樣后測得量-樣品中阿魏酸量）/加樣量×100%。

表1 加樣回收試驗

2.5 測定結果

按照以上方法對川芎樣品各項指標進行測定，結果見表2。

表2 川芎樣品各指標測定結果

*系指2010版《中國藥典》川芎項下指標

由表2可知，各組川芎樣品的各項指標均符合《藥典》（2010版）川芎項下限量要求。相對于PCK組，各處理組的含水量及酸不溶灰分含量有一定的升高，總灰分含量降低，浸出物及阿魏酸含量升高。P1、P2、P3組浸出物含量分別升高12.15%、7.99%、10.07%，阿魏酸含量分別升高0.88%、3.95%、21.93%，各組阿魏酸含量隨生石灰的施用量增大而升高。升高量（%）=（處理組測得量-PCK組測得量）/PCK組測得量×100%。

3 討論

3.1 測定川芎各指標的方法

本實驗嚴格按照《藥典》（2010版）川芎項下方法對川芎樣品的水分、灰分、浸出物和阿魏酸含量進行測定和分析，重現性及穩定性良好。川芎中化學成分較復雜，其中阿魏酸、川芎嗪和藁本內酯是公認的主要藥效成分[9]，但由于川芎嗪含量太低，僅占生藥量的0.01%～0.02%，且具有升華性，藁本內酯不穩定，可發生脫氫、氧化、水解、降解等異構化反應[10-11]，所以本實驗參照《藥典》（2010版）要求以阿魏酸含量作為評價川芎藥用質量的參考指標。

3.2 生石灰對川芎質量的影響

由以上測定結果可知，施用生石灰后，川芎藥材質量符合《藥典》（2010版）中川芎項下限量要求，且浸出物及阿魏酸含量升高。相對于PCK組，處理組的含水量及灰分含量有一定的變化，但均低于《藥典》（2010版）中的限量要求，故可認為此變化未對川芎的藥用質量造成影響。已有研究表明，施用石灰可降低土壤中重金屬活性，增加土壤對重金屬的吸附作用，同時還具有改善土壤結構，調節土壤養分，促進作物的生長的功能[12-14]。川芎浸出物及阿魏酸含量升高，可能與生石灰促進川芎生長，使其根莖生物量增加有關。結果提示，施用生石灰對川芎藥材質量無不良影響，生石灰可用于改良酸性的川芎栽培土壤。

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（收稿日期：2014-08-05 本文編輯：郭靜娟）