“壟式+覆蓋+覆膜”栽培模式對黃芩生物量和有效物質積累的影響△

鄒廷偉，周潔，周冰謙，邊麗華，王曉，張永清

(1.山東中醫藥大學，山東 濟南 250355；2.山東省中藥質量控制技術重點實驗室，山東省分析測試中心，山東 濟南 250014；3.道地藥材國家重點實驗室，中國中醫科學院 中藥資源中心，北京 100700)

“壟式+覆蓋+覆膜”栽培模式對黃芩生物量和有效物質積累的影響△

鄒廷偉1，2，周潔2，3*，周冰謙2，邊麗華1，2，王曉2，張永清1

(1.山東中醫藥大學，山東 濟南 250355；2.山東省中藥質量控制技術重點實驗室，山東省分析測試中心，山東 濟南 250014；3.道地藥材國家重點實驗室，中國中醫科學院 中藥資源中心，北京 100700)

目的：比較不同栽培模式對黃芩生物量和有效物質積累的影響，為優選黃芩生產適宜栽培模式提供基礎數據。方法：設計四種栽培模式：平作(T1對照)、壟式(T2)、壟式+無紡布(T3)、壟式+覆蓋(黃芩地上部分干枯粉末)+無紡布(T4)，采收后測量黃芩苗高、根長、植株鮮重、地下部分鮮重、地下部分干重等生物量指標；采用HPLC測定有效物質含量；采用SPSS13.0統計軟件分析數據。結果：與T1相比，T2、T3和T4生物量指標均有不同程度增加，T4苗高、地徑、地下鮮重和地下干重分別較對照增加31.8%、27.5%、32.6%和33.9%。T3根長、地徑分別高出33.8%和27.5%。T2、T3、T4黃芩有效物質含量均有一定提高，T3野黃芩苷、黃芩苷和漢黃芩苷高出T112.8%、11.9% 和10.7%，T4中野黃芩苷、黃芩苷、漢黃芩苷、黃芩素和漢黃芩素分別高出T123.4%、22.5%、25.2%、22.4%和50.4%。結論：從生物量和有效物質積累來看，“壟式”優于傳統平作模式，覆蓋無紡布和黃芩地上粉碎物的促進效果更為顯著。

黃芩；起壟；覆蓋；覆膜；生物量；有效物質

黃芩源于唇形科植物黃芩ScutellariabaicalensisGeorgi的干燥根，具有清熱燥濕、瀉火解毒等功效[1]，屬常用大宗藥材。近年來，國內外市場對黃芩需求量不斷攀升，栽培品成為其主要來源，生產規模和種植面積不斷擴大。由于各產區耕作模式、栽培方法不同，導致黃芩藥材產量和品質差異很大，給臨床用藥帶來極大挑戰。

目前黃芩栽培的報道不少，多集中在育苗和產地加工方面[2]，關于耕作模式的報道很少。壟式是指在耕作中將土地翻高，分別筑起壟臺和壟溝，使地面呈現波浪狀起伏的耕作模式。與平作相比，它能夠增大土壤孔隙度和表面積，具有吸熱快、散熱快、晝夜溫差大和蓄墑保墑的特點。有報道澤瀉、地黃等藥材壟式栽培能明顯提高其產量和有效成分含量[3-4]。覆蓋是指在土地表面覆一層物質的做法，它具有抑制土壤水分蒸發，提高土壤生物活性，抑制雜草等優點，常用的覆蓋物主要有秸稈、聚乙烯薄膜等。覆蓋耕作已在三七、丹參、何首烏、菊花等藥材栽培中得到較好的應用[5-9]。目前關于黃芩的壟式和覆膜栽培尚未見報道。

本研究將壟式和覆膜結合起來，選用易降解的無紡布作為覆膜材料，同時將黃芩地上枯萎枝葉粉碎，作為覆蓋物置于無紡布下，起到“雙倍”保溫效果，構成“壟式+覆蓋+覆膜”三重保墑模式，研究該模式對黃芩生物量和有效物質積累的影響，以期為優化黃芩栽培模式，提高黃芩產量和質量提供科學依據。

1 材料

1.1 試驗材料

受試材料來自山東省萊蕪紫光生態園黃芩育苗基地，經山東中醫藥大學周鳳琴教授鑒定為唇形科植物黃芩ScutellariabaicalensisGeorgi。試驗地點為萊蕪紫光生態園有限公司種植基地，該地年均氣溫25.5 ℃，年平均日照2234 h，年平均降水923 mm，土壤類型為中性或稍偏堿性的砂質土，肥力良好。

1.2 覆蓋物及無紡布

覆蓋物為黃芩地上部分干枯枝葉，粉碎后備用。

無紡布購買自山東華業無紡布有限公司，商品規格：納米滌綸纖維，200 g·m-2。

2 方法

2.1 試驗設計

試驗隨機設置4個小區，每小區面積10×10 m。2014年3月中旬，隨機選擇健壯均勻的黃芩幼苗移栽于小區內，每小區栽培方法如表1所示。T1采用傳統平作模式，行株距30 cm×20 cm。T2采用壟式栽培，行株距30 cm×20cm，壟高20 cm，壟寬60 cm。T3采用“壟式+覆膜”栽培模式，移栽后壟上覆蓋一層無紡布，用土壓住無紡布的兩側，同時根據幼苗的生長位置在無紡布上打穴，以便幼苗生長。T4采取“壟式+覆蓋+覆膜”栽培模式，移栽后將1.2中備好的黃芩粉碎物覆蓋在壟上，厚度約為2～3 cm，隨后覆蓋一層無紡布，覆蓋方法同T3。幼苗定植后澆水，統一常規管理。

表1 各小區處理方式

2.2 黃芩生物量測定

2014年11月中旬采收，各小區隨機采取黃芩10株，每株作為一個重復，每個處理10個重復。采用直尺和游標卡尺統計苗高、根長、地徑等。采用電子天平測定植株鮮重和地下部分鮮重。藥材采收后自然陰干，待重量不再變化時測定地下干重。

2.3 黃芩根中野黃芩苷、黃芩苷、漢黃芩苷、黃芩素和漢黃芩素含量測定

色譜條件：色譜柱為C18柱(4.6 mm×250 mm，1.7 μm)。流動相：0.2%甲酸-甲酸銨(A)-乙腈(B)。梯度洗脫：0～5 min，85%A～85%A；5～10 min，85%～80%A；10～15 min，80%-77%A；15～17 min，77%～75%A；17～30 min，75%～70%A；30～35 min，70%～60%A；35～40 min，60%～55%A；40～55 min，55%～0%A。檢測波長：275 nm；流速1 mL·min-1；柱溫：25 ℃；進樣量：5 μL，理論塔板數按黃芩苷峰計算應不小于15 000。

供試品制備：樣品自然陰干至恒重后，粉碎過80目篩，分別取各組黃芩根粉末約0.3 g，精密稱定，置具塞試劑錐形瓶中，精密移取70%乙醇30 mL稱定，超聲提取40 min(功率為100 W)，放冷，稱量。70%乙醇補足損失重量，濾過，取續濾液用0.45 μm微孔濾膜濾過，作為供試品溶液，每個樣品重復3次。

對照品制備：精密稱取野黃芩苷、黃芩苷、漢黃芩苷、黃芩素和漢黃芩素對照品適量，加甲醇分別配置成每1 mL含野黃芩苷0.34 mg、黃芩苷1.3 mg、漢黃芩苷0.052 mg、黃芩素0.26 mg和漢黃芩素0.052 mg的對照品儲備液。精密吸取各儲備液適量，用甲醇定容至10 mL容量瓶中，得到濃度分別為0.034、0.26、0.0286、0.026和0.0026 mg·mL-1的混合標準溶液，過0.45 μm微孔濾膜濾后備用。

標準曲線：分別精密吸取1、2、5、10、20 mL對照品溶液，注入高效液相色譜儀，以色譜峰面積和相應的含量做標準曲線，計算回歸方程見表2。

表2 黃芩5種成分標準曲線結果

3 結果與分析

3.1 不同栽培模對黃芩生物量積累的影響

不同栽培模式對黃芩根長、苗高、地徑、植株鮮重、地下鮮重、地下干重等生物量指標的影響如表3所示。與T1相比，T2、T3和T4組黃芩生物量指標均有不同程度增加。T3根長比T1顯著增加，增幅達33.8%。T4苗高較T1增加31.8%。T3和T4地徑顯著高于T1，分別增加27.5%和27.5%，T3、T4之間無顯著性差異。與T1相比，T2、T3和T4植株鮮重、地下鮮重和地下干重顯著增加，地下鮮重分別高出26.8%、26.5%和32.6%；地下干重分別高出28.6%、25.6%和33.9%。總體來看，和T1相比，T2、T3和T4均能顯著提高黃芩生物量，尤其T4提高幅度較大。

3.2 不同栽培模式對黃芩有效物質積累的影響

不同栽培模式對黃芩有效物質積累的影響如表4所示。與T1相比，T2、T3和T4模式下黃芩有效物質含量明顯提高。T2中黃芩苷、黃芩素、漢黃芩素含量較T1提高11.2%、10.8%和14.2%，野黃芩苷、漢黃芩苷含量與T1并無顯著性差異。T3中野黃芩苷、黃芩苷、漢黃芩苷高出T112.8%、11.9%、10.7%。T4中野黃芩苷、黃芩苷、漢黃芩苷、黃芩素、漢黃芩素含量均顯著提高，分別高出T123.4%、22.5%、25.2%、22.4%和50.4%。總之，T2、T3、T4都能顯著促進黃芩有效物質的積累，T4最顯著，T3次之，各模式對黃芩苷含量影響較大。

表3 不同栽培模式對黃芩生物量積累的影響

注：多重比較顯著性檢驗水平P<0.05，同一列字母不同者表示差異顯著，同一列字母相同者表示差異不顯著，下同。

表4 不同栽培模式黃芩有效物質積累的影響 /mg·g-1

注：同一列不同小寫字母表示具有顯著性差異，P<0.05。

4 討論

栽培模式是重要的增產手段，適宜的栽培模式不僅能提高藥材的產量與質量，更能節省成本，提高種植效率。我國黃芩栽培面積廣大，但各產地栽培水平較低，導致黃芩藥材產量與質量均不理想[10]，因此，開展黃芩栽培技術研究具有非常重要的意義。本研究結果顯示，與傳統平作模式相比，“壟式”、“壟式+無紡布”、“壟式+覆蓋+無紡布”三種模式下黃芩產量和質量均得到明顯提高，尤其“壟式+覆蓋+無紡布”效果較顯著。

壟式栽培通過加深土壤耕層深度，改善土壤微生態環境，使土壤具有良好的通透性和透水性，有利于植株根系生長和營養吸收。起壟還可降低土壤容重[11]，促進根系發育，減緩植株的衰老。姜衛衛等[12]研究發現，與傳統平壟栽培相比，起壟栽培能夠顯著提高丹參根粗、分根數和根部鮮重，這與本研究結果是一致的。覆蓋通過在土壤表層加蓋一層薄膜或布料保持土壤濕度，提高植株對土壤中水分、養分的利用效率[13-14]。劉偉等[15]研究發現，地膜壟式栽培可以明顯提高白花丹參地下部分鮮重和干重，分別比傳統模式提高18.2%和48.62%，比無地膜壟式模式提高了16.62%和14.68%，本研究結果也證實了覆蓋對黃芩產量和質量確有明顯的提升作用。種苗是整個中藥材生產的物質基礎，種苗生長情況直接關系藥材的產量和品質。本研究設計的“壟式+覆蓋+覆膜”栽培模式，在蓄墑保墑的基礎上，更體現了雙層保溫效果，應對北方早春天氣干燥、“倒春寒”更有意義。關于該模式下黃芩植株根系生長及其對土壤礦質營養的吸收、土層溫度變化、土壤酶活性等方面的研究尚有待深入開展。

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Effectsof“Ridge-planting”+“Covering”+“Nonwovens”ontheAccumulationofBiomassandActiveSubstancesofScutellariabaicalensis

ZOUTingwei1，2，ZHOUJie2，3*，ZHOUBingqian2，BIANLihua1，2，WANGXiao2，ZHANGYongqing1

(1.ShandongUniversityofTraditionalChineseMedicine，Jinan250355，China2.KeyLaboratoryofTCMQualityControlTechonology,ShandongAnalysisandTestCenter，Jinan250014，China3.StateKeyLaboratoryofDao-diHerbs，NationalResourceCenterforChineseMateriaMedica，ChinaAcademyofChineseMedicalSciences，Beijing100700，China)

Objective：To study the effects of different cultivation mode on the accumulation of biomass and active substances ofS.baicalensisin order to provide basic data for cultivation ofS.baicalensis.Methods：4 Cultivation modes were designed，convention-planting(T1)，ridge-planting(T2)，ridge-planting+nonwovens(T3)and ridge-planting+nonwovens+covering(T4).Samples were collected randomly and then seedling height，root length，ground diameter，plant weight，fresh weight of underground part and dry weight of underground part were measured,the content of active substances were determined by HPLC.SPSS13.0 was used to analyze the data.Results：The biomass ofS.baicalensisincreased differently under the mode of T2，T3and T4Compared to T1，the seedling height，ground diameter，fresh weight of underground part and the dry weight of underground part of T4increased 31.8%，27.5%，32.6% and 33.9% respectively，the root length and ground diameter of T3increased by 33.8% and 27.5% respectively.The active substances ofS.baicalensiswere significantly increased under the mode of T2，T3and T4Compared to T1，the content of scutellarin，baicalin and wogonoside under the mode of T3was improved by 12.8%，11.9% and 10.7% respectively，the content of scutellarin，baicalin，wogonoside，baicalein and wogonin under the mode of T4was improved 23.4%，22.5%，25.2%，22.4% and 50.4% respectively.Conclusion：From the perspective of biomass and active substances ofS.baicalensis，the ridge-planting was superior to convention-planting.The smash of overground part ofS.baicalensisand nonwovens covering can promote the accumulation of biomass and active substances more effectively.

ScutellariabaicalensisGeorgi；ridge-planting；covering；nonwovens；biomass；active substances

2015-04-13)

國家自然科學基金(81130070)

*

周潔，副研究員，研究方向：中藥資源與中藥材栽培；Tel：(0531)68606191，E-mail：zhoujie8761@163.com

10.13313/j.issn.1673-4890.2016.2.013