產地土壤養分與黃芪產量和質量的相關性分析

尚虎山，楊榮洲，權小兵，魏玉琴，王富勝

（定西市農業科學研究院，甘肅 定西 743000）

甘肅省自古是藥用植物黃芪的道地產區和主產區，隨著近年來中醫藥熱和國家對隴藥產業的支持，黃芪發展速度更快速，已由隴西為核心的隴中道地產區逐漸向周邊和河西、隴東地帶延伸發展。據不完全統計，2016年甘肅省黃芪的種植面積突破10萬hm2，所生產黃芪產量占全國的50%左右［1-3］。古人早就認識到中藥材產地的生態環境對品質的影響，唐《新修本草》孔志約序曰“離其本土，則質同而效異”［4］。現代研究認為，品質形成與生態環境有著密切相關［5］。土壤是陸地植物生活的基質，它提供植物生活所必需的營養物質和水分，植物的生長與土壤養分關系密切。土壤養分對中藥品質有重要影響，已成為近年道地性研究的重要領域［6-7］。我們開展產地土壤養分與蒙古黃芪品質的相關性研究，以進一步認識黃芪新型產區質量的變化規律，為科學規劃黃芪種植、保證藥材品質提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

指示黃芪品種為隴芪3號［Astragalus membranaceus（Fisch.）Bunge CV（Longqi-3）］”種苗［8］，為定西市農業科學研究院選育的新品種。

1.2 試驗方法

將定西市農業科學院在安定區西川園區中藥材育種基地2016年培育的隴芪3號種苗，分別調運至隴西碧巖鎮、渭源會川鎮、岷縣閭井鎮、康樂虎關鄉、民樂六壩鎮、榆中龍泉鄉6個種植示范地，并按黃芪成藥期規范化栽培技術移栽［6］，采集相對應田塊土壤樣品，采用“S”形取樣法，每個采集區域選取2～3個點，共采集土壤樣品6個，測定土壤堿解氮、有效磷、速效鉀、有機質、全氮、全磷、pH等土壤養分指標（表1）［9］。黃芪采挖后，測定不同產地鮮產量、折干率和特、一等品出成率，并抽樣進行品質檢測［10］。

表1 6個黃芪產地的土壤養分狀況

分析各黃芪新品種示范地的鮮產量、折干率、特、一等品出成率，并用灰色關聯度分析法，分析土壤養分指標及其對黃芪產量和主要質量指標的相關性。

2 結果與分析

2.1 產量及品質指標

對6個移栽產區黃芪的產量，特、一等品出成率，折干率及內在質量的主要指標測定分析結果見表2。產量以民樂六壩鎮、隴西碧巖鎮黃芪根鮮重較高，分別達到12 354.3、12 321.2 kg/hm2，均與岷縣閭井鎮差異不顯著，與其他產區根鮮重差異達顯著水平。榆中龍泉鄉黃芪根鮮重產量最低，為10 065.6 kg/hm2，顯著低于其他產區。特、一等品出成率從高到低依次為康樂虎關鄉、隴西碧巖鎮、渭源會川鎮、民樂六壩鎮、岷縣閭井鎮、榆中龍泉鄉，其中康樂虎關鄉特、一等品出成率為17.20%，隴西碧巖鎮為15.60%，均與其他產地特、一等品出成率差異顯著。6個產區的黃芪折干率以民樂六壩鎮最高，為48%；岷縣閭井鎮最低，為35%，其余產地為39%～45%，折干率與產地早晚溫差、氣候等關系較大。綜合產量、折干率及特、一等品出成率分析，隴西碧巖鎮依然是蒙古黃芪的優勢產區，其次民樂、渭源亦適宜黃芪的種植。

從品質指標看，浸出物從高到低依次為隴西碧巖鎮、渭源會川鎮、岷縣閭井鎮、康樂虎關鄉、民樂六壩鎮、榆中龍泉鄉，其中隴西碧巖鎮最高為40.3%，榆中龍泉鄉最低為19.6。甲苷含量由高到低依次為隴西碧巖鎮、康樂虎關鄉、岷縣閭井鎮、渭源會川鎮、民樂六壩鎮、榆中龍泉鄉。隴西碧巖鎮最高，為0.194%；榆中龍泉鄉最低，為0.019%。毛蕊異黃酮含量由高到低依次為隴西碧巖鎮、岷縣閭井鎮、渭源會川鎮、康樂虎關鄉、榆中龍泉鄉、民樂六壩鎮。隴西碧巖鎮最高，為0.148%；民樂六壩鎮最低，為0.027%。綜合各品質指標可以看出，以隴西為黃芪傳統核心產區品質較高，新型產區榆中龍泉鄉、康樂虎關鄉、民樂六壩鎮的品質均不及傳統產區。

2.2 灰色關聯度分析

灰色關聯度分析方法可對多因素進行排序，所需要的樣本量小，方法簡便，信息量大，近年在農作物、中藥的品質研究中應用較多［11-13］。本試驗在應用灰色系統理論制高點原理確定參考序列指標時，對于數值越大越優的指標，選其對應指標的最大值；對于數值越小越優的指標，選擇其對應指標的最小值。對一個動態變化系統進行發展態勢的量化比較，其基本思想是根據曲線幾何形狀的相似程度來判斷兩因素之間的關聯程度。以各產地的黃芪質量指標（Xi）作為母因子集、土壤養分指標（Yi）為子因子集，先對原始數據進行標準化［14-15］，再據下述公式計算關聯系數：

分別以6個產地黃芪的產量（X1），特、一等出成率（X2），折干率（X3），浸出物（X4），黃芪甲苷（X5），毛蕊異黃酮（X6）的數據作為母因素Xi（i=1、2…6）；不同產地的土壤養分因子為子因素Yi（i=1、2…7），首先對原始數據作標準化處理，再根據公式求出環境因子與黃芪質量因子的灰關聯度（表3）。通過表3可以看出，影響黃芪產量的土壤養分因子從大到小依次為pH（γ7=0.909 4）、堿解氮（γ1=0.749 1）、有機質（γ4=0.672 3）、速效鉀（γ3=0.6685）、有效磷（γ2=0.6354）、全磷（γ6=0.5498）、全氮（γ5=0.5378）。影響黃芪特、一等品出成率的土壤養分因子從大到小依次為堿解氮（γ1=0.788 1）、pH（γ7=0.756 0）、有機質（γ4=0.744 5）、速效鉀（γ3=0.731 2）、有效磷（γ2=0.645 9）、全磷（γ6=0.620 6）、全氮（γ5=0.579 1）。影響黃芪折干率的土壤養分因子從大到小依次為pH（γ7=0.855 1）、堿解氮（γ1=0.7545）、有機質（γ4=0.7142）、有效磷（γ2=0.6690）、速效鉀（γ3=0.663 8）、全磷（γ6=0.593 8）、全氮（γ5=0.579 1）。影響黃芪浸出物含量的土壤養分因子從大到小依次為pH（γ7=0.766 5）、速效鉀（γ3=0.754 4）、堿解氮（γ1=0.647 0）、有機質（γ4=0.613 3）、全氮（γ5=0.5975）、有效磷（γ2=0.5945）、全磷（γ6=0.5786）。影響黃芪甲苷含量的土壤因子從大到小依次為堿解氮（γ1=0.787 9）、有機質（γ4=0.745 9）、速效鉀（γ3=0.6856）、pH（γ7=0.6606）、有效磷（γ2=0.624 8）、全磷（γ6=0.618 6）、全氮（γ5=0.516 2）。影響毛蕊異黃酮含量的土壤因子從大到小依次為pH（γ7=0.7631）、速效鉀（γ3=0.7471）、堿解氮（γ1=0.6922）、有機質（γ4=0.671 3）、有效磷（γ2=0.632 4）、全氮（γ5=0.615 3）、全磷（γ6=0.562 8）。

表2 6個產地黃芪產量及主要品質指標

表3 黃芪品質指標與土壤養分因子間的灰色關聯度（γij）

3 小結與討論

從產量來看，民樂六壩鎮、隴西碧巖鎮黃芪根鮮重較高，分別達到12 354.3、12 321.2 kg/hm2。特、一等品出成率從高到低依次為康樂虎關鄉、隴西碧巖鎮、渭源會川鎮、民樂六壩鎮、岷縣閭井鎮、榆中龍泉鄉。黃芪折干率以民樂六壩鎮最高，為48%。pH對黃芪質量的影響較大，其他土壤養分因子與黃芪品質指標相關聯。綜合黃芪產量與品質，認為以道地產區隴西為核心的周邊地區依然是黃芪的優質、優勢產區，而一些新型產區，如民樂、榆中等雖然在產量和外在的品相上表現較優秀，但其內在質量還有待提高。