云南三七質量與土壤(N、P、K)的相關性分析

趙芳 周建松 胡展育 詹云靜 游春梅

摘要：通過對云南三七主要種植區（文山、紅河、曲靖、玉溪、普洱、保山）進行土壤和三七采樣，并進行了土壤中N、P、K含量和三七皂苷R1、Rbl、Rgl、總皂苷含量檢測。應用spss軟件分析了土壤中N、P、K含量與三七皂苷R1、Rbl、Rgl、總皂苷含量之間的關系。結果表明：土壤中P、K含量與三七皂苷含量相關性顯著，N含量與三七皂苷含量相關性不顯著。再一次使用spss軟件以三七皂苷含量S為因變量，分別以N、P、K為自變量，進行回歸分析，表明皂苷總含量S與土壤P、K之間建立的方程具有顯著性。

關鍵詞：三七;氮、磷、鉀;三七皂苷含量;相關分析;回歸分析

中圖分類號：R282.6

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（ 2019） 24-0012-04

1 引言

三七（panax（Burk）F.H.Chen），又名田七（廣西及其以東地區使用比較多），滇桂交界處被認為是三七的發源地[1]。“三七”最早出自于《仙傳外科集驗方》（刊于明代1378年）中的“飛龍奪命丹”[2]，是名貴中藥材，對于三七的應用，在《跌損妙方》和《本草綱目》中都有記載，在當今社會中有極大的藥用價值、食用價值，無論在哪一方面它都具有極大的種植與發展空間。2003年9月1日《文山三七》國家標準正式獲準頒布實施。“文山三七”商標于2004年獲準注冊、2011年5月27日，“文山三七”為中國馳名商標。三七在云南的種植分布較廣，尤其在海拔1200-1700m的地區種植面積較大，其中又以文山各縣為主要產區，文山州的硯山、馬關、西疇等縣栽培三七已有三、四百年的歷史，云南文山三七是中國主要的產地，故云南文山具有“三七之鄉”的美稱。

2 三七與土壤相關性研究概況

中藥材質量與產地自然環境有著密切的關系，在眾多自然影響因子中，除氣候因子之外，土壤是影響中藥材質量一個非常重要的因素。而三七種植要求以土質疏松、排灌方便的土壤為好。因此在選擇三七種植區時，以土質疏松、有機質含量較為豐富、排水方便和保濕能力強的土壤為宜。在達到種植環境規定的范圍時，選擇中偏酸性沙壤土，排灌方便，具有一定的坡度且坡度不得大于15°，8年之內從未種過三七的土地為宜。三七種植對土壤、水分、熱量、光照等自然環境有著極為嚴格的要求，環境質量不達標，輕則導致減產或影響三七產品質量，重則會導致大量植株死亡，甚至全部死亡。因此，目前針對三七種植環境研究也主要集中在土壤、水分、熱量、光照等要素上。現階段對三七與土壤關系的研究主要集中在兩大方面，一是三七連作的研究，二是對土壤有機質、N、K、pH值、微量元素對三七產量與質量關系的解釋，取得的成果較多，為三七產業發展做出了重要貢獻，尤其是在三七施肥、農藥使用方面。三七是典型的喜鉀植物，生長期對鉀的需求大于氮和磷[3，4]。馮光泉等[5]的研究證明，土壤缺N或者K、Ca、Mg等成分情況下會導致三七植株死亡，在缺P、Fe、Mo、Mn、Zn、B、CL、Cu時，會表現出不同的生理活動危害現象。孟祥霄等[6]、王炳艷[7]、崔秀明[8]等認為，N、P、K肥的合理施用是提高三七內在質量的有效措施。馮光泉等[9]的研究表明，三七中砷、鉛、汞3種主要的重金屬元素殘留與土壤中三種元素含量相關性不明顯，應主要由農藥、化肥的不規范使用所致。米艷華等[10]的研究表明，低砷脅迫可刺激三七苗生長，當濃度大于lOmg/l_則會出現毒害現象。崔秀明、羅群等研究認為土壤類型對三七皂苷含量有較大影響，火山巖紅壤種植的三七皂苷含量最高，皂甙含量較低的是碳酸鹽巖黃紅壤，土質疏松，有機質含量較為豐富、排水和保濕性好的土壤適合選為三七種植地，而土壤中微量元素含量并不對三七皂苷含量產生影響[8，11]。三七種植宜選擇pH值在6～7之間的中偏酸性砂壤或富含腐殖質的壤土、夾沙土[11-14]。適宜三七生長的土壤類型主要為淋溶土、強淋溶土、高活性強酸土、人為土及始成土等[9]。這些研究都說明了土壤成分與三七質量和產量有著密切的關系，但并未進一步分析三七質量、產量與土壤成分的具體關系，本文試圖對土壤中N、P、K含量與三七質量進行相關性分析，進一步解釋土壤成分與三七質量之間的相關關系。

3 三七種植區的空間分布

3.1 三七種植區的空間分布概述

三七有著很高的藥用價值，同時帶來的是高經濟價值，現今使用的三七也主要來源于人工栽培。三七的種植歷史已有400多年[15]，云南、廣西是傳統產區，同時也有很多省份具有引種三七的歷史，但都不是很成功。云南和廣西是三七的傳統產區，在這一點上已經形成共識，廣東、福建、貴州等地也有引種，但未形成規模[16，17]。三七主產區是云南文山和廣西右江流域，湖南、四川有零星種植，越南北部及附近地區也有分布[18]由于受到連種的限制，現階段紅河、曲靖、昆明三七種植也已形成一定規模。對三七連種研究一直沒有取得實質性進展，而三七的市場需求量則在不斷增長，擴大種植范圍是現階段確保三七供應的有效方式，孟祥霄等[6]通過對三七產地適宜性因子分析認為，三七適宜種植區域主要集中分布在中國，可種植面積排名前五的是云南、廣西、福建、貴州和湖南，此外越南、美國東海岸，巴西東南部，葡萄牙、西班牙、法國，以及地中海北部沿線的意大利等地區也有零星分布。西雙版納勐海縣部分地區具有適宜種植三七的生境條件[19]。曲靖師宗龍慶栽培三七符合中國藥典規定，是栽培三七適宜區[2]。

云南是傳統三七產區，也是現今三七種植分布范圍最廣、產量最高、質量最好的產區，本研究試圖通過對云南三年三七種植地進行土壤和三七樣品的采集，從而分析三七質量與土壤中N、P、K之間的關系，可以為三七種植過程中的施肥提供一定的參考。

3.2 樣點選取方法

在樣點的選取方面，本研究采用兩種辦法，一是通過文山學院在校學生發放調查問卷，從而獲得三七種植的基本信息;二是使用網絡地圖對云南全域地物進行判讀來獲取三七種植地信息。第一種方法受學生長期在外求學，對家鄉種植業發展情況不了解，調查過程中獲得有用信息較少;第二種方法的應用中，存在兩個弊端，一是重樓、石斛等中藥材的種植技術（陰棚）與三七相同，不能立即判斷是否是三七種植地，二是不能進行種植年限的判斷。因此，在獲取基本信息后需要實地確認是否屬三七種植地，是否屬三年七。通過以上兩種方法，最終確認種植地分布并進行三七樣品和土壤樣品采集，同時采集到的樣點信息有三維坐標、坡度和地名。

本次樣品采集涉及文山、紅河、曲靖、玉溪、普洱和保山6地州共25個鄉鎮，經度集中分布于東經98°～163°之間，緯度集中分布與北緯20°～26°之間，大部分采樣點海拔集中于1500～2000 m，只有少量樣品分布于海拔2000 m以上和1500 m以下。

4 樣品處理

4.1 樣品的處理

在完成樣品的采集后，對樣品進行集中粗處理。在這一過程主要將采集到的樣品帶回并清洗干凈，在相應的標簽內標注好相關的信息，并將洗凈的三七切片放入相應的樣品盒中自然風干后等待實驗測量其含量和成分;同時將帶回的土壤進行處理，同樣標注好編號后將其放在不同的紙上曬干并風干，隨后將其保存到帶有相應編號的錐形瓶中等待實驗測出土壤中（N、P、K）成分含量。

4.2 土壤N、P、K檢測

全鉀含量參照GB9836-1988法測定;土壤全磷含量參照GB 9837-1988法測定;全氮含量參照GB 7173-1987法測定。

4.3 三七總皂苷與單體皂苷Rgl、Rbl、R1的測定

皂苷是三七主要有效活性成分，也是目前研究較為系統的化學物質。皂苷是三七主要有效活性成分，也是目前研究較為系統的化學物質，R1、Rgl和Rbl的測定采用“高效液相色譜法”，皂苷含量標準采用“2015藥典三七飲片皂苷含量標準i”。

5 土壤（N、P、K）成分與三七皂苷總量相關性分析

利用SPSS17.O對土壤（N、P、K）數據結果和三七皂苷R1、Rbl、Rgl和皂苷總含量分別進行線性分析、回歸分析、t值檢驗。利用SPSS17.O對土壤（N、P、K）含量與三七皂苷R1、Rbl、Rgl和總含量關系分析，分析分為兩個步驟進行：第一，分別對土壤（N、P、K）含量與三七皂苷Rl、Rbl、Rgl和總含量進行雙變量相關分析（表1），確定土壤中N、P、K與三七皂苷含量是否相關以及相關性是否顯著;第二，若相關分析結論為土壤N、P、K含量與三七皂苷含量相關，則利用相關元素與三七皂苷進行回歸分析，建立方程，形成明確的相關關系，若不相關則不再進行回歸分析。

5.1 N、P、K含量與三七皂苷總含量相關分析

通過spss軟件將土壤中N、P、K含量與三七皂苷R1、Rbl、Rgl、總含量進行雙變量Pearson相關分析，通過分析得出表1。在相關分析過程中剔除不正常值（與其他值差異大且出現頻率低的值），通過觀察可知，N含量大于等于200、P含量大于等于100的P元素和K含量大于等于400的值僅出現一次，因此在分析中剔除。相關分析表明，土壤中N元素含量與三七皂苷R1、Rbl、Rgl及總皂苷含量均成負相關，但相關性并不顯著;P、K元素與三七皂苷R1、Rbl、Rgl及總皂苷含量均呈正相關關系，其中，在顯著水平α=0. 05，取f=69，土壤中P的含量三七皂苷Rbl、Rgl、總皂苷含量顯著相關，K元素則與R1、Rbl、皂苷總含量具有顯著相關性。三七皂苷R1、Rbl、Rgl及總皂苷含量在顯著水平α=0. 01上顯著相關。

5.2 土壤（N、K）含量與三七皂苷總含量的回歸分析

5.2.1 回歸分析

在進行回歸分析時，采用曲線回歸方法。以皂苷總含量（S）為因變量，分別以土壤中N、P、K含量為變量進行回歸。分別獲得回歸方程：

s=10. 246 -0. 093×N-O. 001×N2

S=2. 292+P0.32（2）

S=0.580+K0.497（3）

式（1）～（3）中，S為三七皂苷總含量，N為土壤中氮含量，P為土壤中磷的含量，K為土壤中鉀的含量。

5.2.2 顯著性檢驗

F值是對回歸方程中顯著性的檢驗，是檢驗回歸分析后所得方程是否具有顯著性的重要指標。式（I）F值為2. 493，式（2）的F值為6.224，式（3）的F值為7.973，在置信水平a=0. 05查FO. 05（1，60） =4. 00。由于F>4. 00，所以，三七皂苷總含量S與土壤N含量之間的回歸方程S =10. 246 -0. 093×N-0.001×N2是不顯著的，與土壤中P、K含量之間的回歸方程S一2. 292+PO.32、S=O. 580+K0.497是顯著的。

6 結論

通過上述分析表明，土壤中N、P、K含量的不同，對三七總皂甙含量會產生影響。其中，三七總皂苷含量與土壤N間成負相關關系，但相關性并不顯著，與土壤P、K之間成正相關關系，在置信水平a=0. 05上相關性顯著。在進行回歸分析中，N含量與皂苷總含量之間的回歸方程不具有顯著性，雖然土壤P、K含量與皂苷總含量之間的回歸方程具有顯著性，但R方都較小，所以回歸效果并不理想。通過上述研究表明，在三七種植中控制N肥的施用量，適當提高P肥和K肥施用量是提高三七質量的有效措施。

不足之處在于：一是受條件限制，在考慮三七質量時沒有能夠同時考慮產量因素，但眾多學者的研究都已表明，N、P、K肥施用量對三七皂苷產量有影響[10，21]。二是樣品均采集于三七收獲季節，未能在種植前對土壤相關養分測定。

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收稿日期：2019-11-22

基金項目：云南省青年基金項目（編號：2014FD056）

作者簡介：趙芳（1985-），女，助教，碩士，研究方向為天然產物活性成分。