河池野生山豆根土壤理化指標和生物堿含量調查及相關性分析

蘇 江，岑忠用，謝彥軍

（河池學院化學與生物工程學院，廣西宜州 546300）

山豆根為豆科植物越南槐（Sophora tonkinensisGagnep.）的干燥根及根莖，在中國主要分布于廣西、貴州、云南、廣東、江西等地［1］，為中國的傳統中藥材。山豆根的化學成分主要包括生物堿、黃酮和三萜等，而生物堿是其主要活性成分，山豆根生物堿中以喹諾里西啶類的苦參堿和氧化苦參堿為主［2，3］，此外山豆根中還含有微量甲基金雀花堿、槐果堿、臭豆堿等。關于藥理作用的研究發現，山豆根總提取物具有抗腫瘤［4-6］、抗炎［7-10］、護肝［11，12］、免疫抑制和鎮靜鎮痛等中樞抑制性作用［13］。由于具有較高的藥用價值和經濟價值，山豆根的開發和利用日益受到人們的重視，其市場需求也不斷擴大。目前，在醫藥工業上山豆根主要作為生產治療肝炎［14，15］的針劑如肝炎靈、咽喉腫痛的片劑以及抗腫瘤的中成藥的原料，其需求量逐年增加。由于需求不斷擴大，市場上常出現供不應求的局面，而野生山豆根資源也因此不斷被采挖，目前已瀕臨枯竭［16，17］。因此，保護野生山豆根資源迫在眉睫，人工栽培山豆根是解決這個問題的有效途徑之一。了解野生山豆根的生長習性、環境及其對山豆根有效成分合成的影響，可為山豆根的人工栽培提供理論參考。

目前關于野生山豆根資源的研究還比較少，且主要集中于野生山豆根的分布、生長的氣候條件及藥材質量評價的研究，關于野生山豆根的土壤養分和生物堿含量的比較及其相關性研究鮮見報道。為此，本研究以廣西河池市鳳山縣龍經村、羅城縣榕山村和宜州市白偉村為樣點，調查了不同產地野生山豆根土壤的理化性狀，并比較不同產地野生山豆根生物堿含量，旨在了解野生山豆根生長對養分的需要規律及與生物堿合成之間的關系，以期為山豆根的人工栽培及其野生資源的可持續利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗所用的材料山豆根及其土壤分別采自河池市鳳山縣龍經村、羅城縣榕山村和宜州市白偉村，并經河池學院鄧晰朝副教授鑒定為豆科植物越南槐的根莖，生長年限約3 年。

1.2 材料的采集、處理與保存

以河池市鳳山縣龍經村（以下簡稱“鳳山”）、羅城縣榕山村（以下簡稱“羅城”）和宜州市白偉村（以下簡稱“宜州”）為樣點，植被覆蓋率分別為90%、87%和89%，采樣數量分別為10、12 和13 個。分別將不同樣點株高120~130 cm、長勢基本一致的山豆根植株及其對應的根際土壤采集帶回實驗室，洗去山豆根根上的泥土，晾干，將根切成片，于烘干箱內烘干；將所采集的土壤避光自然晾干；將山豆根的根和土壤粉碎后置于干燥缸內保存備用。

1.3 方法

1.3.1 土壤指標的測定 參考魯如坤［18］的方法進行，其中土壤pH 的測定采用電位法；土壤有機質含量的測定采用低溫外熱重鉻酸鉀氧化比色法；土壤全氮含量的測定采用凱氏定氮法；土壤磷含量的測定采用鉬銻抗法；土壤鉀含量的測定采用火焰光度計法；土壤速效氮含量的測定采用納氏試劑分光光度法［19］。

1.3.2 山豆根生物堿的提取和測定 參照楊欣欣等［20］的方法，于100 ℃水浴中用65%乙醇溶液回流提取生物堿，采用酸性染料比色法測定生物堿含量。

1.4 統計數據分析

采用Excel 2016 對試驗數據進行整理和統計，利用SPSS 22.0 軟件進行方差分析和相關性分析。

2 結果與分析

2.1 不同產地山豆根的土壤理化性狀比較

由表1 可知，不同產地山豆根的土壤理化性質差異較大，其中不同產地山豆根的土壤pH 均為弱堿性，說明山豆根適合在堿性土壤中生長。但不同產地山豆根間土壤pH 差異均不顯著，其中羅城縣榕山村的最高，為7.63，其次是宜州市白偉村的，為7.57，鳳山縣龍經村的土壤pH 最低，這可能是由于不同產地山豆根的地形和植被類型不同所致。不同產地山豆根的土壤有機質含量都偏低，但鳳山縣龍經村的土壤有機質含量顯著高于宜州市白偉村和羅城縣榕山村的土壤有機質含量，這可能是鳳山采樣點的植被覆蓋率較高，植物凋落物較多，有利于有機物的積累。

氮、磷、鉀是植物生長必需的三大營養元素。氮在植物生命活動中占首要地位，是構成蛋白質及其他含氮化合物的主要成分，而植物所需的氮主要由土壤提供。山豆根生物堿是一種含氮的化合物，因此，土壤氮含量直接影響山豆根的生長和生物堿的合成。由表1 可知，鳳山縣龍經村的土壤全氮含量和速效氮含量均為最高，分別為4.91 g/kg、0.74 mg/kg，比宜州市白偉村的土壤全氮含量和速效氮含量分別高1.36 g/kg、0.53 mg/kg，且差異均達顯著水平；鳳山縣龍經村與羅城縣榕山村的土壤全氮含量和速效氮差異不顯著。磷脂是核酸的組分，在細胞分裂及遺傳信息傳遞中有重要的功能，在糖類、蛋白質和脂肪等化合物代謝中起著重要的作用。表1 表明，不同產地山豆根的土壤全磷含量差異顯著，不同產地山豆根的土壤速效磷含量無顯著差異，其中宜州市白偉村的土壤速效磷含量最高，為0.095 mg/kg，鳳山縣龍經村的土壤速效磷含量最低，為0.035 mg/kg。鉀具有促進酶的活化、增強植物的抗逆性、促進光合作用和光合產物的運輸等作用。由表1 可知，鳳山縣龍經村土壤全鉀含量和速效鉀含量均顯著低于宜州市白偉村、羅城縣榕山村土壤的土壤全鉀含量和速效鉀含量，宜州市白偉村與羅城縣榕山村間土壤的全鉀含量和速效鉀含量差異不顯著，其中羅城縣榕山村的土壤全鉀含量最高，其次是宜州市白偉村，鳳山縣龍經村土壤的全鉀含量最低；不同產地山豆根的土壤速效鉀含量亦有一定的差異，宜州市白偉村的土壤速效鉀含量最高，其次是羅城縣榕山村，鳳山縣龍經村的土壤速效鉀含量最低。

2.2 不同產地山豆根的生物堿含量

生物堿是山豆根的主要活性成分，其含量影響山豆根的藥用價值。不同產地山豆根因地勢、土壤、氣候等自然條件的不同，其生物堿的含量也有差異。由圖1 可知，宜州市白偉村山豆根的生物堿含量最高，為9.96 mg/g，其次是鳳山縣龍經村的山豆根，為8.21 mg/g，羅城縣榕山村山豆根的生物堿含量最低，為7.82 mg/g，且宜州市白偉村的山豆根生物堿含量顯著高于鳳山縣龍經村和羅城縣榕山村的山豆根生物堿含量，鳳山縣龍經村與羅城縣榕山村的山豆根生物堿含量差異不顯著。

圖1 不同產地山豆根的生物堿含量

2.3 不同產地山豆根生物堿含量與土壤理化指標的相關性分析

利用SPSS 22.0 軟件進行單變量相關性分析，結果（表2）表明，不同產地山豆根生物堿含量與土壤pH、有機質含量、全磷含量、速效磷含量、全鉀含量、速效鉀含量呈正相關，而且不同產地山豆根生物堿含量與土壤全磷、速效磷含量均呈極顯著正相關；不同產地山豆根生物堿含量與土壤全氮含量、速效氮含量均呈極顯著負相關。因此，在山豆根的栽培生產中可以考慮多施用有機肥、磷肥和鉀肥，而氮肥施用量不宜過多，同時無論施用何種肥料都應該控制在正常水平范圍內，以免造成負面影響。

表2 不同產地山豆根生物堿含量與土壤理化指標的相關性

3 小結與討論

生長環境影響山豆根的生長發育及生物堿的形成。本研究發現，由于植被類型、地勢、氣候等外界因素的不同，不同產地山豆根的土壤養分亦有一定差異，其中有機質含量最高的是鳳山縣龍經村，其次是宜州市白偉村，最低的是羅城縣榕山村；全氮和速效氮含量最高的是鳳山縣龍經村，宜州市白偉村的最低；全磷和速效磷含量最高的是宜州市白偉村，最低的是鳳山縣龍經村；全鉀含量最高的是羅城縣榕山村，最低的是鳳山縣龍經村，速效鉀含量最高的是宜州市白偉村，最低的是鳳山縣龍經村。綜合比較，宜州市白偉村的土壤養分相對較均衡，但與土壤肥力評價標準相比較［21］，本研究所調查的3 個不同產地山豆根土壤養分均表現為缺乏水平，這可能是由于所調查樣點的地勢坡度比較大，雨水沖刷嚴重，導致養分流失較多。因此，對山豆根的生長會有一定的影響，但目前關于栽培山豆根的配方施肥及其對養分的需求量鮮見相關報道，有關這方面的研究將是合理開發利用山豆根的一個重要方向。

生物堿是山豆根的主要藥用成分。本研究發現，所調查的3 個不同產地山豆根的生物堿含量也有較大的差異，其中宜州市白偉村的山豆根生物堿含量最高，為9.96 mg/g，分別比鳳山縣龍經村和羅城縣榕山村的山豆根生物堿含量高1.75 mg/g 和2.14 mg/g，且宜州市白偉村與鳳山縣龍經村和羅城縣榕山村之間的山豆根生物堿含量差異都達顯著水平。筆者認為可能原因如下，首先可能是宜州市白偉村的土壤養分相對比較均衡更有利于山豆根的生長及生物堿的積累；其次可能是所調查的3 個不同產地山豆根其生長年份不一致，因而生物堿的積累也產生了差異。

N、P、K 是植物生長必需的三大營養元素，土壤中N、P、K 的供應影響植物的正常生長及物質的積累，而對于藥用植物N、P、K 的供應將影響其藥效成分的合成和積累。生物堿是一種含有氮元素的具有藥用價值的化合物，其合成與氮素密切相關，而不同的藥用植物其生物堿的合成與積累對氮的需求并不相同。魏波等［22］的研究發現，氮、磷、鉀的施肥量與半夏生物堿含量呈負相關。隨著施氮、磷、鉀的增加，半夏的生物堿含量均降低，影響大小順序為氮＞鉀＞磷。何志超等［23］報道，氮元素與巖黃連中生物堿含量呈正相關。本研究的相關性分析結果表明，3個不同產地野生山豆根生物堿含量與土壤pH、有機質含量、全磷含量、速效磷含量、全鉀含量、速效鉀含量呈正相關，而不同產地野生山豆根生物堿含量與土壤全氮含量、速效氮含量呈負相關。從試驗結果看，宜州市白偉村土壤的全氮含量、速效氮含量都比鳳山縣龍經村和羅城縣榕山村的低，但宜州市白偉村山豆根的生物堿含量高于鳳山縣龍經村和羅城縣榕山村的山豆根生物堿含量，這與相關性分析結果基本相符。同時，研究結果與魏波等［22］的研究相似，但與何志超等［23］的研究并不一致，說明不同的藥用植物對養分的需求量不同。因此，在藥用植物實際栽培中應根據其需肥規律合理施肥。

目前，關于山豆根的人工栽培前人進行了一些研究，但主要局限于栽培山豆根和野生山豆根藥材質量的比較研究，而關于山豆根的合理施肥及施肥對山豆根生物堿的合成與積累的影響鮮見報道，這將影響山豆根資源的可持續發展及相關產業的發展。因此，筆者認為山豆根的人工栽培及其合理施肥是開發利用山豆根需要解決的問題之一。本研究是以野生山豆根為調查對象，對河池市3 個不同產地山豆根的土壤部分養分和山豆根生物堿含量進行了調查并對其相關性進行了分析，研究結果對山豆根的人工栽培及合理施肥具有一定的參考價值。