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施肥、修剪等措施对凹叶厚朴中厚朴酚、和厚朴酚含量累积的影响△

2013-09-27胡乔铭向德标裴刚王晓明蒋丽娟

中国现代中药 2013年8期
关键词:修枝总酚铁丝

胡乔铭,向德标,裴刚*,王晓明,蒋丽娟

(1.湖南中医药大学,湖南 长沙 410208;2.湖南省林业科学院,湖南 长沙 410004;3.中南林业科技大学,湖南 长沙 410004)

施肥、修剪等措施对凹叶厚朴中厚朴酚、和厚朴酚含量累积的影响△

胡乔铭1,向德标1,裴刚1*,王晓明2,蒋丽娟3

(1.湖南中医药大学,湖南 长沙 410208;2.湖南省林业科学院,湖南 长沙 410004;3.中南林业科技大学,湖南 长沙 410004)

目的:提高凹叶厚朴的品质,缩短生产周期,为凹叶厚朴种植提供科学参考依据。方法:本次实验通过采用施肥、修枝、环割、铁丝环扎对凹叶厚朴进行处理,采用HPLC测定两年后厚朴中厚朴酚、和厚朴酚的含量,计算总酚含量增长率。结果:凹叶厚朴中总酚含量累积增长(Y)与肥料中的氮肥、磷肥正相关,与钾肥负相关,回归方程为:Y=1.804+2.470N+2.746P-15.616K(r=0.982)。修枝处理的凹叶厚朴中总酚的含量较前期增长了310%,环割处理的凹叶厚朴中总酚的含量较前期增加了125.65%,铁丝环扎处理的凹叶厚朴中总酚的含量较前期增加了343.2%,而同期的空白组中凹叶厚朴中总酚的含量较前期增加了84.62%。实验结果显示不同栽培措施的效果由大到小的顺序是:铁丝环扎>修枝>环割。结论:凹叶厚朴中厚朴酚、和厚朴酚含量的积累可以通过改变土壤的肥力、环割、修枝等栽培措施得以提高。

凹叶厚朴; 施肥;修枝;环割;环扎;厚朴酚;和厚朴酚

实施 GAP是规范中药材生产、保证中药材质量及推进中药现代化建设的一条有效途径[1]。质量的体现是稳定,稳定的表现是药材的均一性,各项措施的落实,包括环境、肥料、农药等,通过控制影响药材生产质量的各种因子,规范中药材生产全过程的各个生产环节,按标准规范控制药材生产的全过程,达到药材“真实、优质、稳定、可控”[2]。 凹叶厚朴(Magnoliaofficinalissubsp.biloba)为厚朴的亚种,是中国特有的国家二级保护植物和药材,与厚朴的主要区别是树皮稍薄,叶较小而狭窄,呈狭倒卵形,先端有明显凹缺,二者均以树皮入药,均称为厚朴[3]。其主要活性成分为厚朴酚、和厚朴酚,具有燥湿消痰、下气除满的功效,主治高血压、痢疾、湿滞伤中,腹胀便秘,痰饮咳喘[4-5],在我国中药材中占有重要地位[6]。凹叶厚朴生长缓慢,需要生长15年以上树皮才适合药用要求,质佳的厚朴要25年以上的树龄。湖南省永州是全国厚朴三大产地之一,人们对凹叶厚朴GAP种植重视不够,栽培管理粗放,少数地区滥施化肥和农药,严重影响了产品品质;还有一些农户急功近利,采剥未到最佳树龄的厚朴树皮,导致厚朴药材的质量参差不齐。为提高凹叶厚朴的品质,缩短生产周期,同时也对多年生药材GAP基地建设提供参考,我们选取道县洪塘营瑶族乡厚朴种植基地的凹叶厚朴为供试材料,考察施肥、环割处理、铁丝环扎处理、修枝对凹叶厚朴中厚朴酚、和厚朴酚累积的影响,从而为当地凹叶厚朴林的优质、速生、丰产提供参考。

1 试验材料

1.1 样品与处理

以湖南省永州市道县洪塘营瑶族乡同一坡向1 200 m 10年生凹叶厚朴,试验地点变化范围为3 333.33 m2。样品采集高度为离地1.5 m朝南凹叶厚朴干皮,样品采集后60 ℃烘干,粉碎,过三号筛,备用。

1.2 试剂

厚朴酚对照品(中国食品药品检定研究院,批号 200707)、和厚朴酚对照品(中国食品药品检定研究院,批号 200707);所用试剂均为分析纯。

1.3 仪器

Agilent 1200 高效液相色谱仪(美国安捷伦公司);Agilent 1200 工作站;RE-501A旋转蒸发仪(巩义市予华仪器有限责任公司);AR124CN分析天平(上海奥豪斯仪器有限公司);SK3300H超声仪(上海科导超声仪器有限公司)。

2 方法

2.1 厚朴酚、和厚朴酚HPLC含量测定[7]

2.1.1 色谱条件 色谱柱系Dikma C18(250 mm×4.6 mm,5 μm),流动相为甲醇:水(73:27),流速为1.00 mL·min-1,柱温:30 ℃,检测波长:294 nm。

2.1.2 对照品溶液的配制 精密称取厚朴酚(中国食品药品检定研究院,批号 200707)、和厚朴酚对照品(中国食品药品检定研究院,批号:200707)适量,甲醇溶解并定容于25 mL容量瓶中,配制成浓度分别为0.08 mg·mL-1、0.096 mg·mL-1的厚朴酚对照品、和厚朴酚对照品溶液。

2.1.3 供试品溶液的配制 取厚朴粉末约0.2 g,精密称定,置于具塞锥形瓶中,精密加入甲醇50mL,摇匀,密闭,精密称定重量,超声处理25 min,取出放冷至室温,称重,补充甲醇至原重量,摇匀,过滤,取继滤液,过0.45 μm微孔滤膜过滤,即得样品溶液。

2.1.4 系统适用性实验 分别精密吸取对照品溶液和样品溶液10 μL,按2.1.1色谱条件进行测定,和厚朴酚、厚朴酚的保留时间值分别为11.54 min、18.39 min。HPLC色谱图见图1。

图1 和厚朴酚、厚朴酚标准品HPLC 色谱图

2.2 施肥对凹叶厚朴中厚朴酚、和厚朴酚含量积累

2.2.1 肥料 氮肥(尿素,含N46%),磷肥 (过磷酸钙,含P2O515%),钾肥 (氯化钾,含K2O65%)

2.2.2 试验设计 采用自身前后对照设计,选用4种N-P-K不同比例的肥料,于2009年3月20日 按各试验处理(见表1)深施10-15 cm,并覆土压实。

表1 肥料各水平用量 /kg·667m-2

2.3 环割处理

于2009年3月20日选择10年生凹叶厚朴的主干,距地面10 cm处,采用薄而锋利的小刀作环状切割.两切口间距0.5 cm,确保皮层被切断,深度以刚达木质部为准。环割1圈,深度达到木质部。

2.4 铁丝环扎处理

于2009年3月20日选择10年生凹叶厚朴的主干,距地面50 cm处,选14号铁线在主干环扎一圈,铁线扎入树皮。

2.5 修枝处理

于2009年3月20日以修枝锯修枝,修枝锯口平滑、不劈裂、尽量与主干表面平齐;若枝条较粗,锯口要离主表面0.5~1 cm。去掉一半的枝条。

3 结果与分析

3.1氮磷钾肥对凹叶厚朴中厚朴酚、和厚朴酚的影响:于2009年3月20日、2011年3月21日采集样品,HPLC方法测定样品中厚朴酚、和厚朴酚的含量,计算总酚含量增加率,结果见表2。

表2 不同施肥对凹叶厚朴中厚朴酚、和厚朴酚百分含量影响 /%

从实验结果可以看出,施肥对凹叶厚朴中厚朴酚、和厚朴酚含量的积累有促进作用。施肥720 d后的凹叶厚朴中主要有效成分总酚含量累积增长率明显高于同期空白对照植物中总酚含量的累积增长率。施肥720 d后,空白对照凹叶厚朴中总酚含量增长率增长了84.62%,而施肥组最低的总酚含量增长率为160%,最高达到了259.15%,明显高于空白对照组。

从施肥总量来看,并不是施肥总量越多越好。进一步分析,我们可以看出施肥水平中氮、磷、钾的合理用量配比对凹叶厚朴中总酚含量的积累作用具有重要的影响。施肥总量最多的是处理4,肥料用量为每株1.365 kg,施肥720 d后,凹叶厚朴中总酚的含量增长率都不是最高的。施肥处理1的施肥总量与施肥处理2施肥总量相当,但从实验数据可以看出,施肥720 d后凹叶厚朴中总酚含量量增长率由高到低的顺序是:施肥处理2>施肥处理3>施肥处理4>施肥处理1。施肥处理2中氮、磷、钾肥的用量为0.220 kg,0.850 kg,0.165 kg。

从实验数据可以看出,施肥对凹叶厚朴中厚朴酚、和厚朴酚增长量影响是不同的。从10年生凹叶厚朴中厚朴酚、和厚朴酚的含量可以看出,厚朴酚的含量是低于和厚朴酚的含量,但随着凹叶厚朴的继续生长,空白对照组中厚朴酚的含量增长率是高于和厚朴酚的含量增长率,两者的含量有接近的趋势。施肥后的实验数据表明,施肥处理2、3、4能进一步加快凹叶厚朴中厚朴酚增长率,在实验末期,施肥处理2凹叶厚朴中厚朴酚的含量高于和厚朴酚的含量。但施肥处理1显示的趋势则与其他施肥水平相反。这提示施肥水平中的氮、磷、钾的配比不同,对凹叶厚朴中厚朴酚、和厚朴酚的累积影响是不同的。

将试验数据采用SPSS软件对总酚增加量(Y)与氮、磷、钾施肥量进行多元线性回归,回归方程为:Y=1.804+2.470N+2.746P-15.616K(r=0.982)。由方程可知,总酚含量的增加与N呈正相关,与P呈正相关,与K呈负相关。

3.2修枝、环割、铁丝环扎对凹叶厚朴中厚朴酚、和厚朴酚含量的影响:于2009年3月20日、2011年3月21日采集的样品,HPLC方法测定样品中厚朴酚、和厚朴酚的含量,计算总酚含量增加率,结果见表3。

从实验结果可以看出,不同修剪措施对凹叶厚朴中总酚的含量的增长率都较比同期的空白组要高。

表3 不同措施对凹叶厚朴中厚朴酚和厚朴酚百分含量影响

实施同修剪措施720 d 后,修枝处理的凹叶厚朴中总酚的含量较前期增长了310%,环割处理的凹叶厚朴中总酚的含量较前期增加了125.65%,铁丝环扎处理的凹叶厚朴中总酚的含量较前期增加了343.2%,而同期的空白组中凹叶厚朴中总酚的含量较前期增加了84.62%。实验结果显示不同栽培措施的效果由大到小的顺序是:铁丝环扎>修枝>环割。

侧枝上萌发的叶子主要集中在末级侧枝的前部,其光合作用的产生的营养物质既要供给自身生长,还要供给主干生长,当下部侧枝光合作用的产物少于其自身生长所消耗的数量时,这类枝条就成为净消耗性枝条,会影响到整个凹叶厚朴的生长。在连片的凹叶厚朴树林中,由于树木之间的相互竞争,下部的净消耗性枝条会逐步自然枯死,对这类枝条,如果不及时修除,会与主干争夺营养,降低主干的生长量。对凹叶厚朴进行修枝处理,可以直接去除下部净消耗性枝条,形成合理的枝条结构和冠高比,合理调节树体营养的再分配,从而使得凹叶厚朴中总酚的累积增长率提高。

铁丝环扎、环割能提高凹叶厚朴中总酚的增长百分率,可能主要有以下原因:同化物的运输主要途径是韧皮部,环割使韧皮部中断,厚朴酚、和厚朴酚向下运输贮藏到根部受阻,更多地集中在韧皮部中,从而提高了其在韧皮部中的含量;铁丝环扎、环割能抑制根系的活动,降低根系对氮的吸收功能,致使环割口上叶片含氮量减少,有降低了叶片叶绿素含量的可能,从而具有抑制营养生长的作用,导致体内次生代谢增强,厚朴酚、和厚朴酚的含量增高。

修枝、铁丝环扎、环割能提高凹叶厚朴中总酚的含量,同时修枝效果优于铁丝环扎、环割。建议一般在冬季进行修枝。

[1] 张贻昌,王明耿.中药产品质量过程控制的重要性[J].中成药,2012,34(8):1581-1585.

[2] 陈秀斌.推进中药材规范化种植,加强 GAP认证后的维护及市场开拓[J].海峡医药,2011,23(1):155 -157.

[3] 马英姿,宋荣,宋庆安,等.凹叶厚朴扦插繁殖的生根机理研究[J].中国农学通报,2012,28(33):112-117.

[4] 潘清平,周日宝,贺又舜,等.湖南省厚朴种植基地概况[J].湖南中医药导报,2003,9(7):47-48.

[5] 张永太,吴皓.厚朴药理学研究进展[J].中国中医药信息杂志,2005,12(5):96-99.

[6] 斯金平,童再康.厚朴[M].北京:中国农业出版社,2001.

[7] 国家药典委员会.中国药典[S].(一部)北京:中国中医药出版社,2010.

EffectsofFertilization,Pruning,GirdlingandIronBundlingontheAccumulationofMagnoloandHonoikolinMagnoliaofficinalissubsp.biloba.

HU Qiao-ming1,XIANG De-biao1,PEI Gang1*,WANG Xiao-ming2,JIANG Li-juan3

(1.TCMuniversityofHunan,Changsha,Hunan410208,China;2.HunanAcademyofForestry,Changsha,Hunan410004,China;3.CentralSouthForestryandTechnologyUniversity,Changsha,Hunan410004 )

Objective: To improve the quality ofMagnoliaofficinalissubsp.biloba,and shorten the growth circle of it.Methods: AfterMagnoliaofficinalissubsp.bilobawas suffered fertilization, pruning,girdling and iron bundling respectively,the content of magnolo and honokiol in it were measured by HPLC.Results: The accumulation of magnolo and honokiol were correlation proportionally with nitrogen and phosphatic fertilizer,but were negative relationshi Pwith potassic fertilizer.After pruning,girdling and iron bundling,the amount of magnolo and honokiol were raised by 310%,125.65% and 343.2%,comparing to the control sample.Conclusion: The cultivation measures of fertilization,pruning,girdling and iron bundling can be taken to raise the amount of magnolo and honokiol inMagnoliaofficinalissubsp.biloba.

Magnoliaofficinalissubsp.biloba;Fertilization;Pruning;Girdling;Iron bundling;Magnolo; Honokiol

2013-01-18)

国家林业公益性行业科研专项“金银花、厚朴优良新品种创制及利用技术研究”(201104023),湖南中医大学十二五校级重点学科药物分析学资助

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裴刚,副教授,硕士研究生导师,E-mail:peigang@hotmail.com

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