纹党参异地栽培的可行性评价
2022-08-02陈玉武张海星高晓昱孙渭平董亚娟陶兰萍马江红张耀邦李俊明
陈玉武 张海星 高晓昱 孙渭平 董亚娟 陶兰萍 马江红 张耀邦 李俊明
(定西市药品检验检测中心,甘肃定西 743000)
党参,性平、味甘,具有补中益气、健胃生津之功效,临床用于脾肺虚弱、气短心悸、食少便溏、虚喘咳嗽、内热消渴等症状[1],历版《中华人民共和国药典》均有收载。 陇药党参主产品种为分布于甘肃陇南文县的纹党参及陇西县、渭源县的白条党参,两者均属《中华人民共和国药典》收载品种,各具中国国家地理标志产品之誉称,品牌闻名于国内外,产销量居全国党参药材行列之首,是陇药支柱产业之一。
纹党参原药材主根相对粗,易于鲜切初加工,能提升切片、切段等产品等级规格,具有产出率高、市场占领优势强、经济回报率高等诸多优势。 近年来,为了进一步全面打赢脱贫攻坚战, 助推中医药产业与经济发展, 满足市场对纹党参药食同源产品的需求,在保障纹党参异地栽培品质量的前提下,以纹党参种子异地自繁育苗与原产地种苗移栽为途径进行异地栽培试验,考察纹党参种子异地育苗的成活率,以及自繁种苗与原产地纹党参种苗异地栽培药材的生长状况及单位种植面积鲜药材产量,重点以党参质控项(性状、显微特征、薄层色谱、浸出物及党参炔苷含量)为主要质量指标,分析评价纹党参栽培的适宜性与可行性, 以此促成纹党参与白条党参的资源优势互补,满足市场多元化需求,实现纹党参种植业由陇南向陇西拓展的新局面, 为进一步提升陇药党参资源的开发利用与中药农业现代化发展提供参考。
1 材料与方法
1.1 试验材料
试验仪器有LC-20AC 型高效液相色谱仪(日本岛津公司)、XSE205 型电子分析天平(瑞士梅特勒公司)、GZX-GF-MBS-2 电热鼓风干燥箱(上海跃进医疗器械有限公司)、BX43 正置显微镜(奥林巴斯)、硅胶板G(青岛海洋化工有限公司)。 试验用种子、种苗、原产地纹党参、自繁纹党参、移栽纹党参、白条党参, 经陈玉武主任药师鉴定均为Codonopsis pilosula的种子与根。试验试剂有党参炔苷对照品(批号RFSD02611804018,纯度99.10%,成都瑞芬思生物技术有限公司),乙腈、甲醇为色谱纯。
1.2 试验方法
1.2.1自繁纹党参种苗。 于2019 年5 月初,将休眠期为0.5 年的纹党参种子经-30 ℃冷冻48 h,用0.05%高锰酸钾溶液浸泡6 h 处理,将实验室发芽率测试达95%的同批种子用于自繁育苗。 选择陇西县通安驿镇肖家岔社山区海拔约2 000 m、前茬为豆科作物(扁豆)轮休1 年的二阴地作试验地块,面积约20 m2[2],以农家肥(熟)和草木灰作底肥翻耕处理试验用地,将事先处理的纹党参种子以1.5 g/m2的量进行播种, 按传统露天方法育苗, 并如期实施田间管理,翌年春解冻后起苗。 相关指标计算公式如下:
成活率(%)=单位面积成活苗数/单位面积施种子粒数×100;
平均单根苗重量=单位面积平均苗重/单位面积平均苗数。
分别以10 份平行数据求均值。
1.2.2试样栽培与鲜药材采集测试。 于1.2.1 项下种苗培育地理位置处, 选择前茬为豆科作物耕地作试验基地,将同一块地分隔为A、B、C 3 个区,每区面积200 m2,分别为移栽纹党参、白条党参、自繁纹党参种苗。 选择单根苗重0.5~0.8 g 的健壮幼苗,按行沟坡度约40°,株距5~7 cm,与地表倾斜约30°平行植苗,行间距15~17 cm。5 月初统计出苗率,统一进行田间管理(均未施党参壮根灵)[3-4],11 月中旬采挖药材。分别从A、B、C 3 个区随机分割20 m2采挖药材,并对应编号为A、B、C 样,药材鲜样除去泥土称重。 以各区20 m2的总产量除以20, 求得单位面积的鲜药材产量[5],并与白条党参(B 样)做比较。
1.2.3栽培品变异性考查。 依据《中华人民共和国药典(2020 年版)》收载的党参品种项下的性状、显微特征与薄层色谱鉴别方法操作[6],以原产地纹党参(D 样)作对比。
1.2.4浸出物与党参炔苷的测定。 将1.2.2 项下的A、C 样与文县采集的原产地纹党参D 样阴干, 粉碎(扣除水分),按《中华人民共和国药典(2020 版 一部)》《中华人民共和国药典(2020 版四部)》醇溶性浸出物测定法(热浸法)测定浸出物[6-7],采用HPLC 法测定党参炔苷含量[3-9],以D 样做比较。
2 结果与分析
2.1 自繁纹党参种苗的成活率
将育苗生长期为1 年的种苗起苗观察, 结果显示,苗重(813.9±61.6)g/m2、苗重(0.59±0.88)g/根、根数(1 376.7±135.76)条/m2、成活率27.6%±2.6%。 与原产地纹党参种苗相比,自繁纹党参种苗根略长,支根少而须根多,根头部环纹较少。
2.2 栽培样品的出苗率及单位种植面积鲜药材产量
A、B、C 区各试样出苗率达95%~100%; 单位种植面积鲜药材产量由高到低依次为C 区(0.78 kg/m2)>A 区(0.74 kg/m2>B 区(0.71 kg/m2),C 区(自繁纹党参)、A 区(原产地移栽纹党参)较B 区(白条党参)分别增产9.8%、4.2%。
2.3 变异性考查
2.3.1性状特征。 移栽纹党参、自繁纹党参、原产地纹党参性状特征如图1、表1 所示。
表1 不同种类党参性状特征
2.3.2显微特征。 移栽纹党参、自繁纹党参、原产地纹党参显微特征如图2、表2 所示。
表2 不同种类党参显微特征
2.3.3薄层色谱鉴别。 不同种类党参薄层色谱鉴别结果如图3 所示。
2.3.4浸出物与党参炔苷含量。 不同种类党参浸出物与党参炔苷含量如表3 所示。可以看出,A、C 的浸出物含量明显高于D,D 的党参炔苷含量占显著优势。方差分析表明,组间存在显著差异(P<0.05);A、C间浸出物、党参炔苷含量无显著差异;A、C 与D 间存在显著差异。
表3 浸出物、党参炔苷及组间比较
3 结论与讨论
该试验结果表明, 纹党参种子异地自繁育苗与原产地种苗移栽均可实现异地栽培, 生产的党参符合《中华人民共和国药典(2020 年版)》党参质量标准规定。栽培方法与技术切实可行,在保障其质量的前提下,可助推陇药党参资源的开发利用。
纹党参主产地陇南文县距栽培地陇西县400 km左右,两地间原本存在自然环境差异,纹党参主产地土壤为黑、沙土质,栽培地陇西为黄、白土质,文县气候环境润湿,年平均气温与降雨量相对陇西较高,各种自然环境相互交融, 形成二者各自固有的特色标志,为纹党参异地栽培造成天然障碍。 近年来,随着全球气候变化,陇南与陇西的温差相对变小,陇西年降雨量增多及农业现代科技的发展应用, 为纹党参异地栽培营造了有利环境。
对纹党参种子冷冻处理可激发种子的抗寒、抗旱、抗病等内在基因,使其适宜异地生态环境,萌发生长动力[10-12]。实验室种子的发芽率试验明显高于露天育苗的成活率,这主要与异地土壤、环境、日照、温湿度等因素有关。 如何提高纹党参异地自繁育苗成活率的问题,亟待进一步研究。自繁纹党参种苗在栽培地较移栽纹党参种苗优先1 年适应了异栽地生长环境,更具有生长优势,产品较移栽纹党参和原产地纹党参的主根长,且支根减少,仍保持纹党参主根粗的固有生长习性, 因而单位面积的鲜药材产量较移栽纹党参与白条党参高。
从异地栽培纹党参的性状可见, 栽培品较原产地纹党参的主根长、支根少、根头下的环状横纹减少,但色泽、气味等未见明显变化;显微特征与薄层色谱鉴别项均符合药典标准规定。由此表明,纹党参适宜陇西县栽培,且未见质的变异。 但是,为了进一步研究纹党参异地栽培品种与质的变异状况, 尚需进行高通量测序技术、药用植物基因转录组研究等多学科联合研判。 量化质控指标测试表明,12 批试样的浸出物含量为58.2%~68.8%,均高于《中华人民共和国药典》党参质量标准规定的55.0%,试样组间未见明显差异;党参炔苷含量为2.21~7.34 mg/g,原产地纹党参的党参炔苷含量明显高于异地栽培的纹党参, 但检测试样原产地纹党参与栽培品不出自同一试验基地,且现行《中华人民共和国药典》党参质量标准未将党参炔苷含量作为质控指标项, 本试验研究仅作为参考指标。
纹党参异地栽培品个体药材的直径增大, 可提升党参药材的产量与商品等级规格, 为后续发展党参鲜制切片、党参节子、党参把子等新兴产品从源头上提供了货源保障, 促进了以党参药食同源产地初加工产品的线上线下销售活动,推动农产品、中药材在电商业的发展,促进了地方经济发展,贯通了以发展道地药材为主导产业的兴陇富民发展思路, 对促进乡村产业振兴具有积极作用。
纹党参异地栽培技术的推广应用已在逐步扩大。 据初步调查,2021 年陇西县白条党参主产地高楞、福星、云田、渭阳、通安、种和等地部分药农已从陇南购进纹党参种苗进行移栽, 栽培面积约占当地党参药材种植总面积的1/3。 2021 年春季,由于陇西药农对纹党参栽培的热衷, 大量纹党参种苗被贩运到陇西的部分农贸市场进行交易。由此表明,纹党参异地栽培技术与可行性评价研究对发展陇药党参药材种植产业具有实践指导性意义, 纹党参的异地栽培技术应用范围广,推广前景好。