巴西人参栽培技术研究及药用概述
2023-02-05吴章丽罗建华陈浪
吴章丽,罗建华,陈浪
湛江市林业科学研究所/广东省林业区域性试验中心,广东 湛江 524033
巴西人参为苋科无柱苋属的多年生草本植物,有着“巴西仙草”“巴西肺宝”的美誉,在国外主要分布于巴西、厄瓜多尔、巴拿马等中南美洲国家的热带雨林地区。在巴西人参化学、药理等方面,世界上的其它国家的许多学者进行了较为定量化的研究,结果表明:巴西人参不仅富含多种氨基酸、维生素,还蕴含着矿物质和多种皂苷成分,在缓解身体疲劳、疏解身体压力、壮阳、消除炎症及提高身体免疫力等方面具有特殊的药用功效。在国外,巴西人参已被开发出形式多样的药食两用产品投放市场,其价值日益显现,引起全球越来越多国家学者的关注。由于不同地区立地条件存在差异,如何从中南美洲主产区引种到世界各地栽培,让其价值惠及全人类,成为植物栽培工作者们思考的问题。该文重点围绕巴西人参栽培与应用两方面进行综述,并对今后巴西人参的综合利用进行展望。
1 生物学特性
巴西人参,又名珐菲亚,喜光,待植株生长成熟其高度稳定在150cm~200cm,直立,地下通常长着3条~5 条黄色圆柱形根;不间断的若干节组接成茎秆,茎匍匐,节间枝干修长且中心空隙,膝状膨大的节基部,节处长出对生侧枝;无托叶的长卵形单叶对生;花序穗状,白色或稍带黄绿色,花小且多,在茎枝的顶端或叶腋辐射式对称密集簇生,雄蕊5 枚与干膜质感的5 片萼片对生,子房1 室,胚珠1 个,黄褐色的胞果瘦小,种子分批成熟后易脱落;花果期为5月至次年2 月[1]。
2 栽培技术
2.1 栽种选地
根据巴西人参多年生的生长特性及药源选用部位为根部的特点,栽种选种地宜为质地疏松有深厚土层的砂质土壤地块。根据栽培地块的坡向列畦而栽,推荐畦面宽120cm、畦高30cm,畦长则依地势实际而定。畦沟和围畦沟宽35cm,沟沟相通确保排水良好;规格高宜25cm,长宽可根据地形灵活安排。翻耕耙地,让土壤经太阳暴晒半个月以上以便尽量消灭寄生土壤里的病害虫卵。栽种前用基肥(经发酵的家禽畜粪等农家肥)拌土壤以便为巴西人参后续生长持续支撑肥力,用量6000kg/hm2。栽种株行距根据生长成熟的巴西人参冠幅确定,按50cm×50cm 为宜。
2.2 育苗繁殖
巴西人参作为全球极具潜力的药食两用植物,随着其价值越来越被全世界人民认可,原产地的野生资源已经不能满足市场的需求。为提升产品产量和品质,针对人工栽培巴西人参的品种选育及扩繁已有研究。在人工栽培巴西人参的过程中,通过对比不同种源的巴西人参生理指标和生物学特性,结合栽培技术比较进行巴西人参优良品种的选育。繁殖方式采用播种、扦插和组织培养等3 种方法。
种子繁殖:每年秋季或初冬收集成熟种子,晾干,置室内通风干燥处保存。播种前种子浸泡24h 后沥干,以河沙为基质苗床于适当光照下培养,以提高种子发芽势和发芽率。待小苗长至10cm~15cm 高左右可移栽。
扦插繁殖:以浓度为350PPM ABT 浸泡健壮无病虫约25cm 长且带有2~3 个节的插条1h~2h。然后,在整理好的沙床上用铲铲开15cm~20cm 深的沟,将浸泡过ABT 的插条按4cm 的株距摆入沟内,插条与插床面呈约60°,覆沙后插条入沙深度约1/2,行距约10cm。扦插完成后注意浇水抚育保湿,架起遮阳网遮荫以防太阳暴晒,待插条发芽后揭除遮阳网,插条25d 左右可移栽。
组织培养:在无菌的条件下使用0.1%升汞消毒巴西人参芽条获得较好灭菌效果,诱导培养基以MS+1.5mg/L 6-BA+0.5mg/L NAA;继代增殖培养用MS+1.2mg/L 6-BA+0.2mg/L NAA;生根诱导培养用1/2MS+1.0mg/L NAA 培养基。待瓶苗内根发育约1cm长后转入阳光大棚炼苗。约10d 后用清水洗去根部培养基,栽入营养杯中待苗高15cm~20cm 后就可移栽大田种植[2]。
2.3 田间抚育
2.3.1 排灌
巴西人参药用部位在根部,适当的土壤湿度利于根部的膨大。在没有雨水降落的日子里要加强灌溉管理,每半个月灌水1 次以便保持土壤经常湿润,但在雨季内涝季节要及时排水以保持土壤空隙充盈空气便于作物生长。
2.3.2 除草
对刚栽植的幼苗期的巴西人参,由于株行距宽,阳光充足杂草易生,要特别注意除草,保持土壤经常性疏松。条件允许的情况下在栽植幼苗时便在畦面铺上稻草或蕨草,既可防止杂草滋生又起到保湿作用。
2.3.3 追肥
巴西人参为多年生的根部药用植物,生长缓慢周期长,土壤肥力消耗大,后续科学追肥抚育特别重要。磷能促进植物早期根系的形成和生长,提高植物适应外界环境的能力,而钾肥有利于植物茎秆健壮。因此在种植巴西人参1 个月左右,推荐每株施磷肥10g;待植株长至25cm 高时施钾肥,推荐每株15g;此后每年4 月左右混合钾肥和磷肥,每株施20g。
2.3.4 修枝控耗
为了减少不必要的营养消耗,让植株营养聚于巴西人参根部,在栽种后第2 年进行巴西人参地上部分生长控旺。物理控旺方法是在3 月份左右将其基部老枝剪去,一则避免老枝徒长造成田间隐蔽,二则促进植株新芽枝的萌发,祛陈吐新;化学控旺方法是喷施200mg/L 质量浓度的哆效唑,也能起到一定得效果。
2.3.5 病虫害防治
真菌性叶斑病为巴西人参主要的病害。该病害多发生在雨水充沛、高温的季节,症状表现为叶片出现褐色斑点后脱落。防治方法是在高温雨季来临前未发病时喷施多菌灵兑水1300 倍或者百菌清1000倍兑水喷雾。
菜青虫、红头芜青、木蠹蛾为巴西人参三大虫害。菜青虫、红头芜青食害巴西人参叶片,而木蠹蛾则侵害巴西人参茎干,三者发生危害时人眼易于发现,用乐果600 倍喷雾效果佳。
3 药理效用
3.1 化学成分
20 世纪80 年代起,日本和巴西的学者对巴西人参的化学成分作了较多研究,研究部位主要是该属植物的根,对其他部位如茎、叶的研究较少。而对巴西人参根的化学成分进行研究主要逻辑过程是用95%浓度的乙醇浸泡溶解巴西人参根得到提取物后采用硅胶、MCI、HPLC 制备柱、薄层色谱、ODS 等材料及设备进行分离纯化后得到纯度较高的化合物,其结构由其物理化性质及波谱数据鉴定得出。研究表明,巴西人参主要含有丰富的三萜类及降三萜化合物、甾酮和甾醇类化合物、19 种氨基酸、皂苷、苯乙烯基-2-吡喃酮结构物、电解质、维生素A、B1、B2、C、E、K、尿囊素、泛酸和微量矿物质包括镁、锌、铁、硅、钴及高含量的锗等物质[3-6]。占干质量11%以上的皂苷类物质是巴西人参的主要有效成分。为了研究从巴西人参中提取皂苷的工艺,宋启煌等[7]学者应用溶剂法和超临界CO2萃取法的原理进行正交对比实验,得出的结果是溶剂法比超临界CO2提取皂苷高出了7.14%,并总结出一套提取皂苷的最优工艺条件,为巴西人参提取皂苷的工业化提供了重要的工艺参数。对巴西人参化学成分的了解将有益于加强人们对巴西人参药理作用的深入研究。
3.2 药用功效
从巴西人参提取的物质含有多种活性特征,具有抗肿瘤、抗炎、镇痛、镇静、壮阳、抗疲劳、增强免疫力等广泛的药理功效。在对抗打击肿瘤细胞机理方面,Matsuzaki P[8]运用强饲法先向雄鼠腹腔注入浓度为5×106肿瘤细胞的注射液后再让其吞食巴西人参粉末,药剂量设定200mg/kg,1 次/d,连续给药20d。研究表明,采取强饲法给予小鼠巴西人参粉末后,显著降低了小鼠总的腹水体积和埃利希肿瘤细胞数目,有力地证明了巴西人参可降低小鼠肝脏癌前病变和腺瘤的发生率,抑制肝癌发生的药理作用。为了证明巴西人参中有效起到抗癌作用的物质是正丁醇提取物,Vieira J 等[9]通过腹腔注射巴西人参正丁醇提取物,发现接种了肿瘤细胞小鼠每毫升腹水体积中肿瘤细胞的数目明显下降,总腹水肿瘤细胞数也随之下降。在抗炎方面,Mamanti 等[10]发现巴西人参提取物能抑制各种炎症疾病的不同方面和化学介质(组胺、5-羟色胺、缓激肽、前列腺素)。Costa 等[11]通过实验研究巴西人参对TNBS 诱导引起的肠道抗炎活性,其发生机制是巴西人参可极为有效地增加粘蛋白的分泌,起到保护肠屏障功能的功效,其抗肠炎活性与MAPKs 关联着粘蛋白基因表达的调控以及肠道炎症中粘液的分泌。在治疗肠炎症时,研究发现巴西人参提取物通过调节靶向基因的表达而起到治疗的效果,其巴西人参提取物给予量直接关系到调节机制产生效果的强弱,提取物剂量为25mg/kg 时能显著降低HSP70 的表达;50mg/kg剂量时能减少MAPK3 而增加MUC4 的表达;100mg/kg剂量时能增加MAPK1、MUC3、MUC4 的表达并降低MAPK3 的表达;200mg/kg 剂量时能降低MAPK3 的表达[12]。在抗疲劳作用方面,王硕等[13]报道,用巴西人参水提取浓缩、水提取乙醇沉淀浓缩、75%乙醇提取浓缩3 种提取液进行试验以试探小白鼠耐缺氧、抗疲劳能力,将小白鼠随机分为8 组:正常对照组、人参对照组、3 种提取液的高低剂量组,实验目的是测定小鼠在常温常压下的耐缺氧及游泳耐力的程度。结果表明小鼠的常温耐缺氧能力在巴西人参水提取乙醇沉淀浓缩液高剂量组试验中得到了明显提高;巴西人参水提取浓缩液高、低剂量组、巴西人参75%乙醇提取浓缩液高剂量组均能明显提高小鼠游泳的时间。此外,Oshima M[14]研究发现巴西人参水提液能有效提高小鼠血浆中性激素的浓度,如:17-β-雌二醇、孕激素和睾丸素,证明其由壮阳的药理功效;而Carneiro CS[15]研究发现,巴西人参提取物具有抗血管生成作用。
4 展望
地理分布于南美洲热带雨林地区的巴西、巴拿马、厄瓜多尔等国的巴西人参,距今已经有300 多年的药用历史,其药用安全性毋庸置疑。目前国内已在浙江、广西、四川等地成功引种。近些年来,很多学者就有关巴西人参的引种驯化人工栽培及化学成分、药理活性开展科学研究,有力地推动巴西人参为药用原料生产的成品药种植、加工全球产业化的进程。在国内,凌征柱、马小军等为解决巴西人参药用品生产原料供应问题,采用播种、扦插、组织培养3 种方法对巴西人参进行繁殖,栽培品长势很好,为国产化大规模地研发生产以巴西人参为原料的药用品奠定了基础。相信在不久的将来中国将会更好地开发利用好巴西人参的药用价值。