不同林龄对厚朴人工林生长及厚朴酚与和厚朴酚含量的影响

2023-05-23苏孙卿

安徽农业科学 2023年8期

苏孙卿

摘要［目的］探究不同林龄厚朴生长和有效成分含量变化特征，为厚朴人工林科学合理利用提供理论依据。［方法］以不同林龄厚朴人工林为研究对象，研究不同林龄对厚朴生长、生物量以及不同器官皮中有效成分含量的影响。［结果］不同林龄厚朴胸径、树高、各器官生物量以及各器官皮生物量大小均表现为15年＞13年＞11年。同一林龄地上部各器官生物量大小均表现为树干＞树枝＞树叶，而各径级根生物量大小表现为中根＞大根＞小根＞细根。同一林龄地上部各器官皮生物量大小表现为干皮＞枝皮，各径级根皮生物量大小表现为中根皮＞大根皮＞小根皮。随着林龄的增加，干皮和枝皮中的厚朴酚表现出先升后降的趋势，而和厚朴酚则表现出逐渐增加趋势，根皮中厚朴酚与和厚朴酚含量则随林龄增大显著增加，且同一林龄中根皮中的厚朴酚与和厚朴酚含量显著高于干皮和枝皮。［结论］综合各指标，当厚朴培育13年后即可进行采伐利用，且应加强对厚朴根的合理利用。

关键词厚朴；厚朴酚；和厚朴酚；高效液相色谱

中图分类号S753文献标识码A

文章编号0517-6611（2023）08-0113-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.08.026开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Effects of Different Stand Ages on the Growth and the Contents of Magnolol and Honokiol in Plants of Magnolia officinalis

SU Sun-qing（Youxi State-owned Forest Farm of Fujian Province，Youxi，Fujian 365100）

Abstract［Objective］To investigate the responses of growth and active components content of Magnolia officinalis to different tree ages，and provide theoretical basis for scientific and rational utilization of M.officinalis plantation.［Method］The effects of different ages on the growth，biomass and the content of active components in different organ barks of M.officinalis were studied by using different age plantations of M.officinalis.［Result］The results showed that the diameter at breast height，tree height，the biomass of each organ and its bark of M.officinalis among different ages all displayed 15 a＞13 a＞11 a tendency.The order of aboveground organs biomass in the same age was trunk > branch > leaf，while the order of root biomass in the same age showed middle root > large root > small root > fine root.In the same age，the bark biomass of aboveground organ order was trunk bark > branch bark，and the bark biomass of the root showed middle root bark > large root bark > small root bark.With the increase of tree age，magnolol content in trunk and branch bark displayed first increased then decreased tendency，while magnolol content increased gradually.The contents of magnolol and honokiol in root bark increased significantly with the increase of tree age，and their contents in root bark were significantly higher than those in trunk and branch bark in the same stand age.［Conclusion］Taken together，M.officinalis could be cut and utilized after 13 years of cultivation，and the rational utilization of M.officinalis root should be strengthened.

Key wordsMagnolia officinalis;Magnolol;Honokiol;High performance liquid chromatography

厚朴（Magnolia officinalis）为木兰科落叶乔木，树干通直，是一种珍贵的药用树种，其干皮、枝皮和根皮均可入药，具有较高的药用和经济价值，在四川、云南、浙江和福建等地均有分布［1-2］。研究表明，厚朴皮中含有多种生物活性成分，其中厚朴酚与和厚朴酚被认为是厚朴药材中重要的药用成分［3］，它们不但具有抗菌、消炎和降低胆固醇等功效［4-5］，还在抗氧化、抗衰老以及保肝护肝等方面具有很好的疗效［4，6-8］。近年來，随着生活水平的不断提高，人们养生保健的需求日益增长，而中医中药在养生保健及预防疾病中的作用正逐渐引起人们关注。作为一种传统常用的中药材，市场对厚朴的需求量也日趋增长，使厚朴供不应求，导致大量厚朴野生资源被采伐殆尽［9］。目前，我国市场上厚朴药材的缺口量高达150万kg/a［9］。因此，大力开展厚朴人工林培育成为缓解厚朴药材供需失衡的关键途径。尽管目前已有一些关于厚朴的研究报道，但这些报道局限于厚朴关键成分的药理学研究、有效成分分离纯化、厚朴生长及其生物量分配规律及不同种源厚朴有效成分差异等方面［10-16］，而有关不同林龄对厚朴人工林生长及其有效成分在不同器官中积累的研究鲜见报道。鉴于此，笔者以11、13和15年生的厚朴人工林为研究材料，分析不同林龄厚朴不同器官中生物量及其皮中厚朴酚与和厚朴酚含量的变化情况，明确林龄对不同器官中有效成分积累的影响，旨在为厚朴人工林的经营管理和利用提供理论依据。

1材料与方法

1.1试验地概况试验地位于尤溪国有林场华口溪工区，117.8°～118.6°E，25.8°～26.4°N，山场为低山丘陵地貌，土壤为山地红壤。该地区气候为中亚热带季风气候，最高气温 39.5 ℃，最低气温-4.0 ℃，年平均气温19.0 ℃左右，年平降雨量1 598.2 mm，年蒸发量134.2 mm，相对湿度82%，无霜期298～332 d。

1.2研究方法

1.2.1试验样地选择与设置。根据试验需要选择11、13和15年生位于下坡位的厚朴人工林，每个林龄设置 3 个400 m2的样地，共设 9 块样地。样地设置采用罗盘仪定向，皮尺量距，在坡度大于5°时把斜距改算成水平距，设置20 m×20 m的标准地，标准地的4个角点埋设PVC管作为标志，用红色玻璃绳将样地圈起，随后对样地内厚朴进行每木检尺，量测树高、胸径。

1.2.2生物量调查。根据每个样地每木调查结果，在每个样地分别选取 1 株厚朴作为平均木将其收获，随后按主干、枝条、树叶和根系分别进行称量；对于厚朴根系，则进一步根据不同根径级的大小进行分级，分级方法如下：利用游标卡尺测量根直径大小，按根直径大小分级：<0.2 cm 归为细根，0.2～<0.5 cm 归为小根，0.5～<2.0 cm 归为中根，≥2.0 cm归为大根。按上述要求对根系进行分级后称取其生物量。生物量都称取结束后，接着将主干、枝条、不同径级根的皮全部剥下进行称重，计录其生物量。

1.2.3和厚朴酚与厚朴酚含量测定。

1.2.3.1有效成分提取。将剥下来的厚朴皮于通风阴凉处阴干，随后样品装入信封，放入50 ℃真空干燥箱中真空干燥至恒重。接着将烘干的样品用植物粉碎机粉碎并过筛（40目）后，置于真空干燥器中存储。准确称取烘干的样品粉末10.00 g倒入圆底烧瓶，以料液比1∶5，在圆底烧瓶中加入甲醇50 mL，充分摇匀后，用超声-微波协同萃取仪进行厚朴有效成分提取，提取条件为：提取温度35 ℃，时间10 min，每次提取结束后进行抽滤，将残渣继续提取，共提取3次，合并滤液，最后将滤液倒入250 mL容量瓶，用甲醇定容至刻度，充分振荡，备用。

1.2.3.2有效成分含量测定。

（1）标准曲线建立。分别准确称取和厚朴酚与厚朴酚标准品各5.00 mg，倒入25 mL容量瓶中，随即加入甲醇（色谱级）溶液进行定容，即获得0.2 mg/mL标准品储备液。用移液枪分别准确吸取0、0.5、1.0、2.0、4.0、6.0和8.0 mL储备液于25 mL容量瓶中，加甲醇（色谱级）稀释定容，配成0、4、8、16、32、48、64 μg/mL标准品溶液。试验所用液相色谱仪为Aglient 1200（美国安捷伦公司），色谱柱为安捷伦Zorbax C18色谱柱（125 mm×4.6 mm，5 μm，美国安捷伦公司），液相色谱所用流动相为甲醇∶水=78∶22（V/V），流速1.0 mL/min，检测波长294 nm，柱温30 ℃，进样量10 μL。将标准品溶液通过自动进样器注入色谱仪，以标准品溶液浓度为横坐标（X）、峰面积为纵坐标（Y），绘制标准曲线。获得和厚朴酚与厚朴酚的线性回归方程分别为Y1=0.066 92X-0.036 10（r=0.999 9）和Y2=0.071 44X-0.225 3（r=0.999 6）。

（2）樣品中和厚朴酚与厚朴酚含量测定。先将准备好的样品储备液用0.45 μm微孔滤膜进行过滤，随后将样品溶液通过自动进样器注入色谱仪，色谱条件与上述一致，最后根据不同样品得到的峰面积，利用已建立的标准曲线，计算样品中和厚朴酚与厚朴酚含量。

1.3数据处理试验数据采用EXCEL 2007进行整理，并用DPS 8.5软件进行方差分析和多重比较（LSD法），分析不同处理之间厚朴有效成分含量的差异（P＜0.05）。

2结果与分析

2.1不同林龄对厚朴胸径和树高生长的影响由图1可知，不同林龄对厚朴树高和胸径具有类似的影响。整体上，厚朴的树高和胸径均随着林龄的增长而增加，表现为15年＞13年＞11年。其中，不同林龄间的胸径大小均存在显著差异（P＜0.05），15年胸径分别较11年和13年增加125.89%和27.37%。不同林龄间的树高大小同样表现为15年＞13年＞11年。其中，13年和15年林龄间树高不存在显著差异（P＞0.05），但二者均显著高于11年（P＜0.05），分别较11年增加62.96%和72.21%。可见，13年过后虽然胸径增长幅度显著下降，但其增幅仍明显高于树高。

2.2不同林龄对厚朴不同器官生物量积累的影响由图2A可知，不同林龄厚朴的树干、树枝、树叶的生物量积累均表现出类似的变化规律。不同林龄厚朴树干、树枝、树叶生物量均表现为15年＞13年＞11年，其中，不同林龄间树干和树枝的生物量均存在显著差异（P＜0.05），15年树干、树枝生物量分别较13年和11年增加35.09%和59.86%、13.42%和102.35%。就不同林龄树叶生物量而言，13年和15年林龄间树叶生物量不存在显著差异（P>0.05），但均显著高于11年（P<0.05），分别较后者提高211.05%和260.05%。从生物量结果来看，与胸径生长结果一致，13年过后树干仍有较大增幅，但树枝和树叶增幅下降。由图2B可知，随着林龄的增加，厚朴不同径级根均表现出增长的趋势，且不同林龄之间不同径级根生物量均存在显著差异（P＜0.05）。其中15年的细根、小根、中根和大根生物量分别较11年和13年增加93.09%和42.13%、68.19%和21.10%、61.52%和26.67%、73.09%和28.98%。

2.3不同林龄对厚朴不同器官中皮生物量的影响从图3A可以看出，不同林龄厚朴干皮和枝皮生物量均随着栽培林龄的增加而逐渐增大。其中，15年干皮生物量分别较11年和13年增加30.67%和19.95%，而15年枝皮生物量分别较11年和13年增加104.79%和51.15%。与枝皮和干皮生物量结果类似，随着栽培林龄的增加，不同径级根皮的生物量也随之显著提高（图3B）。在不同径级根中，不同林龄之间根皮生物量均存在显著差异（P＜0.05），其中15年小根皮生物量分别较11年和13年增加114.20%和39.50%，中根皮生物量分别提高74.13%和22.42%，而大根皮生物量则分别提高213.47%和58.21%。可见，随着栽培时间的延长，植株地上部和地下部器官皮生物量增幅均出现显著下降。

2.4不同林龄对厚朴不同器官皮中厚朴酚与和厚朴酚含量的影响不同林龄干皮中厚朴酚含量为1.23%～1.58%。随着林龄的增加，厚朴干皮中的厚朴酚含量表现出先升后降的趋势，并在13年达到峰值，且显著高于11年和15年（P＜0.05），分别较二者增加28.41%和22.52%。与干皮中厚朴酚含量结果类似，枝皮中厚朴酚含量随林龄的增加呈先升后降的趋势，并在13年达到峰值，分别较11年和15年增加39.05%和12.16%（图4A），且整体枝皮含量低于干皮，为0.66%～0.82%。不同林龄根皮中厚朴酚含量显著高于干皮和枝皮，为4.32%～7.79%，且不同林龄根皮中厚朴酚含量大小表现为15年＞13年＞11年，不同林龄间均存在显著差异（P＜0.05），其中15年根皮中厚朴酚含量分别較11年和13年增加80.18%和37.40%。就和厚朴酚而言，随着林龄的增加，干皮、枝皮和根皮中和厚朴酚含量均表现出不断增加的趋势，尽管15年不同器官中和厚朴酚含量仍表现出增加的趋势，但其与13年间不存在显著差异（P>0.05），但二者均显著高于11年（图4B）。不同林龄厚朴人工林干皮、枝皮和根皮中和厚朴酚含量分别为0.60%～1.73%、0.40%～1.24%和2.10%～9.83%。

3小结

通过对不同林龄厚朴人工林生长和不同器官生物量及其有效成分积累的研究，结果表明：尽管随着林龄的增加厚朴胸径和树高的生长量均逐渐增大，但是在后期（13年到15年）其增长率明显下降。随着林龄的增加厚朴地上部和地下部不同器官及其皮的生物量均显著增加（树叶除外），其中地上部生物量表现为树干＞树枝＞树叶，根部生物量大小表现为中根＞大根＞小根＞细根，而不同林龄地上部皮生物量大小表现为干皮＞枝皮，根皮生物量大小表现为中根皮＞大根皮＞小根皮。不同器官皮中厚朴酚与和厚朴酚含量大小均表现为根皮＞干皮＞枝皮，随着林龄增加厚朴干皮和枝皮中厚朴酚表现出先升后降趋势，而根中厚朴酚含量则显著增加，而和厚朴酚含量则表现为逐渐增加的趋势，但在13年和15年间二者含量不存在显著差异（P>0.05）。从总酚含量来看，11年生干皮、枝皮和根皮总酚含量分别达1.83%、1.06%和6.43%，除根皮外，干皮和枝皮的总酚含量均低于中国药典标准（2%），而13年和15年厚朴不同器官皮中总酚含量均超过中国药典标准。

综上所述，从生物量和有效成分来看，当厚朴人工林大于13年时即可进行采伐，由于根中有效成分远高于地上部，因此也应加强对根部药材的合理利用。

参考文献

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