林藥復(fù)合種植的滇龍膽中元素的化學(xué)計量特征研究.doc

林藥復(fù)合種植的滇龍膽中元素的化學(xué)計量特征研究 李遠菊，王元忠，張霽，趙艷麗，張金渝，金航 （云南中醫(yī)學(xué)院中藥學(xué)院，昆明；云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院藥用植物研究所，昆明） 摘要：藥用植物復(fù)合種植是對傳統(tǒng)中藥材種植模式的優(yōu)化，在一定程度上可緩解中藥材與作物爭地的矛盾，對中藥資源的保護與可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。試驗通過采集單一種植模式的滇龍膽（）樣品以及滇龍膽與茶樹（）、大葉桉（）、木瓜（）、旱冬瓜（）、核桃（）、杉木（）、木果石櫟（）等林藥復(fù)合種植模式的滇龍膽樣品，用微波消解法測定各滇龍膽樣品中的、等元素含量，以探明不同種植模式下滇龍膽植株中元素的化學(xué)計量特征。結(jié)果表明，該方法的加標回收率在，相對標準偏差在。其中滇龍膽根中的元素含量排序為、，莖、葉中的為、。以滇龍膽茶樹復(fù)合種植模式的元素含量最高，其在根、莖、葉中分別為、；滇龍膽旱冬瓜復(fù)合種植模式的和元素含量最高；滇龍膽大葉桉復(fù)合種植模式的元素含量最高，其根、莖、葉中分別為、；滇龍膽核桃復(fù)合種植模式的元素含量最高，其根、莖、葉中分別為、。重金屬元素與、元素含量之間呈顯著或極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為、；與、含量之間呈顯著或極顯著正相關(guān)，與含量之間呈顯著負相關(guān)；與含量之間呈顯著正相關(guān)，與含量之間呈極顯著正相關(guān)。 關(guān)鍵詞：滇龍膽（）；復(fù)合種植；元素；化學(xué)計量特征 ：；：（）49065 ：433 ： 基金項目：國家自然科學(xué)基金項目（）；科技部“十二五”國家科技支撐計劃項目（）；云南省自然科學(xué)基金項目（；） 作者簡介：李遠菊（），女，云南寧蒗人，在讀碩士研究生，研究方向為中藥資源開發(fā)與利用，（電話）（電子信箱）；通信作者，金航，研究員，碩士研究生導(dǎo)師，（電子信箱）。 植物中的元素含量與藥用植物防病治病的作用密切相關(guān)，研究表明，和能調(diào)節(jié)機體免疫功能，以谷胱甘肽過氧化物酶形式發(fā)揮抗氧化作用。與基因型相比，環(huán)境因素是影響植物中元素含量變化的主要因子。等對不同功能型植物中的種元素計量特征進行了比較，結(jié)果表明氣候、土壤和植物功能群顯著影響元素含量。藥用植物中元素響應(yīng)環(huán)境變化與代謝物的改變密切相關(guān)。元素化學(xué)計量特征研究主要揭示元素與環(huán)境間的關(guān)系，這對于中藥資源保護和道地藥材形成機制研究具有重要意義。 林藥復(fù)合種植是對傳統(tǒng)中藥材種植模式的優(yōu)化，是將藥用植物與農(nóng)林生物復(fù)合種植及充分利用土地、光、水分、養(yǎng)分等自然資源的保護生態(tài)環(huán)境方式之一，也是中藥資源保護與持續(xù)生產(chǎn)的主要研究內(nèi)容之一，所以在一定程度上可以借鑒農(nóng)業(yè)生態(tài)學(xué)的理論與方法來指導(dǎo)中藥材種植生產(chǎn)。研究表明，合理的復(fù)合種植提高了生產(chǎn)效率，實現(xiàn)了藥用植物栽培地的可持續(xù)利用。目前國內(nèi)外關(guān)于復(fù)合種植對作物中元素含量影響的研究報道較多，但在藥用植物研究上尚未見系統(tǒng)報道。 滇龍膽（）為龍膽科（）多年生草本植物，是中國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的常用中藥材。具有清熱燥濕、瀉肝膽火之功效，可用于治療濕熱黃疸、肝火目赤、耳鳴耳聾等病征。云南省臨滄市是滇龍膽的主產(chǎn)區(qū)，主要種植模式有單一種植及其與茶樹（）、大葉桉（）、木瓜（）、旱冬瓜（）、核桃（）、杉木（）、木果石櫟（）等經(jīng)濟林木的林藥復(fù)合種植。試驗采用微波消解電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法，分析了單一種植模式及其林藥復(fù)合種植模式的滇龍膽植株中元素含量，探尋不同種植模式下滇龍膽植株中元素的化學(xué)計量特征，旨在為滇龍膽的質(zhì)量評價和栽培上的合理施肥提供科學(xué)依據(jù)。 材料與方法 儀器 參試儀器主要有微波消解儀（意大利公司）、超純水處理器（成都優(yōu)越科技有限公司）、型恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司）、分析天平梅特勒托利多（上海）有限公司、型電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀（日本島津公司），測定中的工作參數(shù)主要是高頻發(fā)生器功率、載氣流量、輔助氣流量。 試劑 元素、標準溶液的濃度都為，均購自國家標準物中心，再根據(jù)測定需要配制成不同濃度的混合標準溶液；硝酸（優(yōu)級純）、（分析純）均購自廣東西隴化工股份有限公司。 樣品及處理 試驗所用二年生滇龍膽樣品采自云南省臨滄市，經(jīng)云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院藥用植物研究所金航研究員鑒定為滇龍膽無疑。田間種植分為單一種植模式和分別與茶樹、大葉桉、木瓜、旱冬瓜、核桃、杉木、木果石櫟等混植的林藥復(fù)合種植模式。各模式植物樣品都有根、莖、葉，樣品采集后用水沖洗干凈，再用去離子水反復(fù)清洗、陰干，置于烘箱中烘干至恒重，粉碎后過目篩，備用。測定時稱取樣品粉末于聚四氟乙烯消解罐中，加入硝酸、去離子水，放入消解儀中，按表中的消解步驟進行消解，待消解完全后冷卻至室溫，轉(zhuǎn)移至容量瓶中，用去離子水定容至刻度，搖勻，得供試樣品溶液，樣品一式份，同時備空白溶液一份。各模式樣品都用電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀測元素含量。 結(jié)果與分析 各元素標準曲線 根據(jù)、各元素的標準溶液計算各元素的標準曲線方程，結(jié)果見表。通過繪制各元素的標準曲線，發(fā)現(xiàn)各元素在標準溶液濃度范圍內(nèi)呈線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)在。 試驗方法的精密度和加標回收率 將同一樣品溶液重復(fù)測定次，計算相對標準偏差，結(jié)果為。稱取樣品粉末，加入各元素標準溶液，測定各元素的含量，計算加標回收率，結(jié)果各元素的回收率在，表明試驗所采用的方法可信度適宜。 不同種植模式下滇龍膽根中的元素含量 試驗測定的不同種植模式下滇龍膽根中的各元素含量結(jié)果見表。由表可知，不同種植模式下滇龍膽根中的元素含量由高到低依次為、。以滇龍膽茶樹復(fù)合種植模式（以下簡寫為茶樹，其他的復(fù)合種植模式下同；各表中也如此）下和元素的含量最高，分別為、；以旱冬瓜復(fù)合種植模式下和元素的含量最高，分別為、；以核桃復(fù)合種植模式下和元素的含量最高，分別為、；元素含量在不同種植模式里由高到低依次為大葉桉、旱冬瓜、茶樹、木瓜、木果石櫟、滇龍膽單一種植模式、杉木、核桃；與、元素的含量相比，元素含量各種植模式都較低，在；元素含量各種植模式在，其中，滇龍膽單一種植模式的元素含量與木瓜的元素含量差異不顯著（），分別為、。 不同種植模式下滇龍膽莖中的元素含量 試驗測定的不同種植模式下滇龍膽莖中的各元素含量結(jié)果見表。由表可知，不同種植模式的滇龍膽莖中的元素含量由高到低依次為、。以大葉桉、茶樹、旱冬瓜復(fù)合種植模式中、和元素的含量最高，分別為、；滇龍膽單一種植模式和與茶樹復(fù)合種植模式里元素的含量差異不顯著（），但與其余復(fù)合種植模式的元素含量差異顯著（）；以核桃復(fù)合種植模式里的和元素含量最高，分別為、；元素含量的變化較穩(wěn)定，各種植模式在；核桃和木瓜復(fù)合種植模式里元素的含量兩者之間差異不顯著（），分別為、；元素的含量以旱冬瓜復(fù)合種植模式的最高，為，以大葉桉復(fù)合種植模式的最低，為。 不同種植模式下滇龍膽葉中的元素含量 試驗測定的不同種植模式下滇龍膽葉中的各元素含量結(jié)果見表。由表可知，不同種植模式的滇龍膽葉中的元素含量高低排序與莖中的相同。以旱冬瓜復(fù)合種植模式里、和元素的含量最高，分別為、；以大葉桉復(fù)合種植模式里元素的含量最高，為；元素含量各種植模式之間差異顯著（）；以茶樹復(fù)合種植模式里的元素含量最高，為；元素含量各種植模式在；以核桃復(fù)合種植模式中元素的含量最高，為。 滇龍膽不同種植模式、不同部位的重金屬含量 試驗測定的滇龍膽不同種植模式、不同部位的重金屬元素（、）含量結(jié)果見表。從表可知，元素含量在，不同種植模式同一部位元素含量差異顯著（），以核桃復(fù)合種植模式的元素含量最低；根據(jù)中國藥典版規(guī)定的重金屬含量標準（），滇龍膽單一種植模式、旱冬瓜和木果石櫟復(fù)合種植模式里的元素含量高于藥典標準，因此滇龍膽不適宜與旱冬瓜和木果石櫟復(fù)合種植。元素含量仍然是核桃復(fù)合種植模式的較低。元素含量在，平均含量為；根據(jù)中國藥典版規(guī)定的重金屬含量標準（），所有種植模式的元素含量均符合藥典標準。 不同種植模式里滇龍膽中的元素含量相關(guān)性分析 對不同種植模式里滇龍膽中種元素含量進行相關(guān)性分析，結(jié)果見表。分析表明，滇龍膽中有對元素之間的相關(guān)性達到顯著水平，對元素之間的相關(guān)性達到極顯著水平。與之間呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為，但與其他元素之間的相關(guān)性均未達到顯著水平；與之間呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為，與、之間呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為、；與之間呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為，但與其他元素之間的相關(guān)性均未達到顯著水平；與之間呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為；與之間呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為，但與其他元素之間的相關(guān)性均未達到顯著水平；與之間呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為；與之間呈顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為。 小結(jié)與討論 試驗結(jié)果表明，不同種植模式下滇龍膽中的必需元素含量存在差異。滇龍膽茶樹復(fù)合種植模式里的元素含量最高，在根、莖、葉中分別為、；滇龍膽旱冬瓜復(fù)合種植模式里和元素的含量最高，在根、莖、葉中分別為、和、；滇龍膽核桃復(fù)合種植模式里元素的含量最高，在根、莖、葉中分別為、；滇龍膽大葉桉復(fù)合種植模式里元素含量最高，在根、莖、葉中分別為、。等研究發(fā)現(xiàn)，小麥鷹嘴豆復(fù)合種植模式的莖中、和含量增加，小麥小扁豆復(fù)合種植模式的種子中、和含量增加，因此推斷種間互補作用有利于促進植物的營養(yǎng)吸收。 不同種植模式里滇龍膽中重金屬元素的含量具有指導(dǎo)意義，如滇龍膽核桃復(fù)合種植模式里元素含量最低，單一種植、滇龍膽旱冬瓜、滇龍膽木果石櫟復(fù)合種植模式里元素含量均高于中國藥典版的標準；元素含量均符合藥典標準。等研究了青菜、甘藍、番茄、玉米和雞眼草種植物在不同種植方式下對重金屬的吸收，結(jié)果表明，玉米與其他作物的間作可降低作物對重金屬的吸收。我們的試驗結(jié)果也說明復(fù)合種植可降低藥源植物對重金屬的吸收。 滇龍膽不同種植模式中，有對元素之間的相關(guān)性達到顯著或極顯著水平，其中與呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為，與、呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為、；與呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為，與呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為，與呈顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為；與呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為；與呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為。 林藥復(fù)合種植模式能夠充分利用土地、光、水分、養(yǎng)分等自然資源，有利于擴大傳統(tǒng)中藥材的生產(chǎn)規(guī)模，并對保護生態(tài)環(huán)境、保護生物多樣性發(fā)揮積極作用，具有顯著的生態(tài)效益、經(jīng)濟效益。同時，復(fù)合種植模式對中藥材產(chǎn)量具有積極影響，對確保藥材品質(zhì)具有重要意義。中藥材品質(zhì)的形成取決于植物的代謝途徑，而礦質(zhì)營養(yǎng)元素的豐缺和平衡將影響植物的生長發(fā)育，進而影響代謝途徑，導(dǎo)致藥材品質(zhì)產(chǎn)生變化。所以林藥復(fù)合種植模式的元素計量特征研究可為中藥材的規(guī)范化種植及合理施肥提供借鑒。由于復(fù)合種植模式下的元素含量變化可能與根際間的相互作用有關(guān)，因此根際間的作用機理還有待進一步研究。 參考文獻： ，： ，：88 A，：E，（）： ，L，（）： ，PE，（）：-4186 張霽，金航，張金渝，等生態(tài)化學(xué)