土壤條件對懷牛膝品質的影響研究進展
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摘 要 懷牛膝是著名的豫產“四大懷藥”之一，含有大量生物堿，具有補肝益腎、強壯筋骨、通經絡、散惡血等功效。藥材道地性的主要影響因素是生態因子，包括氣候因子（溫度、光照等）和土壤因子（土壤大量元素、微量元素、土壤酶等）等。從土壤物理性質（土壤結構、水分等）、化學性質（酸堿度、養分等）、生物活性等方面綜述了土壤因子對于懷牛膝品質影響的研究進展，提出今后要加強懷牛膝生長過程中的氣象、土壤監測工作的建議。
關鍵詞 懷牛膝;土壤因子;品質;研究進展
中圖分類號：S567.23+9 文獻標志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.13.010
懷牛膝是莧科多年生草本植物，又稱山莧菜、對節菜，藥用部位為干燥根，是我國傳統中藥材中較重要的一類，名列“四大懷藥”之一，主要產自河南省焦作市及其周邊地區。懷牛膝含有豐富的皂苷、甾酮、多糖等物質，味苦、甘、酸[1]，具有強筋健骨、補腎益肺、利尿通淋、通經絡的功效[2]。我國對懷牛膝藥用價值和炮制方式的研究源遠流長，明代《本草綱目》稱懷牛膝“乃足厥陰、少陰之藥”，可“補肝腎”“去惡血”[3]。近年來，懷牛膝的藥理作用得到了廣泛認可，在臨床上大量應用，對于其活性成分、炮制工藝、治療作用的研究進一步深入。藥用植物的生長與其生態因子關系密切，由于懷牛膝獨特的道地性，并不能保證移栽地區的藥材品質和產量都能達到國家標準，所以及時開展生態因子與懷牛膝生長發育和品質之間關系的研究顯得尤為重要。本文綜述了土壤因子對懷牛膝品質影響的研究進展，為日后擴大移栽種植區、
豐富懷牛膝道地理論體系、建立相關生態模型提供參考。
1 土壤物理性質對懷牛膝品質的影響
土壤物理性質包括土壤的質地結構、含水量等，是種植藥用植物所要考慮的重要因素之一[4]。中藥材品質的好壞很大程度上取決于栽植土壤是否與中藥材相契合。
1.1 質地結構
合適的土壤結構有利于藥用植物保水、保肥、通氣。根據周小果對溫縣、武陟、沁陽這三個地區地理環境的調查研究，懷牛膝種植區的主要土壤類型為潮土，種植面積較大的土種包括砂壤土、淤土、小兩合土、褐土化小兩合土、褐土化兩合土等，其中在小兩合土和褐土化小兩合土種上栽植的懷牛膝品質最佳，這是由于這兩個土種質地松散，有利于懷牛膝根系下扎深植，減少側根叢生，使根系有機物積累增加[5]。杜真輝等人以藥材中多糖和β-蛻皮甾酮含量為指標，使用變異系數權重法對在三種不同土壤上栽培的懷牛膝樣品進行檢測分析，得到在壚土地上栽植的懷牛膝品質最好，砂土地次之，黏土地最差的結論[6]。
1.2 含水量
土壤含水量影響土壤的通氣性和植物地上部分光合作用的能力，進而影響光合產物的運輸和積累[7]。懷牛膝對水分的要求較為嚴苛，在生長過程中既需要充足的水分，也要注意土壤的通氣狀況，若積水過多會導致根系腐爛。根據焦方霞等的研究，幼苗期時懷牛膝需水量較小，但在根部膨大期時需要大量的水分維持生長需要，待到生長后期需水量又逐漸減小[8]。根據劉躍紅等的研究，在懷牛膝整個生長發育過程中，水分應保持“少—多—少”的狀態[9]。馮娜等通過調控土壤水分對懷牛膝單株產量和多糖含量的影響進行研究，發現在莖葉生長期，土壤水分為85%的土壤中種植的懷牛膝根粗和株高最為理想，在伸根期，土壤水分保持在75%處得到的懷牛膝根粗和莖粗最為理想;對于多糖含量而言，在莖葉生長期和伸根期時，土壤水分保持在85%最好，根膨大伸長期的土壤水分保持在75%最好[10]。
2 土壤化學性質對懷牛膝品質的影響
2.1 酸堿度
土壤酸堿度會影響土壤中各種化學反應的進行，影響物質的合成分解及植物根部對陰、陽離子的吸收，從而影響植物的生長發育。根據劉躍紅等的研究，懷牛膝適合在微堿性的土壤中（pH值在7.5～8.5）生長[9]。焦芳霞等則認為pH值為7.2±0.2的土壤適宜栽植懷牛膝[8]。
2.2 養分
土壤養分是否均衡影響植物根系的營養狀況、物質的轉移和植物的生理代謝活動，決定著作物的產量高低、品質優劣。根據李金亭對牛膝道地性形成機制的研究顯示，牛膝的品質與土壤中無機元素含量有顯著相關性，說明牛膝中元素的積累與土壤背景密切相關，牛膝中齊墩果酸的含量與土壤中速效鉀、速效磷含量呈負相關[11]。也有報道稱，土壤中鉀元素含量對懷牛膝中齊墩果酸的含量影響最大，磷元素的影響次之，氮元素的影響最小[12]。根據周小果對懷藥產區土壤調查結果，懷藥產區土壤中的有機質、氮元素含量較低，磷元素缺乏，微量元素含量較多，懷牛膝蛻皮甾酮含量與土壤中氮元素、硼元素、有機質、緩效鉀含量呈負相關[5]。根據左曉燕等的試驗結果，懷牛膝對N、P、K元素的吸收在9月中旬和10月中旬達到峰值，因此在這兩個階段應保證土壤養分供應充足[13]。
3 土壤生物活性與懷牛膝品質之間的關系
植物根際與土壤接觸的部分形成了特殊的微生態環境，土壤生態系統的主要組成部分包括土壤微生物和土壤酶等，它們參與了根際與土壤之間的生理代謝反應，對植物的生長發育有著重要的影響，它們的活性也標志著土壤生態系統是否發育成熟和資源能夠持續利用的程度[14]。根據郝慧榮等人進行的懷牛膝根際微生物和酶活性試驗研究顯示，連作多年的懷牛膝根際土壤中細菌數量最多，放線菌數量次之，真菌最少，而真菌數量少可能是牛膝耐連作的原因之一，氨化細菌、亞硝化細菌、硫化細菌等數量的增加，可以提高植物對氮、碳、硫等營養元素的利用率，這可能也是懷牛膝道地性形成的原因之一，懷牛膝連作多年后，土壤中脲酶、蔗糖酶的活性會降低，多酚氧化酶的活性則增強[15]。王娟英等人認為，土壤中細菌、真菌數量都會隨著栽種年限增加而增加，有益菌群增多[16]。李吉通過試驗發現，連作使得懷牛膝根際的微生物群落結構發生重大變化，枯草芽孢桿菌等有益菌數量上升，病原菌逐漸減少，這可能是懷牛膝的根際分泌物造成的，根際分泌物與微生物之間的相互作用，改善了土壤微生態環境，提高了土壤肥力和養分轉化[17]。吳小麗等通過試驗分析認為，在整個生長周期中，懷牛膝根際的微生物數量和酶活性總體變化趨勢為“高—低—高”，在增重期時脲酶和蛋白酶活性最強，微生物數量也最多[18]。 4 討論
目前我國學者對于生態因子與懷牛膝品質之間關系的研究還處于定性階段，未進行完整的定量分析及建立相關的生態模型。提高懷牛膝藥材的整體品質，關鍵在于科學評定生態因子對藥材品質造成的綜合影響。因此，要加強懷牛膝生長過程中的氣象、土壤監測工作，揭示懷藥道地產區生態因子影響藥材品質的規律，為今后科學區劃、引進新種、高產優質栽培提供依據。
在進行懷牛膝品質評估的相關研究工作時，要善于運用數學建模方法和相關技術軟件來進行數據處理，如主成分分析、多元線性回歸分析、偏最小二乘回歸分析等。國內學者已運用此類分析方法做了大量關于藥材活性成分與環境因子關系的研究，如賈光林等通過因子分析方法進行了人參皂苷與生態因子之間的相關性分析[19]。
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