乌拉尔甘草在北京地区的生长发育动态

2010-11-07 01:36张志梅李召虎李光甫赵润怀董学会
中国现代中药 2010年3期
关键词:杭锦旗民勤北京地区

张志梅,李召虎,李光甫*,赵润怀,董学会

(1.中国药材集团公司,北京 100195;2.中国农业大学,北京 100193)

乌拉尔甘草在北京地区的生长发育动态

张志梅1,李召虎2,李光甫1*,赵润怀1,董学会2

(1.中国药材集团公司,北京 100195;2.中国农业大学,北京 100193)

目的:观察不同生长年限的乌拉尔甘草在北京地区的生长发育动态。方法田间观察记录甘草地上部生长发育特性,刻度尺测量甘草根长和根粗,称重法测量甘草干物重,高效液相色谱法测定甘草酸和甘草苷含量。结果1年生和2年生甘草株高、根长、根粗、干重等均呈现逐渐增加的趋势;1年生甘草的甘草酸和甘草苷含量逐渐增加,2年生甘草的甘草酸和甘草苷含量则呈先降低后增加又降低的趋势。

乌拉尔甘草;北京地区;生长发育动态

甘草为豆科植物甘草Glycyrrhiza uralensis Fisch.、胀果甘草Glycyrrhiza inflata Bat.或光果甘草Glycyrrhiza glabra L.的干燥根及根茎[1],具有抗溃疡、抗炎、抗过敏、镇咳祛痰等药理作用[2],主产内蒙古、新疆、甘肃、宁夏等地,青海、陕西、山西及东北地区也有分布[3]。甘草除药用外,还广泛用于食品、化妆品等工业,因而国内外需求量成倍增长。目前野生甘草资源日益枯竭,远不能满足市场需求,同时,采挖野生甘草严重破坏了生态环境,沙漠化加重,因此人工栽培甘草对解决甘草资源短缺和生态环境问题具有重要意义。本试验通过田间观察和室内测定,探讨了人工栽培乌拉尔甘草在北京地区的生长发育动态,为研究甘草的适地性、发展甘草产业提供了理论支持,具有重要的实践意义。

1 材料与仪器

1.1 材料与对照品

以甘肃民勤和内蒙古杭锦旗栽培乌拉尔甘草G.uralensis Fisch.为试验材料,试验于2005和2006年在北京市海淀区上庄乡中国农业大学上庄实验站进行。甘草酸单铵盐和甘草苷对照品(中国药品生物制品检定所)。

1.2 仪器

Waters 996高效液相色谱仪,Waters 996检测器,Waters 717自动进样器,600E泵。

2 方法

2.1 试验处理

于2005年和2006年在北京播种民勤甘草和杭锦旗甘草,条播,小区面积4m×10m,各区组随机排列,重复4次,每个区组每次观察并取样10株,从出苗开始,每隔半月观察并测定1次各项生育指标,包括株高、根长、根粗、根干重等,并测定甘草酸和甘草苷含量。

2.2 甘草酸及甘草苷含量测定

按 《中国药典》甘草项下的甘草酸及甘草苷含量测定方法操作[1]。

3 结果与分析

3.1 1 年生乌拉尔甘草在北京地区的生长发育特性

3.1.1 株高动态变化 见图1。

图1 1年生民勤甘草和杭锦旗甘草在北京地区的株高变化动态图

由图1可以看出,随着生长发育的进行,1年生甘草株高呈 “S”型趋势逐渐增加,前期增加较为缓慢,6月底到7月份株高迅速增加,然后增加趋势减缓。

8月上旬以后,由于北京地区高温多雨,适于干旱地区生长的甘草则不太适应北京地区炎热多雨的气候,下部叶片逐渐枯萎脱落,茎尖生长点枯萎,仅留顶端的几片叶片维持光合作用的功能。到9月中旬天气转凉以后,甘草又从地面和茎上长出新的枝条和叶片,和在春天刚开始出苗一样,称为 “二次生长现象”。在整个生长发育过程中,甘肃民勤甘草的株高一直都高于内蒙古杭锦旗甘草的株高,究其原因,可能是民勤甘草两个叶片之间的节间比较长。

3.1.2 根长动态变化 见图2。

图2 1年生民勤甘草和杭锦旗甘草在北京地区的根长动态变化图

由图2可以看出,对于1年生甘草的根来说,其生长发育时期分为伸长期、膨大期和积累期。由图2可以看出,在6月到7月上旬甘草根迅速伸长,随后则增加较为平缓。对于1年生民勤甘草和杭锦旗甘草来说,在整个生长发育过程中,它们的根长差异不显著。就田间观察得知,在8月初甘草根头处即有横走茎发生。

3.1.3 根粗动态变化 见图3。

图3 1年生民勤甘草和杭锦旗甘草在北京地区的根粗动态变化图

由图3可以看出,甘草根粗呈逐渐增加的趋势,民勤甘草呈快-慢的增加趋势,在7、8月份增加较为迅速;杭锦旗甘草呈快-慢-快的增加趋势,在7、8月份增加稍慢,在9月份增加迅速,究其原因可能是由于民勤甘草叶片脱落较杭锦旗甘草多,因此后期根粗增加缓慢,而杭锦旗甘草根粗则增加较快,总的来说,民勤甘草根粗大于杭锦旗甘草。

图4 1年生民勤甘草和杭锦旗甘草在北京地区的根干物质积累动态变化图

3.1.4 根干物质积累动态变化 见图4。由图4可以看出,民勤甘草和杭锦旗甘草干物质积累呈 “S”型增加趋势,前期民勤甘草干重远远大于杭锦旗甘草,但后期杭锦旗甘草干重增加迅速,到11月上旬稍高于民勤甘草。这可能是由于民勤甘草叶片脱落稍多,光合作用能力减弱,干物质积累量降低的缘故。

3.1.5 甘草酸含量动态变化 见图5。

图5 1年生民勤甘草和杭锦旗甘草在北京地区的甘草酸含量动态变化图

由图5可以看出,1年生民勤甘草和杭锦旗甘草甘草酸含量呈现 “升高-降低-升高”的趋势,在6月份还检测不出,7月份开始含量逐渐升高,随后降低,9月份又逐渐升高,可能是由于8月份甘草叶片脱落,光合作用减弱,次生代谢物质合成减少,从而表现为甘草酸含量降低;在6月上旬甘草中还检测不出甘草酸,说明甘草不是一长出根就有甘草酸合成,而是在根生长一段时间后才开始合成的,随后甘草酸开始积累,含量增加,7月杭锦旗甘草甘草酸含量高于民勤甘草,9月以后民勤甘草甘草酸含量增加较快,高于杭锦旗甘草,在11月上旬甘草酸含量二者均达到最高,民勤甘草甘草酸含量为0.91%,杭锦旗甘草甘草酸含量为0.78%,民勤甘草是杭锦旗甘草甘草酸含量的1.15倍,差异显著。

3.1.6 甘草苷含量动态变化 见图6。

图6 1年生民勤甘草和杭锦旗甘草在北京地区的甘草苷含量动态变化图

由图6可以看出,1年生甘草中甘草苷含量在6月份时也检测不出,从7、8月份开始逐渐升高,10月份有所降低,随后又升高,降低的原因可能和甘草酸含量降低的原因一样,同时在6月上旬也检测不出甘草苷,说明甘草苷和甘草酸的合成相似,在7月到9月甘草苷含量迅速增加,随后有所降低,在11月又升高并达到最高。总的来说,杭锦旗甘草中的甘草苷含量高于民勤甘草中的甘草苷含量,在11月时达到民勤甘草的1.45倍。

3.2 2 年生乌拉尔甘草在北京地区的生长发育特性

3.2.1 株高动态变化 见图7。

图7 2年生民勤甘草和杭锦旗甘草在北京地区的株高动态变化图

由图7可以看出,2年生甘草株高呈逐渐增加的趋势,整体上来说,生长前期和后期民勤甘草明显高于杭锦旗甘草。在北京地区由于水分条件较好,2年生甘草株高可以达到80cm,在雨水较多的7、8月份容易发生倒伏,从田间情况来看,民勤甘草抗倒伏能力要强于杭锦旗甘草,可能是由于民勤甘草一般主茎只有一个,比较粗壮,而杭锦旗甘草则在根头处有几个主茎,相对稍细些,所以抗倒伏能力稍差。

图8 2年生民勤甘草和杭锦旗甘草在北京地区的根长动态变化图

3.2.2 根长动态变化 见图8。由图8可以看出,2年生甘草根长增加较为平缓,在整个生长季节呈逐渐增加的趋势,每个月份的增加量几乎相差不大,但总的来说杭锦旗甘草根长要比民勤甘草长很多,杭锦旗甘草根长可达60cm,而民勤甘草则还不到50cm,仅为杭锦旗甘草根长的80%左右。

图9 2年生民勤甘草和杭锦旗甘草在北京地区的根粗动态变化图

3.2.3 根粗动态变化 见图9。由图9可以看出,2年生甘草根粗呈逐渐增加的趋势,在6月份增加较为迅速,随后增加较为平缓,可能是前期根迅速膨大,然后干物质进行积累填充。民勤甘草根长不如杭锦旗甘草,但根粗远远大于杭锦旗甘草,在11月份杭锦旗甘草根粗仅为民勤甘草根粗的83%,这也是民勤甘草俗称 “大头草”的原由。

3.2.4 根干重动态变化 见图10。

图10 2年生民勤甘草和杭锦旗甘草在北京地区的根干重动态变化图

由图10可以看出,2年生甘草干重增加呈现快-慢-较快的趋势,6、7月份干重迅速增加,并已达到11月份的85%左右,8、9月份干重增加非常缓慢,几乎没有增加,10月份由于 “二次生长”现象,干重又有所增加;杭锦旗甘草在整个生长过程中干重都高于民勤甘草,但在11月份时二者相差不大。

图11 2年生民勤甘草和杭锦旗甘草在北京地区的甘草酸含量动态变化图

3.2.5 甘草酸含量动态变化 见图11。由图11可以看出,2年生甘草的甘草酸含量在北京地区呈现降低-升高-降低的趋势,在11月份仅为6月份的60%左右,可能是冬季地上部生命活动停止,初生代谢活动较弱,次生代谢活动活跃,

从初生代谢向次生代谢的物质转化较多,从而使甘草酸积累较多;7~10月份地上部生长旺盛,初生代谢活动旺盛,向次生代谢转化较少,从而使甘草酸含量降低。整体上来说,2年生杭锦旗甘草甘草酸含量要高于民勤甘草的甘草酸含量。

3.2.6 甘草苷含量动态变化 见图12。

图12 2年生民勤甘草和杭锦旗甘草在北京地区的甘草苷含量动态变化图

由图12可以看出,2年生甘草甘草苷含量呈现降低-升高-降低的趋势,和甘草酸含量变化趋势基本一致,在11月份时甘草苷含量仅为6月份的40%左右,降低的幅度很大,出现这种现象的原因可能和甘草酸含量降低的原因一致,7、8月份地上部生命活动旺盛,初生代谢活动活跃,向次生代谢物质转化较少,9月份由于叶片脱落,地上部活动减弱,次生代谢活动增强,甘草苷含量升高,随后由于 “二次生长”,地上部活动增强,次生代谢物质转化减少,甘草苷含量又降低。

4 结论和讨论

4.1 株高

随着生长发育的进行,北京地区1年生和2年生甘草株高均呈 “S”型增长趋势,并在9月上旬出现 “二次生长现象”。在 “二次生长现象”中,由于植株叶片脱落,不能很好地进行光合作用,使干物质积累减少,同时重新长出新叶,消耗已经积累的干物质,这在很大程度上降低了甘草根增重的速度。

4.2 根长、根粗、根干重

1年生和2年生甘草根长、根粗、根干重均呈逐渐增加的趋势,6月到7月上旬1年生根迅速伸长,随后增加较为平缓,2年生甘草根长则为比较均匀的逐渐增加的趋势,1年生民勤甘草和杭锦旗甘草根长相似,而2年生杭锦旗甘草根长大于2年生民勤甘草根长。1年生民勤甘草根粗前期大于杭锦旗甘草,10月份采挖时二者相差不大,而2年生民勤甘草根粗远远大于杭锦旗甘草。1年生民勤甘草干重前期大于杭锦旗甘草,采挖时二者相差不大;2年生民勤甘草和杭锦旗甘草干重呈快-慢-快的增加趋势,生长过程中杭锦旗甘草大于民勤甘草,而采挖时二者相差不大。

4.3 甘草酸和甘草苷含量

1年生甘草甘草酸和甘草苷含量都是逐渐升高的趋势,北京地区1年生甘草甘草酸含量最高可达0.9%左右,甘草苷含量最高可达0.4%左右,其中民勤甘草甘草酸含量大于杭锦旗甘草,而甘草苷含量杭锦旗甘草高于民勤甘草;2年生甘草甘草酸和甘草苷含量则呈先降低后增加又降低的趋势,最低时只有0.7%左右,最高可达1.4%左右;甘草苷含量最低只有0.2%,最高为0.8%多。1年生甘草在6月份时还检测不出甘草酸和甘草苷,说明甘草不是一出苗就有甘草酸和甘草苷合成的。

甘草主要分布在西北、华北、东北和新疆等地。本研究结果表明,由于北京地区夏季高温多雨,导致甘草叶片严重脱落,茎尖生长点枯萎,分枝脱落,光合能力严重降低,严重影响了光合产物的合成和干物质积累,而且由于雨水较多,北京地区甘草根多会出现锈病,严重影响了甘草的外观品质和产量,甘草酸和甘草苷含量也因此呈现不规则的变化趋势。

[1]国家药典委员会.中国药典(一部)[S].北京:化学工业出版社,2005:59-60.

[2]肖培根.新编中药志[M].北京:化学工业出版社,加安心工作。

二、通过立法保护中药品种,支持中药技术创新,促进中药发展。

三、设立专项资金,尽快支持建立中医药界产、学、研相结合的自主创新体系。加大在中医、中药科研项目上的财政投入,经费上给予支持并在政策上扶持中药龙头生产企业,鼓励中药企业自主创新。

李晓恩代表:国家建立中药材战略储备库

国家建立中药材战略储备库,实行分类管理,选择具备实力的中药制药企业或大型中药材商业企业为储备单位,出现疫情时能从数量和质量上保证所需中药材品种的供应,避免出现供应断档、价格飞涨和假货横行现象。对于中药材储备的送达,要建立紧急调运体系,保证国内任何地方发生紧急事件时,在12h之内都可获得所需中药材供应。该体系还应包括中药材经营者名录网络,如果危机严重,政府可以通过这一网络筹集中药材。同时,还要正确处理稀缺动、植物中药材的资源保护与合理利用的关系。对于濒危动、植物药材,一方面要加强储备,另一方面要开展人工种、养殖技术的研究,并加强国际间的合作。2001:259.

(摘自 《中国医药报》、搜狐健康)

[3]李泉泽,李鹏,张健.甘草优质、高效栽培技术[J].内蒙古农业科技,2006(3):71.

Study on the Introduction Experiment of Glycyrrhiza uralensis Fisch.in Beijing Region

Zhang Zhimei1,Li Zhaohu2,Li Guangfu1,Zhao Runhuai1,Dong Xuehui2
(1.China National Group Corp.of Traditional&Herbal Medicine,Beijing,100195 China;2.China Agricultural University,Beijing,100193 China)

Objective:Clarify the adaptability of Glycyrrhiza uralensis Fisch.in Beijing region.M ethods:The characteristic of growth and development of G.uralensis Fisch.was observed and recorded in the field,the root length and width weremeasured by the rule,the dry weightwasmeasured by theweighingmethod,and the contents of Glycyrrhizinic acid and Liquiritin were measured by the HPLC.Results:Since it is of high temperature and high humidity in the summer in Beijing region,G.uralensis Fisch.shows falling off of leaves and wilting of stem apex,i.e.,the dormancy phenomenon in flat land of Beijing region.Then in September,the temperature turns low,and the new leaves and branches are grown out again,showing second growth phenomenon.

G.uralensis Fisch.;Beijing region;Introduction;Adaptability

*李光甫,Tel:(010)88468328,E-mail:ligf@sino-tcm.com

2009-12-25)

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