湖北恩施富硒药用植物资源调查与利用

河南农业科学,2021,50(3):49-58Journal of Henan Agricultural Sciences
doi :10.15933/ki.1004-3268.2021.03.007
收稿日期:2020-08-21
基金项目:湖北省技术创新专项(2016AKB053);湖北省中央引导地方科技发展专项(2018ZYYD013)作者简介:周武先(1991-),男,江西抚州人,助理研究员,主要从事药用植物资源与生理生态研究㊂
E -mail:zhou_wx222@
通信作者:张美德(1978-),男,江西宜春人,副研究员,博士,主要从事中药资源研究㊂E -mail:emailtoecho@
湖北恩施富硒药用植物资源调查与利用
周武先1,张雅娟2,张美德1
(1.湖北省农业科学院中药材研究所,湖北恩施445000;
2.恩施土家族苗族自治州农业农村局,湖北恩施445000)
摘要:为了充分利用恩施土家族苗族自治州(以下简称恩施州)富硒土壤和药用植物资源,促进恩施州富硒中药材产业发展,于2016 2018年对恩施州4个县(市)12个采样点的土壤(187份)和药用植物(243份)进行调查㊁取样和硒含量测定,并通过外源喷施硒肥的方式对绞股蓝㊁白术和川党参3种药用植物进行富硒栽培技术研究㊂结果表明,调查的12个采样点中,83.3%土壤达到富硒标准(Se>0.4mg /kg ),其中恩施市新塘乡渔塘坝的土壤达到极富硒标准(Se>3mg /kg );调查的
168种植物中,23.8%药用植物达到富硒农产品标准(Seȡ0.2mg /kg ),其中堇叶碎米荠具有超强
的富硒能力,硒含量达到311.00mg /kg ,硒富集系数(SAC )为76.60;相同采样点不同种类药用植
物的SAC 存在差异,不同采样点同种药用植物的SAC 也存在差异㊂在富硒土壤上种植药用植物或通过外源喷施硒肥的方式均可作为富硒药用植物生产的有效手段㊂综上,恩施州拥有丰富的富硒土壤资源和药用植物资源,利用富硒土壤栽植药用植物或外源喷施硒肥均可生产安全富硒中药材,可为恩施州富硒中药材产业的健康可持续发展提供有力保障㊂关键词:恩施州;硒;富集系数;土壤;药用植物;资源调查
中图分类号:S567㊀㊀文献标志码:A㊀㊀文章编号:1004-3268(2021)03-0049-10
Investigation and Utilization of Selenium-Enriched
Medicinal Plants in Enshi,Hubei Province
ZHOU Wuxian 1,ZHANG Yajuan 2,ZHANG Meide 1
(1.Institute of Chinese Herbal Medicines,Hubei Academy of Agricultural Sciences,Enshi 445000,China;
2.Agriculture and Rural Bureau of Enshi Tujia and Miao Autonomous Prefecture,Enshi 445000,China)
Abstract :In order to utilize the selenium (Se)-enriched soils and medicinal plants and promote the development of Se-enriched medicinal products in Enshi Tujia and Miao Autonomous Prefecture(hereafter it will be abbreviated as Enshi Autonomous Prefecture).An investigation was conducted to test the Se concentration of soils(187samples)and medicinal plants (243samples)from twelve sampling sites in Enshi Autonomous Prefecture,and an experiment was conducted to learn the effects of foliar Se application on the growth of three medicinal plants(Gynostemma pentaphyllum ,Atractylodes macrocephala and Codonopsis tangshen )from 2016 2018.The results showed that the soil Se content of 83.3%of the twelve investigated sampling sites met the standard of high level (Se>0.4mg /kg),and the Se content of soil from Yutangba (Xintang Township,Enshi)reached extremely high level (Se >3mg /kg).The plant Se content of 23.8%of the 168investigated medicinal plants met the standard of Se-enriched agricultural products (Seȡ0.2mg /kg),among which Cardamine violifolia was superior in accumulation of Se with Se content of 311.00mg /kg and Se accumulation coefficient (SAC)of 76.60.There were differences in
河南农业科学第50卷SACs among different species of medicinal plants which were cultivated in the same sampling site,and the same medicinal plants cultivated in different sampling sites also had different SACs.It was an effective way to produce Se-enriched medicinal products through cultivating medicinal plants in typical seleniferous region or spraying Se on plant leaves in Se deficient region.In conclusion,there were numerous Se-enriched soils and medicinal plants in Enshi Autonomous Prefecture,and cultivating medicinal plants in typical seleniferous region or spraying Se on plant leaves in Se deficient region could be beneficial for the development of safe Se-enriched medicinal products in Enshi Autonomous Prefecture.
Key words:Enshi Autonomous Prefecture;Selenium;Accumulation coefficient;Soil;Medicinal plants; Resources investigation
㊀㊀硒(Se)是人体必需的营养元素,对维护身体健康具有重要作用,日常摄入适量的硒可以抵御克山病㊁心脑血管疾病和关节炎症等多种疾病,还具有抗衰老㊁增强机体免疫力以及预防癌症的功效[1-2]㊂目前,虽然硒未被认定为植物必需营养元素,但越来越多的研究表明,适量的硒有利于促进植物生长发育[3-5],增强其抗氧化能力,缓解逆境胁迫[6-7],且具有拮抗重金属的效果[8-9]㊂全球范围内,有40余个国家和地区缺硒,我国缺硒的省份也多达20余个,相当一部分民众因硒 隐性饥饿 而存在较大的健康风险㊂因此,硒资源的充分开发与合理利用具有重要意义[10-11]㊂
湖北省恩施土家族苗族自治州(以下简称恩施州)地处云贵高原与东部低山丘陵的过渡区域,地形复杂,沟谷纵横,海拔落差大,小气候特征明显,造就了各种独特的生境,是南北区系生物交汇渗透中心地带[12],境内中药资源丰富,分布有药用植物202科㊁881属㊁2258种[13],被誉为 华中天然药库 ㊂此外,地质勘探表明,恩施州境内有目前全球唯一探明的独立硒矿床,硒含量230~6300mg/ kg[14],形成了以新塘乡渔塘坝为中心,包含恩施㊁建始㊁宣恩㊁巴东四县市毗邻地区的 中国第一高硒区 ,围绕高硒区形成了250个行政村范围的富硒生物圈㊂虽然恩施州拥有丰富的土壤硒资源和植物硒资源,但硒方面的研究主要集中于硒的生物安全性评价[15]㊁硒产业研讨[16]和硒超积累植物中硒的形态㊁转运和转化研究[17-18],且侧重于常规农作物硒含量的调查[19]㊂肖本见[14]总结了恩施州富硒药用植物资源相关研究,发现恩施州对富硒药用植物资源的开发和利用主要集中在富硒保健食品的开发㊁富硒饲料的生产和富硒药用植物栽培等方面,未进行较为系统的富硒药用植物资源普查㊂开展富硒药用植物资源普查工作,摸清富硒药用植物资源的种类㊁名称㊁分布㊁数量和药用部位等,对恩施州富硒药用植物资源的开发和利用具有积极意义[14]㊂
张宇等[20]对恩施州10种常见药用植物的硒含量进行了初步比较,发现不同药用植物的硒含量存在显著差异,但不同药用植物的富硒特性和富硒能力有待进一步调查㊂鉴于此,通过扩大恩施州区域的调查范围,并对相应区域内药用植物和土壤的硒水平进行检测,明确恩施州富硒药用植物资源概况及其硒富集能力,并对不同药用植物的富硒能力进行比较和排序,为恩施州富硒药用植物的高效开发和利用提供参考㊂此外,选取3种药用植物(保健品类或药食同源类)开展富硒栽培试验,以期为药用植物人工富硒栽培提供技术支撑和科学依据㊂1㊀材料和方法
1.1㊀药用植物和土壤硒含量调查
参考‘世界硒都恩施硒资源研究概述“[21]并在前期研究[20]的基础上,于2016 2018年选择恩施市新塘乡渔塘坝㊁沙地乡花被村㊁沐抚镇高台村以及宣恩㊁巴东㊁建始三县等共12个采样点,并根据李海蓉等[22]的研究对恩施州土壤硒水平进行等级划分,可将恩施土壤硒水平划分为4个等级,分别为:一级(极富硒),Se>3.0mg/kg;二级(富硒),0.4<Seɤ3.0mg/kg;三级(适硒),0.15<Seɤ0.4mg/kg;四级(缺硒),Seɤ0.15mg/kg㊂12个采样点共采集土壤样品187份,并在采样点区域内采集药用植物样品243份,分别进行土壤硒含量和植物硒含量检测,探索药用植物硒富集特性㊂
1.2㊀富硒栽培试验
绞股蓝[Gynostemma pentaphyllum(Thunb.) Makino]富硒栽培试验:2017年在恩施市新塘乡下塘坝村开展,土壤硒含量为0.19mg/kg㊂使用亚硒酸钠水溶液,设置硒含量为0㊁4㊁8㊁16㊁24㊁32mg/m2等6种处理,每个处理3次重复,于6 8月生长旺盛期选择晴天叶面喷施3次,每次间隔30d㊂9月初采收绞股蓝茎叶烘干后进行硒含量检测㊂
白术(Atractylodes macrocephala Koidz.)富硒栽
05
㊀第3期周武先等:湖北恩施富硒药用植物资源调查与利用
培试验:2018年在咸丰县小村乡李子溪村开展,土壤硒含量为0.18mg/kg㊂使用亚硒酸钠水溶液,设置硒含量为0㊁2.5㊁5㊁10㊁20mg/m2等5种处理,每个处理3次重复,于5 7月生长旺盛期选择晴天叶面喷施3次,每次间隔30d㊂10月下旬采收白术根茎烘干后进行硒含量检测㊂
川党参(Codonopsis tangshen Oliv.)富硒栽培试验:2018年在恩施市板桥镇新田村开展,土壤硒含量为0.15mg/kg㊂使用亚硒酸钠水溶液,设置硒含量为0㊁2.5㊁5㊁10㊁20㊁40mg/m2等6种处理,每个处理3次重复,于5 7月生长旺盛期选择晴天叶面喷施3次,每次间隔30d㊂9月初采收党参根烘干后进行硒含量检测㊂
1.3㊀硒含量检测
植物样品和土壤样品烘干后送至湖北省农业科学院农业质量标准与检测技术研究所进行硒含量检测,其中,植物硒含量采用原子荧光光谱法测定(GB 5009.93 2010),土壤总硒含量采用原子荧光光谱法测定(NY/T1104 2006)㊂
1.4㊀数据处理
参考张红振等[23]的方法,根据公式(1)计算药用植物对硒的富集系数(Selenium accumulation coefficient,SAC)㊂
硒富集系数(SAC)=
植物硒含量
土壤硒含量
(1)采用SPSS20.0软件对数据进行统计和方差分析(One-way ANOVA),采用新复极差法(Duncan s)进行多重比较(P=0.05)㊂使用Origin8.1软件进行相关性分析和制图㊂
2㊀结果与分析
2.1㊀各采集样点土壤硒含量和药用植物硒含量情况
从12个采样点的187份土壤样品硒水平(表1)来看,新塘乡渔塘坝的57份土壤硒水平均处于一级水平;新塘乡下坝村㊁沙地乡花被村㊁沐抚镇高台村㊁沐抚镇大山顶女儿湖㊁白杨坪乡九根树村㊁红土乡石窑村㊁椿木营乡杉陀村㊁业州镇罗家坝村和野三关镇大甘坪村9个采样点的109份土壤硒水平处于二级水平;野三关镇张家村的8份土壤硒水平处于三级水平;芭蕉乡南河村的13份土壤硒水平处于四级水平㊂综上可得,恩施州四县市拥有极富硒区1个㊁富硒区9个㊁适硒区1个㊁缺硒区1个㊂
表1㊀恩施州不同采样点187份土壤样品硒水平等级分布情况
Tab.1㊀Classification of187sampling sites based on soil Se level in Enshi Autonomous Prefecture
采集地点
Sampling site一级
First level二级
Second level三级
Third level四级
Fourth level土壤硒水平
Soil Se level
恩施市新塘乡渔塘坝(ES-YTB)
Yutangba,Xintang Township,Enshi57000极富硒
恩施市新塘乡下坝村(ES-XB)
Xiaba village,Xintang Township,Enshi02500富硒
恩施市沙地乡花被村(ES-HB)
Huabei village,Shadi Township,Enshi02000富硒
恩施市沐抚镇高台村(ES-GT)
Gaotai village,Mufu Township,Enshi0800富硒
恩施市沐抚镇大山顶女儿湖(ES-NEH)
Dashandingnver lake,Mufu Township,Enshi01000富硒
恩施市白杨坪乡九根树村(ES-JGS)
Jiugenshu village,Baiyangping Township,Enshi0900富硒
恩施市红土乡石窑村(ES-SY)
Shiyao village,Hongtu Township,Enshi01300富硒
恩施市芭蕉乡南河村(ES-NH)
Nanhe village,Bajiao Township,Enshi00013缺硒
宣恩县椿木营乡杉陀村(XE-ST)
Shantuo village,Chunmuying Township,Xuanen0900富硒
建始县业州镇罗家坝村(JS-LJB)
Luojiaba village,Yezhou Township,Jianshi0800富硒
巴东县野三关镇张家村(BD-ZJ)
Zhangjia village,Yeshanguan Township,Badong0080适硒
巴东县野三关镇大甘坪村(BD-DGP)
Daganping village,Yeshanguan Township,Badong0700富硒
㊀注:ES-YTB㊁ES-XB和ES-HB等分别为相应采样点的缩写代号,下同㊂
㊀Note:ES-YTB,ES-XB,ES-HB,etc.represent the abbreviation of different regions,the same below.
15
河南农业科学第50卷㊀㊀在不同采样点调查测定的243份药用植物中,
涉及67科168种植物㊂通过对各个采样点药用植
物硒含量进行汇总分析(表2),发现在243份药用
植物样品中,硒含量超过10mg/kg的样品有8份,
硒含量1~10mg/kg的样品有58份,硒含量0.2~
1mg/kg的样品有95份,硒含量低于0.2mg/kg的
样品有82份㊂
表2㊀不同采样点药用植物硒含量的分布情况
Tab.2㊀Classification of medicinal plants from different
regions based on plant Se level
采样点Sampling site 土壤硒含量/
(mg/kg)
Soil Se content
植物硒含量/(mg/kg)
Plant Se content
0~0.20.2~11~10>10
ES-YTB 4.06434187 ES-XB0.4820800 ES-HB 1.8206180 ES-GT 1.640560 ES-NEH0.5710230 ES-JGS 1.882830 ES-SY0.729800 ES-NH0.149810 XE-ST 1.502551 JS-LJB0.458520 BD-ZJ0.309200 BD-DGP0.7094202.2㊀不同药用植物的硒富集特性
从表3可以看出,硒含量超过10mg/kg的有马桑㊁美丽胡枝子和华蟹甲等8种药用植物,除了鸢尾来自二级硒样地外,其余7种植物均来自一级硒样地,表明土壤硒含量的高低对植物硒含量有较大的影响㊂8种药用植物的SAC均大于2,茎叶类药材中,马桑的硒富集能力最强,为4.96,其次为美丽胡枝子和华蟹甲,SAC分别为3.83和3.07;根茎类药材鸢尾的SAC为8.42;全草类药材以堇叶碎米荠的富硒能力最强,SAC达76.60,其次为百脉根和蒲公英,SAC分别为5.63和2.57㊂从表3还可以看出,马桑㊁美丽胡枝子和华蟹甲等7种植物虽生长在硒背景相同的地区(恩施市新塘乡渔塘坝,ES-YTB),但SAC存在显著差异,说明药用植物的富硒能力与植物种类有关㊂
从表4可知,硒含量为0.20~10mg/kg的药用植物有32种㊂果实类药材中,以中华猕猴桃富硒能力最强,SAC达到1.03,其次为火棘和八月瓜,SAC 分别为0.43和0.08;茎叶类药材富硒能力排名前三的分别为苍耳㊁地肤和绞股蓝,SAC分别为3.54㊁2.31和0.42;根茎类药材以川续断富硒能力最强, SAC为2.08,其次为天麻,SAC为0.32;全草类药材中以萱草富硒能力最强,SAC达到5.02,其次为山牛蒡和爵床,SAC分别为2.63和2.09㊂
表3㊀硒含量大于10mg/kg的药用植物Tab.3㊀Medicinal plants with Se content>10mg/kg
药用植物种类Species of medicinal plants
采样点
Sampling site
土壤硒含量/
(mg/kg)
Soil Se content
植物硒含量/
(mg/kg)
Plant Se content
硒富集系数
SAC取样部位
Sampling part
马桑Coriaria nepalensis ES-YTB 4.0620.13 4.96茎叶美丽胡枝子Lespedeza formosa ES-YTB 4.0615.54 3.83茎叶华蟹甲Sinacalia tangutica ES-YTB 4.0612.47 3.07茎叶醉鱼草Buddleja lindleyana ES-YTB 4.0611.19 2.76茎叶鸢尾Iris tectorum XE-ST 1.5012.638.42根茎堇叶碎米荠Cardamine violifolia ES-YTB 4.06311.0076.60全草百脉根Lotus corniculatus ES-YTB 4.0622.87 5.63全草蒲公英Taraxacum mongolicum ES-YTB 4.0610.43 2.57全草
表4㊀硒含量为0.2~10mg/kg的药用植物
Tab.4㊀Medicinal plants with Se content of0.2—10mg/kg
药用植物种类
Species of medicinal plants采样点
Sampling site 土壤硒含量/
(mg/kg)
Soil Se content
植物硒含量/
(mg/kg)
Plant Se content
硒富集系数
SAC取样部位
Sampling part
中华猕猴桃Actinidia chinensis ES-YTB 4.06 4.18 1.03果实火棘Pyracantha fortuneana ES-GT 1.640.710.43果实八月瓜Holboellia latifolia ES-YTB 4.060.330.08果实苍耳Xanthium sibiricum ES-GT 1.64 5.81 3.54茎叶地肤Kochia scoparia JS-LJB0.45 1.04 2.31茎叶绞股蓝Gynostemma pentaphyllum ES-XB0.480.200.42茎叶淫羊藿Epimedium brevicornu ES-HB 1.820.450.25茎叶川续断Dipsacus asperoides ES-HB 1.82 3.79 2.08根茎天麻Gastrodia elata ES-SY0.720.230.32根茎25
㊀第3期周武先等:湖北恩施富硒药用植物资源调查与利用
续表4㊀硒含量为0.2~10mg/kg的药用植物
Tab.4(Continued)㊀Medicinal plants with Se content of0.2 10mg/kg
药用植物种类
Species of medicinal plants采样点
Sampling site 土壤硒含量/
(mg/kg)
Soil Se content
植物硒含量/
(mg/kg)
Plant Se content
硒富集系数
SAC取样部位
Sampling part
萱草Hemerocallis fulva JS-LJB0.45 2.26 5.02全草
山牛蒡Synurus deltoides ES-NEH0.57 1.50 2.63全草
爵床Rostellularia procumbens ES-HB 1.82 3.81 2.09全草
冷水花Pilea sp.ES-HB 1.82 3.67 2.02全草辣蓼草Polygonum lapathifolium ES-NEH0.57 1.07 1.88全草
牛膝菊Galinsoga parviflora ES-HB 1.82 3.43 1.88全草
白三叶Trifolium repens ES-GT 1.64 2.98 1.82全草
老鹳草Geranium wilfordii ES-YTB 4.06 6.67 1.64全草
红三叶Trifolium pratense ES-YTB 4.06 6.50 1.60全草
夏枯草Prunella vulgaris ES-YTB 4.06 5.45 1.34全草
灯芯草Juncus effusus ES-YTB 4.06 5.39 1.33全草
獐芽菜Swertia bimaculata ES-YTB 4.06 4.47 1.10全草
小赤麻Boehmeria spicata ES-HB 1.82 1.94 1.07全草
空心莲子草Typhonium giganteum ES-HB 1.82 1.810.99全草
藜Chenopodium album ES-HB 1.82 1.740.96全草
景天Sedum eythrostictum XE-ST 1.50 1.370.91全草
马兰Kalimeris indica ES-YTB 4.06 3.580.88全草
马鞭草Verbena officinalis ES-GT 1.64 1.320.80全草
木贼Equisetum hyemale ES-HB 1.82 1.570.86全草
万寿竹Disporum cantoniense ES-JGS 1.88 1.350.72全草
鱼腥草Houttuynia cordata ES-GT 1.640.920.56全草
毛茛Ranunculus sp.ES-YTB 4.06 2.060.51全草蛇莓Duchesnea indica ES-YTB 4.06 1.250.31全草
2.3㊀不同硒含量土壤对药用植物硒富集特性的影响
从表5可见,同种药用植物生长在硒含量不同的土壤中,其硒富集特性存在差异㊂恩施市沐抚镇大山顶女儿湖(ES-NEH)的野棉花硒富集能力最强,SAC为4.07,其次为巴东野山关镇大甘坪村(BD-DGP)和恩施沙地乡花被村(ES-HB)的野棉花,SAC分别为3.59和1.73;恩施市沐抚镇高台村(ES-GT)的龙牙草富集能力最强,SAC为0.88,巴东野三关镇张家村(BD-ZJ)的龙牙草硒富集能力最弱,SAC为0.40;建始业州镇罗家坝村(JS-LJB)的牛膝硒富集能力最强,SAC为1.47,巴东野三关镇大甘坪村(BD-DGP)的牛膝硒富集能力最弱,SAC 为0.16,JS-LJB牛膝硒富集能力是BD-DGP牛膝的9.2倍;宣恩县椿木营乡杉陀村(XE-ST)的青蒿硒富集能力最强,建始业州镇罗家坝村(JS-LJB)的青蒿硒富集能力最弱,两者SAC分别为2.00和0.22,相差8.1倍㊂
表5㊀药用植物在不同硒含量土壤上的富硒能力
Tab.5㊀Selenium accumulation coefficient of medicinal plants in soils with different selenium levels
药用植物种类
Species of medicinal plants采样点
Sampling site 土壤硒含量/
(mg/kg)
Soil Se content
植物硒含量/
(mg/kg)
Plant Se content
硒富集系数
SAC取样部位
Sampling part
野棉花Anemone vitifolia ES-NEH0.57 2.32 4.07全草
BD-DGP0.70 2.51 3.59全草
ES-HB 1.82 3.15 1.73全草
ES-YTB 4.06 4.75 1.17全草
龙牙草Agrimonia pilosa ES-GT 1.64 1.440.88全草
ES-HB 1.82 1.430.79全草
ES-JGS 1.65 1.230.75全草
JS-LJB0.450.220.49全草
BD-ZJ0.300.120.40全草
牛膝Achyranthes bidentata JS-LJB0.450.66 1.47全草
ES-HB 1.82 1.130.62全草
ES-NH0.150.080.53全草
35
河南农业科学第50卷
续表5㊀药用植物在不同硒含量土壤上的富硒能力
Tab.5(Continued)㊀Selenium accumulation coefficient of medicinal plants in soils with different selenium levels
药用植物种类
Species of medicinal plants采样点
Sampling site 土壤硒含量/
(mg/kg)
Soil Se content
植物硒含量/
(mg/kg)
Plant Se content
硒富集系数
SAC取样部位
Sampling part
ES-YTB 4.06 1.800.44全草
BD-DGP0.700.110.16全草青蒿Artemisia carvifolia XE-ST 1.50 3.00 2.00全草
ES-HB 1.82 3.59 1.97全草
ES-GT 1.64 2.19 1.34全草
ES-NH0.150.080.53全草
JS-LJB0.450.100.22全草
2.4㊀药用植物硒含量与土壤硒含量的相关性
图1表明,茎叶果类药用植物㊁根茎类药用植物㊁全草类药用植物以及全部药用植物样品(剔除堇叶碎米荠等超聚硒植物)的硒含量与相应土壤硒含量均呈极显著正相关关系(P<0.01),相关系数(r)分别为0.6581㊁0.7699㊁0.5343和0.5125㊂为进一步验证上述结论,以野棉花㊁龙牙草㊁牛膝和青蒿为例,对4种药用植物硒含量和土壤硒含量进行相关性分析(图2)㊂结果表明,野棉花和龙牙草的硒含量与土壤硒含量呈极显著正相关关系(P< 0.01),r分别为0.9987和0.9922;牛膝和青蒿的硒含量与土壤硒含量均呈显著正相关关系(P< 0.05),r分别为0.9309和0.9549㊂综上说明,药
用植物硒含量与土壤硒含量存在显著正相关关系
㊂图1㊀入药部位不同的药用植物硒含量与土壤硒含量的相关性
Fig.1㊀Pearson correlation between Se content of different medicinal part plants and soil Se
content
45
㊀第3期周武先等:
湖北恩施富硒药用植物资源调查与利用
图2㊀4种药用植物硒含量与土壤硒含量的相关性分析
Fig.2㊀Pearson correlation between Se content of four medicinal plants and soil Se content
2.5㊀外源施硒对药用植物硒含量的影响
如图3所示,随着外源施硒浓度的提升,白术㊁川党参和绞股蓝硒含量上升,且呈极显著正相关关系(P <0.001,r 分别为0.9990㊁0.9863和0.9929)㊂
3种药用植物(含药食同源植物)硒含量在不同浓度外源硒处理下均存在显著差异(P <0.05)㊂白术㊁川党参和绞股蓝硒含量分别在外源喷施硒肥20㊁40㊁32mg /m 2时达到最高,分别为4.59㊁0.95㊁9.32
mg /kg㊂可见,白术㊁川党参和绞股蓝均可通过外源喷施硒肥达到富硒(Se ȡ0.2mg /kg,DBS42/002
2014)农产品标准
㊂
不同小写字母表示处理间差异显著
Different lowercase letters indicate significant difference at 0.05level between different treatments
图3㊀叶面喷施不同浓度硒肥后药用植物硒含量
Fig.3㊀Se content of medicinal plants under different levels of foliar Se application
3㊀结论与讨论
3.1㊀恩施州富硒药用植物和土壤资源概况
众多研究表明,恩施州拥有丰富的硒资源,植物和土壤硒含量是其他低硒地区的几十甚至几千倍[14,19]㊂目前,关于恩施州富硒植物资源调查的研究主要集中于常规农作物,例如白菜㊁玉米和土豆等[19],而专门针对药用植物资源富硒情况展开调查的研究较少㊂本研究首次测定了恩施州马桑㊁美丽胡枝子和华蟹甲等药用植物的硒含量并对其富硒能力进行测定㊂结果显示,检测的168种药用植物中硒含量超过10mg /kg 的有8种,23.8%的药用植物
都达到了富硒农产品标准,这表明恩施州的富硒药用植物资源非常丰富[14],可作为富硒药品和保健品的天然原材料,具有很大的开发和利用价值㊂本研
究还发现,堇叶碎米荠具有超强的富硒能力(硒含量为311.00mg /kg,SAC =76.60),可作为修复硒污
染土壤的候选材料,这与YUAN 等[17]和CUI 等[18]
的研究结果一致㊂有研究报道称,恩施州存在一种聚硒能力超强的植物,即堇叶碎米荠,其硒含量可达7816mg /kg [19]㊂米秀博等[24]发现,恩施地区自然
生长的醉鱼草总硒含量可达531.4mg /kg㊂本研究
中,堇叶碎米荠和醉鱼草的硒含量并没有以往研究报道的那么高,这可能与以往研究采样地点为渔塘坝矿区,而本研究中2种药用植物采样地点为非矿区有关㊂恩施州土壤硒含量均值达到0.6mg /kg,
远超过全国的平均水平[19],但不同地质背景和土壤类型下,土壤硒水平也存在较明显的差异[25]㊂调查的12个采样点中有1个采样点(恩施市新塘乡渔塘
坝)土壤达到极富硒标准,9个采样点(新塘乡下坝
5
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河南农业科学第50卷
村㊁沙地乡花被村和沐抚高台村等)土壤达到富硒标准,充分说明恩施州具有丰厚的土壤硒资源,且不同采样点土壤硒水平存在差异,这与以往的研究结果一致[14,19-20]㊂
3.2㊀药用植物硒含量的差异分析及其与土壤硒水平的关系
一般情况下,植物硒含量的大小主要受两方面的影响:土壤中可利用硒的多少㊁植物对硒的吸收能力[26]㊂以往研究表明,同一地区不同种类作物的富硒能力存在差异,不同地区同种作物的富硒能力也不尽相同[27]㊂以往关于恩施州富硒资源调查的研究往往单一测定土壤硒含量或植物硒含量,无法对植物的富硒能力进行判定,不利于富硒植物资源的高效开发和利用㊂本研究对恩施州药用植物和土壤硒含量进行同步检测,有效量化药用植物的硒富集能力㊂结果表明,同一采样点不同植物的富集能力存在明显差异㊂以恩施市新塘乡渔塘坝为例,渔塘坝硒含量大于10mg/kg的药用植物有7种(堇叶碎米荠㊁马桑㊁美丽胡枝子㊁华蟹甲㊁醉鱼草㊁百脉根和蒲公英),但堇叶碎米荠的富硒能力是其他几种药用植物富硒能力的13.6~29.8倍,且其他药用植物之间的富硒能力也存在明显差异,这与于振[27]的研究结果相似,说明不同种类的药用植物对土壤中硒的吸收能力存在较大差异[26]㊂研究结果还表明,同一种植物,如野棉花㊁龙牙草㊁牛膝或青蒿,在硒含量不同的土壤中生长,其SAC也存在显著差异,说明药用植物对硒的吸收能力不仅与植物种类有关,与其生存的土壤环境也存在密切联系[26-27]㊂作物对硒的吸收富集除了与植物种类㊁土壤pH值和土地利用类型有关,主要取决于土壤中硒含量的高低[28-29]㊂本研究中,无论是果实类㊁茎叶类㊁根茎类还是全草入药类的药用植物,其硒含量与土壤硒含量均呈极显著正相关关系㊂随机选取的野棉花㊁龙牙草㊁牛膝和青蒿4种药用植物,其硒含量与土壤硒水平也呈显著正相关,这与闫加力等[28]㊁万佐玺等[30]的研究结果类似,说明土壤硒水平是影响药用植物硒吸收富集的重要因素㊂
3.3㊀药用植物人工富硒栽培的可行性
按照国家卫生健康委员会规定,绞股蓝和白术可用作保健品原材料,党参按照传统既是食品又是中药材㊂研究表明,外源喷施硒肥是增加植物硒含量的重要手段[31-34]㊂张美德等[35]对绞股蓝喷施1.9~15.0mg/m2硒肥(喷施3次),使绞股蓝达到富硒农产品标准㊂ZHOU等[36]对白术喷施5~ 10mg/m2硒肥(喷施4次),发现适量硒肥可显著促进白术生长,增加其产量并获得富硒白术㊂周武先等[37]对川党参喷施10~20mg/m2硒肥(喷施2次),发现适量硒肥可提高川党参产量和硒含量,
并显著增加党参多糖和炔苷含量㊂本研究结果显示,外源喷施硒肥可有效增加绞股蓝㊁白术和川党参的硒含量,使其达到富硒农产品标准,这与以往的研究结果一致[35-37];且3种药食同源植物的硒含量与外源施硒浓度呈显著正相关关系,说明可以通过调节外源施硒浓度达到生产安全富硒中药材的目的㊂综上可知,在富硒土壤上种植药用植物或通过外源喷施硒肥均可提高药用植物硒含量,是生产安全富硒中药材(含药食同源植物)的有效方法㊂
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