长白山地区园参地土壤环境质量及重金属潜在生态风险评价——以敦化市为例

通过野外考察和实验分析,测定了敦化市不同园参地土壤中的重金属含量和肥力指标,并对土壤重金属污染特征和土壤肥力质量进行了评价.结果表明:(1)Cr、Cu、Ni和Pb的含量均在中国土壤背景值范围内;Zn的含量超出中国土壤背景值,但在吉林省土壤背景值范围内,这与长白山地区独特的地质背景有关.(2)根据国家《土壤环境质量标准》二级标准,仅D2监测点土壤重金属达到轻度污染,其他监测点均属清洁.(3)长白山地区的园参地为轻微生态危害,土壤肥力达到中等以上水平,基本符合无公害人参生产要求;土壤中磷元素向域内水体流失的风险较大,应该引起重视.

长白山地区园参地空间及地形分布特征研究

以长白山地区园参地为研究对象,利用2013年6月—9月野外考察的GPS园参地采样点数据与经预处理后的研究区Landsat 8OIL影像及基于数字高程模型（DEM）提取的研究区坡向、坡度图进行叠加,获取了不同波段组合下的园参地遥感信息的判读依据及其坡向、坡度分布图.分别基于人工目视解译及平均和变异分析法得出了园参地的空间和地形分布特征,结果显示：（1）在562波段下,园参地遥感信息呈淡蓝绿色且纹理较均一的不规则长条四边形地块;652波段下,园参地遥感信息呈白色且纹理较均一的不规则长条四边形地块.（2）研究区园参地分布面积从大到小排序为：抚松〉靖宇〉长白〉安图〉敦化〉汪清〉珲春〉和龙.（3）园参种植的最适海拔高度范围为600~800m,最适坡度范围为0~8°,最适坡向为西坡;研究区园参地分布的3个地形因子的平均值为：高程624m,坡度9.5°,坡向173（南坡）.在此基础上探讨了园参地空间分布特征的自然驱动机制（地形与气候）和人文驱动机制（栽培历史和政府政策）.

林下山参与园参单体皂苷的比较

目的比较林下山参与园参单体皂苷的差异,为林下山参的质量控制提供依据。方法采用液液分散微萃取技术对人参水提取液中人参皂苷进行微萃取,并通过高效液相色谱法对样品中的人参皂苷含量进行测定,用方差分析F检验比较林下山参与园参单体皂苷的差异性。结论林下山参(参龄20年)单体皂苷Rg1、Rb1、Rg3(S/R)与园参存在显著差异,而单体皂苷Re、Rc、Rb2差异不显著。

基于GF-1卫星数据的敦化市园参分布提取与变化分析

利用2022—2023年的高分一号(GF—1)卫星数据,采用目视解译的方法提取了吉林省敦化市园参种植区域分布现状及面积,对2022年采收参地、存留参地、2023年新增园参参地分布情况进行分析。结果表明:园参种植区主要位于中间河谷平原边缘、山间谷地等海拔较低区域;青沟子乡、额穆镇、大石头镇为园参分布面积的前3位,2022—2023年敦化市园参面积总体有所增加;2022年敦化市园参采收面积约为1658 hm^(2),留存园参参地面积约为1180 hm^(2),2023年敦化市新增园参参地面积约为1792 hm^(2)。

不同年限园参主要农艺性状和人参皂苷含量分析

以二至五年生园参为试材,采用田间试验和高效液相色谱-质谱方法,研究了不同年限园参的农艺性状、根部生物量与人参皂苷含量,丰富了人参药材的采收理论,以期为探明不同年限园参的生长规律和采收时期提供参考依据。结果表明:随着园参生长年限的增加,株高、茎粗、叶长、叶柄长、根长、主根长的值均显著高于前一年,Y5、Y4的主根粗显著高于其他2个年份。各年份的根鲜质量、主根鲜质量、根干质量和主根干质量均显著高于前一年,Y5的侧根折干率显著高于Y4。主根中人参皂苷Rg1含量呈递增的趋势,侧根中则呈先增高后下降的趋势,在Y3中达到最大值;主根、侧根中人参皂苷Re、Rb1含量均在Y2中最高;主根、侧根中人参皂苷Rd含量分别在Y2、Y3最高。主根鲜质量、人参皂苷Rg1含量与各农艺性状均呈显著性正相关。因此,不同年限园参的农艺性状与根部生物量呈正相关,选择主茎粗壮、叶片较大的植株有利于药材产量的增加,但是园参不同年限、不同部位的人参皂苷含量差异较大。

不同参龄、坡向及根际土壤微生物对林下园参皂苷积累的影响

本研究通过高效液相色谱法同时测定林下园参中33种皂苷含量,分析不同参龄、坡向林下园参中皂苷组成与分布差异;通过高通量测序技术,分析不同坡向林下园参根际土壤微生物多样性特征及其与皂苷积累的关系。结果表明,3~5年生林下园参中均含有皂苷Re、Rg1、Rf、Rb1、Rb2、Rc、Rb3、Rd、S,R-Rg2、R-Rh1、Rh4,皂苷含量随参龄增长而增加;阳坡5年生林下园参中人参皂苷Rg1、Rc、Rb2、Rb3、Rd质量分数高于阴坡,但Re、Rf、Rb1质量分数低于阴坡。阴坡林下园参根际土壤中细菌、真菌ACE、chao和Shannon值数值均高于阳坡,且PCA距离相差均大于阳坡,其根际微生物丰度更高,多样性更丰富。阳坡阴坡真菌属类最优势属均为被孢霉属,其余菌属种类与占比均存在较大差异;阳坡优势菌利于皂苷Rg1、Rc、Rb2、Rb3、Rd的积累,阴坡优势菌利于皂苷Re、Rf、Rb1的积累。

不同部位园参HPLC指纹图谱研究

采用HPLC建立不同部位园参的指纹图谱。采用Agilent ZORBAX SB-Aq(250 mm×4.6 mm,5μm)色谱柱,以乙腈-0.1%磷酸水为流动相梯度洗脱,通过《中药色谱指纹图谱相似度评价系统》(2012版)对样品进行相似度评价。经验证的HPLC方法精确、可重现且稳定。测定4个批次园参样品的主根和须根HPLC指纹图谱,样品之间相似度较好,初步认定15个分离度良好的共同峰,方法简单、稳定、高效,可为园参等中药材的质量评价提供分析方法。

林下参与园参性状鉴别、化学成分及药理作用差异研究进展

林下参与园参是人参交易市场上最主要的两类品种,但二者仍存在较大差异。目前市场上二者鱼目混杂,外观形态鉴别最为简便但可靠性并不高。本文通过对近年来国内外公开报道的林下参和园参的研究进行对比,从性状鉴别技术、化学成分及药理作用等方面进行总结。系统对比其形态、显微、无损鉴别等主要特征的差异,以期为林下参与园参的质量评价与合理开发利用提供借鉴。

林下园参栽培技术及产量研究

为研究在保证不破坏林地环境的前提下,将园参栽培技术应用于林下参栽培,通过试验对参苗移栽与管理技术进行分析,包括选择最佳的移栽时间、控制适宜的覆土厚度以及林下园参的施肥、除草等管理措施,进而优化林下园参栽培与管理技术。结果表明:秋季移栽,较春栽4月上旬和中下旬林下园参的株高、根状茎直径、根状茎鲜重分别高12.57%、14.01%、18.75%和4.12%、3.39%、3.32%;移栽覆土厚度3~5 cm,1年生林下园参的株高、根状茎直径、根状茎鲜重较覆土≥5 cm和≤3 cm分别高23.16%、35.23%、35.81%和13.94%、29.35%、22.32%;施肥措施为生物菌肥最佳;对林下园参进行人工除草3次较1次人工除草和不除草的5年生林下园参株高、根状茎直径、根状茎鲜重分别高22.87%、34.13%、25.58%和82.06%、52.25%、102.72%;林下参至收获年即15 a时667 m2仅为3570株,而林下园参的收获年即6 a时667 m2保苗数达到25630株;林下园参5 a平均根茎干重比林下参10 a提高了64.9%。

不同外源性物质对园参生长影响的研究

目的筛选在人工种植条件下,可诱导人参植株抗性、刺激其产生次级代谢产物的外源性物质。方法基于可诱导的植物防卫反应,对2年生、3年生、4年生人参植株施以水杨酸、壳聚糖、氨基酸等外源性物质,采集人参植株,采用超高效液相色谱-二极管阵列检测器(UPLC-PDA)法测定其主根中次级代谢产物人参皂苷Rg_(1)、Re、Rb_(1)、Rb_(2)、Rb_(3)、Rd的含量,观察处理前后单株鲜重和人参皂苷含量的变化情况。结果验证了生长/分化平衡假说(GDBH),提示增产和优质是一个矛盾;外源性物质氨基酸、水杨酸、壳聚糖可诱导植物防卫反应,启动次级代谢,促进人参皂苷积累。结论水杨酸、壳聚糖和氨基酸3种外源性物质的复合营养是提高园参中人参皂苷含量最优的外源性调节物质。

林下山参、园参、红参与西洋参粉末的化学成分及快速无损鉴别

目的基于超高效液相色谱-四级杆-飞行时间串联质谱(UPLC-Q-TOF-MS)结合多元统计学方法,筛选林下山参、园参、红参与西洋参的主要差异性成分;基于近红外光谱(NIRS)技术与多元统计学方法,建立不同参品的快速无损鉴别方法。方法采用Waters Acquity UPLC BEH C18色谱柱,流动相为0.1%甲酸水-乙腈,梯度洗脱,在负离子模式下采集质谱数据,通过与文献数据及对照品比对,鉴定林下山参、园参、红参与西洋参中人参皂苷类成分;通过正交偏最小二乘判别分析(OPLSDA),以变量重要性投影(VIP)值>1为标准筛选4种参的主要差异性成分;采集4种参粉末的NIRS,采用光谱预处理方法扣除仪器噪声及背景干扰,通过OPLS-DA,构建4种参粉末的快速无损判别模型。结果共鉴定4种参中54种人参皂苷类成分,筛选了18个主要差异性成分;NIRS技术采用二阶导数预处理方法结合OPLS-DA可实现4种参种类判别分析。结论本研究阐明了林下山参、园参、红参与西洋参的物质基础及差异性成分,可为不同参品的质量标志物的确定提供参考;同时建立了不同参品粉末的快速无损鉴别方法,为生产及市场上不同参品的掺假鉴别提供了有力的技术支撑。

园参叶及林下参叶中人参皂苷含量比较

目的建立UPLC法同时测定园参叶及林下参叶中人参皂苷Rg1、Re、Rf、Rb1、Rg2、Rc、Rb2、Rd的含量,并比较两者人参皂苷含量。方法采用UPLC CORTECS C 18色谱柱(2.1 mm×150 mm,1.6μm);流动相乙腈-水,梯度洗脱;体积流量0.25 mL/min;柱温30℃;检测波长203 nm。对8种人参皂苷进行偏最小二乘法判别分析。结果8种人参皂苷在各自范围内线性关系良好(r≥0.9999),平均加样回收率97.47%~103.41%,RSD<3.0%。正交偏最小二乘法判别分析可区分2种药材,人参皂苷Rb1、人参皂苷Re、人参皂苷Rg2的VIP值大于1。结论该方法稳定可靠,原人参三醇类(人参皂苷Rg1、Re、Rg2)和原人参二醇类(人参皂苷Rc、Rb1、Rb2、Rd)人参皂苷的比值可作为园参叶和林下参叶区别的重要依据。

野山参与园参、西洋参中氨基酸的对比分析

人参(Panax ginseng C.A.Meyer)系五加科(Arallaceac)植物的干燥根,是传统的名贵中药材。其中天然生长在深山密林之中的称为“野山参”。野山参经人工移植称“移山参”。完全由人工栽培生产的称为“园参”。将北美州人参(西洋参)种子在我国引种生产的叫国产西洋参。关于园参、西洋参中氨基酸的含量已有一些报道,

显微红外光谱法无损识别林下山参与园参

显微红外光谱分析技术是将红外光谱仪和显微镜结合发展而来的分析技术。该技术样品处理简单,可用于微区分析和微量分析,并且能反映样品的本质特征。人参包括林下山参、园参和野山参,而我国禁止采挖野山参。因此,药典只收录了林下山参和园参。该工作使用显微红外光谱技术,结合判别分析建立了对林下山参和园参的无损识别模型。收集了20个林下山参和24个园参后,采集了其显微红外光谱。其中,33个样品被随机划分为校正集,11个为验证集。建立模型时,优化了预处理方法、主成分数、建模波段和扫描部位。最后,使用多元散射校正+Savitzky-Golay平滑的预处理方法、3932.14~669.18cm-1的波段、4个主成分数和芦头部位建立了最优的判别分析模型,准确率达到100%。结果表明,结合判别分析的显微红外光谱技术,样品处理简单、快速、无损、有效,可用于林下山参和园参的无损识别。

园参、野山参、西洋参中水溶性蛋白成分的比较研究

目的对园参、野山参及西洋参中水溶性蛋白成分进行比较研究,为人参药材的鉴别和质量评价提供依据。方法采用SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳法(SDS-PAGE)及凝胶电泳图像分析软件,比较三者在蛋白分布及含量上的差异。结果园参、野山参、西洋参的SDS-PAGE图谱及凝胶分析图谱存在很大差异。结论可以通过SDS-PAGE法对园参、野山参、西洋参进行鉴别、质量评价及药效关系探究。

不同年限园参和石柱参不同部位的显微定量鉴别

目的采用显微定量法对园参和石柱参的不同年限进行鉴别。方法采用显微定量法,以人参的草酸钙簇晶为显微特征物,根据不同年限不同部位特征物含量及形态上的差异对园参和石柱参的不同年限进行鉴别。结果随着年限的增长全参、芦头、主根、侧根、须根的草酸钙簇晶的含量上升且体积增大,但石柱参的须根草酸钙簇晶含量随着年限的增长而下降,而园参须根中的特征物含量明显升高,可用于两者的鉴别。其中芦头内的草酸钙簇晶含量明显高于其他部位。根据草酸钙簇晶含量和形态上的差异,可以区分园参和石柱参的不同年限。结论显微定量法鉴别园参和石柱参的不同年限方法可行。

野山参和园参各部位微量元素的对比分析

人参系五加科植物的干燥根。关于园参中微量元素的研究国内已有报道。本文仅报告采用电感耦合等离子体发射光谱测定野山参和园参各部位微量元素的方法和结果。通过对比分析为评价野山参提供了一项科学依据。

不同生长年限园参根的双向电泳分析

为了解园参根在生长过程中的蛋白质组学变化,利用双向电泳技术分离1-5年园参根蛋白,重点分析园参根生长（3年）、成熟（5年）之间的蛋白质组学差异,并利用MALDI-TOF/TOF鉴定差异显著的81个蛋白点。结果表明：有19个差异蛋白点在成熟期表达量下调,62个蛋白点表达量上调,针对其与园参根生长发育的潜在关系进行分类与讨论;园参根在逐渐成熟的过程中与抗胁迫相关的过氧化氢酶、单脱氢抗坏血酸还原酶等,以及与能量代谢相关的ATP酶、甘油醛-3-磷酸脱氢酶等表达量增加,而与生长相关的果胶酯酶表达量减少,这些蛋白质的变化对于探讨人参根的生长发育规律有重要意义。

不同年限园参和石柱参不同部位人参皂苷的含量测定

目的:在人参皂苷的生产中,根据其不同部位、不同产地、不同年限的差异选择适宜的提取分离样品。方法:采用HPLC法测定不同产地园参和石柱参不同部位人参皂苷化合物的含量。结果:提取人参皂苷Rg1时建议优先选择桓仁7年生园参;提取人参皂苷Re时建议选用低年限的人参样品;提取人参皂苷Rb1时建议选用须根。结论:不同年限、不同产地、不同部位的人参皂苷含量差异较大,研究为增加人参皂苷的提取率、降低生产成本提供参考。

显微定量法鉴别林下山参和园参

目的通过显微定量法对林下山参和园参进行鉴别研究。方法以人参中的显微特征物(草酸钙簇晶和树脂道碎片)的数量为指标,对不同批次的林下山参和园参进行显微定量及鉴别研究。结果林下山参中所含草酸钙簇晶的数量范围是为172~383个/mg,平均数量是273个/mg,园参中的数量范围是33~144个/mg,平均数量是79个/mg,二者差异显著;林下山参中所含树脂道碎片的数量范围是61~205个/mg,平均数量是112个/mg,园参中的数量范围是68~164个/mg,平均数量是114个/mg,二者无明显差异。结论林下山参和园参中含有的草酸钙簇晶和树脂道碎片可作为特征物进行显微定量研究,其中草酸钙簇晶的数量可以用于鉴别林下山参和园参。