CN107432199A - 利用光质照射提高药用菊花有效成分含量的方法 - Google Patents

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齐力旺
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Abstract

本发明提供一种利用光质照射提高药用菊花有效成分含量的方法。包括如下步骤：(1)在药用菊花种植田上空设立红光光源；(2)在药用菊花生长期内，定时开启光源，对植株进行照射处理。本发明还提供了由以上方法培植的药用菊花，其有效成分绿原酸含量较未进行光源照射的药用菊花相比增加25％，3,5‑0‑二咖啡酰基奎宁酸含量增加18％；木犀草苷含量增加24％。本发明的方法，可以极大的提高药用菊花中有效成分的含量，并且简单易实施，光照时间短，能耗低，具有很好的推广前景和经济价值。

Description

利用光质照射提高药用菊花有效成分含量的方法
技术领域
本发明涉及农业种植领域，具体涉及一种利用光质照射提高药用菊花有效成分含量的方法。
背景技术
药用菊花为菊科(Chrysanthemum morifolium)多年生草本植物，以头状花序入药，为大宗常用中药,有疏风散热、清肝明目的功效，主治外感风热、头晕头痛等症。现代药理学研究表明，药用菊花具有抗菌、抗炎、抗氧化、舒血管、降血脂、抗肿瘤、等多种药理作用，据报道，药用菊花中一些由木犀草素和芹菜素组成的苷具有抗癌和抗艾滋的活性。药用菊花全国各地均有栽培，其中著名的有安徽的亳菊，浙江的杭白菊，河南的怀菊花，河北的祁菊花等等，为我国重要的中药材，远销港澳台及世界各地。
目前药用菊花种植面临的问题是，随着人口增加和现代化基础实施的建设，土地资源减少、生态环境恶化，部分野生中药材资源流失、枯竭。这样，中药材种植已成为我国药材的主要来源。然而，种植技术落后，经营管理粗放，滥用化肥、农药和化学药物添加剂促进中药材生长，一方面造成中药材农药残留过多，而本身的有效药用成分含量降低，严重影响药品疗效。因此，发明人做了大量在药用菊花种植期内利用光质照射增加药用菊花有效成分含量的研究。利用光照时间来调节观赏菊花的开花时间在过去五六十年来已经广泛应用在商用温室中，但在药用菊花上少有报道。而用光质照射来增加药用菊花的有效成分含量尚未有相关的研究。
发明内容
随着人口增加，土地资源减少、生态环境恶化，在药用菊花种植中滥用化肥、农药和化学药物添加剂促进生长，造成药用菊花中农药残留过多、有效药用成分含量降低。
为此，本发明针对以上问题，提出了一种利用光质照射提高药用菊花中有效成分含量的新技术。通过光质照射后的怀菊花，其有效药用成分较未进行照射的怀菊花，增加绿原酸含量25％，是国家中医药规定的最低含量标准的2.35倍；可增加3,5-0-二咖啡酰基奎宁酸含量18％,是最低含量标准的1.55倍；可增加木犀草苷含量24％,是最低含量标准的1.26倍，此方法安全有效且保证了怀菊花的药用价值。
具体来说，本发明提出了如下技术方案。
本发明提供了一种利用光质照射提高药用菊花中有效药用成分的方法，包括如下步骤：
(1)在药用菊花种植田上空设立红光光源；
(2)在药用菊花生长期内，定时开启光源，对植株进行照射处理。
优选的，以上所述的方法中，所述光源在到达植物时的光强在400-900μmol·m-2·s-1之间。
优选的，以上所述的方法中，所述光源的波长在440-660nm之间。
优选的，以上所述的方法中，所述光源的功率在60-200W之间。
优选的，以上所述的方法中，步骤(1)中所述光源距离地面高度为2-3米。
优选的，以上所述的方法中，步骤(1)中所述光源距离地面高度优选为2米。
优选的，以上所述的方法中，步骤(1)中光源的左右及前后间距各为1-3米。
优选的，以上所述的方法中，步骤(1)中光源的左右及前后间距优选为各为2米。
优选的，以上所述的方法中，步骤(2)中所述药用菊花生长期，优选为药用菊花即将形成花蕾时开始，直到药用菊花花期结束，总共照射天数为30-50天。
优选的，以上所述的方法中，步骤(2)中所述定时开启光源的时间为每天00:00至04:00之间。
优选的，以上所述的方法中，步骤(2)中所述的照射处理时间优选为20至60min。
优选的，以上所述的方法中，所述的药用菊花包括：杭菊、贡菊、亳菊、滁菊、怀菊、济菊、祁菊
本发明还提供了由以上方法培植的药用菊花，其有效成分绿原酸含量较未进行光源照射的药用菊花相比，提高25％，是国家中医药规定最低含量标准的2.35倍；提高3,5-0-二咖啡酰基奎宁酸含量18％,是最低含量标准的1.55倍；增加木犀草苷含量24％,是最低含量标准的1.26倍。本发明的方法，可以极大的提高药用菊花中有效成分的含量，并且简单易实施，光照时间较短，成本低廉，具有很重要的推广前景和经济价值。
附图说明
图1为不同光质对药用菊花绿原酸(左)和3,5-0-二咖啡酰基奎宁酸(右)影响的箱形图，虚线为国家中医药规定最低含量。
图2为不同光质对药用菊花木犀草苷影响的箱形图，虚线为国家中医药规定最低含量。
具体实施方式
药用菊花中的有效药用成分主要有：黄酮类化合物、绿原酸和3,5-0-二咖啡酰基奎宁酸、木犀草苷等，各栽培品种药用菊花中均含有丰富的绿原酸成分，由于药用菊花成分复杂，难以分离出单体，其中绿原酸的分离提取较好，测定方法成熟，简单易行，且药用菊花中绿原酸的药理活性与药用菊花的药用功效相符，是有效成分之一，因此，绿原酸含量是药用菊花质量控制的一项重要指标。一般来说，绿原酸含量较低的药用菊花，香气偏弱，花序多破碎，色泽偏暗，多呈浅棕色或浅棕褐色。
如上所述，本发明采用在药用菊花种植田上空设立红光光源，对药用菊花进行定期定时光照的方法，提高药用菊花中有效成分的含量。本试验在河南温县保和堂药用菊花种植地完成。选择生长旺盛的大田，安排一个含有三个处理，四次重复(区组)的完全随机区组设计。三处理分别是：不设立光源的对照小区(C)；设立远红外光源小区(FR)；设立红光光源小区(R)。每一小区面积为1x1-3x3平米。每一区组架一牢固电线通过每一小区，在R小区上空设立红光光源，在FR小区上空设立远红外光源，高度为1-3米；C小区不设立光源，菊花自然生长。
具体实施方法：
所有的处理和灯光在9月23日安装完成，此时大部分菊花顶端已形成花蕾。
灯光处理如下：
FR处理小区在每天14:00-16:00开启；R处理小区在每天00:00-04:00之间开启。之后每2-3天观测和记录所有小区组药用菊花花蕾发育情况。随着所有处理小区中的药用菊花全部开花，观测在11月7日结束，共计45天。其它栽培管理措施与生产中一致。
在药用菊花花期结束，进行采集，分别在每一处理小区采集花朵，带回实验室做质量分析，利用高效液相色谱法分别对绿原酸，木犀草苷和3,5-0-二咖啡酰基奎宁酸做含量检测，检测方法及标准均按照药典规定进行。
将检测数据使用SAS PROC MIXED进行统计分析,区组为随机效应，处理为固定效应。处理之间的比较用Tukey’s test,α＝0.05。处理与最低标准含量(zi)比较用LSMEANS(yi-zi)，其中yi为检测值。统计结果表明，第一，红光照射处理菊花的绿原酸含量比对照有显著增加(P＝0.013)；比远红外处理增加更多P＝0.001(图1A)。然而，它们都高于国家中医药规定的最低含量标准(0.2％),显著程度均小于0.001。第二，3，5-0-二咖啡酰基奎宁酸的含量结果与绿原酸含量趋势类似(图1B)，但是处理之间差异不显著(P>0.06)；有趣的是，有效含量在红光照射下或在对照时显著高于最低含量标准(0.7％)。很明显，有效含量在FR处理下与0.7％无差异。另外，必需指出的是菊花在对照和FR处理中含量变异极大。第三，木犀草苷含量虽然处理之间差异不显著(P＝0.22)，但是，在红光处理下的菊花有效含量显著高于(P＝0.046)国家中医药规定的最低含量标准(0.08％)(图2)。
实施例1
(1)选择生长旺盛的大田，随机选取面积为2x2平米作为R小区，在R小区上空设立60W红光光源，波长调节为440nm，高度为2米。
(2)在大部分药用菊花顶端已形成花蕾时，从9月23日开始做灯光处理，如下：
R(红光灯)小区的灯光在每天00:00-00:30开启。之后每2-3天观测和记录所有小区药用菊花花蕾发育情况。随着所有处理小区中的药用菊花全部开花，即11月1日观测结束。
(3)在药用菊花花期结束，采集R(红光灯)小区花朵，带回实验室做质量分析，分别对绿原酸，木犀草苷和3,5-0-二咖啡酰基奎宁酸做含量检测。
实施例2
(1)选择生长旺盛的大田，随机选取面积为1x1平米作为R小区，在R小区上空设立120W红光光源，波长调节为550nm，高度为2.3米。
(2)在大部分药用菊花顶端已形成花蕾时，从9月23日开始做灯光处理，如下：
R(红光灯)区组的灯光在每天00:00-01:00开启。之后每2-3天观测和记录所有小区药用菊花花蕾发育情况。随着所有处理小区中的药用菊花全部开花，即11月7日观测结束。
(3)在药用菊花花期结束，采集R(红光灯)小区花朵，带回实验室做质量分析，分别对绿原酸，木犀草苷和3,5-0-二咖啡酰基奎宁酸做含量检测。
实施例3
(1)选择生长旺盛的大田，随机选取面积为2.5x2.5平米作为R小区，在R小区上空设立150W红光光源，波长调节为600nm，高度为3米。
(2)在大部分药用菊花顶端已形成花蕾时，从9月23日开始做灯光处理，如下：
R(红光灯)小区的灯光在每天03:15-04:00开启。之后每2-3天观测和记录所有小区组药用菊花花蕾发育情况。随着所有处理小区中的药用菊花全部开花，即11月1日观测结束。
(3)在药用菊花花期结束，采集R(红光灯)小区花朵，带回实验室做质量分析，分别对绿原酸，木犀草苷和3,5-0-二咖啡酰基奎宁酸做含量检测。
实施例4
(1)选择生长旺盛的大田，随机选取面积为2x2平米作为R小区，在R小区上空设立200W红光光源，波长调节为660nm，高度为3米。
(2)在大部分药用菊花顶端已形成花蕾时，从9月23日开始做灯光处理，如下：
R(红光灯)小区的灯光在每天00:00-08:00开启。之后每2-3天观测和记录所有小区组药用菊花花蕾发育情况。随着所有处理小区中的药用菊花全部开花，即11月7日观测结束。
(3)在药用菊花花期结束，采集R(红光灯)小区花朵，带回实验室做质量分析，分别对绿原酸，木犀草苷和3,5-0-二咖啡酰基奎宁酸做含量检测。
对比例1
(1)选择生长旺盛的大田，随机选取面积为2x2平米作为FR小区，在FR小区上空设立40W远红外光源，波长为760nm，高度为2米。
(2)在大部分药用菊花顶端已形成花蕾时，从9月23日开始做灯光处理，如下：
FR(远红外灯)小区的灯光在每天14:00-16:00开启。之后每2-3天观测和记录所有小区药用菊花花蕾发育情况。随着所有处理小区中的药用菊花全部开花，即11月7日观测结束。
(3)在药用菊花花期结束，采集FR(远红外灯)小区花朵，带回实验室做质量分析，分别对绿原酸，木犀草苷和3,5-0-二咖啡酰基奎宁酸做含量检测。
对比例2
(1)选择生长旺盛的大田，随机选取面积为2x2平米作为C小区，在C小区上空不设立光源，不进行照射，该区域内的菊花自然生长。
(2)在药用菊花花期结束，C(对照组)小区花朵，带回实验室做质量分析，分别对绿原酸，木犀草苷和3,5-0-二咖啡酰基奎宁酸做含量检测。
测定结果见表1。
表1实施例1-4及对比例1-2检测结果
从表1可以看出，利用本发明实施例1至3所得的药用菊花，其有效成分：绿原酸、木犀草苷及3,5-0-二咖啡酰基奎宁酸的质量含量较对比例1和对比例2有显著提高。实施例4中虽对菊花照射时间延长到八小时，但菊花中有效药用成分的含量与对比例1相比并未显著增加，可见红光照射时间的控制对菊花中药用有效成分的增加起到很关键的作用。通过实施例1至4可以看出，利用红光照射生长期内的药用菊花，且照射时间在20-60min，光强控制在400-900μmol·m-2·s-1对菊花中药用有效成分的增加起到了显著的作用。实施例5中利用远红外光照射后的药用菊花有效成分含量与对照无差别。可见利用红光在药用菊花生长期内定时定量照射可有效提高药用菊花有效成分的含量。并且实施方法简单易行，照射时间短，能源消耗小，对植物无毒无害，具有很好的推广前景。
以上所述，仅是本发明实施的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡在本发明的精神和原则之内所做的修改、等同替换和改进等，均需要包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种通过光源照射提高药用菊花有效成分含量的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)在药用菊花种植田上空设立红光光源；(2)在药用菊花生长期内，定时开启光源，对植株进行照射处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述光源到达植株的光强在400-900μmol·m-2·s-1之间。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述光源的波长为440-660nm。
4.根据权利要求1-3所述的方法，其特征在于：所述光源的功率为60-200W。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于：所述光源距离地面高度为2-3米。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于：所述光源间的左右及前后间距各为1-3米。
7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于：步骤(2)中所述药用菊花生长期，为药用菊花即将形成花蕾时开始，直到药用菊花花期结束，照射时间为30-50天。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于：步骤(2)中所述定时开启光源的时间为每天00:00至04:00之间。
9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于：步骤(2)中所述的照射处理时间为20-60min。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法，其特征在于：所述光源可选用波长可调节光源。
11.根据权利要求1-10任一项所述的方法，其特征在于：所述药用菊花包括：杭菊、贡菊、亳菊、滁菊、怀菊、济菊、祁菊。
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