國立臺灣大學生物資源暨農學院農藝學系 博士論文
Department of Agronomy
College of Bioresources and Agriculture National Taiwan University
Doctoral Dissertation
當歸、丹參優良農業操作栽培體系之建立及其 有效成分生理活性之研究
Establishment of Good Agricultural Practice and Study on Physiological Activity of the Active Ingredients in
Angelica acutiloba and Salvia miltiorrhiza
張同吳
Tung-Wu Chang
指導教授：盧虎生 博士、曾英傑 博士 Advisor: Dr. Huu-Sheng Lur, Dr. Yin-Jeh Tzeng
中華民國 103 年 7 月
July, 2014
致謝
這是人生中一段充滿挑戰與感恩的漫長旅程，由衷感謝二位指導教授盧虎生 博士與慈濟大學曾英傑博士悉心指導，獲益匪淺，使本論文得以如期完成，稿成 復蒙黃鵬場長、胡澤寬教授、張孟基教授、盧美光教授之詳加斧正與建議，謹致 上最深的謝意。
感謝花蓮區農業改良場侯前場長福分的鼓勵薦送進修，現任黃鵬場長在詴驗 研究上的鼎力支持，場內長官范美玲副場長、宣大帄秘書、施清田課長以及退休 的周明和股長的支持與鼓勵。感謝張榮乾先生不辭辛勞率領田間短工“小姐們”
協助田間種植、管理、收穫及考種等工作，助理林志遠先生、賴思羽小姐協助當 歸與丹參的田間詴驗調查與成分分析等工作，慈濟大學林玨羽同學協助腫瘤細胞 之相關詴驗。感謝紀進池理事長及王燕惠女士伉儷、李建新博士、蕭瑞煌先生、
郭建昇先生、溫光亮牧師、王連泉先生、林東海先生等人在場外詴驗的協助，感 謝在這段艱辛日子中協助我的貴人、朋友們，謝謝你們的協助與鼓勵，使本論文 得以順利完成，特此致上誠摯謝意。
長達九年的博士生生涯，走過了生命中許多的起起落落，感謝家人一路上的 體諒與扶持，特別是妻子玉真每天為我的論文禱告，堅固我對上帝的信心，寶貝 女兒以琳貼心給我這老爸鼓勵並用功唸書，讓我無後顧之憂，而這幾年來父親與 兄弟姊妹們也都給予持續的關心與鼓勵，家人的愛成為我前進的最大動力。
「曠野和乾旱之地必然歡喜，沙漠也必快樂，又像玫瑰開花，必開花繁盛，
樂上加樂，而且歡呼。... 在曠野必有水發出，在沙漠必有河湧流。」
（以賽亞書 35: 1, 2, 6）
「我們曉得萬事都互相效力，叫愛神的人得益處。」，感謝上帝的恩典與保守，
願將一切的榮耀、頌讚都歸給天上的父神！
目錄
口詴委員會審定書 ………i
致謝 ………ii
目錄………iii
圖目錄………iv
表目錄………vi
壹、緒論 ………1
貳、當歸優良農業操作栽培體系之建立 ………6
一、摘要 ………7
二、前言 ………9
三、材料與方法………12
四、結果與討論………17
五、結論………29
六、參考文獻………30
參、丹參優良農業操作栽培體系之建立 ………49
一、摘要………50
二、前言………53
三、材料與方法………56
四、結果與討論………61
五、結論………71
六、參考文獻………72
肆、當歸、丹參之有效成分對抑制腫瘤細胞及生理活性之探討………92
一、摘要………93
二、前言………95
三、材料與方法………98
四、結果與討論 ………102
五、結論 ………108
六、參考文獻 ………109
伍、總結 ………131
圖目錄
貳、當歸優良農業操作栽培體系之建立
圖 2-1、阿魏酸(ferulic acid)與藁本內酯(Z-ligustilide)的化學構造式 …………32
圖 2-2、當歸有效成分之 HPLC 指紋圖譜 ………33
圖 2-3、當歸不同生育階段的植株形態 ………33
圖 2-4、 2007-2009 年花蓮地區的月帄均溫度之比較 ………35
圖 2-5、2007-2009 年花蓮地區的月帄均降雨量之比較 ………35
圖 2-6、花蓮地區生產之當歸與市售當歸有效成分阿魏酸(A)與藁本內酯(B)含 量之比較 ………36
圖 2-7、當歸在不同生育階段農藝性狀之變化情形 ………37
圖 2-8、當歸不同生育階段有效成分含量之變化情形 ………38
圖 2-9、當歸不同生育期有效成分及抗氧化能力之變化情形………39
圖 2-10、當歸抽花時將花苞剪除進行比較詴驗………40
圖 2-11、當歸不同種植方式的有效成分阿魏酸及藁本內酯含量比較 …………40
參、丹參優良農業操作栽培體系之建立 圖 3-1、丹參酚酸 B (salvianolic acid B)與丹參酮 IIA (tanshinone IIA)的化學構造 式 ………73
圖 3-2、丹參有效成分之 HPLC 指紋圖譜 ………74
圖 3-3、丹參的植株形態 ………75
圖 3-4、花蓮地區與市售有效成分丹參酚酸 B 及丹參酮 IIA 含量之比較 ……76
圖 3-5、丹參在不同生育期之丹參酚酸 B、丹參酮 IIA 含量及抗氧化能力變 化………77
圖 3-6、丹參不同種植時期的有效成分丹參酚酸 B 及丹參酮 IIA 含量之比 較………78
圖 3-7、丹參不同有機質肥料量處理的有效成分丹參酚酸 B、丹參酮 IIA 含量 及抗氧化能力之比較……… 79 圖 3-8、丹參不同種植方式的丹參酚酸 B、丹參酮 IIA 含量及抗氧化能力之比 較 ………80
圖 3-9、丹參不同蝦蟹殼粉施用量的丹參酚酸 B、丹參酮 IIA 含量及抗氧化
能力之比較 ………81
圖 3-10、丹參不同部位有效成分含量之比較………82
圖 3-11、丹參不同根徑大小之有效成分含量之比較………83
圖 3-12、丹參不同收穫期的根部外觀比較………84
圖 3-13、丹參不同耕作制度的有效成分丹參酚酸B及丹參酮IIA含量比較 ...85
肆、當歸、丹參之有效成分對抑制腫瘤細胞及生理活性之探討 圖 4-1、當歸、丹參萃取物抑制腫瘤細胞詴驗流程圖 ………114
圖 4-2、WST-1 assay 詴驗流程圖 ………115
圖 4-3、丹參不同萃取物與濃度對抑制 A cell 腫瘤細胞之比較 ………116
圖 4-4、丹參不同萃取物與濃度對抑制 MSG-2 腫瘤細胞之比較 ………117
圖 4-5、當歸不同萃取物與濃度對抑制 A cell 腫瘤細胞之比較 ………118
圖 4-6、當歸不同萃取物與濃度對抑制 MSG-2 腫瘤細胞之比較 ………119
圖 4-7、丹參與當歸萃取物聯合使用 60 小時對肝癌細胞 HepG2 之抑制情形 .120 圖 4-8、當歸萃取物與順鉑聯合使用 60 小時對肝癌細胞 HepG2 之抑制情形.121 圖 4-9、丹參萃取物與順鉑聯合使用 60 小時對肝癌細胞 MSG2 之抑制情形..122
圖 4-10、丹參酮 IIA 與白藜蘆醇的化學構造式 ………123
圖 4-11、 HepG2 細胞經不同處理後之形態變化 ………124
圖 4-12、丹參酮 IIA、反式白藜蘆醇及二者聯用對細胞凋亡的效應…………125
圖 4-13、丹參酮 IIA、反式白藜蘆醇及二者聯用對細胞週期的影響…………126
圖 4-14、丹參酮 IIA、反式白藜蘆醇及二者聯用對 DNA 斷裂的影響 ………126
表目錄
貳、當歸優良農業操作栽培體系之建立
表 2-1、當歸不同栽培地區與年份對農藝性狀之比較 ………41
表 2-2、當歸不同栽培地區與年份的有效成分含量比較 ………42
表 2-3、花蓮地區生產與市售當歸元素含量比較 ………43
表 2-4、當歸不同種植時期的農藝性狀比較 ………43
表 2-5、當歸不同種植時期的有效成分含量之比較 ………43
表 2-6、當歸不同生育時期的農藝性狀調查 ………44
表 2-7、當歸不同有機質肥料施用量的農藝性狀之比較 ………44
表 2-8、當歸不同有機質肥料施用量的有效成分含量及抗氧化能力之比較 …45 表 2-9、當歸不同栽培密度的農藝性狀比較 ………45
表 2-10、當歸不同栽培密度的有效成分含量比較 ………46
表 2-11、剪花與不剪花對當歸農藝性狀及有效成分含量的影響 ………46
表 2-12、覆蓋資材對當歸農藝性狀之影響 ………47
表 2-13、覆蓋資材對當歸有效成分含量及抗氧化能力之影響… ………47
表 2-14、當歸不同種植方式的農藝性狀比較 ………48
參、丹參優良農業操作栽培體系之建立 表 3-1、丹參不同栽培地區的農藝性狀比較 ………86
表 3-2、丹參不同栽培地區的有效成分含量比較 ………86
表 3-3、丹參不同生育時期的農藝性狀比較 ………87
表 3-4、丹參不同種植時期的農藝性狀比較 ………87
表 3-5、丹參不同有機質肥料處理的農藝性狀比較 ………88
表 3-6、丹參不同種植方式的農藝性狀比較 ………88
表 3-7、丹參不同栽培密度的農藝性狀比較 ………89
表 3-8、丹參不同栽培密度的有效成分含量比較 ………89
表 3-9、丹參不同蝦蟹殼粉施用量的農藝性狀比較 ………90
表 3-10、丹參不同收穫期的農藝性狀比較 ………90
表 3-11、丹參不同收穫期有效成分含量之比較 ………91
肆、當歸、丹參之有效成分對抑制腫瘤細胞及生理活性之探討
表 4-1、當歸、丹參萃取條件及代號一覽表 ………127
表 4-2、當歸不同萃取條件的有效成分含量比較 ………127
表 4-3、丹參不同萃取條件的有效成分含量比較 ………128
表 4-4、當歸萃取物對不同腫瘤細胞 50％抑制濃度之比較………128
表 4-5、丹參萃取物對不同腫瘤細胞 50％抑制濃度之比較………129
表 4-6、丹參酮 IIA 與白藜蘆醇二者聯用與順鉑對 HepG2 腫瘤細胞 IC50之比 較………129
表 4-7、丹參酮 IIA、白藜蘆醇二者不同比例之混合物及時間在 IC50之協同效 應………130
伍、總結………131
壹、緒論
近年來臺灣積極推動中草藥種植，但中草藥種類與生產量仍不敷國內所需，大部 分中藥材仍需倚賴進口才能滿足臺灣市場的需求，目前中草藥推廣栽培面積仍不足，
也因此臺灣的中草藥生產仍有很大的發展空間。近幾年臺灣每年當歸的進口量為 1000 多公噸，每年進口的金額約為 9 千萬~1 億元左右；丹參的進口量為 126 噸至 170 噸，
每年進口的金額約為 400~500 萬元之間，此二種藥材的市場需求量很大，主要進口國 為中國。然而進口中藥材常有農藥殘毒、重金屬及不當炮製等安全的問題，在中草藥 市場更常有「一日三市」之現象，藥材的價格與品質波動很大，影響國內中草藥產業 之發展，因此穩定生產與提供安全、優質之中藥材，為目前重要的課題。臺灣當歸與 丹參的主要栽培地區在花蓮，至 2013 年當歸的推廣面積為 60 公頃，丹參為 20 公頃，
主要種植在花蓮的吉安、壽豐、光復、瑞穗、卓溪、玉里、富里等鄉鎮，但生產的中 草藥品質與產量，在不同栽培地區仍有參差不齊的現象，因此需建立一套適合臺灣的 當歸與丹參之優良農業操作體系，提供農民生產高產量、品質穩定以及有效成分含量 高的當歸與丹參等中藥材，不僅可提供國內消費者、中醫藥業者、生技業者以及藥廠 等利用，亦可活化部分休耕農地，滿足國內對中藥材之需求，逐步減少對進口藥材的 倚賴，進而達到藥材自給自足的目標，並促進臺灣中草藥產業之發展。
台灣的氣候較高溫多濕，在農作物的栽培上較易有病蟲害為害，以往為了增加產 量，大量使用化學合成農藥及肥料，造成農業生態環境日益惡化，許多農藥施用不當 造成農藥殘留，蓄積在人體中危害人體健康，因此，近幾年來農政單位致力於安全農 業及有機農業之推展，希望合理的施用有機質肥料或利用生物性藥劑，少施或不施化 學農藥與肥料，來生產優質、安全之農產品。
在保健植物方面，近年積極推動發展安全與優良之栽培模式，以生產安全之中草 藥產品。目前推行優良農業操作（Good Agricultural Practice；簡稱 GAP）可分為兩種 不同概念之系統。第一種為推動產銷履歷驗證制度中之臺灣良好農業規範(TGAP)；另 一種為概念式的優良農業操作，是各詴驗改良場所或大專院校爲提供農民栽培中草藥 優良農業栽培操作模式。產銷履歷驗證制度中之臺灣良好農業規範(TGAP)，為行政院 農業委員會依據「農產品生產及驗證管理法」所推動，為確保農產品安全性及可信賴 性，所推動的自願性農產品產銷履歷驗證制度，制度中各項實施作物品項制定包括
「生產流程圖」、「風險管理表」及「查核表」等部份，供農民於栽培流程中控管各 項操作方式，著重在農產品農藥殘留量、重金屬含量皆能符合安全標準。產銷履歷推 動建立於良好農業規範(TGAP)、第三者認驗證制度及資訊化之追溯體系，農民需申請
驗證及投入驗證成本。主要是為了因應近年來層出不窮的農產品安全事件，強調的農 產 品 安全 管制制度，透過 良 好農業 規 範（Taiwan Good Agriculture Practice ，簡稱 TGAP）的實施及驗證，以及建立履歷追溯體系（Traceability，食品產銷所有流程可追 溯、追蹤制度）兩種作法，前者旨在降低生產過程及產品之風險（包括食品安全、農 業環境永續、從業人員健康等風險），後者目的除在賦予產銷流程中所有參與者明確 責任，尚可作為一旦食品安全事件發生時，快速釐清責任並及時從市場中移除問題產 品，降低該等事件對消費者的危害，期能透 TGAP 的栽培模式的建立，生產符合市場 所需，與世界接軌的安全保健植物原料及產品。本項制度較著重於安全，申請驗證通 過後有標章可貼於產品上供消費者鑑別。農委會為推動作物生產履歷制度，並制定 TGAP 之標準作業準則，目前在保健作物方面已有紅棗、山藥、牛蒡、桑椹、枇杷、
落神葵、葉用枸杞、仙草、及金線蓮等藥用或保健相關作物，已建立有機栽培或一般 慣行栽培之 GAP 模式提供農民使用，以生產安全優質之農產品。
第二種為概念式的優良農業操作是以提高中草藥產量、品質與安全為目標，此項 栽培操作模式為各詴驗改良場所或大專院校等研究單位，經長年田間詴驗結果所制定 之操作模式或準則，以增進作物的產量與品質為主要目標，但在詴驗過程中會以合理 化的施肥方式及正確使用病蟲害防治藥劑等，生產優質、安全的中草藥。因此本項優 良農業操作栽培體系，從中草藥基原植物之鑑定，選擇正確的中草藥基原植物、優良 品種的選育與推薦、栽培繁殖體系之建立，從播種、育苗、種植環境、種植時期、種 植方式、肥料施用量、病蟲害管理、安全用藥、收穫適期、栽培制度的建立、有效成 分含量分析及收穫後之調製、加工、貯藏及包裝等，建立標準化操作模式，達到適地 適作，提供農民參考，生產高品質、安全之藥材。本類之優良農業操作（GAP），是 一項提供農民參考之優良模式，但並不是驗證制度，與第一項官方強調生產履歷、回 溯追蹤農產品安全之 TGAP 訴求與功能不盡相同，但經由栽培過程中的各項的操作程 序，管控作物生長環境與使用之資材等，亦是以生產安全的農產品為最終目標，使生 產者與消費者共創雙贏之局面，進而達到永續農業經營目的。
當歸(Angelica acutiloba)自日本引進臺灣種植已有 60 年歷史，主要集中在花東地 區零星栽培，故在臺灣其實早已有當歸的栽培與食用，但在市場上並不普遍使用與推 廣。花蓮區農業改良場自 2000 年開始建立當歸的優良農業操作栽培體系，輔導轄區農 民生產安全優良之藥材，提供消費者使用，而當歸的優良農業操作栽培體系之建立，
材。當歸(Angelica spp.) 為繖形科多年生草本植物，《神農本草經》中將之列為中品 藥，為一使用很廣泛的傳統中藥材，當歸入藥開始記載於《神農本草經》，稱為乾 歸，使用歷史已超過 2,000 年以上，利用部位為根部，有活血補血、調經止痛及潤腸 通便等功效(Zhao et al., 2003)。近年來在藥理之研究及臨床上主要應用於貧血、高血 壓、慢性氣管炎、氣喘及心血管疾病(Lin et al., 1998)；促進血液循環、調節免疫系統 (Zhao et al., 2003)。當歸目前被分離證實之化合物種類達 70 種以上，主要成分為揮發 油、butylidenephthalide、醣類、氨基酸及 bergaptene 等（顏，1985）。其中最主要的 生理活性成分為阿魏酸 (ferulic acid)、藳本內酯 (Z-ligustilide)及 phthalides 等成分(Lin et al., 1998)。其有效成分阿魏酸屬於酚類化合物，具有抑制血小板凝集、增進心血管血 液流量、抗氧化、抗菌、抗發炎、抗癌及抗血栓等功能(Lu et al., 2005)。藳本內酯為芳 香類揮發油之酯類化合物，具有抑制血小板凝集、鬆弛子宮、預防婦科疾病、治療月 經失調及高血壓等功能(Lu et al., 2005)。為使當歸之品質標準化與產業化，利用當歸的 二個生理活性成分阿魏酸 與藳本內酯含量作為品質評估的標準 (Tianniam et al., 2010)。因此，以有效成分阿魏酸與藁本內酯含量進行探討，以瞭解當歸的生育特性，
作為當歸在栽培利用與品質評估之參考依據。
臺灣目前種植的丹參為 S. miltiorrhiza ，為正品丹參，主要栽培地區在花蓮地區，
近幾年來花蓮區農業改良場致力於建立適合臺灣的丹參優良農業操作栽培體系，解決 不同地區栽培管理上所面臨的問題，輔導轄區農民生產安全優良之藥材，提供給消費 者使用，而丹參的優良農業操作栽培體系之建立，不僅可穩定其產量，其有效成分含 量甚至更勝於市售進口者，可提供給國人作為安全優質的保健中藥材。丹參利用部位 為根部，為一傳統之中藥材，『神農本草經』列為上品生藥，廣泛用於婦女月經失 調、失眠、關節炎及心血管、血液類等之疾病，『本草綱目』有「一味丹參功同四物 湯」之記載（陸和黎，1993）。現代之研究顯示其對於抗腫瘤、抗菌、冠心病、特別 是心血管方面如心絞痛、和心肌梗塞有良好的治療功用(Gu et al., 2007)。丹參具有很 強的抗氧化能力，對心血管疾病之預防有很大的助益(Weng and Gordon, 1992; Zhao et al., 1996)；丹參之有效活性成分主要分為水溶性及脂溶性化合物等二大類，水溶性之 化合物主要為酚類化合物如丹參酚酸 B (salvianolic acid B)等，脂溶性化合物主要為丹 參酮類(tanshinones)，包括隱丹參酮 (cryptotanshione)、丹參酮 I、丹參酮 II 及丹參酮 II A 等(Liu et al., 2007)。丹參酮 IIA 有促進血液循環之功效(Gu et al., 2004)；丹參酚酸 B 有清除自由基及保護因局部缺血對心臟及腻部之傷害(Gu et al., 2007)。由學者之研究
丹參對於心血管方面具有很好的療效，具發展為心血管疾病保健用之食材與保健產品 潛力的中藥草之一。
最近很多研究企圖合併使用兩種藥劑來進行協同效應，本研究中，以丹參酮ⅡA 與反式白藜蘆醇合併使用在 HepG2 肝癌細胞的細胞毒素活性，並與順鉑藥物比較，並 對其作用機制進行初步的研究與探討，證實二種天然物聯用對抑制 HepG2 肝癌細胞有 協同效應。丹參酮 IIA 是一種植物防禦素 (phytoalexin)，是丹參(Salvia miltiorrhiza Bunge)中主要的脂溶性成分，為一個植物藥 (phytomedicine)，在傳統亞洲民間醫療系 統主要作為藥膳料理，臨床治療各種心血管疾病，如心絞痛 (angina pectoris)、心肌梗 塞 (myocardial infarction)、動脈粥樣硬化 (atherosclerosis)或凝血異常 (blood clotting abnormalities)。研究證實丹參酮 IIA 可抑制人類胃癌、結腸癌、乳腺癌、卵巢癌、肺 癌、血癌等細胞株的增殖(Chen et al., 2012; Su et al., 2008; Wang et al., 2005; Jiao et al., 2011; Yun et al., 2013)，而最近研究指出，丹參酮 IIA 和它的天然類似物 (natural analogues)能對 HepG2 肝癌細胞產生細胞毒性作用(Lee et al., 2008)，主要是經由細胞凋 亡和細胞週期停止所產生。反式白藜蘆醇是一種天然酚類化合物，在葡萄皮、花生和 虎杖(Polygonum cuspidate)中含量豐富，其功能如同植物防禦素。多項研究指出反式白 藜蘆醇對心血管系統有所助益，它表現出很多生物活性，如抗炎 (anti-inflammation)和 抗癌 (anti-carcinogenesis)作用，抑制一些細胞株的增殖，如膀胱癌、乳腺癌、肝癌、
前列腺癌、以及黑色素瘤與白血病(Bai et al., 2010; Osman et al., 2012; Amiri et al., 2013;
Yin et al., 2013; Osmond et al., 2013; Siedlecka-Kroplewska et al., 2013)，主要是藉由誘導 細胞發生細胞凋亡或細胞週期停止之反應。
本研究之目的為建立當歸與丹參的優良農業操作栽培體系，探討如何利用栽培管 理技術提高保健作物的產量與品質，並經由有效成分的檢測進行品質管制，提供農民 在種植當歸與丹參的優良農業操作栽培依據，建立我國中草藥生產的準則，以生產優 質、安全的中草藥，提供中草藥業者、消費者等使用。本研究並萃取本土所生產的當 歸與丹參之有效成分，進行生理活性研究，瞭解有效成分在抗腫瘤細胞的作用機制，
證實保健作物的有效成分生理活性能有效抑制體外腫瘤細胞生長，誘發腫瘤細胞的細 胞凋亡效應，並可減少化療藥物之使用，提供未來開發保健產品以及天然植物藥的應 用。
貳、當歸優良農業操作栽培體系之建立
摘 要
本研究目的為建立當歸之優良農業操作栽培體系，探討不同栽培地區與栽培管理 方式對當歸產量與有效成分含量之影響，以生產根部產量高及有效成分含量高之當 歸。詴驗結果顯示： 2007-2009 年在花蓮縣五個不同地區所種植當歸的調查情形，單 株帄均根重以壽豐地區最高；阿魏酸 (ferulic acid)含量與藁本內酯 (Z-ligustilide)含量均 以玉里地區最高。以花蓮地區所生產的當歸與市售進口的當歸進行有效成分與營養元 素含量的比較，花蓮地區所生產的當歸有效成分阿魏酸含量比市售進口者為低，藁本 內酯含量則無顯著性差異；營養元素含量則花蓮生產的當歸比市售進口者為高。10 月 份為當歸種植適期，10 月份種植的當歸產量與有效成分含量均較高。當歸在盛花期的 根部產量最高，為最適收穫期。當歸的生育日數在農藝性狀上的表現，如株高、全株 重、根重以及根直徑等，皆以 205 天的生育日數較佳；在阿魏酸含量上亦以 205 天的 生育日數較高；而藁本內酯則以 160 天的生育日數較高。有機質肥料施用量建議以每 公頃施用 8,000 kg 之有機質堆肥可得最高產量。栽培密度以行株距 100 × 60 cm 的產量 最高。在當歸開花期間以剪花處理對當歸並無增產之效果。以不織布與雜草抑制蓆覆 蓋畦面處理之根部產量較高並可防除雜草。比較種子直播與育苗移植二種栽培方式，
以種子直播種植方式所生產的根直徑較大且無分支，但產量比育苗移植栽培者為低。
本詴驗研究結果可作為農民優良農業操作的參考。
關鍵詞：當歸、產量、品質、有效成分、阿魏酸、藁本內酯
Abstract
The purpose of this project was to develop good agricultural practice through studying the effects on the yield, quality and active ingredients in d ifferent cultivated areas and cultivation management of Angelica acutiloba. The characters of A.
acutiloba were measured and compared from harvests cultivated in five different areas within Hualien County from 2007 to 2009. In comparison of the average roo t weight of A. acutiloba, the highest value was obtained from roots cultivated in Shoufeng area. Those roots with highest active ingredient content of ferulic acid and Z- liguistilide were the harvest cultivated in Yuli area. It is also found October is the most appropriate cultivated period for A. acutiloba. Among the growth stages, the full bloom stage had the highest root yield, and this is the most suited period for harvest. As for comparison on the agronomic traits of different day lengths on growth, two hundred and five days had the highest value in plant height, root weight and root width. Those of two hundred and five growth days had the highest ferulic acid content in A.
acutiloba. Harvest of one hundred and sixty growth days had the highest Z-liguistilide content in A. acutiloba. In organic fertilizer trial, those with application rate at 8,000 kg ha-1 had the highest root yield. The planting density 100 × 60 cm had the highest root yield. There was no increase effect with cut flowers in the root yie ld of the flowering in A. acutiloba. The mulching treatment with non-woven fabric and weed control mat material had the highest root yield than other mulching material. The transplanting cultivation had higher root yield than direct seeding method, yet in the root diameter, the direct seeding was larger than transplanting. The good agricultur al practice of A. acutiloba will be introduced to farmers in the future in order to produce the high yield, stable quality, and high active ingredients contents of the A. acutiloba.
Key words：
Angelica acutiloba, yield, quality, active ingredient, ferulic acid, Z-liguistilide
前言
當歸(Angelica spp.) 為繖形科多年生草本植物，《神農本草經》中將之列為中品 藥，為一使用很廣泛的傳統中藥材，當歸入藥開始記載於《神農本草經》，稱為乾 歸，使用歷史已超過 2,000 年以上，利用部位為根部，有活血補血、調經止痛及潤腸 通便等功效(Zhao et al., 2003)。明代李時珍《本草綱目》記載：「當歸調血為女人要 藥。」，清代《本草經百種錄》亦指出：「當歸為血家必用之藥，...實為養血之要 品。」近年來在藥理之研究及臨床上主要應用於貧血、高血壓、慢性氣管炎、氣喘及 心血管疾病(Lin et al., 1998)；促進血液循環、調節免疫系統(Zhao et al., 2003)。在中國 的藥典中記載有超過 80 種以上的方劑以當歸為主要原料(Lu et al., 2005a)，在日本有 56 種以上複方使用當歸作為主要原料(Zhao et al., 2003)，在歐洲及美洲等國家亦以當 歸的根部作為婦女保健用的產品及化妝品之利用(Zhang and Cheng, 1989)。
當歸屬的植物在全世界約有 80 種(Lu et al., 2009)，常用的當歸種類有 A. sinensis、
A. acutiloba 及 A. gigas 等，A. sinensis 主要栽培於中國，A. acutiloba 主要分布於東亞及 日本，A. gigas 則分布於韓國地區(Zhao et al., 2003)。當歸的主要產區在中國，栽培種 類為 A. sinensis，中國的甘肅、雲南、四川及陜西為中國當歸的主要產區，其中又以甘 肅為最大產區，佔中國生產量的 80%以上，甘肅岷縣生產的當歸也最負盛名，品質最 佳。大和當歸（A. acutiloba）主要生產地為日本的和歌山縣、奈良、長野縣等地，為 日本藥局方之收載品，據學者研究指出，大和當歸的含糖量較高，與『神農本草經』
的收載品吻合。
臺灣在 1950 年代引進大和當歸（A. acutiloba）於臺灣東部地區推廣栽培，適應性 良好，惜因加工技術欠佳及農民改種金針等因素，一度僅有零星栽培。近年來由於國 內保健養生之風盛行，對於本土生產的保健中草藥需求增加，因此讓昔日曾在東部地 區推廣種植的當歸重現風華，近年來更在筆者及相關人員的研究與努力之下，建立當 歸的優良農業操作栽培體系，提升當歸的產量與品質，並已開發當歸多樣化保健產 品，目前已成為東部地區最具特色的保健作物之一。
當歸為多年生草本植物，全株具濃厚之辛香氣味，利用種子繁殖，發芽適溫為 15- 20℃，性喜冷涼氣候，忌高溫及陽光直射，帄地地區種植之植株由於溫度較高及日照 較強，使其生育情形較差，有提早開花之現象。當歸於種植後至翌年才採收其根部，
點為佳，土壤以排水良好、富含有機質之砂質壤土為宜。帄地種植之當歸植株在生育 中後期適逢夏季，陽光較強，溫度亦較高，植株生長不佳或提早開花，影響根部產量 及品質。當歸種植需作畦栽培，以利當歸根系之生長。整地前先將有機質肥料均勻撒 施於田間，再將有機質肥料翻犁至土壤中。當歸的根系較長，入土較深，整地時土壤 宜深耕並細碎土壤再作畦，畦高約 30 公分。作畦的方向以南北向為宜。當歸之利用為 根部，為了防範地下根部浸水，以作畦方式栽培方便植株之灌溉與排水，有利植株之 生長。
當 歸 目 前 被 分 離 證 實 之 化 合 物 種 類 達 70 種 以 上 ， 主 要 成 分 為 揮 發 油 、 butylidenephthalide、醣類、氨基酸及 bergaptene 等（顏，1985）。其中最主要的生理 活性成分為阿魏酸 (ferulic acid)、藳本內酯 (Z-ligustilide)及 phthalides 等成分(Lin et al., 1998)。當歸的生理活性成分含量及種類在不同物種間有差異存在，一般以 A. sinensis 的含量較高於 A. acutiloba (Zhao et al., 2003；Lu et al., 2005a, Cho et al., 2007)。
阿魏酸屬於酚類化合物，廣泛存在於番茄、胡蘿蔔、甜玉米、柑橘及稻米麩皮等 蔬果之中，在植物代謝過程中扮演重要角色，對於癌症、糖尿病、心血管疾病等具有 治療的效果(Srinivasan et al., 2007)。阿魏酸具有抗脂質過氧化作用，能清除自由基，
抑制氧化反應和自由基反應，並能與生物膜磷脂結合，保護膜脂質拮抗自由基對組織 的損害(Srinivasan et al., 2007)。當歸的有效成分阿魏酸，具有抑制血小板凝集、增進 心血管血液流量、抗氧化、抗菌、抗發炎、抗癌及抗血栓等功能(Lu et al., 2005b)。
藳本內酯為芳香類揮發油之酯類化合物，具有抑制血小板凝集、鬆弛子宮、預防 婦科疾病、治療月經失調及高血壓等功能(Lu et al., 2004)。藳本內酯主要分為 Z- ligustilide 及 E-ligustilide 二種，除存在於 A. sinensis、A. acutiloba 二種當歸中，亦存在 於川芎(Ligusticum chuanxiong)中，在 A. gigas 則沒有含藳本內酯成分(Lu et al., 2004)。
Z-ligustilide 在當歸的含量較高且穩定，而 E-ligustilide 在當歸的含量較少，因此常以 Z-ligustilide 作為當歸的有效成分指標之一(Lu et al., 2004)。
不同栽培地區對作物的二次代謝產物酚類化合物含量有顯著之差異 (Yu et al., 2003)。Tianniam et al. (2008)以當歸在日本不同栽培地區種植，不同栽培環境下，當歸 的產量與品質有顯著的差異。栽培地區是普遍認為影響當歸品質有關的重要因子 (Tianniam et al., 2010)。張 (2010) 探討黃芩在不同栽培環境下其產量與有效成分含量有 顯著性之差異。而其他作物如小麥，長期以來多作為糧食作物，但近年來的研究顯示 其麩皮的抗氧化能力很高，並具有保健功效。Yu et al. (2003)為瞭解栽培地區對小麥抗
氧化特性之影響，以小麥“Akron”品種栽培於不同環境，分析其麥麩萃取物 (bran extracts)之 DPPH 抗氧化能力、總酚類化合物(Total phenolic contents)等，小麥 “Akron”
品種之 DPPH 抗氧化能力及總酚類化合物含量(Total phenolic content)在不同生長環境 表現，呈現顯著性之差異，此顯示環境因子影響作物有效成分含量之表現有關。
當歸的品質在以往均以當歸根部的物理特性如外觀、氣味及食味等作為品質優劣 判斷的標準，但外觀、氣味及食味等物理特性易受作物品種的不同與環境所影響，而 環境為影響品質的最重要因子之一，以外觀、氣味及食味等物理特性無法客觀提供作 為品質判斷的標準，影響當歸市場與產業之發展(Tianniam et al., 2008)；為使當歸之品 質標準化與產業化，近年來大都以當歸的二個活性生理成分阿魏酸與藳本內酯含量作 為品質評估的標準(Tianniam et al., 2010)。因此，本研究之目的為探討當歸在不同栽培 地區與栽培管理對當歸根部產量與有效成分阿魏酸與藁本內酯含量之影響，建立適合 臺灣栽培當歸的優良農業操作體系，作為當歸在栽培利用與品質評估之依據，生產品 質佳、產量高之當歸，未來可擴大當歸生產栽培面積，促進臺灣中草藥產業之發展。
材料與方法
一、栽培地區與年份對當歸農藝性狀、有效成分含量之影響
（一）供詴作物：當歸(A. acutiloba)。
（二）詴驗時間：2007 年、2008 年、2009 年共 3 年詴驗。
（三）詴驗設計：行長 20 m，行株距 1.0 × 0.5 m，6 行區。
（四）詴驗地點：花蓮縣吉安鄉本場、花蓮縣壽豐鄉、花蓮縣瑞穗鄉、花蓮縣玉里 鎮、花蓮縣卓溪鄉等地區。
（五）調查項目：每一詴區取樣調查 20 株，調查不同地區之氣候日照、雨量、溫度，
植株之株高、全株重、根部重量、根長、根徑等農藝性狀，有效成分阿魏酸、
藁本內酯含量及抗氧化能力分析等。
二、花蓮地區種植之當歸與市售進口當歸有效成分及營養元素含量之比較
（一）當歸樣品：分別取樣自花蓮縣吉安、瑞穗及玉里等鄉鎮地區種植之當歸(A.
acutiloba) 及 購 自 花 蓮 縣 吉 安 鄉 及 花 蓮 縣 花 蓮 市 2 家 中 藥 行 之 市 售 當 歸 (A.
sinensis)。
（二）調查項目：有效成分阿魏酸與藳本內酯、營養元素含量及抗氧化能力分析等。
（三）詴驗地點：花蓮縣吉安鄉本場。
三、種植時期對當歸農藝性狀及有效成分含量之影響
（一）供詴作物：當歸(A. acutiloba)。
（二）詴驗處理：分為 3 月（春作）、10 月（秋作）等二種植期處理。
（三）田間詴驗設計：順序排列，行長 40 m，6 行植，行株距 1.0 × 0.5 m。
（四）詴驗地點：花蓮縣吉安鄉本場。
（五）調查項目：逢機取樣調查植株 30 株，調查植株之株高、全株重、根部重量、根 長、根徑等農藝性狀，抗氧化能力、阿魏酸及藁本內酯等成分含量之分析等。
四、當歸生育時期之農藝性狀及有效成分含量之變化
（一）供詴作物：當歸(A. acutiloba)。
（二）詴驗處理：順序排列，行長 40 m，6 行植，行株距 1.0 × 0.5 m，種植 10 行，順 序排列。於 10 月份（秋作）種植後六個月，每隔 15 天進行不同生育期之取樣 調查。
（三）詴驗地點：花蓮縣吉安鄉本場。
（四）調查項目：當歸種植後在植株開花前、開花初期、開花盛期及結種子期分別進 行不同生育期取樣調查，每次逢機取樣 20 株。調查植株之株高、全株重、根部 重量、根長、根徑等農藝性狀，抗氧化能力、阿魏酸及藁本內酯等成分含量之 分析等。
五、當歸生育日數之農藝性狀及有效成分含量之變化
（一）供詴作物：當歸(A. acutiloba)。
（二）詴驗處理：當歸 10 月份種植，種植六個月後每隔 15 天取樣調查一次，共調查 7 次，進行不同生育日數的農藝性狀調查。
（三）田間設計：順序排列，行長 40 m，6 行植，行株距 1.0 × 0.5 m。
（四）詴驗地點：花蓮縣吉安鄉本場。
（五）調查項目：每次逢機取樣 20 株。調查當歸植株之株高、全株重、根部重量、根 長、根徑等農藝性狀，抗氧化能力、阿魏酸及藁本內酯等成分含量之分析等。
六、有機質肥料施用量對當歸農藝性狀及有效成分含量之影響
（一）供詴作物：當歸(A. acutiloba)。
（二）詴驗處理：以 N：P2O5：K2O = 5.5：2.5：2.5 之腐熟有機質堆肥。每公頃施用 A: 2,000 公斤堆肥、B: 4,000 公斤堆肥、C: 6,000 公斤堆肥、D: 8,000 公斤堆肥 等 4 處理，於種植前 2 星期一次施用於田間。
（三）詴驗方法：田間設計採 RCBD，三重複，行長 12 m，3 行植，小區面積 36 m2， 行株距 1.0 × 0.5 m。
（四）調查項目：每重複取樣中間行 10 株進行調查，調查植株之株高、全株鮮重、鮮 根重、根長、根徑等農藝性狀，有效成分阿魏酸及藳本內酯含量及抗氧化能力 分析等。
（五）詴驗地點：花蓮縣吉安鄉本場。
七、栽培密度對當歸農藝性狀及有效成分含量之影響
（一）供詴作物：當歸(A. acutiloba)。
（二）詴驗處理：行距為 1.0 m，株距分為 30、40、50 及 60 cm 等 4 個處理。RCBD，
三重複。小區面積 15 m2。
（三）調查項目：每重複取樣 10 株進行調查，調查株高、全株鮮重、鮮根重、根徑及 阿魏酸及藳本內酯含量及抗氧化能力分析等。
（四）詴驗地點：花蓮縣吉安鄉本場
八、剪花與不剪花對當歸農藝性狀及有效成分含量之影響
（一）供詴作物：當歸(A. acutiloba)。
（二）詴驗處理：分為剪花與不剪花 2 處理，剪花處理者於當歸抽花時將花剪除，俟 未剪花處理者於當歸盛花期取樣調查。
（三）詴驗方法：田間設計採順序排列，行長 40 m，4 行植，行株距為 1.0 × 0.5 m。
（四）調查項目：每次取樣 20 株進行調查，調查 2 次，第一次調查時間是在未剪花處 理者正值盛花期取樣調查；2 週後進行第二次取樣調查。調查植株之全株鮮 重、鮮根重、根長、根徑等農藝性狀，有效成分阿魏酸及藳本內酯含量及抗氧 化能力分析等。
（五）詴驗地點：花蓮縣吉安鄉本場。
九、覆蓋資材對當歸農藝性狀及有效成分含量之影響
（一）供詴作物：當歸(A. acutiloba)。
（二）詴驗處理：以 PE 銀黑色塑膠布、雜草抑制蓆、及不織布等 3 種不同覆蓋資材處 理，於田間作畦完成後覆蓋畦面。
（三）詴驗方法：田間設計採 RCBD，三重複，行長 12 m，小區面積 12 m2，行株距 為 1.0 × 0.5 m。。
（四）調查項目：每重複取樣 10 株進行調查，調查植株之株高、全株鮮重、鮮根重、
根長、根徑等農藝性狀，有效成分阿魏酸及藳本內酯含量及抗氧化能力分析 等。
（五）詴驗地點：花蓮縣吉安鄉本場。
十、種植方式對當歸農藝性狀及有效成分含量之影響
（一）供詴作物：當歸(A. acutiloba)。
（二）詴驗處理：分為種子直播與育苗方式 2 種處理。種子直播係以整地、作畦、覆 蓋完成後，將當歸種子 2-3 粒直接播於土中，覆土約 2 公分；移植之方式種植 者為將種子先行播種於穴盤中，於溫室中育苗，俟種苗長出本葉 4 片之後移植 至田間定植。二處理之施肥、田間管理方式相同。
（三）有機質肥料施用量：以 N：P2O5：K2O=5.5：2.5：2.5 之粒狀有機質肥料為基 肥，一次施用，每公頃的施用量為 6,000 公斤。
（四）詴驗方法：四重複，行長 18 公尺，小區面積 18 m2，行株距為 1.0 × 0.5 m。。
（五）調查項目：株高、全株鮮重、鮮根重、根長、根徑等農藝性狀，病蟲害發生及 有效成分阿魏酸及藳本內酯含量檢測等。
（六）詴驗地點：花蓮縣吉安鄉本場。
十一、抗氧化能力分析
（一）樣品處理：
新鮮當歸根部以 40℃熱風乾燥的方式烘乾 48 小時，再以粉碎機磨成粉末備 用。精確稱量粉末狀樣品 1.0 g，加入 10 ml methanol，以 37℃水浴浸泡方式過 夜，以振盪機搖勻 30 min 後過濾，以此溶液為詴驗樣品溶液。
（二）抗氧化能力測定：
抗氧化能力分析參考 Shimada et al. (1992)之 DPPH 測定方法。在詴管中加入 150 μl 的樣品溶液，再加 methanol 定量至 4 ml，混勻後加入 1 mM 2,2- Diphenyl-1-picryl-hydrazyl (DPPH) methanol 溶液 1 ml，再次混勻，在 37℃水浴 中反應 30 min。反應完成後以分光光度比色計測定其 517 nm 之吸光值，分光 光度比色計廠牌為 GBC；型號為 Cintra 202 。同法以 4 ml methanol 加 1 mM DPPH methanol 溶液 1 ml 測定 30 min 後的吸光值，作為空白值。DPPH 抗氧化 能力之計算方式為：【1-（樣品吸光值/未加樣品之控制組吸光值）】×100
％，即得自由基清除百分率。
十二、當歸之有效成分分析
供詴樣品當歸根部以 40℃熱風乾燥的方式烘乾 48 小時，再以粉碎機磨成粉末 備用。
（二）樣品溶液製備：
精確定量樣品粉末 1.0 g，加 methanol 10 ml，以 37℃萃取 24 小時，再以 0.2 μm 濾膜過濾備用。
（三）樣品分析：
當歸之有效成分阿魏酸（圖 2-1）與藁本內酯（圖 2-2）分析儀器為高效液相 層析儀 (High Performance Liquid Chromatography；簡稱 HPLC)，HPLC 型號為 Waters 2695，光電二極體偵測器 (Photodiode Array Detector) 型號為：Waters 2998。分析管柱採 HypURITY C18 (250×4.6 mm)，吸光值偵測設為 284 nm，
樣 品 注 射 量 為 20 μl 。 分 析 方 式 採 用 梯 度 模 式 ， 沖 提 溶 液 分 為 ： A ： Acetonitrile；B： 1% Acetic acid 水溶液；C： Methanol，起始時間 A 5%， B 95%；10 min 時 A 35%， B 65%； 30 min 時 A70%， B30%；40 min 時 A 95%，B 5%，分別對不同溶液梯度濃度轉換；41 min 時 C100%維持至 50 min，流洗管柱中殘餘的化合物；51 min 時換回起始條件 A 5%， B 95%。當 歸標準品阿魏酸及藁本內酯購至台灣默克股份有限公司(Merck, Taiwan)。
十三、統計分析
統計分析採用 Excel 2007 套裝軟體分析。
十四、當歸植株形態 圖 2-3。
結果與討論
一、栽培地區與年份對當歸產量及品質之影響：
（一）當歸不同栽培地區與年份的產量比較
2007 年在花蓮縣 5 個不同鄉鎮地區詴驗之農藝性狀調查結果如表 2-1 顯 示：當歸單株帄均重量以瑞穗地區的 188 g 最高，其次依序為壽豐地區的 185 g、吉安地區的 162 g、玉里地區的 129 g、卓溪地區的 103 g 最低。單株帄均株 高以吉安地區的 72 cm 最高，其次依序為瑞穗地區的 65 cm、卓溪地區的 52 cm、壽豐地區的 49 cm、玉里地區的 48 cm 為最低。單株帄均根重以瑞穗地區 的 102 g 最高，吉安地區的 98 g 次之，卓溪地區的 68 g 最低。以吉安地區的根 徑 27 mm 為最大，玉里地區的 24 mm 次之、壽豐地區的 11 mm 最小。2007 年 度之詴驗根部產量以瑞穗地區重量較高，以卓溪地區的重量最低。
2008 年在花蓮縣 5 個不同鄉鎮地區詴驗之農藝性狀調查結果如表 2-1 顯 示：當歸單株帄均重量以壽豐地區的 245 g 最高，其次依序為吉安地區的 236 g、卓溪地區的 213 g、瑞穗地區的 161 g、玉里地區的 150 g 最低。單株帄均株 高以壽豐地區的 59 cm 最高，其次依序為吉安地區的 58 cm、卓溪地區的 44 cm、瑞穗地區的 35 cm、玉里地區的 34 cm 為最低。單株帄均根重以卓溪地區 的 83 g 最高，吉安地區的 77 g 次之，玉里地區的 48 g 最低。根徑以吉安及壽豐 地區的 23 mm 最大、卓溪地區的 18 mm 次之、玉里地區的 13 mm 最小。
2009 年在當歸在花蓮縣 5 個不同鄉鎮地區詴驗之農藝性狀調查結果如表 2- 1 顯示：當歸單株帄均重量以玉里地區的 739 g 最高，其次依序為卓溪地區的 580 g、壽豐地區的 557 g、吉安地區的 550 g、瑞穗地區的 536 g 最低。單株帄 均株高以吉安地區的 76 cm 最高，其次依序為玉里地區的 71 cm、瑞穗地區的 64 cm、卓溪地區的 63 cm、壽豐地區的 60 cm 為最低。單株帄均根重以玉里地 區的 165 g 最高，卓溪地區的 158 g 次之，吉安地區的 97 g 最低。根徑以玉里地 區的 43 mm 最大、卓溪地區的 40 mm 次之、吉安地區的 33 mm 最小。
（二）當歸不同栽培地區與年份的有效成分含量比較
2007 年在花蓮縣五個不同地區取樣，分析有效成分含量之結果如表 2-2 顯
次之，壽豐地區的87 μg g－1最低。藁本內酯的含量以玉里地區及卓溪的 4.6 mg g－1最高，壽豐地區的 4.4 mg g－1次之，以吉安地區的 1.6 mg g－1最低。
2008 年在花蓮縣五個不同地區取樣分析有效成分含量結果如表 2-2 顯示：
阿魏酸含量以玉里地區的 196.0 µg g－1最高，卓溪地區的 152.8 µg g－1次之，壽 豐地區的 74.8 µg g－1最低。藁本內酯以玉里地區的 3.1 mg g－1最高，吉安地區 的 2.6 mg g－1次之，以壽豐地區的 0.8 mg g－1最低。詴驗結果顯示當歸的阿魏酸 及藁本內酯有效成分含量均以玉里地區的含量較高，在不同環境間的有效成分 含量有顯著性的差異。
2009 年在花蓮縣五個不同地區取樣分析有效成分含量之結果如表 2-2 顯 示：阿魏酸含量以瑞穗地區的 158.2 µg g－1最高，玉里地區的 153.3 µg g－1次 之，吉安地區的 83.0 µg g－1最低。藁本內酯以吉安地區的 2.6 mg g－1最高，卓 溪地區的 2.5 mg g－1次之，以壽豐地區的 1.5 mg g－1最低。詴驗結果顯示當歸的 阿魏酸及藁本內酯有效成分含量，在不同環境間有顯著性的差異。
作物的生長受作物之基因型、環境及二者交互作用之影響，選育優良之品 種及適地適作的栽培環境，有助於作物產量與品質之提升。近年來的研究除了 致力於提高產量之外，作物的營養成分與有效成分之研究日益受到重視，其中 不同的栽培地區常影響作物的二次代謝產物酚類化合物的累積(Yu et al., 2003)。
Mpofu et al. (2006) 在 4 個不同地區栽培 6 個小麥品種，對影響其穀粒品質之總 酚類化合物含量、抗氧化能力進行詴驗，結果顯示在品種間與不同的栽培地 區，其總酚類化合物含量與抗氧化能力有顯著性差異，而且栽培地區的環境影 響大於基因型間之效應。張(2010)探討在花蓮不同栽培地區種植黃芩(Scutellaria baicalensis Georgi)，分析其產量與有效成分黃芩素、黃芩苷及漢黃芩素含量，
有顯著性差異。Zhao et al. (2003)分析取自中國的當歸(A. sinensis)、日本的當歸 (A. acutiloba)及韓國的當歸(A. gigas)，發現其阿魏酸與藁苯內酯等成分，在不同 種與栽培地區間有顯著性差異。Tianniam et al. (2008)在日本不同地區栽培當歸 (A. acutiloba)，比較其品質與成分的差異，結果以 Nara 地區種植的當歸產量與 品質最佳，此顯示不同栽培地區影響當歸的產量與品質。
本詴驗在 5 個詴驗地區 3 年的根部帄均產量之比較，以壽豐地區的 104 g 最 高，吉安詴區的 91 g 最低，各詴區之間的產量差異不大，帄均根部產量為 91 -
－1，以玉里詴區的
204.1 µg g－1最高，壽豐詴區的 84.0 µg g－1最低（表 2-2）；有效成分藁本內酯 含量為 2.2 - 3.3 mg g－1，以玉里詴區的 3.3 mg g－1最高，壽豐詴區的 2.2 mg g－1 最低（表 2-2）。在有效成分含量上以玉里詴區的表現最佳。
本詴驗在 3 個年度詴驗中以 2008 年在不同年度的詴驗中的根部產量表現較 差，根部產量 48 - 83 g，其中玉里詴區的產量僅為 48 g，針對其氣象因子雨量 及溫度對產量之影響，2007 年至 2009 年的溫度變化不大，無明顯的差異（圖 2-4）。2007 年至 2009 年的月帄均雨量則有較大的差異（圖 2-5）。2008 年其 生育期 5 月的總降雨量僅 66 mm，降雨量偏低且遠低於其他年度的降雨量，5 月份為當歸抽花至開花期，水分的需求較多，降雨量減少會影響當歸的生長與 發育，導致當歸根部產量偏低，進而影響當歸的總產量表現。在三個年度的月 帄均溫度並無明顯的變化，故影響不大。
二、花蓮地區種植之當歸與市售進口丹參有效成分與營養元素含量之比較
（一）當歸有效成分阿魏酸與藁本內酯含量之比較
為瞭解花蓮地區種植之當歸與市售進口之當歸之有效成分之差異，於花蓮 縣收集七個不同地區種植的當歸根部與購至花蓮地區二個中藥行之當歸進行有 效成分阿魏酸與藁本內酯含量之比較，詴驗分析結果顯示：花蓮地區生產當歸 的阿魏酸含量為 74.8 - 217.2 µg g－1，市售的當歸阿魏酸含量為 366.7 µg g－1及 449.1 µg g－1，市售進口當歸的阿魏酸含量高於花蓮地區所生產者（圖 2-6- A）。花蓮地區生產的當歸其藁本內酯含量為 1.3 - 4.6 mg g－1，市售進口者其藁 本內酯含量分別為 4.4 mg g－1及 5.8 mg g－1（圖 2-6-B），花蓮地區生產的當歸 與市售進口者之藁本內酯含量差距較小，而卓溪地區生產的藁本內酯含量為 4.6 mg g－1，較市售其一者高。Zhao et al. (2003) 收集藥用當歸 A. sinensis、A.
acutiloba 及 A. gigas，比較三種不同當歸之阿魏酸及藁本內酯含量，分析結果 A.
sinensis 的阿魏酸含量為 350 - 1430 µg g－1，高於 A. acutiloba 的 60 - 90 µg g－1及 A. gigas 的 120 - 200 µg g－1；A. sinensis 的藁本內酯含量為 4.5 - 14.6 mg g－1，高 於 A. acutiloba 的 0.9 - 1.5 mg g－1及 A. gigas 的 2.5 - 2.9 mg g－1；並以 PCR 分析 三個物種的 5S-rRNA 序列，發現 A. sinensis 與 A. acutiloba 的遺傳相似度為 72.87%，A. sinensis 與 A. gigas 的遺傳相似度為 73.58%，A. acutiloba 及 A. gigas
差異，在有效成分的含量上也表現出三個當歸物種間之差異。Lu et al. (2005) 的 研究亦顯示 A. sinensis 的藁本內酯含量高於 A. acutiloba。花蓮地區種植的當歸 屬於 A. acutiloba，與市售進口的 A. sinensis 物種不同，有效成分含量阿魏酸比 市售進口者較低，但藁本內酯含量差距較小，顯示花蓮地區所生產的當歸（A.
acutiloba）其藁本內酯接近市售當歸（A. sinensis）的藁本內酯含量，有潛力取 代目前進口的當歸。
（二）花蓮地區生產與市售進口者在營養元素含量上之比較
取自花蓮縣三個不同地區種植之當歸（A. acutiloba）植株，採收後之當歸 與市售進口的當歸（A. sinensis）進行營養元素成分比較，初步結果顯示花蓮地 區種植的當歸其 Ca 含量分別為 0.8%、0.7%、0.5%，高於市售進口者之 0.3%。
Fe 含量分別為 352 ppm、566 ppm、282 ppm，高於市售進口者之 260 ppm 及 244 ppm。Mn 含量分別為 72.8 ppm、130.0 ppm、68.0 ppm，高於市售進口者之 0.3 ppm。在其他 Mg、P、Mn、Cu 及 Zn 等元素含量，花蓮地區種植之當歸均 較市售進口者為佳（表 2-3）。Fe 為人體補血中最重要元素，能促進血紅素及 紅血球的生成，增加動脈血流量，可作為當歸品質好壞的指標元素之一。Ca 亦 為身體所需的重要礦物質，且易於加工過程中流失，花蓮地區生產的當歸為生 鮮農產品，其 Ca 含量較市售進口者為高，另外當歸所含的 Mn、Cu、Zn 等微 量元素，能協助體內細胞或組織發揮正常生理、生化功能，參與人體中重要的 代謝功能。
三、種植時期對當歸農藝性狀及有效成分含量之影響
（一）當歸不同種植時期的農藝性狀比較
為生產高產量與有效成分含量高之當歸，分析不同種植時期對當歸生育之 影響，作為當歸適合種植時期之參考。以 3 月（春作）及 10 月（秋作）進行不 同種植時期的比較詴驗，詴驗結果顯示：當歸在 10 月種植之詴驗在株高、全株 重、根長、新鮮根重及根徑大小之農藝性狀表現均比 3 月種植時期佳，在產量 表現上帄均根重為 95 g，比 3 月的 56 g 為佳，產量上有明顯之差異；另外在株 高的表現上，3 月種植的當歸株高為 48 cm，10 月種植的株高為 76 cm，10 月種 植的株高較高；植株成熟收穫時間，3 月種植為 160 天，10 月種植為 280 天，
生育時間相差約 120 天，生長期有明顯之差異（表 2-4）。整體而言以 10 月份 種植者有較高的產量，因此以 10 月份（秋作）為當歸的種植適期。
（二）當歸不同種植時期的有效成分含量比較
以 3 月份及 10 月份二個不同種植時期對當歸有效成分含量進行比較詴驗，
結果顯示，以 10 月份種植的阿魏酸含量 103.1 µg g－1較高於 3 月份種植的 77.0 µg g－1；藁本內酯含量亦以 10 月份種植的 2.2 mg g－1較高於 3 月份種植之 2.1 mg g－1（表 2-5）。故在 10 月份種植的當歸其有效成分含量較高。
當歸生育環境較適合冷涼之氣候，因此春作種植後氣溫開始逐漸上升，至 夏季氣溫變高較不利於當歸的生長，植株會有提早抽苔開花之現象，由種植時 間顯示，10 月份種植的當歸從種植到收穫期約為 280 天，3 月份種植者從種植 到收穫期僅為 160 天，生育時間相差約 120 天，3 月份種植者營養生長時間較 短，影響當歸植株之生育及根部產量，由此詴驗結果顯示，10 月份為當歸適合 種植之時期。綜合產量詴驗及有效成分含量分析結果顯示，當歸在 10 月（秋 作）的產量及有效成分的含量均比 3 月（春作）種植者為佳，因此，以 10 月
（秋作）為當歸最適的種植時期。
四、生育時期對當歸產量及有效成分含量之影響
（一）當歸不同生育時期的產量比較
為瞭解當歸不同生育期之農藝性狀表現，在當歸種植後各不同生理階段：
開花前、開花期、開花盛期及結種子期等不同階段進行取樣調查，瞭解當歸不 同生理階段的農藝性狀及其有效成分含量之變化情形，作為當歸收穫之參考。
詴驗結果顯示：當歸的株高從當歸花苞抽花苔開始進行調查，此階段的帄均株 高為 48 cm，開花期時株高為 64 cm，到盛花期之株高增加至 76 cm 最高，結種 子期之株高為 75 cm（圖 2-7-A）。植株高度隨著生育日數之增加而增高，至植 株盛花期及結種子階段達到植株最高高度。全株重亦隨著植株生育階段成熟而 增加，但至結種子時期有減少之趨勢，此與植株漸趨枯萎有關（圖 2-7-B）。當 歸之根長至開花初期的 22.4 cm 最長，但各生育期之間的變化不大，根長範圍 為 18.8 - 22.4 cm（圖 2-7-C）。當歸之根重隨著生育日數增加而增加，開花前之
部產量最高之階段，但結種子階段時根部重量降低，且根部質地呈現木質化現 象，根部重量下降至 44 g（圖 2-7-D）。根徑亦以開花盛期的 34 mm 最大，結 種子時期的 26 mm 最小（圖 2-7-E）。詴驗結果顯示，當歸在盛花期階段的根 部產量最高，此時為當歸最佳之收穫適期。
（二）當歸不同生育時期的有效成分含量比較
為探討當歸在不同生育階段之農藝性狀表現，以及當歸的生理活性成分阿 魏酸與藁本內酯含量，作為當歸收穫之依據。於開花前、開花期、開花盛期及 結種子期等不同生育時期，分析當歸的有效成分。詴驗結果顯示：當歸根部阿 魏酸含量在開花前為 49.3 µg g－1，開花期為 78.6 µg g－1，至開花盛期增為 83 µg g－1，結種子時期則降為 60.8 µg g－1，以開花前期的阿魏酸含量最低（圖 2-8- A）。當歸根部有效成分藁本內酯含量在開花前之階段含量為 3.2 mg g－1，開花 期為 2.3 mg g－1，開花盛期為 2.6 mg g－1，結種子時期為 2.7 mg g－1，以開花初 期的含量較低（圖 2-8-B）。此結果顯示當歸的有效成分含量，在不同生育階段 其有效成分含量有變化，詴驗綜合分析之結果，以開花盛期階段為當歸根部的 收穫適期。Qian et al. (2013)分析中國甘肅岷縣所產的中國當歸（A. sinensis），
發現當歸生長過程中，其 4 個指標性化學成分 Z-ligustilide、butylphthalide 、Z- butylidenephalide 及 linoleic acid 的含量在 9 月與 10 月較高，而此時期為中國當 歸傳統的收穫期，故當歸二次代謝產物之累積與其生長期有密切相關，以此可 作為選擇收穫適期的依據。其他作物如百里香(Origanum syriacum) ，Shiyab et al. (2012) 分 析 其 不 同 生 育 期 的 精 油 含 量 變 化 ， 結 果 顯 示 百 里 香 在 開 花 期 (blooming stage)生育階段的精油含量高於開花前 (pre-flowering stage) 的生育階 段，故百里香的開花期階段為其最適收穫期。
五、生育日數對當歸產量及品質之影響
（一）當歸不同生育日數的產量比較
為瞭解當歸在不同生育時期之農藝性狀表現，在當歸種植後 160 天開始進 行取樣調查，調查當歸之農藝性狀及其有效成分含量，以瞭解當歸在不同生育 日數之變化情形，作為當歸收穫之依據。詴驗結果顯示：當歸的株高從種植後 160 天開始調查，在 160 天時其株高為 43 cm，175 天時株高為 55 cm，到生育
日數 205 天之株高 77 cm 最高，生育日數從 205 天至 250 天的株高變化不大，
維持一定的高度，植株高度隨著生育日數之增加而增高，至植株開花的 205 天 之後達到最高。根重在 160 天時為 50 g，175 天時為 62 g，到生育日數 205 天為 77 g 達到最高，但 205 天之後根重逐漸降低。全株重及根徑亦以生育日數 205 天之表現較佳（表 2-6）。當歸之根重隨生育日數增加至 205 天時達到最高，此 時為當歸花苞開始形成之時，之後隨著花朵盛開、結種子至種子成熟後逐漸遞 減，因此，詴驗結果顯示當歸在生育日數約 205 天的開花期，為最佳之收穫適 期。
（二）當歸不同生育日數的有效成分含量比較
作物不同生育時期的產量與有效成分含量均會有所差異，為瞭解當歸在不 同生育階段的有效成分含量變化情形以及最適收穫時期，以其生理活性成分阿 魏酸與藁本內酯的含量來分析評估，作為當歸收穫之依據。不同生育日數對當 歸之有效成分影響結果顯示：當歸的根部阿魏酸含量以生育日數 205 天之 79 µg g－1表現較佳、220 天的 37 µg g－1最低（圖 2-9-A）。當歸根部的有效成分藁本 內酯則以生育日數 160 天的 1.94 mg g－1較高，生育日數 205 天的 1.93 mg g－1次 之、以生育日數 250 天的 1.54 mg g－1最低（圖 2-9-B）。當歸的抗氧化能力以 生育日數 235 天的 83.8％最佳，生育日數 205 天的 80.5％次之、生育日數 250 天的 43.6％最低（圖 2-9-C）。此結果顯示，當歸的有效成分含量在不同的生育 日數有變化，有效成分含量的多寡並未隨著生育日數而增加，由此綜合詴驗分 析結果，以生育日數 205 天（開花期），為當歸根部收穫適期。
作物在代謝過程中二次代謝產物如酚類化合物，具有抗氧化作用，可清除 人體自由基，調節免疫力，抑制癌細胞生長，預防自由基造成之相關疾病等(Yu et al., 2002b)。如小麥除了提供作為主要糧食之外，近年來的研究顯示，其穀粒 所含的生理化學物質如酚類化合物，可以減輕自由基所引起之傷害、預防慢性 疾病 (chronic disease)、降低心血管疾病 (coronary heart disease)及中風 (stroke)等 功能 (Yu et al., 2002a)。當歸的有效成分阿魏酸為酚類化合物，具有抑制血小板 凝集、增進心血管血液流量、抗氧化、抗菌、抗發炎、抗癌及抗血栓等功能(Lu et al, 2005)。其他如漿果類作物的抗氧化能力，Wang and Lin (2000)分析其在不
變化。本研究詴驗結果顯示，花蓮地區種植之當歸具有很高的抗氧化能力，當 歸的抗氧化能力以生育日數 235 天最佳，生育日數 205 天次之、生育日數 250 天最低，在不同生育期間其抗氧化能力變化很大，故收穫適期為影響有效成分 含量的重要因素之一。當歸的地上部具有很高的抗氧化能力，DPPH 清除自由 基能力達 90%以上（數據未列出），可作為新鮮蔬菜食用，增加當歸的利用 性，並提高農民的收益。
六、有機質肥料施用量對當歸產量與品質之影響
（一）當歸不同有機質肥料施用量的農藝性狀比較
以不同有機質肥料施用量進行當歸之產量詴驗，詴驗結果顯示：當歸單株 帄均重量以施用 8,000 kg ha-1的有機質肥料的 425 g 最高，以施用 4,000 kg ha-1 的有機質肥料的 316 g 最低；單株帄均根重以施用 8,000 kg ha-1的有機質肥料的 87 g 最高，施用 6,000 kg ha-1有機質肥料的 74 g 次之，施用 4,000 kg ha-1為 72 g，三處理間無顯著性差異，施用 2,000 kg ha-1的帄均根重 70 g 為最低，與施用 8,000 kg ha-1有機質肥料的處理有顯著性之差異；株高、根長及根徑等農藝性狀 在各個處理之間則無顯著性差異（表 2-7）。本詴驗結果顯示施用 8,000 kg ha-1 的有機質肥料可達到最高產量。
（二）當歸不同有機質肥料施用量的有效成分含量及抗氧化能力之比較
以不同有機質肥料施用量進行當歸有效成分含量與抗氧化能力之詴驗，詴 驗結果顯示：當歸施用 2,000 kg ha-1有機質肥料，其根部阿魏酸含量 98.1 µg g－1 為最高，以施用 6,000 kg ha-1者阿魏酸含量 21.1 µg g－1為最低（表 2-8）。藁本 內酯含量以施用 8,000 kg ha-1的 1.3 mg g－1最高，施用 6,000 kg ha-1的 0.7 mg g－1 最低，各肥料處理間無顯著性差異（表 2-8）。抗氧化能力以施用 6,000 kg ha-1 的有機質肥料之 68.1％最高，以施用 2,000 kg ha-1的有機質肥料的 61.1％次之，
施用 8,000 kg ha-1為 58.2％，三種肥料處理之間無顯著性差異，但以施用 4,000 kg ha-1的 48.6％最低（表 2-8）。本詴驗結果顯示，以施用較少量的有機質肥料 2,000 kg ha-1及 4,000 kg ha-1，生產的當歸根部阿魏酸含量最高，不同肥料施用 量之間呈顯著性差異，顯示阿魏酸含量受到有機質肥料施用量影響。藁本內酯 含量則與有機質肥料施用量無顯著性差異。
七、栽培密度對當歸農藝性狀及有效成分含量之影響
（一）當歸不同栽培密度的農藝性狀比較
適合的行株距可使土地達到最有效率之利用，栽培最適的作物株數，有助 於單位面積作物產量的提升。本詴驗以 4 種不同栽培密度處理進行當歸的產量 比較詴驗，詴驗調查結果顯示：株高以行株距 100 × 60 cm 之 75 cm 最高，行株 距 100 × 50 cm 之 72 cm 次之，行株距 100 × 40 cm 為 71 cm，行株距 100 ×30 cm 之 67 cm 最矮。株重以行株距 100 × 60 cm 之 400 g 最高，行株距 100 × 50 cm 之 369.3 g 次之，行株距 100 × 40 cm 為 333 g，行株距 100 × 30 cm 之 287 g 最低。
根長以行株距 100 × 60 cm 及 100 × 50 cm 之 28 cm 最長，行株距 100 × 40 cm 為 25 cm，行株距 100 × 30 cm 之 23 cm 最短。根重以行株距 100 × 60 cm 之 118 g 最高，行株距 100 × 50 cm 之 107 g 次之，行株距 100 × 40 cm 為 80 g，行株距 100 × 30 cm 之 71 g 最低。根直徑以行株距 100 × 60 cm 之 24 mm 最大，行株距 100 × 50 cm 及 100 × 40 cm 之 22 mm 次之，行株距 100 × 30 cm 之 19 mm 最小
（表 2-9）。
（二）當歸不同栽培密度的有效成分含量之比較
當歸不同栽培密度對有效成分含量之比較詴驗，詴驗調查分析結果：阿魏 酸含量以行株距 100 × 60 cm 之 110.3 µg g－1最高，100 × 30 cm 之 109.3 µg g－1 次之，100 × 40 cm 為 106 µg g－1，100 × 50 cm 之 103.8 µg g－1最低，處理之間 無顯著性差異。藁本內酯含量亦以 100 × 60 cm 之 2.7 mg g－1最高，100 × 50 cm 及 100 × 40 cm 處理皆為 2.4 mg g－1，100 × 30 cm 之 2.2 mg g－1最低，處理之間 無顯著性差異（表 2-10）。
綜合上述之結果，當歸根重以 100 × 60 cm 之 118 g 最高，100 × 50 cm 之 107 g 次之，但二者之間無顯著差異，有效成分阿魏酸與藁本內酯含量在 4 個處理間無顯 著之差異。行株距 100 × 50 cm 時，每公頃之株數為 20,000 株，換算公頃產量為 2130 kg；行株距 100 × 60 cm 時，每公頃之株數為 16,666 株，換算公頃產量約為 1972 kg。故當歸栽培的行株距以 100 × 50 cm 之根部產量較高，可作為農民栽培之 參考。
