药用植物种植模式的变迁.pdf
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1、146DOl:10.16720/ki.tcyj.2023.129Special Wild Economic Animal and Plant Research特产研究药用植物种植模式的变迁丁自勉1,马艺沔1,罗红梅1,何柳1,武晓丽1,石凤敏2*,曾其国3(1.中国医学科学院北京协和医学院药用植物研究所,北京10 0 19 3;2.廊坊卫生职业学院,河北廊坊0 6 5 0 0 1;3.成都师范学院,四川温江6 11130)摘要:药用植物种植模式对提升中药材质量和数量,推动药用植物资源保护和可持续利用,促进中医药产业传承和创新发展具有决定性的作用。本文综述了部分药用植物种植的传统模式和现代模式,
2、重点介绍了“拟境栽培”“立体栽培”“有机种植”和“精准调控”的种植模式,并对如何选择合适的药用植物种植模式进行了分析,以期为药用植物种植研究提供理论参考,同时也为中医药现代化发展提供依据。关键词:药用植物;栽培;模式;可持续中图分类号:S567Research on Traditional and Modern Mode of Medicinal Plant CultivationDING Zimianl,MA Yimianl,LUO Hongmeil,HE Liul,WU Xiaolil,SHI Fengmin2*,ZENG Qiguo3(1.Institute of Medicinal P
3、lant Development,Chinese Academy of Medical Sciences,Peking Union Medical College,Beijing100193,China;2.Langfang Health Vocational College,Langfang 065001,China;3.Chengdu Normal University,ChengduAbsrtact:Medicinal plant cultivation mode plays a decisive role in improving the quality and quantity of
4、 Traditional Chinese Medicine,pro-moting the protection and sustainable utilization of medicinal plant resources,and promoting the inheritance and innovation developmentof traditional Chinese medicine industry.This paper sorts out traditional and modern cultivation mode of medicinal plants,with the
5、emphasison modes such as simulating natural environment,stereoscopic cultivation,organic farming and precise regulation,and analyzed thekey points in choosing cultivation mode of medicinal plants,in order to provide theoretical reference on the research of cultivation techniquesof medicinal plants,a
6、nd provide a basis for the modernization of Traditional Chinese Medicine.Keywords:medicinal plant;cultivation;pattern;sustainable2020年以来,在新型冠状病毒感染(COVID-19)的治疗上,中医药发挥了重要作用,一些传统抗疫中药材呈现供不应求的态势1-3。药用植物是中药材的重要来源之一。由于环境恶化、滥采滥挖,现有药用植物野生资源已大幅度减少,一些药用植物资源处于濒危状态,人工栽培的药用植物已在中药材市场占据主导地位4。然而,由于农药、化肥的不合理施用以及栽培地区
7、环境改变等问题,我国中药材质量不断下降,进而对中医药临床疗效造成了严重影响。目前,提升药用植物栽培技术,改良药用植物种植模式,已成为中医药产业收稿日期:2 0 2 2-10-2 4基金项目:中国医学科学院医学与健康科技创新工程项目(2 0 2 2-I2M-1-017)作者简介:丁自勉(19 6 7-),男,安徽亳州人,硕士,副研究员,主要从事药用植物资源、栽培与新产品开发研究。通讯作者:石凤敏(19 8 3-),女,博士,讲师,主要从事药用植物栽培与资源利用工作;曾其国(19 6 8-),男,博士,正高级工程师,主要从事植物学、生态学和第四纪地质学研究。文献标识码:A文章编号:10 0 1-4
8、7 2 1(2 0 2 3)0 4-0 146-0 7611130,China)可持续发展的一个至关重要的环节。本文对我国传统的药用植物种植模式与现代种植模式进行了梳理,重点介绍了药用植物的“拟境栽培”“立体栽培”“有机种植”及“精准调控”等种植模式及应用范例,以期为促进中医药产业的可持续发展提供依据。1药用植物种植模式的变迁药用植物栽培和应用历史悠久。早在公元前11公元前6 世纪中期的诗经中,就记述有茬蔽(大豆)、黍(黄米)、稷(高梁)、萝卜、枣和桃等药食两用植物。最早记录农事的历书夏小正,也记载有芸、黍、桑树、第4期桃、杏和韭等的药食两用植物。说明这些植物在我国的种植历史已有2 50 0
9、多年了。后来的史书对一些药食两用植物的种植有更为具体的描述。例如,山药的栽培最早记录在南朝宋刘敬叔所著异苑中。其后,地利经记载了山药块茎切断育种技术,农桑衣食要记载有零余子栽植技术,还有补农书记载了山药宿根头繁殖技术 5。随着这些传统山药栽培技术的不断完善,现代以零余子、芦根头及根茎作为繁殖器官的山药繁育技术逐渐形成。中药材附子的来源为毛科植物乌头。北宋元丰年间(公元10 7 8 10 8 5年),彰明附子记全面地阐述了彰明县(今属四川省江油市)种植附子的原植物乌头的道地产区、种植规模和产量,以及种质、耕作、播种、田间管理、采收加工和品质鉴定等内容 6 。该书所记载的以野生乌头为优良种质,采用
10、无性繁殖和旱田轮作的种植模式,并且播种前反复耕地10 遍以上,这种乌头旱田轮作栽培模式至今还在民间传承。地黄是一种常用大宗药材,地黄的栽培在古代多有记载,且十分详细。宋朝图经本草一书描述了地黄的立体栽培模式,称地黄栽培“大宜肥壤虚地,则根大而多汁。其法以苇席圆编如车轮,径丈余,以壤土实苇席中为坛,坛上又以苇席实土为一级,比下坛径减一尺。如此数级,如浮屠也。乃以地黄根节多者寸断之,坛上,层层令满,逐日以水灌之,令茂盛。至春秋分时,自上层取之,根皆长大而不断折,不被伤故也。得根曝干之。熟干地黄最上。”明代本草乘雅半偶首次记载了种植地黄不能重茬,可以采取轮作的种植模式。除以上记载外,齐民要术和千金翼
11、方等古书都有对地黄栽培方法的详细描述。除山药、地黄外,这些古代书籍还记载了红花、紫草和吴茱萸等多种药用植物的栽培技术以及一些简单的种植模式。一些栽培技术和种植模式流传至今,对现代种植模式具有重要的借鉴意义。虽然我国药用植物的栽培历史悠久,但多是农户零散栽培,市场主供中药材以野生资源为主。新中国成立伊始,随着人口和资源消耗量的增加,野生中药材产量急剧减少,不仅无法满足市场需求,也影响了生态平衡。为了保证野生中药资源的可持续利用和优质中药材资源的供应,中药材人工种植逐渐发展起来。到2 0世纪6 0 年代中期,野生变家种的药用植物就有防风、天麻、甘草、细辛和川贝母等2 0 0 多种 7,8 。与此同
12、时,中药材种植面积不断扩大。据统计,19 57 2 0 17 年我国中药材种植面积增长了32 倍(不包括野生抚育和林下种植的中药材),达2 16 万hm29。随着时代变迁,中药材栽培面积的扩大,药用植物种植模式也处于不断丁自勉,等:药用植物种植模式的变迁的发展变化中。建国初期,在计划经济体制下,药用植物的种植主要遵循政府主导的计划种植模式。随着改革开放和联产承包责任制的实施,逐渐形成了适应市场经济的药材产业化基地模式,由市场自发调节药材种植的种类和规模,中药材产业化和规模化种植面积不断扩大。2 0 0 2 年以来,国家食品药品监督管理局发布并实施了中药材生产质量管理规范(试行),开创了中药材生
13、产的新模式,中药材由简单粗放的小农业模式逐步走向具有较高科技含量的规模化、规范化的精耕细作。2 0 2 2 年,历经10 年的修改,国家药监局等四部局联合印发并实施中药材生产质量管理规范,即新版中药材GAP,作为中药材规范化生产和管理的基本要求,进一步提高了对中药材生产中各个环节的管理。新版中药材GAP的实施,将进一步提高药用植物种植的规范化、规模化和产业化,也对药用植物种植模式及相关配套技术提出了更高的要求。2药用植物种植模式的分类与应用范例作为一大类经济作物,药用植物的种植模式可以从多个角度进行划分。根据种植的地域划分,可以划分为大田种植模式、庭院种植模式和山地种植模式等;根据种植主体划分
14、,可以分为农业散户种植模式、政府主导基地模式及企业主导基地模式;根据人工干预程度划分,可以分为野生抚育、仿生栽培、无土栽培、设施栽培、露地栽培和精准调控等种植模式;根据总体理念,药用植物种植又可以划分为规范化种植模式、无公害种植模式、绿色种植模式、有机种植模式、生态种植模式及定向培育模式等。药用植物的特定种植模式的概念又有延伸、交叉和进一步细分。以生态种植模式为例,近十余年来,国内已有多名相关领域专家对中药材生态种植模式进行了论述 7-13。其中,杨利民 10 系统地对“中药材生态种植”下了定义,还将“中药材生态种植”划分为3个层次和6 种模式。认为中药材生态种植就是在生态学原理的指导下,以药
15、材质量与药性形成规律研究为基础,将现代科技成果与传统农业精华相结合,是调控种植系统关键环节的生态要素,从而实现优质、安全和高效的药材生产方式。中药材生态种植可分为6 种模式,即原生态模式、拟生态模式、改良生态模式、设施生态模式、系统生态模式和调控生态模式。康传志等 11,12 基于系统层次将中药材生态种植模式划分为景观模式、循环模式、立体模式、生物多样性模式和良种良法模式,又根据区域分布将全国8 大区域的中药材生态种植模式划分为东北地区的人参林下种植模式、华北地区的连翘仿野生种植模式、华东地区147148的浙贝母一水稻轮作栽培模式、华中地区的黄精林下仿野生种植模式、华南地区的阳春砂林下种植模式
16、、西南地区的川芎一水稻水旱轮作模式、西北地区的甘草野生抚育种植模式以及青藏地区唐古特大黄仿野生种植模式。万修福等 13 将林草生态种植模式又划分为“林木复合种植”“林下种植”和“野生抚育”等类别。为了理清概念和便于讨论,笔者收集了药用植物种植的拟境栽培模式、立体栽培模式、有机栽培模式与精准调控模式的一些应用范例,以期阐明一些特定药用植物种植模式的概念,从而为特定地区药用植物种植模式的选择提供参考。2.1药用植物的“拟境栽培 模式“拟境栽培”是“模拟生态环境栽培”简称,是一种通过模拟野生中药资源的原始生境和立地环境进行中药材种植的模式,以实现中药材生态化种植,提高药材的数量和质量,是实现中药生态
17、农业可持续发展的重要策略之一 14,15。中药材的“野生抚育”模式和“仿生栽培”模式都可以归入“拟境栽培”模式。药用植物的野生抚育是指在药用植物原生环境或类似的环境中,通过人工栽植或创造使原有野生种群自然繁殖更新的条件方式,以增加目标药材种群数量,使其资源量增加以供人们采集利用,同时继续保持群落平衡 16 。药用植物的野生抚育通过就地保护、迁地保护和人工栽培,采取封禁、人工管理、人工补种和仿野生栽培等方式,以提高中药材野生资源蕴藏量,促进中医药可持续发展。野生抚育模式具有减少人工管理成本、不耗费耕地资源,不易发生病虫害及远离污染源等优点,已在冬虫夏草 17 、人参 18 、川贝母 19 、金莲
18、花 2 0 、茅苍术 2 1、连翘 2 2 、八角莲 2 3、黄精 2 4、夏枯草 2 5、墨旱莲 2 6 、五味子 2 7 、蒙古黄芪 2 8 和束花石斛 2 9 等多种中药材的生产中广泛应用。选择适合药材生长的自然环境、选择良好的繁殖材料、制定科学的抚育方案、执行规范的技术规程和标准是野生抚育取得效果的前提条件。“仿生栽培”是根据药用植物生长发育特点及其对生态环境的要求,采用现代农业生产技术,运用系统工程方法再现药用植物与外界环境的生态关系进行中药材集约化生产的模式 30 。采用仿野生栽培技术生产中药材时,由于植物生长在一个相对复杂的生物群落中,种间种内竞争加剧,有利于植物抗逆性的提高,生
19、产出的药材性状与野生药材相似,有效成分含量达到甚至超过野生药材。中药材仿野生栽培多选择在林下、林缘、荒地和山丘等处,不占用有限的耕地资源,又可生产出适量优质的药材,对缓解野生药材供应短缺、减少生态环境破坏有重特产研究要作用。以石斛为例,赵菊润等 31 通过比较,发现仿野生栽培种植模式下齿瓣石斛的生物碱和齿瓣石斛多糖两种有效成分含量显著高于集约化种植。王珂珂 32 发现,林下床栽、悬挂和附生的仿野生栽培模式下,铁皮石斛提取物的有效成分含量及体外抗氧化能力、体外抑菌、急性酒精肝的保护作用均优于大棚设施栽培。谢腾飞等 33 发现,春季为铁皮石斛移植栽培的最好季节;吊篮种植和活树体附生种植都是理想的栽
20、培方式。文大成等 34 的研究表明,在贵州推广铁皮石斛仿野生种植时,应优先选择具适当遮阴度的温润环境,遮阴度太高不利于铁皮石斛品质形成,搭架、附树和附石等是铁皮石斛仿野生种植的最佳方式。易善勇等 35 从“优境”、“优形”“优质”和“优效”4个方面对林下栽培、设施栽培和拟境栽培等3种栽培模式栽培的霍山石斛质量进行评价,得出拟境栽培模式对霍山石斛品质形成的综合优势:一是模拟了野生霍山石斛的原始生境和立地环境;二是外形更接近于野生型;三是主要药用成分含量更高;四是经济效益高且功效更优。因此,拟境栽培技术的应用对霍山石斛的规模化种植具有现实指导意义。除此以外,仿生栽培模式在其它一些重要药用植物资源的
21、繁育过程中也发挥了重要作用。研究结果表明,淫羊藿的林下仿生栽培在防止林区水土流失、提高土地利用率、提高林地经济效益等方面发挥了重要作用 36,37 。天麻的人工仿生栽培对于保护野生天麻资源、提高天麻品质具有良好效果 38.39 。人参的林下仿生栽培对于减少林参争地、提高林地资源利用率具有重要意义 40,41。刺五加和七叶一枝花等药用植物的仿生栽培也取得了良好的效果 42,43。总之,药用植物“拟境栽培”种植模式具有多重优势,不仅能提高土地资源利用率,保护生态环境,还能提高中药材的质量,从而增加中药材生产的社会效益、生态效益与经济效益。2.2药用植物的立体栽培模式立体栽培模式是基于生物群落层级,
22、在同一块土地上,有顺序地在季节间或年间轮换种植不同的作物或作物组合,可以分为轮作、间作和轮间作组合的模式。钟宛凌等 44 对药用植物轮作模式研究进行了论述,认为常见药用植物轮作模式可分为药用植物与农作物轮作(简称药一农轮作)及药用植物与药用植物轮作(简称药一药轮作)两大类,且水旱作物轮作模式的应用比较普遍。轮作可通过改善土壤理化性质、减轻植物化感自毒作用及调节土壤微生物区系等机制发挥减轻病虫害发生、提高中药材产量和品质、缓解连作障碍等方面的作用,是用地与养地相结合的重要农业措施。陈法志2023年第45卷第4期第4期等 45 对湖北红安县试验示范的子莲一元胡水旱轮作栽培模式进行了总结,提出该栽培
23、模式不仅可提高子莲田冬闲期利用效率,而且可缓解元胡连作障碍,提高经济效益,具有一定的示范推广价值。陈志荣等 46 阅中市农业科技人员实践探索出了沙参一西瓜轮作、西瓜一菜椒间种的高效栽培新模式,该模式已成为阅中市优化农业产业结构调整,增加农民收入的重要途径和新农村建设新的经济增长点。间作指在同一田地上于同一生长期内,分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式。国内外农业研究人员都比较重视利用间作提高农业生产率。印度一些研究人员很早就注意到了药用植物、芳香植物与农作物间作模式对于提高土地利用效率的作用。麻疯树作为印度北部退化盐碱地上的替代作物,其栽培措施单一并产量极低。因此,Singh等 47
24、 尝试在印度北部麻疯树人工林之间进行间作以优化土地利用效率。结果表明,麻疯树与罗勒属植物、母菊属植物以3 m的行距和间距种植4年要优于其它种植模式与轮作系统,对土壤的改良效果更好。Pandey等 48 认为,在印度北阿坎德邦的丘陵地区,将紫苏、蛇床草、姜黄、柠檬草、香茅、薰衣草和颠茄及其他药用或芳香植物与传统农作物间作,不仅可提高传统农作物的生产潜力,还能给农民带来额外收入,非常值得提倡。在我国,田启建等 49 进行了黄精与玉米不同密度套作模式试验,得出3万窝/hm的黄精套种单株玉米3万窝/hm,为当地黄精与玉米套作的最佳模式。曹安邦等 50 发现,祁连圆柏行间间作黄芩有益于树体生长和增加收益
25、。朱振兴等 51 发现,间作玉米可为半夏提供更好的生长环境,增强半夏生长势,提高半夏产量。刘伟等 52 选取薄荷、紫苏及首作为间作,研究发现不同生态间作模式,对丹参根部鲜重、干重、生物量的积累及脂溶性成分含量均有明显促进作用。游景茂等 53 通过白术套种玉米,实现了套种白术平均株高比单作增加,根茎鲜重增产,叶斑病与根腐病发病率降低,对于稳定白术产量,降低化学药剂使用,提高白术品质具有重要意义。郭兰萍等 54 探讨了黄柏间套作药用植物的种植模式,发现黄柏与草本药用植物间套作,认为这种立体栽培模式不仅提高了药材单位种植面积的产值,而且增加了经济效益,同时更有效地提升相应的生态效益和社会效益。以上经
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