白芷生物學(xué)特性及栽培技術(shù)研究進展△

趙東岳，郝慶秀，金艷，康利平，劉影，郭蘭萍

(道地藥材國家重點實驗室培育基地/中國中醫(yī)科學(xué)院 中藥資源中心，北京 100700)

·中藥農(nóng)業(yè)·

白芷生物學(xué)特性及栽培技術(shù)研究進展△

趙東岳，郝慶秀，金艷，康利平，劉影，郭蘭萍*

(道地藥材國家重點實驗室培育基地/中國中醫(yī)科學(xué)院 中藥資源中心，北京 100700)

白芷為我國傳統(tǒng)常用大宗中藥材，有祛風(fēng)散寒、燥濕排膿、止痛等功效。通過對白芷主產(chǎn)區(qū)的調(diào)研和查閱文獻，本文對白芷的生物學(xué)特性、品種選育、生物學(xué)營養(yǎng)與施肥、病蟲害防治、連作障礙和規(guī)范化生產(chǎn)技術(shù)等方面的研究動態(tài)進行了綜述，為進一步的白芷栽培技術(shù)研究提供理論支持。

白芷；生物學(xué)特性；栽培技術(shù)；綜述

白芷藥材為傘形科當(dāng)歸屬Angelica植物白芷Angelicadahurica(Fisch.ex Hoffm.) Benth.et Hook.f.或杭白芷Angelicadahurica(Fisch.ex Hoffm.)Benth.et Hook.f.var.Formosana(Boiss.)Shan et Yuan的干燥根，是中醫(yī)臨床常用中藥之一，有祛風(fēng)散寒、燥濕排膿、止痛等功效[1]。除供藥用外，在食品、保健品、香料、護膚美容、日用化工等方面都有廣泛的應(yīng)用[2]。中國傳統(tǒng)白芷資源豐富，有川白芷(四川遂寧)、杭白芷(浙江磐安)、禹白芷(河南禹州)、祁白芷(河北安國)四大傳統(tǒng)栽培產(chǎn)區(qū)。白芷由于適應(yīng)性較強，近年不少地區(qū)對其進行引種栽培，有的地區(qū)已經(jīng)形成一定規(guī)模，成為了新的白芷產(chǎn)區(qū)，如安徽亳州、重慶南川等。

本課題組對四川遂寧、重慶南川、浙江磐安、河南禹州、安徽亳州以及河北安國等白芷主產(chǎn)區(qū)進行了調(diào)研，同時查閱文獻，將白芷生物學(xué)特性和栽培技術(shù)研究現(xiàn)狀整理綜述。

1 白芷的生物學(xué)特征

白芷為多年生高大草本，高1～2.5 m，花期7～8月，果期8～9月[3]。白芷主要為秋季播種，部分產(chǎn)區(qū)春季播種。秋播當(dāng)年為幼苗期，第二年為營養(yǎng)生長期，至第二年秋季植株枯萎時收獲。采種植株則繼續(xù)進入第三年的生殖生長期，5～6月抽苔開花，7月中旬種子成熟[4]。

白芷適宜在土層深厚、疏松肥沃、比較濕潤的砂質(zhì)壤土中栽培。土質(zhì)過黏、過砂易導(dǎo)致主根分叉，影響產(chǎn)量和質(zhì)量[4]。沙土種植白芷，易耕作，種植的白芷分枝少，但白芷產(chǎn)量較低，白芷最佳栽培土壤為微團?；驁F粒結(jié)構(gòu)土壤[8]。

楊枝中等[6]對白芷種子檢驗方法進行了研究，明確了光照12 h作為白芷種子發(fā)芽最佳光照時間。在不經(jīng)過激素處理的情況下，發(fā)芽啟動時間在9 d左右，30 d后無種子發(fā)芽，種子萌發(fā)周期持續(xù)時間較長。韋中強等[7]對白芷種子萌發(fā)特性進行了研究，發(fā)現(xiàn)隔年陳種發(fā)芽力降低，不宜久藏，應(yīng)當(dāng)年采當(dāng)年用。

陳郡雯等[5]研究了白芷傳粉生物學(xué)特性，對花粉活力壽命及柱頭可授性在開花過程中的變化規(guī)律進行了深入研究。白芷柱頭于開花后第4 d逐漸具有可授性，此時花柱逐漸伸長，柱頭扁平。通常于第6 d具最強可授性，隨后柱頭逐漸萎蔫變褐，開花后第10 d不具可授性。

2 白芷新品種選育

在產(chǎn)區(qū)調(diào)查發(fā)現(xiàn)白芷多為傳統(tǒng)農(nóng)家品種，傳統(tǒng)川白芷栽培品種有青莖白芷和紫莖自芷兩種，其中以紫莖白芷植株較高，根部肥大，葉柄基部帶紫色，產(chǎn)量高，香氣濃，品質(zhì)優(yōu)，為川白芷的優(yōu)良栽培品種[9]?！按ㄜ?號”和“川芷2號”是白芷的新品種，后者平均產(chǎn)量8679 kg·hm2，比對照增產(chǎn)29.5%，豐產(chǎn)性、穩(wěn)定性和適應(yīng)性良好，2012年獲得了川審藥登記號[10]。

在白芷品種選育新技術(shù)新方法中，應(yīng)用了多倍體育種和太空育種技術(shù)。羅躍龍等[11-12]研究杭白芷多倍體育種，采取了多種途徑，如處理發(fā)芽種子的根尖、小苗的頂芽、植株的腋芽等，最終通過對花序進行誘變的方法，成功培育出了多倍體杭白芷。彭菲[13]測定發(fā)現(xiàn)人工四倍體白芷根中歐前胡素的含量達到0.46%，比原二倍體白芷根中歐前胡素的含量(0.22%)增加了104.4%。朱艷英等[14]研究了太空育種白芷與普通白芷的差異，主要活性成分香豆素類組分含量增加，蛋白質(zhì)和脂肪組分含量略有增加，而淀粉、膳食纖維的含量大幅度降低。

3 白芷的營養(yǎng)與施肥研究

白芷積累的大量礦質(zhì)元素中氮、鉀最多，磷最少[15]。且隨著白芷生長發(fā)育，葉干物質(zhì)含量逐漸降低，根干物質(zhì)含量逐漸升高，生長后期生長中心轉(zhuǎn)向地下，干物質(zhì)不斷向根中積累，使產(chǎn)量得到保證[16]。蒲盛才等[18]和陳郡雯等[19]研究均發(fā)現(xiàn)施用量在一定范圍內(nèi)，氮、磷、鉀對白芷產(chǎn)量提高均為正效應(yīng)，配合施用比單施產(chǎn)量高。氮肥優(yōu)先促進地上部生長，提高根中香豆素濃度，提高產(chǎn)量。磷肥會降低株高、根長，提高植株含水率，提高葉片和根中氮素濃度和積累量，提高葉片中香豆素濃度和積累量，提高產(chǎn)量。鉀肥有利于增加株高、根長、根粗和干重，降低根中氮素濃度和積累量，提高磷素、鉀素的濃度和積累量，提高葉片和根中香豆素積累量[17]。同時施用有機肥可以提高根和葉片中香豆素積累量，提高產(chǎn)量，有機肥處理作用效果好于單施化肥處理。肥料種類對白芷早期抽苔率及產(chǎn)量也有較大影響，單施鉀肥的早期抽苔率最低[20]。

利用腐植酸肥對作物增產(chǎn)和提高品質(zhì)作用明顯，并有改良土壤結(jié)構(gòu)、增強抗逆和抗病等特性。童文等[21]研究發(fā)現(xiàn)合理施用腐植酸、腐植酸鉀、黃腐酸均可提高白芷的產(chǎn)量與質(zhì)量，其中黃腐酸葉面噴施濃度1.0 g·L-1增產(chǎn)效果最明顯。張志梅等[22]用次生代謝增強劑在祁白芷不同時期葉面噴灑，有助于提高白芷產(chǎn)量和跟中歐前胡素含量。

4 白芷病蟲害防治研究

白芷在整個生長期中，均有不同程度的病蟲害發(fā)生，并嚴(yán)重影響產(chǎn)量和質(zhì)量，一般減產(chǎn)15%，嚴(yán)重時高達60%。常見病害有斑枯病、根腐病、黑斑病、紫紋羽病、立枯病、根結(jié)線蟲、灰斑病等；主要蟲害有紅蜘蛛、蚜蟲、地老虎、食心蟲、灰象甲和赤條蝽等。

在白芷栽培生產(chǎn)中，應(yīng)堅持“預(yù)防為主，防治結(jié)合”的植保防治原則，按照病蟲害發(fā)生的規(guī)律，科學(xué)地使用物理防治、生物防治與化學(xué)防治技術(shù)，有效控制白芷病蟲害。嚴(yán)禁使用中藥材GAP生產(chǎn)規(guī)范中的禁用農(nóng)藥，嚴(yán)格按照農(nóng)藥使用時間間隔及農(nóng)藥有效期安全使用農(nóng)藥。

4.1 白芷斑枯病

白芷斑枯病[23]是白芷產(chǎn)區(qū)的主要病害之一，由白芷殼針孢菌SeptoriadearnessiiEllis et Everhart侵染引起的，該病發(fā)生普遍，嚴(yán)重時引起葉片枯死，植株早衰，造成白芷產(chǎn)量損失，同時會影響白芷藥材的品質(zhì)。病害的初侵染源主要是留種株的病葉和田間病殘體。最初在植株下部老葉上發(fā)病，隨后分生孢子藉雨滴飛濺的方式傳播，在白芷生長期中不斷引起再侵染。鄭艷[24]對白芷病原菌生物學(xué)特性進行了研究，明確環(huán)境因素和營養(yǎng)條件對白芷殼針孢生長、產(chǎn)孢及其分生孢子萌發(fā)的影響。室內(nèi)藥劑測定[25]發(fā)現(xiàn)，多菌靈對白芷殼針孢菌絲生長的抑制作用最強，但對孢子萌發(fā)的抑制效果較差；甲基托布津、代森錳鋅和百菌清對病菌菌絲生長和孢子萌發(fā)的抑制作用均較好；而三唑酮對白芷殼針孢菌絲生長幾乎無抑制作用，但對孢子萌發(fā)的抑制效果較好。

4.2 白芷細菌性葉斑病

白芷細菌性葉斑病Pseucomonassyringaepv.Angelicae pv.nov為丁香假單胞菌白芷致病變種[26]，癥狀為葉片布滿黃褐至暗褐色病斑，直徑為2～4 mm，病健交界不明顯。室內(nèi)接種的白芷葉片被感染后，產(chǎn)生黃白至黃褐色的斑點，直徑2～4 mm，斑點周圍有黃色暈圈。調(diào)查發(fā)現(xiàn)浙江、江蘇、安徽等地栽培的白芷均有不同程度的發(fā)病，浙江發(fā)病率為13%～58%以江蘇最為嚴(yán)重，發(fā)病率為57%～85%，安徽最輕，發(fā)病率為5%～10%。生產(chǎn)中建議應(yīng)用春雷霉素、農(nóng)用抗生素等藥劑防治。

4.3 白芷黑斑病

白芷黑斑病病原菌為當(dāng)歸葉點霉PhyllostictaangelicaeSaceardo，喻霜等[27]對白芷黑斑病發(fā)病癥狀、病原菌致病性和形態(tài)特征等進行了研究，該病在四川地區(qū)始發(fā)期為3月上旬，高峰期為6月份，病葉率達74.51%。病害侵染源主要是留種株的病葉和田間病殘體，因此建議在生產(chǎn)上做好秋季田間病殘體的清理，及時摘除留種株上的病葉同時配合藥劑防治，可有效減少病害發(fā)生[28]。

4.4 白芷根腐病

白芷根腐病是生產(chǎn)上的重要病害之一[29]，病原為菜豆殼球孢MacrophominaphaseplinaGoid，屬半知菌亞門，球殼孢真菌。筆者調(diào)查發(fā)現(xiàn)白芷栽培過程中并無根腐病發(fā)生，白芷根腐病主要發(fā)生于收獲后的加工、干燥過程中，一般發(fā)病率在15%左右，嚴(yán)重時可達30%，甚至全部腐爛。蒲盛才研究員也表示病菌不能侵染健康的新鮮白芷，只能侵染有傷口和萎蔫的白芷，傷口是病菌侵入的主要途徑，根周皮在抵抗病菌侵入中起重要作用。因此，在采挖、運輸和加工過程中要注意保護白芷周皮不被破壞，采挖后應(yīng)及時加工干燥。

4.5 白芷線蟲病害

江文芳等[30]對白芷病原線蟲的生物學(xué)生特性進行了報道，白芷線蟲以卵、幼蟲在土壤、寄主、病殘體上越冬，多在土壤5～30 cm深處生存，生存最適溫度25～30 ℃，溫度高于40 ℃或低于5 ℃時都很少活動，在干燥或過濕的土壤中活動受抑制。本課題組調(diào)查發(fā)現(xiàn)河南禹州市栽培白芷線蟲為害嚴(yán)重，發(fā)病嚴(yán)重地塊病死率達30%～50%，連作地發(fā)病更為嚴(yán)重。白芷被線蟲寄生后，根部發(fā)生許多根瘤，根呈結(jié)節(jié)狀，地上部分生長不良。當(dāng)條件適宜時，越冬卵在根結(jié)中孵化為幼蟲，1齡幼蟲留在卵內(nèi)，2齡幼蟲鉆出卵外進入土壤侵染幼嫩的新根，并刺激寄主細胞膨大形成根結(jié)。該病在白芷整個生長過程中均可發(fā)生，生產(chǎn)中可以應(yīng)用福氣多、棉隆等低毒殺線蟲劑防治。

4.6 紅蜘蛛

紅蜘蛛又叫朱砂葉螨，成蟲、弱蟲拉絲結(jié)網(wǎng)，主要危害白芷葉片[31]，影響光合作用，吸食葉片汁液使葉片變紅、枯焦，可造成減產(chǎn)20%，為害癥狀為害初期葉片出現(xiàn)黃色針尖樣斑點，引起植株長勢衰弱，后期葉片焦枯，似火燒狀，俗稱“火龍”。紅蜘蛛為害具有世代重疊現(xiàn)象，主要以雌蟲成群聚在枝葉、殘株及菜草根部越冬。次年3月越冬成蟲出蟄活動，開始為害白芷，并繁殖。春季干旱、夏季高溫少雨發(fā)生嚴(yán)重，6～7月為害白芷葉片，影響光合作用而造成減產(chǎn)。生產(chǎn)中建議用吡蟲啉、殺螨威等藥劑防治。

5 白芷連作研究

在同一塊土壤中連續(xù)栽培同種或同科作物時，即使在正常的栽培管理狀況下，也會出現(xiàn)生長勢變?nèi)?、產(chǎn)量降低、品質(zhì)下降、病蟲害嚴(yán)重的現(xiàn)象，即連作障礙(Continuous cropping obstacles)。在日本稱為“忌地”現(xiàn)象、連作障害或連作障礙，歐美國家稱之為再植病害(Replant disease)或再植問題(Replant problem)，我國常稱“重茬問題”。在調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)，白芷在生產(chǎn)過程中存在連作障礙問題，一般采用輪作，換行套作等方式加以解決。

關(guān)于白芷化感連作障礙研究未見報道，僅見祁白芷種子化感研究，賈蕾等[32]發(fā)現(xiàn)祁白芷種子和種翅膜中均存在某種水溶性萌發(fā)抑制物質(zhì)，該物質(zhì)對雙子葉和單子葉植物種子的萌發(fā)有抑制作用，還可延遲種子萌發(fā)時間。因此，提出了在播種前浸泡祁白芷種子24h，或在不損傷種仁前提下搓去種翅膜的建議。趙金莉等[33]研究發(fā)現(xiàn)，接種AM真菌能夠明顯促進白芷植株生長，植株生物量顯著提高，尤其是根部生物量，同時可提高白芷根中總香豆素和歐前胡素的含量，對白芷連作障礙有一定緩解作用。

筆者調(diào)查中發(fā)現(xiàn)重慶、遂寧、安國等白芷產(chǎn)區(qū)多用輪作的栽培方式，病蟲害發(fā)生較輕，分析與該地種植方式有關(guān)，而亳州地區(qū)白芷病蟲害發(fā)生較其他產(chǎn)區(qū)嚴(yán)重，尤其是連作多年的區(qū)域根結(jié)線蟲病和紅蜘蛛為害嚴(yán)重，減產(chǎn)損失較大，嚴(yán)重制約了該區(qū)域白芷栽培產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，在白芷生產(chǎn)過程中，宜采用輪作的方式減緩連作為害。

6 白芷規(guī)范化生產(chǎn)技術(shù)研究進展

按照GAP要求進行白芷種植管理，才能達到優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的目的。因此加強白芷的規(guī)范化生產(chǎn)技術(shù)研究，對白芷產(chǎn)業(yè)發(fā)展意義重大。苑軍等[36]，蒲盛才等[37]和孫鳳建等[38]分別對不同道地產(chǎn)區(qū)白芷規(guī)范化生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程進行了闡述。楊枝中等[34]從扦樣、凈度分析、真實性鑒定、重量測定、發(fā)芽試驗、水分測定、生活力測定、健康度測定8個方面對白芷種子質(zhì)量檢驗方法進行研究，初步確定了白芷種子質(zhì)量指標(biāo)的檢驗方法。韋中強等[35]對川產(chǎn)白芷的留種繁育技術(shù)進行了系統(tǒng)闡述，種子優(yōu)劣影響田間出苗率、產(chǎn)量、品質(zhì)，其中特別指出白芷種子不宜久藏，隔年陳種易喪失發(fā)芽力，種子要當(dāng)年采收、當(dāng)年用，確定了適宜四川地區(qū)白芷種植留種的規(guī)范栽培方法。

周淑榮等[39]研究了不同加工方法對白芷有效成分的影響，自然曬干的白芷樣品中二氧化硫殘留量低于其他經(jīng)過硫磺熏蒸的樣品，氧化前胡素和歐前胡素均高于其他經(jīng)過硫磺熏蒸的樣品。筆者調(diào)查發(fā)現(xiàn)，白芷主產(chǎn)區(qū)用硫磺熏蒸干燥較為普遍，尤其是四川、重慶地區(qū)，白芷采收季節(jié)高溫、高濕，如果不用硫磺熏蒸，晾曬過程中易發(fā)生霉變腐爛。因此在白芷主產(chǎn)區(qū)有必要開發(fā)小型藥材干燥設(shè)備，建立統(tǒng)一干燥加工點，降低藥材中的二氧化硫殘留量。

7 瞻望

白芷的栽培研究是一項基礎(chǔ)性工作，對白芷產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要。通過對白芷生物學(xué)特性和栽培研究進展的調(diào)研與綜述，發(fā)現(xiàn)白芷栽培過程中仍有很多問題亟待解決。

7.1 白芷標(biāo)準(zhǔn)化種植

通過對白芷主產(chǎn)區(qū)的調(diào)研，發(fā)現(xiàn)白芷栽培、加工，多為農(nóng)戶小規(guī)模種植，缺少規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化。截止到2014年通過國家食品藥品監(jiān)督管理局中藥材GAP認(rèn)證的白芷栽培基地僅有1家。今后白芷栽培研究工作首先應(yīng)建立白芷規(guī)范化栽培基地，加強對白芷栽培技術(shù)的研究，實現(xiàn)白芷生產(chǎn)專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化。

7.2 白芷先期抽薹問題有待深入研究

調(diào)研發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)當(dāng)中所用的白芷種質(zhì)混雜，先期抽薹嚴(yán)重。因此要加強白芷品種選育，并通過抽薹分子機制的深入研究，定向培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和不易發(fā)生早期抽薹的品種，確保種子質(zhì)量是提高白芷藥材品質(zhì)的前提。

7.3 不同產(chǎn)地白芷栽培技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)亟需建立

白芷產(chǎn)部分布廣，且不同產(chǎn)區(qū)栽培技術(shù)存在差異。宜根據(jù)各個主產(chǎn)區(qū)的氣候環(huán)境因素，制定出不同道地產(chǎn)區(qū)的“白芷栽培技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”，實現(xiàn)白芷規(guī)范化種植和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。做好對白芷栽培技術(shù)、病蟲害防治的規(guī)范化，通過白芷的規(guī)?；a(chǎn)，加快推進地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，以實現(xiàn)良好的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益和社會效益。

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ResearchAdvanceontheBiologicalCharacteristicsandCultivationTechnologiesofAngelicadahurica

ZHAODongyue，HAOQingxiu，JINYan，KANGLiping，GUOLanping*

(StateKeyLaboratoryBreedingBaseofDao-diHerbs，NationalResourceCenterforChineseMateriaMedica，ChinaAcademyofChineseMedicalSciences，Beijing100700，China)

The root ofAngelicadahuricais a commonly used traditional Chinese herbal medicines，it has function of expelling wind and cold，dampness pus，pain and other effects.In this paper，the biological characteristics，breeding，nutrition，fertilization，pest control，research and standardization of continuous cropping，obstacles production technology and other aspects ofA.dahuricawere reviewed.It provides theoretical support for further research on cultivation technologies ofA.dahurica.

Angelicadahurica；biological characteristics；cultivation technologies；review

10.13313/j.issn.1673-4890.2015.11.018

2015-01-26)

國家科技支撐計劃課題(2012BAI29B02)；國家自然科學(xué)基金重點項目(81130070)；國家中醫(yī)藥管理局行業(yè)科研專項(201107009，201207002)；中國中醫(yī)科學(xué)院“名醫(yī)名家傳承”項目(CM20143001)

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郭蘭萍，研究員，研究方向：中藥資源生態(tài)研究；Tel：(010)64014411-2955，E-mail：glp01@126.com