藥食兼用桔梗的引種栽培研究進(jìn)展※

蔣 桃 祖矩雄 向 華

（湖南食品藥品職業(yè)學(xué)院，湖南 長沙 410208）

桔梗 [Platycodon grandiflorum (Jacq.)A.DC.]為桔?？贫嗄晟荼局参铮置忚K花、僧帽花、包袱花等。李時(shí)珍因其根結(jié)實(shí)而梗直命名為桔梗，在朝鮮文中叫做“道拉基”。桔梗最早記載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，列為下品。桔梗性平，味苦、辛，歸肺經(jīng)，具有宣肺、利咽、祛痰、排膿的功效，臨床上多用于治療咳嗽痰多，胸悶不暢，咽痛音啞，肺癰吐膿等癥[1]。桔梗含有皂苷類、黃酮類、酚酸類、聚炔類、多糖類等多種活性化學(xué)成分，主要藥用成分為桔梗總皂苷[2]。作為一味傳統(tǒng)常用中藥，桔梗因其悠久的用藥歷史、可靠的臨床療效、顯著的生物活性和廣闊的應(yīng)用范圍而被列為40種大宗藥材目錄。同時(shí)，桔梗作為衛(wèi)生部公布的第一批藥食同源目錄品種，其根和莖含有豐富的蛋白質(zhì)、脂肪油、可溶性糖、纖維素、人體必需氨基酸、有益礦質(zhì)元素、維生素、胡蘿卜素等成分，具有較高的食用價(jià)值[3]。在我國東北地區(qū)及日、韓、朝等東亞國家，桔梗的肉質(zhì)根常被腌制后泡菜或用來涼拌、清炒，甚至加工成桔梗晶、桔梗罐頭、桔梗飲料等。此外，桔?；ㄐ吞貏e形似鈴鐺，且有紫、白、黃、粉紅、淺綠等顏色之分，在日、韓等國亦作為插花被廣泛使用[4-6]。伴隨著桔梗資源不斷被開發(fā)和利用，其現(xiàn)已成為集藥用、食用、觀賞于一體的大宗藥材、經(jīng)濟(jì)作物、觀賞植物，市場需求量極大。

隨著桔梗需求量的增大和人們的過度采挖，我國野生桔梗資源早已不能滿足市場需要，桔梗的大規(guī)模種植成為必然。桔梗作為藥用植物和經(jīng)濟(jì)作物，其質(zhì)量和產(chǎn)量一直是大家所關(guān)注的重點(diǎn)，而栽培模式對桔梗藥材的產(chǎn)量和品質(zhì)起到至關(guān)重要的作用。筆者從桔梗種質(zhì)資源、植物特征、生長習(xí)性、引種栽培等方面進(jìn)行全面綜述報(bào)道，旨在為提高桔梗引種栽培的質(zhì)量和效益提供思路。

1 種質(zhì)資源

種質(zhì)資源也稱遺傳資源。育種學(xué)上的種質(zhì)資源是指選育某一物種新品種所用的所有可利用的遺傳原始材料[7]。野生桔梗分布廣泛，桔?？浦滴铿F(xiàn)有60屬1500種，我國有17屬約150種，桔梗屬植物僅桔梗1種，自然界以紫花桔梗為主[8]。隨著野生桔梗資源采挖殆盡，在自然環(huán)境影響和人工種植干預(yù)下，原有基礎(chǔ)上慢慢地形成紫、白、黃、粉紅、淺綠等5種花色基因型和藥用型、食用型及觀賞型3種不同功能的新種質(zhì)資源。

國內(nèi)對桔梗種質(zhì)的研究主要集中在農(nóng)藝學(xué)性狀觀察、化學(xué)成分分析和分子生物學(xué)技術(shù)等3個(gè)方面。農(nóng)藝性狀的遺傳研究是種質(zhì)資源研究的重要內(nèi)容，有關(guān)桔梗農(nóng)藝性狀的研究主要集中在紫花桔梗和白花桔梗兩個(gè)品種及其雜交后代上。孫麗娜等[9-13]研究結(jié)果表明：紫花桔梗在根粗、莖粗、株高、主莖葉片數(shù)、葉長、葉寬、分枝數(shù)、花冠直徑、結(jié)果率等農(nóng)藝性狀上要優(yōu)于白花桔梗，這對桔梗品種改良和新品種選育具有重要指導(dǎo)意義。也有研究表明：栽培桔梗與野生桔梗在株高、莖粗等農(nóng)藝特征上并無顯著差異[14]。通過對桔?；瘜W(xué)成分的研究，找出化學(xué)成分與桔梗種質(zhì)間的關(guān)系，多指標(biāo)評價(jià)不同產(chǎn)地的桔梗藥材質(zhì)量，不僅可尋找新的優(yōu)質(zhì)桔梗種質(zhì)資源，而且可為桔梗種質(zhì)的選用提供依據(jù)。嚴(yán)一字等[15-21]研究認(rèn)為：不同桔梗種質(zhì)資源間總皂甙含量差異較大，紫花桔梗種質(zhì)資源的總皂苷的含量比白花桔梗高；粉花桔梗中含人體必需氨基酸總含量稍高于紫花桔梗的含量，粉花桔?？勺鳛樗幨硟捎眯缕废颠M(jìn)行推廣種植；不同產(chǎn)地的桔梗中桔梗皂苷D和多糖含量存在一定相關(guān)性。不同植物或同一植物不同品種間其蛋白質(zhì)和酶的組成、分子量和結(jié)構(gòu)存在特異性，利用蛋白質(zhì)電泳技術(shù)研究桔梗種質(zhì)資源及其相互關(guān)系，在桔梗的種質(zhì)資源分類及品種選育等方面具有重要意義。李喜鳳等[22-24]通過桔梗的聚丙烯酰胺凝膠電泳分析發(fā)現(xiàn):同一桔梗藥材的蛋白質(zhì)電泳譜穩(wěn)定性、重復(fù)性良好；不同產(chǎn)地桔梗的蛋白質(zhì)同工酶存在數(shù)量和活性強(qiáng)度的差異；不同品種間其蛋白質(zhì)電泳譜存在較大差異，可有效區(qū)別不同桔梗產(chǎn)地及品種。通過對DNA遺傳物質(zhì)的研究可直接比較不同種質(zhì)間遺傳基礎(chǔ)物質(zhì)的差異，獲得豐富控制表現(xiàn)型的內(nèi)在遺傳信息，為新品種培育提供細(xì)胞學(xué)水平的選擇依據(jù)和物質(zhì)基礎(chǔ)[25]。王立平等[26-31]通過DNA指紋圖譜技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)：紫花桔梗和白花桔梗在遺傳物質(zhì)存在差異，栽培中的桔梗種質(zhì)資源是混雜的，種質(zhì)資源的聚類結(jié)果與地域性有一定關(guān)系，桔梗種內(nèi)基因遺傳存在多樣性。豐富的種質(zhì)資源為桔梗的引種栽培和品種培育奠定了基礎(chǔ)。

2 植物特征

桔梗為多年生草本，植株高50～90 cm，少數(shù)能達(dá)到130 cm，株高與品種存在一定的關(guān)系[32-33]。全株能分泌白色乳汁，組織中含有乳汁管。根肉質(zhì)，圓錐形，上粗下細(xì)，少分枝；莖光滑無毛，常不分枝或上部稍分枝，直立；莖上部葉大多互生，中下部葉常輪生或?qū)ι~片卵形至披針形，漸窄，邊緣有鋸齒，近于無柄；花朵單生或呈數(shù)朵疏生的總狀花序，花冠鐘狀，裂片5，紫色或紫白色，偶見白色、粉色、淺綠色；蒴果倒卵形，成熟時(shí)頂部5瓣裂；種子多粒，細(xì)小，呈卵形，有三棱，黑色或棕黑色，有光澤。不同品種間植物特征存在差別，主要集中在株高、根型及花色上。

3 生長習(xí)性

桔梗播種后的第1年為長苗期，主根生長緩慢，第2年為根的旺盛生長期。秋冬季莖葉枯萎后根逐漸停止生長，進(jìn)入休眠期越冬。從第3年開始，主根生長漸慢[34]；莖在春季出土前后生長緩慢，之后至開花前生長加快，開花后逐漸減慢，氣溫低于10℃時(shí)地上莖枯萎。花期在6～10月，果期在8～11月。同一品種種植在南北不同氣候區(qū)，其花期和果期稍有差別。種子在10℃以上時(shí)開始發(fā)芽，萌發(fā)最適溫度在21～25℃。在常溫條件下，桔梗種子的壽命為1年，低溫（0～4℃）下貯存可延長至2年以上[35]。

4 引種栽培

我國對藥用植物的引種栽培有著悠久的歷史，從公元前張騫出使西域引種紅花到現(xiàn)代的野生天麻引種馴化成功，取得了不少成績[36]。在很長一段時(shí)間里，我國主要靠采挖野生桔梗為主，自上個(gè)世紀(jì)70年代，我國開始大規(guī)模桔梗種植[37]。目前，藥材市場上絕大多數(shù)是引種栽培的紫花桔梗。

4.1 引種條件 判斷藥用植物引種栽培是否成功的關(guān)鍵在于能否保持或提高其藥效和產(chǎn)量，而土壤、地勢、水份、溫度、光照等地理氣候條件是影響其能否成功的重要因素[38]。野生桔梗自然生長于海拔2000 m以下的向陽處草叢、灌叢中，在我國大部分地區(qū)、前蘇聯(lián)、東西伯利亞地區(qū)、朝鮮半島和日本半島有分布[39-40]。桔梗喜涼爽濕潤氣候，喜愛陽光，怕風(fēng)害易倒伏，忌積水易爛根，根耐寒能露地越冬，適宜生長的溫度范圍為10～20℃，家種桔梗適宜于海拔1100 m以下的丘陵地帶。桔梗對土質(zhì)要求不嚴(yán)，能生長于多種多樣土壤類型[14]。以上說明了桔梗具有較強(qiáng)地理氣候和土壤條件適應(yīng)能力，這為其引種栽培提供了理論依據(jù)和遺傳基礎(chǔ)。4.2引種栽培 在中藥材市場上，性狀是藥材品質(zhì)的重要評價(jià)指標(biāo)，桔梗在性狀上以主根粗壯、順直堅(jiān)實(shí)、側(cè)根少為優(yōu)。規(guī)范化種植的桔梗，在產(chǎn)量、商品性狀等方面比野生桔梗具有優(yōu)勢[41]。目前，桔梗在中國西南地區(qū)面積最大，以華北的質(zhì)量最好[42]。安徽、河北、河南、四川、江蘇、浙江和內(nèi)蒙古等省份種植的規(guī)模也相對較大，尤其是安徽省阜陽等地產(chǎn)量極大[43]。此外，根據(jù)不同的產(chǎn)區(qū)，有南桔梗和北桔梗之分。金世元、陳京荔等認(rèn)為南桔梗主產(chǎn)于江蘇、浙江、安徽、湖南、四川、貴州等地。北桔梗主產(chǎn)于東北三省、河北、山西、內(nèi)蒙古等地[44-45]。而李國清等[42]則認(rèn)為生長在華東地區(qū)如安徽、江蘇等地的桔梗稱為南桔梗。

4.2.1 選地整地 桔梗喜陽怕澇，一般選擇向陽的坡地或排水良好的平地種植[46]。丘陵地和平地需作小畦，便于灌溉和排水。若選擇25度以上陡坡，可做成6 m寬的大畦，既能排水，又利于栽培和管理，還能充分利用土地面積[47]。土壤條件對根的性狀品質(zhì)影響最大，認(rèn)為沙壤土有利于根部順直，減少分叉，尤其是以富含磷、鉀，土層深厚、疏松的中性類沙土為好。播種前需用農(nóng)家肥和氮磷鉀復(fù)合肥作基肥，深耕，整平畦面。

4.2.2 播種移栽 桔梗以種子繁殖為主，常用的栽培方法有直播法和育苗移栽法。一般認(rèn)為直播產(chǎn)量高于移栽，根分岔少，質(zhì)量好[47]。播種前需對種子進(jìn)行處理，一般做法是：將種子置于溫水中浸泡一定時(shí)間，生產(chǎn)中以30～50℃的溫水浸種24 h最為適用[35]。也有人用0.3%高錳酸鉀溶液浸種12小時(shí)，可提高種子的發(fā)芽率[46]。在播種時(shí)間上，秋播、冬播及春播都可以，但以秋播為好。秋播當(dāng)年出苗，生長期長，結(jié)果率和根部粗度明顯高于次年春播者。在播種方式上，有點(diǎn)播和條播之分，以條播為多，每畝用種量750～1000 g。播后覆蓋火灰或覆土約2.0 cm，輕微壓實(shí)后澆水，保持土壤濕潤，促進(jìn)種子發(fā)芽。

在移栽時(shí)間上，一般選擇育苗的當(dāng)年秋末地上部分枯萎后或次年春季出苗前移栽。移栽方式上，選取主根順直、光滑、不分叉、蘆頭完好的種苗，開溝，順根排好，覆土蓋過蘆頭即可[48]。不同的栽培密度對桔梗產(chǎn)量和商品性狀有較大影響，種植密度在一般在75～90萬株/hm2，株距5～6 cm[49]。側(cè)根數(shù)隨著行距和株距的增加而增加，適合1年起獲的食用桔梗的最佳栽培密度為6 cm×25 cm，適合于2年起獲的藥、食兼用的桔梗的最佳密度為6 cm×20 cm和6 cm×25 cm[50]。移栽后視土壤墑情澆適量定根水。

4.2.3 田間管理 從出苗到收獲，一般每年中耕除草3次。第1次在4月上旬，第2次在5月中上旬進(jìn)行，第3次在6月上旬進(jìn)行。除草可在播種后出苗前采用除草劑都爾+丁草胺+敵草鈉噴灑；也可在出苗后用蓋草能+禾本靈噴灑[32]。松土要淺，防止損傷根部，同時(shí)結(jié)合培土，防止植株倒伏[48]。直播在苗高2.0 cm時(shí)適當(dāng)疏苗，苗高3.0～4.0 cm時(shí)定苗。補(bǔ)苗和間苗可同時(shí)進(jìn)行，帶土補(bǔ)苗便于成活。桔梗怕風(fēng)害易倒伏，忌積水易爛根，雨季注意排水。為提高產(chǎn)量和質(zhì)量，花期非留種苗采用人工或噴施乙烯利的方式除蕾，對二年生桔梗噴施矮壯素、多效唑、縮節(jié)胺等使植株增粗，防止倒伏[49]。對留種苗，在2年生苗高10 cm時(shí)進(jìn)行打頂，以增加果實(shí)的種子數(shù)量和種子飽滿度，提高種子產(chǎn)量[46]。為減少桔梗根分岔，可通過剔除多余苗頭，確保1株1苗[51]。

施肥是人工栽培桔梗質(zhì)量好壞的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。合理配施不僅能提高其產(chǎn)量和性狀品質(zhì)，還能有效促進(jìn)桔梗有效成分的積累[42，52]。桔梗為深根植物，在翻地時(shí)，用適量的農(nóng)家肥和復(fù)合肥作底肥能促進(jìn)其根往土壤深層生長，可提高桔梗商品性狀品質(zhì)[32，48]。劉占生等[53]總結(jié)桔梗高產(chǎn)施肥經(jīng)驗(yàn)是：施足基肥，視生長情況施促苗肥、壯株肥、保溫肥、返青肥、送嫁肥等五次追肥。李蓮花等[54-55]對桔梗不同生長階段對氮、磷、鉀肥的需求量進(jìn)行了研究，認(rèn)為一年生桔梗在6月和10月對氮磷鉀肥的需求量達(dá)到最高水平，氮肥和磷肥對一年生桔梗產(chǎn)量和品質(zhì)的影響要比鉀肥的影響大，磷肥比鉀肥更有效地提高桔梗產(chǎn)量。王靜等通過研究發(fā)現(xiàn)：氮、磷、鉀元素對桔梗藥材產(chǎn)量影響依次為氮＞鉀＞磷；氮、磷、鉀元素對桔梗總皂苷含量影響依次為氮＞鉀＞磷；對桔梗植株多糖含量影響依次為磷＞氮＞鉀；氮、磷對黃酮積累表現(xiàn)出一定負(fù)效應(yīng)[56]。葉勝明等[41]認(rèn)為有效磷和速效鉀的分布極不平衡時(shí)，將可能影響到桔梗的采收期。由此可見，科學(xué)的肥料配比和合理的施肥方式不僅能提高種植桔梗的產(chǎn)量，同時(shí)能提高桔梗商品品質(zhì)。

4.2.4 病蟲害防治 長時(shí)間的人工栽培種植必然會(huì)導(dǎo)致品種抗病能力的退化和病蟲害的發(fā)生。栽培桔梗的病害主要包括以斑枯病、輪斑病、炭疽病為主的葉斑病類和以枯萎病、紫紋羽病和根結(jié)線蟲病為主的根腐病類。葉斑病類一般在5～6月份開始發(fā)病，7～8月份危害嚴(yán)重，可采用減少越冬菌源、提高植株抗病性、浸種消毒、藥劑噴灑等措施防治；根腐病類屬典型的土傳病害，6～8月份發(fā)病嚴(yán)重，可通過輪作、拔除病株、加強(qiáng)栽培管理并增施腐肥、根部灌藥等措施防治[32，57-58]。蟲害有地老虎、紅蜘蛛等[46]。地老虎一般發(fā)生在4～5月幼苗期，可在清晨進(jìn)行人工捕殺；紅蜘蛛多發(fā)生在4～5月和8～9月，可采用樂果乳劑噴殺。在倡導(dǎo)綠色種植的今天，陳宇瑞等認(rèn)為采用和其它植物輪作的方法，可有效降低害蟲侵害，減少農(nóng)藥的使用，生產(chǎn)“綠色”桔梗[47]。

4.2.5 采收加工 藥材質(zhì)量除受自身的遺傳因素影響外，合理的采收加工方法對保證藥材品質(zhì)有著重要的意義。2015年版《中國藥典》規(guī)定春、秋二季采挖[1]。但宋健等研究發(fā)現(xiàn)，1年生的產(chǎn)量和含量遠(yuǎn)低于2年生桔梗，3年生桔梗生長緩慢，產(chǎn)量略微增加，而有效成分的含量與2年生桔梗相比沒有明顯增加。因此，藥用桔梗一般2年采收，且在9～11月采收的桔梗質(zhì)量最佳[34]。該結(jié)論在葉勝明等研究桔梗采收期綜合評價(jià)體系時(shí)得到了證實(shí)[41]。陳宇瑞等[47]以商洛陡坡旱地種植的桔梗為研究對象，認(rèn)為種植桔梗用途不同，采收期也不同。若食用一般1～2年采收，若藥用則3年以上采收，且以秋季地上莖葉枯萎時(shí)采挖為佳。山東、黑龍江、吉林、四川、安徽、河南等不同桔梗主產(chǎn)區(qū)多數(shù)研究認(rèn)為：桔梗最佳采收時(shí)間一般在秋季，但在具體時(shí)間上存在差別。采收期與栽培品種、栽培管理方法、栽培產(chǎn)地的氣候環(huán)境有密切的關(guān)系，采收時(shí)需綜合考慮各因素，過早根部折干率低，過遲則不易去皮[41，51，60-63]。采收方式包括機(jī)械和人工兩種，藥用桔梗兩種方式都可，但食用桔梗要求根部完整，以人工采挖為主[37]。

產(chǎn)地加工是影響中藥材質(zhì)量主要因素之一。新鮮桔梗不便貯藏，通常在深加工前要及時(shí)進(jìn)行產(chǎn)地加工處理。根據(jù)桔梗的傳統(tǒng)產(chǎn)地加工方法和2015年版《中國藥典》的規(guī)定，桔梗產(chǎn)地加工包括去凈泥土，除去須根，趁鮮剝?nèi)ネ馄せ虿蝗ネ馄?，干燥[64]。而《全國中藥炮制規(guī)范》明確規(guī)定應(yīng)除去須根，趁鮮刮去外皮，且各地要求不一致。劉曉清等[46-47，65]研究認(rèn)為：桔梗去皮后干燥質(zhì)量最好。但也有認(rèn)為桔梗藥用可不去外皮，趁鮮切片。但食用不切片需去皮，其質(zhì)量較好[37]。食用桔梗也有保鮮處理，用于腌制成榨菜或涼拌等[66]。桔梗干燥的方式常包括曬干和烘干，新鮮桔梗適宜的烘干的溫度在50~60℃，烘干溫度過高導(dǎo)致桔梗多糖發(fā)生水解而降低含量，同時(shí)會(huì)影響藥材表面的顏色[64]。

4.2.6 留種技術(shù) 桔梗大多通過種子繁殖，也可通過根莖繁殖，但利用組培快繁因大田成活率低而未能推廣。采用種子繁殖一般選用2年生桔梗的種子，大而飽滿，顏色深，播種后出苗率高，植株生長快，產(chǎn)量高，單產(chǎn)一般比1年生種子繁殖的桔梗產(chǎn)量高30%以上[46-47]。留種時(shí)，應(yīng)選擇2年生的植株進(jìn)行打頂、剪去弱小側(cè)枝和頂端較嫩花序，以增加果實(shí)的種子數(shù)和種子飽滿度，提高種子產(chǎn)量和質(zhì)量[67]。種子一般保存1年，隔年種子不宜做種。桔梗通過根莖繁殖的研究報(bào)道很少，熊丙全等通過研究發(fā)現(xiàn)：在秋季在收獲桔梗時(shí)，選擇個(gè)體發(fā)育良好、無病蟲害的植株，從蘆頭以下1 cm處切下蘆頭（根莖），用細(xì)火灰拌一下，即進(jìn)行栽種，到第2年開春平均每株可得2～3個(gè)芽[51]。

4.3 品種培育 在觀賞型桔梗品種選育或種質(zhì)材料創(chuàng)新方面，國外先后選育成了10余個(gè)觀賞品種，我國也選育出桔梗觀賞品種“九桔蘭花”[37，68]。在食用和藥用方面，利用雜交、誘變、多倍體誘導(dǎo)、基因工程、定向選擇等育種技術(shù)選育出了許多不同優(yōu)良特性的種質(zhì)材料或桔梗新品種，但多數(shù)優(yōu)質(zhì)種質(zhì)材料僅停留在實(shí)驗(yàn)室研究或正在試驗(yàn)田中，真正用于推廣種植的桔梗新品種并不多。山東農(nóng)科院先后選育出了“魯梗1號”和“魯梗2號”[33，48]；中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所采用系統(tǒng)選育和雜交育種方法培育出了桔梗雜種一代“中梗1、2、3、9號”系列新品種[69]；安徽太和高效農(nóng)業(yè)開發(fā)研究所選育出了“太桔1號”[32]。這些品種，在農(nóng)藝性狀、抗逆性、產(chǎn)量和質(zhì)量等方面取得了突破。

5 小結(jié)

桔梗作為一種藥、食、觀賞兼用的藥用植物，在我國已廣泛種植并大量使用。國內(nèi)學(xué)者對桔梗引種栽培進(jìn)行了深入研究，但是由于種質(zhì)上資源混雜、藥食不分、優(yōu)良特性退化，生產(chǎn)上優(yōu)良品種少，栽培上大量使用農(nóng)藥、不合理使用化肥、過分追求產(chǎn)量忽視質(zhì)量等，這些問題導(dǎo)致了市場上桔梗質(zhì)量良莠不齊，優(yōu)質(zhì)桔梗緊缺，劣質(zhì)桔梗積壓，嚴(yán)重制約了桔梗資源的使用及其產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。隨著對桔梗資源的綜合開發(fā)利用，桔梗需求量將會(huì)不斷增加[70]。深入研究不同價(jià)值桔梗種資源，篩選并培育出新的藥用型、食用型和觀賞型優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)新品種，探索出適合各地各品種的規(guī)范化人工種植模式，將成為今后一段時(shí)間桔梗引種栽培探索的重點(diǎn)。

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