丹參規(guī)范化產(chǎn)業(yè)化種植技術(shù)

姜磊，田成玉，李軍，孫居文

(1.平邑縣林業(yè)局，山東 臨沂 273300； 2.平邑縣生物育種中心，山東 臨沂 273300； 3.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，山東 泰安 271001)

丹參是唇形科植物丹參(SalviamiltiorrhizaBunge)的干燥根和根莖。最初載于《神農(nóng)本草經(jīng)》[1]，具有活血祛瘀止痛、清心祛煩的功效[2]，更具抗腫瘤、抗菌消炎、抗過敏、調(diào)節(jié)組織修復(fù)與再生、抗脂質(zhì)過氧化和清除自由基等多種藥理活性[3]，是我國常用大宗中藥材，在四川、山東、河南、安徽均有廣泛的種植[2]。目前，丹參育種選育工作處于起步階段，不同來源丹參之間的親緣關(guān)系尚不明確[4]，人工栽培也存在嚴(yán)重的混雜現(xiàn)象[5]，規(guī)模化不均、產(chǎn)業(yè)化不高。通過項(xiàng)目實(shí)施對丹參規(guī)范化產(chǎn)業(yè)化種植技術(shù)進(jìn)行研究，加快新技術(shù)示范推廣步伐，減輕了丹參栽培混雜狀況，降低成本、增加效益，提升了科研生產(chǎn)、加工銷售產(chǎn)業(yè)化水平。

1 研究背景及意義

我國心血管病死亡占城鄉(xiāng)居民疾病死亡原因首位，患病率和死亡率仍處于快速上升階段[6]。丹參在急性腦梗死、冠心病、心絞痛等多種心腦血管疾病治療中療效顯著[1，7]，對以丹參為原料的中成藥需求逐年增加，對丹參產(chǎn)品從種植到加工的要求也越來越高，目前，每年丹參需求量達(dá)2萬t[8]。野生丹參由于多種原因數(shù)量正在急劇下降[5]，山東野生白花丹參資源稀缺[9]，各產(chǎn)地人工栽培丹參質(zhì)量參差不齊，品質(zhì)退化嚴(yán)重[5]，道地藥材的異地種植現(xiàn)象普遍，造成中藥質(zhì)量下降明顯[10]，同時，丹參藥材栽培過程中存在非常普遍的農(nóng)藥使用情況[11]。藥材原料供給不穩(wěn)，現(xiàn)有生產(chǎn)經(jīng)營模式不能實(shí)現(xiàn)完全溯源，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足高品質(zhì)丹參市場需求。近年來對丹參的藥理作用研究頗多，包括化妝品不同領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用及發(fā)展優(yōu)勢[12-13]、產(chǎn)地溯源可行性研究等[10]。代曉光等[14]總結(jié)了丹參化學(xué)成分、藥理作用機(jī)制和臨床應(yīng)用的研究進(jìn)展，藥理研究成果突出。相對于化學(xué)成分和藥理作用研究，對丹參種質(zhì)資源、選育、種植方面的研究較少，種質(zhì)資源的優(yōu)劣是其產(chǎn)量和質(zhì)量的決定性因素，丹參種苗品種混雜，栽培技術(shù)不規(guī)范，其種植技術(shù)亟待改進(jìn)[8]。

山東是我國丹參重要道地產(chǎn)地，其中80%產(chǎn)自沂蒙山區(qū)，平邑縣地處蒙山腳下，氣候、土壤非常適宜丹參生長發(fā)育，是丹參種植主產(chǎn)區(qū)之一[15]，也是大中企業(yè)重要藥源基地。結(jié)合項(xiàng)目實(shí)施，與北京中醫(yī)藥大學(xué)、山東中醫(yī)藥大學(xué)、山東農(nóng)業(yè)大學(xué)及貴州中醫(yī)藥大學(xué)合作，2011年4月至2017年在山東平邑進(jìn)行了丹參規(guī)范化規(guī)?；彤a(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)研究，根據(jù)中國藥典和醫(yī)藥行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，制定完善了丹參種植的環(huán)境條件、土壤條件、良種選育、繁殖方式、田間管理，以及采收加工、重茬輪作等標(biāo)準(zhǔn)。按照《中藥材生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(GAP)[16]技術(shù)要求制訂了丹參栽培技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程(SOP)，逐步形成丹參產(chǎn)業(yè)化種植的技術(shù)體系和人工高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)種植的示范樣板，對于指導(dǎo)和規(guī)范丹參產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)、提升藥材質(zhì)量具有重要意義。

2 研究內(nèi)容

丹參優(yōu)良種質(zhì)資源的鑒定、評價及制定良種選育標(biāo)準(zhǔn)和方法、種苗標(biāo)準(zhǔn)等；丹參適宜種植發(fā)展區(qū)域的確定及示范基地、推廣基地選擇依據(jù)；生產(chǎn)基地農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀、評價及動態(tài)變化規(guī)律；優(yōu)化建立栽培技術(shù)規(guī)范；分析病蟲害的種類、規(guī)律及綜合防治措施；農(nóng)藥的使用規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、殘留量及確定安全間隔期；肥料的使用規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)；考察活性成分和指標(biāo)性成分的積累動態(tài)數(shù)據(jù)及適宜采收期的確定；丹參采收及產(chǎn)地加工方法；包裝、貯藏及運(yùn)輸要求；制定完善丹參規(guī)范化種植操作規(guī)程與藥材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；對丹參進(jìn)行檢測分析，與上海有關(guān)科研院所合作開展丹參指紋圖譜研究，并對重金屬和農(nóng)藥殘留等安全性指標(biāo)進(jìn)行測定。

3 主要技術(shù)指標(biāo)

通過種質(zhì)資源利用，引種選育出了丹參良種，進(jìn)行了良種工廠化快繁、規(guī)范化育苗；進(jìn)行了起壟平栽試驗(yàn)，總結(jié)出合理密度為12萬株·hm-2；確定了在平邑的適宜采收期為10月底至11月中旬；實(shí)行3年一輪作，避免重茬連作；綜合防治病蟲害，重金屬和“農(nóng)殘”含量大大低于國家標(biāo)準(zhǔn)；丹參素含量穩(wěn)定在1.7%左右，丹參酮ⅡA達(dá)0.35%～0.48%，高出《中國藥典》標(biāo)準(zhǔn)的1～2倍；制訂了SOP；總結(jié)出產(chǎn)地加工、包裝、貯藏及運(yùn)輸技術(shù)；加工車間及質(zhì)量技術(shù)控制體系的建立解決了產(chǎn)業(yè)化示范帶動問題。

通過前3年的研究，2014年平邑縣科技局組織有關(guān)專家測產(chǎn)驗(yàn)收，結(jié)果40 hm2示范基地平均折干產(chǎn)量6 030 kg·hm-2，比當(dāng)?shù)仄骄a(chǎn)量增產(chǎn)14.9%，增產(chǎn)達(dá)顯著水平。對丹參種質(zhì)資源研究、播種育苗研究、集約栽培技術(shù)體系研究、生長發(fā)育特性及適宜采收期研究、病蟲害防治調(diào)查研究、輪作試驗(yàn)、連作試驗(yàn)、丹參采后加工和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等研究課題完成情況給予高度評價。

4 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及規(guī)范化產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)推廣前景

4.1 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)及成熟度

4.1.1 利用組培技術(shù)進(jìn)行丹參選育快繁

丹參傳統(tǒng)繁殖方法不僅速度慢，而且產(chǎn)量低、品質(zhì)易退化。近年來，丹參離體培養(yǎng)研究成果較多[17]。2012年平邑生產(chǎn)基地組建丹參組培實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行了丹參優(yōu)良品種的選育及快繁研究，篩選出了丹參嫩枝莖段適宜的培養(yǎng)基配方，建立并優(yōu)化了丹參莖段組培快繁體系，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)良丹參種苗工廠化快繁。

4.1.2 開展GPA等多項(xiàng)核心技術(shù)試驗(yàn)研究

中藥材的質(zhì)量直接或間接影響中藥制品的質(zhì)量及療效，實(shí)施GAP勢在必行[16]。蔣傳中等[18]不斷改進(jìn)丹參GAP基地建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，基本實(shí)現(xiàn)了品種良種化、種植機(jī)械化、操作標(biāo)準(zhǔn)化、質(zhì)控系統(tǒng)化、加工自動化、記錄追溯化、管理信息化。為提高丹參規(guī)范化種植水平，與北京和山東中醫(yī)藥大學(xué)聯(lián)合開展丹參GAP種植技術(shù)研究，開展良種選育、資源調(diào)查、提高質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、提高丹參產(chǎn)量等一系列關(guān)鍵技術(shù)研究，共進(jìn)行了21項(xiàng)試驗(yàn)研究和調(diào)查內(nèi)容，制訂了整套丹參種植SOP，為提升丹參的規(guī)范化規(guī)?；N植打下了基礎(chǔ)。

4.1.3 引進(jìn)丹參機(jī)械化采收技術(shù)，降低采收成本

引進(jìn)推廣丹參機(jī)械化采收技術(shù)，其收獲效率是人工采收的50～100倍，可節(jié)約勞動力90工·hm-2，機(jī)械化收獲比人工起凈率提高3%，可以多收丹參150 kg·hm-2，少破損丹參450 kg·hm-2。2013年丹參機(jī)械化采收技術(shù)投入使用，將原來的人工采收成本由1.5萬元·hm-2降至0.6萬元·hm-2。該采收模式成本低、效益高，大幅度降低了勞動強(qiáng)度，增加了參農(nóng)收益，被成功推廣至全縣及相鄰產(chǎn)區(qū)。

4.2 推廣應(yīng)用前景

4.2.1 丹參種植示范基地建設(shè)輻射帶動作用明顯

以平邑華宇丹參種植專業(yè)合作社為依托，2011—2015年在平邑保太福祿莊、華家村、卞橋薄板溝、溫水太平莊、蒙山柘溝村建立了5個丹參種植示范基地，面積分別為13.3、17.3、20.0、26.7和40.0 hm2。示范基地由合作社統(tǒng)一租賃土地、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一采收和加工，對丹參生產(chǎn)的每一個環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督、指導(dǎo)，提高了全縣及山東丹參的規(guī)范化種植水平。

4.2.2 總結(jié)出的種植技術(shù)，易于操作、推廣

姜衛(wèi)衛(wèi)[19]試驗(yàn)表明，山東地區(qū)丹參適宜起壟栽培，主產(chǎn)區(qū)丹參的適宜采收時間是10月上旬。魏鑫等[20]試驗(yàn)證明，丹參施氮180 kg·hm-2、密度14萬株·hm-2為宜，地上、地下干物質(zhì)積累量大、產(chǎn)量高。蔣學(xué)杰[21]研究認(rèn)為，在畦作條件下16.5萬株·hm-2產(chǎn)量最高。經(jīng)過多年試驗(yàn)研究，平邑產(chǎn)地起壟平栽合理密度為12萬株·hm-2，平邑產(chǎn)地適宜采收期為10月底至11月中旬，并通過丹參種源、種植、儲運(yùn)、加工系統(tǒng)性研究，提高了生產(chǎn)效率，促進(jìn)丹參產(chǎn)業(yè)化發(fā)展模式形成。

4.2.3 藥材質(zhì)量得到有效控制，丹參原料可溯源

中藥材質(zhì)量的影響因素包括從藥材產(chǎn)地、栽培、管理、采收、加工、運(yùn)輸?shù)阶詈蟮匿N售貯藏各個環(huán)節(jié)，其中，頻繁發(fā)生藥材摻假事件，原料到產(chǎn)品階段的質(zhì)量控制問題不容忽略，必須建立中藥材質(zhì)量追溯體系[22]。溯源技術(shù)是探尋樣品來源的一種方法，近年來，研究者們對中藥材的產(chǎn)地溯源方法進(jìn)行大量探索，提供了多種技術(shù)方法[10，23-24]。為保證基地丹參藥材質(zhì)量、開展溯源技術(shù)研究，成立了生產(chǎn)管理部和技術(shù)質(zhì)量部，嚴(yán)格執(zhí)行各項(xiàng)操作規(guī)程，按照《中藥材生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》及相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程的要求，進(jìn)行栽培、采收、初加工、包裝、運(yùn)輸、貯藏等各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量管理及記錄檢查，擴(kuò)大溯源試驗(yàn)研究，使生產(chǎn)的每批丹參原材料都具有可追溯性。

5 存在問題及建議

5.1 優(yōu)質(zhì)品種的選育研究滯后

丹參優(yōu)良品種選育是影響生產(chǎn)加工的關(guān)鍵因素，種子來源對丹參藥材隱丹參酮、丹參酮Ⅰ、丹參酮ⅡA和丹酚酸B含量影響較大[25]，品種類型、生長環(huán)境對其產(chǎn)量及活性成分含量影響顯著，冠幅、根粗、根條數(shù)、根鮮重、有效成分含量上均有極顯著差異[26-27]。目前，對丹參種質(zhì)資源遺傳多樣性、不同種質(zhì)產(chǎn)量與質(zhì)量差異性分析研究尚不成熟。鄭夢婷等[28]研究認(rèn)為，各產(chǎn)地野生丹參中丹參酮ⅡA含量均高于栽培丹參。宋嬿等[29]則研究發(fā)現(xiàn)，野生丹參中丹參酮ⅡA的含量普遍低于栽培丹參，栽培品丹參酮ⅡA尚能達(dá)到藥典標(biāo)準(zhǔn)，而野生品卻多數(shù)不達(dá)標(biāo)。這就要求研究者必須加強(qiáng)種質(zhì)試驗(yàn)分析，選育出優(yōu)良品種，更好地服務(wù)、指導(dǎo)生產(chǎn)。

5.2 丹參根段繁育技術(shù)的研究有待提高

平邑產(chǎn)地多采用種子育苗，結(jié)合分根和蘆頭的育苗方式進(jìn)行繁殖。種子繁殖存在基因交流可以選育出更適宜環(huán)境的后代，分根和蘆頭繁殖方式能保持優(yōu)良性狀的遺傳，無性繁殖對丹參總體質(zhì)量較好。陳潔等[30]分析總結(jié)丹參根段繁殖中死苗原因，并科學(xué)提出了有效的防治對策。仉勁等[31]試驗(yàn)研究不同根段部位、直徑和扦插方式對丹參發(fā)芽率、產(chǎn)量和品質(zhì)的影響，為提高丹參產(chǎn)量和品質(zhì)提供了理論依據(jù)。建議繼續(xù)進(jìn)行丹參繁育技術(shù)的對比試驗(yàn)，對生長量、產(chǎn)量、質(zhì)量、有效成分含量進(jìn)行對比分析，以獲取與科研、生產(chǎn)、加工需求相適宜的繁育方式。

5.3 符合中藥材需求和生產(chǎn)規(guī)律的生產(chǎn)模式有待探討建立

丹參生產(chǎn)實(shí)踐中仍存在栽培管理粗放、追求產(chǎn)量忽略質(zhì)量的問題，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)、生物技術(shù)在丹參領(lǐng)域應(yīng)用比較欠缺。下一步將探索發(fā)展新的中藥材資源生產(chǎn)模式，加深栽培技術(shù)對丹參藥材產(chǎn)量和質(zhì)量的影響研究，進(jìn)行丹參仿野生種植試驗(yàn)，與其他種質(zhì)對比研究，進(jìn)行復(fù)合種植[32-36]，并進(jìn)行產(chǎn)量和質(zhì)量檢測分析，以尋求優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的生產(chǎn)模式。

5.4 連作障礙問題嚴(yán)重

連作丹參地下根莖韌皮部發(fā)生萎縮、黏連、腐爛，根徑減小，產(chǎn)量下降[37]。沂蒙地區(qū)重茬種植丹參在產(chǎn)量和質(zhì)量上降低較大，多年連作、重茬地塊發(fā)病普遍，危害較重[38]。平邑產(chǎn)地丹參種植根農(nóng)藥殘留大，植物抗逆性降低，重茬丹參90%以上存在外觀粗糙、根瘤增多現(xiàn)象，連作3年以上的地塊土傳根部病害發(fā)生普遍，大量線蟲寄生，一般地塊病蟲株率20%～30%，重者發(fā)病率50%以上，甚至根腐爛、死苗。經(jīng)試驗(yàn)研究，起壟平栽并運(yùn)用綜合防治，實(shí)行3年一輪作，能夠有效減輕連作病蟲害發(fā)生，降低農(nóng)藥殘留。牛敏[39]試驗(yàn)得出，連作年限增加，丹參藥材中紫草酸、隱丹參酮、丹參酮Ⅰ和丹參酮ⅡA等活性成分含量呈不斷降低趨勢，嚴(yán)重影響丹參藥材的產(chǎn)量與質(zhì)量。但也有試驗(yàn)證明，連作使丹參藥材產(chǎn)量和抗氧化活性降低，但不影響有效成分含量[40]。壟式地膜處理、添加活性炭能有效消減丹參連作癥狀，減少其自毒作用，提高丹參產(chǎn)量和品質(zhì)[37，41]。叢植菌根真菌能夠促進(jìn)丹參等栽培中藥材生長，增加產(chǎn)量和質(zhì)量，緩解因連作引起的病害發(fā)生[42-44]。今后要加大連作對活性成分影響及障礙防治技術(shù)研究，采取合理的栽培制度，探索綠色控害技術(shù)，解決丹參重茬低產(chǎn)、低質(zhì)問題，實(shí)現(xiàn)連作無污染、長勢好、品質(zhì)高的目的。

通過項(xiàng)目實(shí)施丹參規(guī)范化產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)研究取得較好進(jìn)展。丹參已廣泛應(yīng)用于臨床，但化學(xué)成分、藥理活性研究不夠完整和系統(tǒng)[2]，種質(zhì)資源、規(guī)范化產(chǎn)業(yè)化種植研究還不夠深入，希望加大研究力度，開闊藥物資源，促進(jìn)丹參科研開發(fā)利用快速發(fā)展。