升麻無公害種植技術(shù)探討＊

任偉超，孫 偉，孟祥霄，劉運(yùn)偉，馬 偉

（1. 黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院 哈爾濱 150040；2. 中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所 北京 100700；3. 伊春林業(yè)科學(xué)院 伊春 153000）

升麻始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，為處方中常用藥材?！吨腥A人民共和國藥典》2015 年版規(guī)定升麻為毛茛科植物大三葉升麻Cimicifuga heracleifolia Kom.、興安升麻C. dahurica（Turcz.）Maxim.或升麻C. foetida L.的干燥根莖，具有發(fā)表透疹、清熱解毒、升舉陽氣的功效，常用于風(fēng)熱頭痛，咽喉腫痛，麻疹不透，子宮脫垂等癥[1]?，F(xiàn)代研究表明，環(huán)菠蘿蜜烷型三萜及其皂苷、苯丙素類、色原酮類及生物堿等是升麻屬植物的主要成分，其中環(huán)菠蘿蜜烷型三萜類成分是升麻屬植物的特征性成分，具有解毒、抗病毒和治療婦女更年期綜合癥及抗骨質(zhì)疏松等作用[2-8]。早春時節(jié)，東北地區(qū)人們常食用升麻的幼芽，清香爽口，略帶苦味[9,10]。

升麻為多年生草本植物，生長周期在4年以上，且不易種植。近年來，研究人員已開展興安升麻仿野生栽培、保護(hù)地冷棚栽培技術(shù)的研究，初步形成了栽培技術(shù)流程，但目前未見升麻藥材無公害栽培技術(shù)報道[11]。升麻作為道地野生品種，隨著其用量不斷增加，不僅在國內(nèi)銷售，同時還出口日本，使得私挖濫采日益嚴(yán)重，野生資源日益減少，生態(tài)環(huán)境被嚴(yán)重破壞[12,13]。人工栽培是開發(fā)資源的新途徑，即可保障資源可持續(xù)，又可創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。建立標(biāo)準(zhǔn)化的無公害中藥材生產(chǎn)體系，已成為打破中藥材生產(chǎn)發(fā)展瓶頸的迫切需要和促進(jìn)中藥產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的必然方向[14-18]。建立科學(xué)合理的無公害升麻藥材栽培技術(shù)體系，將有利于保證升麻藥材品質(zhì)，控制農(nóng)藥殘留及重金屬含量，來滿足國內(nèi)外市場需求。目前，對興安升麻和大三葉升麻栽培研究較多，未有升麻栽培相關(guān)方面研究。因此，本文以興安升麻和大三葉升麻為研究對象，通過分析前人研究成果，對興安升麻、大三葉升麻無公害栽培關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)一步展開探討，為升麻藥材無公害精細(xì)化生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 無公害升麻栽培環(huán)境

野生資源多生長在海拔1 700-2 000 m 陰坡或陽坡的落葉松林、闊葉林、針闊混交林等，且伴生植物種類較多[19]。從土壤類型來看，有含腐殖質(zhì)的棕色壤土、棕褐色壤土、黑色壤土、肥力較弱風(fēng)化弱性黏質(zhì)土等各類土壤，對土壤要求不十分嚴(yán)格；從長勢來看，在腐殖土和含腐殖質(zhì)的沙壤土中植株長勢較好；在土壤濕度方面，受季節(jié)和降水量的影響，土壤的濕度變化較大[20,21]。興安升麻和大三葉升麻在蒸發(fā)量較小的林下地、路邊草地等濕潤地長勢健壯，但積水過多會導(dǎo)致根部腐爛，因此野生升麻一般不長在在低洼積水處。同時，土壤干旱、貧瘠、光照度過強(qiáng)，會導(dǎo)致植株矮小、瘦弱。興安升麻和大三葉升麻在生長期中由于幼苗怕強(qiáng)光直射，因此需要適當(dāng)控制光照；開花結(jié)實期需要充足光照。興安升麻和大三葉升麻喜濕潤，喜微酸性或中性的腐殖質(zhì)土壤，不宜在堿性或重粘土中栽培。興安升麻和大三葉升麻野生環(huán)境生態(tài)因子如表1。

表1 興安升麻、大三葉升麻野生環(huán)境生態(tài)因子

升麻藥材的栽培應(yīng)按照《中藥材生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》（試行）[22]的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行管理，升麻藥材產(chǎn)地環(huán)境應(yīng)符合良好農(nóng)業(yè)規(guī)范（good agricultural practices，GAP）要求和《無公害農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量安全控制技術(shù)規(guī)范》（NY/T 2798.3-2015）標(biāo)準(zhǔn)[23]，空氣應(yīng)達(dá)到《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3095-2012）二級標(biāo)準(zhǔn)[24]，土壤應(yīng)達(dá)到《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB15618-2008 二級標(biāo)準(zhǔn)[25]，灌溉水質(zhì)應(yīng)達(dá)到《農(nóng)田灌溉水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（GB5084-2005）二級標(biāo)準(zhǔn)[26]。對種植基地的土壤、大氣、水質(zhì)進(jìn)行定期監(jiān)測，確保升麻種植基地?zé)o污染。無公害升麻的栽培區(qū)域應(yīng)遠(yuǎn)離工業(yè)區(qū)、公路主干道及土壤中重金屬含量較高的地域。

根據(jù)興安升麻、大三葉升麻生物學(xué)特性及《中國藥材產(chǎn)地生態(tài)適宜性區(qū)劃（第二版）》[27,28]分析適宜興安升麻、大三葉升麻種植土壤類型（表2）。由于興安升麻與大三葉升麻地理分布基本相同，因此兩者適宜栽種的土質(zhì)最為接近，可根據(jù)產(chǎn)地適宜性信息指導(dǎo)栽培選地，引種推廣。

2 無公害升麻藥材種植技術(shù)

2.1 種子基原鑒定

種源是保證中藥材品質(zhì)的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)中藥材的鑒定方法包括形狀鑒定、顯微鑒定、理化鑒定，這些方法對鑒定人員的經(jīng)驗要求較高，同時由于藥材品質(zhì)也影響鑒定的準(zhǔn)確度。目前完善的中藥材DNA 條形碼鑒定體系已經(jīng)形成，已成為傳統(tǒng)中藥鑒定方法的重要補(bǔ)充，加快了中藥鑒定標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程，在可在源頭上保證藥材基原的準(zhǔn)確性。采用DNA 條形碼技術(shù)，對購買或收集到的升麻藥材種子進(jìn)行基原鑒定，是升麻無公害栽培的前提。

2.2 選地和整地

優(yōu)質(zhì)的土壤是保證中藥材質(zhì)量的關(guān)鍵因素。因此，保護(hù)土壤結(jié)構(gòu)，防止土壤惡化也是在中藥材生產(chǎn)過程中要重點關(guān)注的，這樣才能持久保證中藥材生產(chǎn)才的高產(chǎn)、高效[29-32]。根據(jù)興安升麻和大三葉升麻生長特點，宜選擇土層深厚、排水良好的沙壤土，林緣地和林下空地最好。升麻藥材以根部入藥，保證土壤疏松有利于升麻藥材的根系扎下去，促進(jìn)根系生長有助于藥用部位有效成分的積累。通過對土壤進(jìn)行翻耕，可有效改善土壤結(jié)構(gòu)，使土壤疏松，進(jìn)而促進(jìn)藥材根系下扎。

2.3 播種育苗

興安升麻和大三葉升麻均采用種子繁殖方法進(jìn)行播種育苗。為保證幼苗成活率，在春秋兩季采用集中育苗的方法育苗，一年后移栽[10]。種子采收后，將種子保存在濕沙層處理2 個月，可提高種子發(fā)芽率。春季在4 月中旬至5 月上旬，保證白天溫度在22℃左右，夜晚不低于12℃，土壤濕度應(yīng)保持在45%-60%。播種時先在畦面上按行距20-25 cm順畦開溝，溝深4-5 cm，把種子均勻地條播在溝內(nèi)，覆土1.5-2.0 cm，稍鎮(zhèn)壓，澆一次透水，并蓋稻草保證土壤濕度[18-20]。秋季播種選擇在10月中旬至11月上旬，方法與春季相同。

2.4 幼苗移栽

采用一年生興安升麻和大三葉升麻幼苗生移栽，移栽通常在秋季地上植株枯萎后或春季返青前進(jìn)行。按株距25-30 cm，行距40-50 cm 進(jìn)行開穴，穴深10-15 cm，栽種較大者1 個/穴，栽種較小者2-3 個/穴，覆土以蓋上頂芽4-5 cm 為宜，栽后澆一次透水[19-21]。秋季移栽應(yīng)加蓋防寒土、蓋頭糞或防寒簾等。第2 年返青前撤去防寒土或防寒簾，以提高地溫。春季移栽應(yīng)施足底肥，栽后澆足水[19]。

3 合理施肥

根據(jù)不同藥材的藥用部位、有效成分、生長季節(jié)等因素合理配置施肥種類和施肥方式，能進(jìn)一步提升中藥材質(zhì)量，保證療效。在對肥料的處理上應(yīng)嚴(yán)格按照無公害化標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。針對農(nóng)家肥，應(yīng)通過高溫堆肥的方式對人畜糞便進(jìn)行無公害化處理[33]。升麻為根類藥材，首先應(yīng)滿足植株對底肥的需求，在生長過程中施肥應(yīng)以鉀肥為主，輔助填施氮肥，還要根據(jù)各時期植株生長需求，適時追肥[10,21,34]。無公害升麻種植肥料種類及施用方法，如表3。

4 無公害升麻植物病蟲害綜合防治

4.1 農(nóng)業(yè)防治

農(nóng)業(yè)防治以改變耕作栽培制度和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境為方法，產(chǎn)生不利于害蟲生存的環(huán)境，以達(dá)到防治目的，是實際生產(chǎn)中防治蟲害的重要手段。蠐螬取食蓖麻后，蓖麻堿和蓖麻蛋白會起到麻痹的作用，使其不能入土，降低土壤中蠐螬數(shù)量。因此，可利用田邊、地頭、村邊、溝渠附近的空地種植蓖麻，可降低蠐螬對作物的危害。及時清除蠐螬的寄主植物，可有效降低蠐螬蟲害發(fā)生率[35-38]。通過對施業(yè)地塊進(jìn)行深翻、精耕細(xì)作，可直接進(jìn)行機(jī)械殺傷，還可將蟲蛹翻至地表，使其暴曬致死或凍死，從而起到降低蟲害的作用。利用成蟲的趨光性，在其盛發(fā)期用黑光燈或黑綠單管雙光燈誘殺成蟲[39,40]。

表3 無公害興安升麻和大三葉升麻種植肥料種類及施用方法

4.2 生物防治

在無公害中藥材栽培過程中已禁止使用高毒化學(xué)農(nóng)藥，且蠐螬的抗藥性逐漸增強(qiáng)，因此生物防治是防治蠐螬最理想的方法。利用昆蟲病原真菌防治蠐螬，是生物防治方法之一。目前，對蠐螬防止有效的病原微生物主要有綠僵菌、白僵菌[41,42]。使用布氏白僵菌處理具有較強(qiáng)寄生力的東北大黑鰓金龜，防治效果達(dá)到66.9%-85.0%；對華北大黑鰓金龜3 齡越冬幼蟲，僵蟲率達(dá)76.47%，且藥效持久，可延續(xù)至第2年。

4.3 化學(xué)防治

目前，化學(xué)防治還不能完全被其它防治方法替代，但造成的農(nóng)藥殘留、環(huán)境污染和病蟲害抗性等已引起人們的重視。所以，應(yīng)以不用或少用高毒、高殘留農(nóng)藥為原則，優(yōu)先使用農(nóng)業(yè)防治、物理防治、生物防治措施，化學(xué)農(nóng)藥防治作為輔助手段，以達(dá)到減少中藥材的農(nóng)藥殘留及環(huán)境污染的目的。本研究總結(jié)了興安升麻和大三葉升麻種植過程中常見病蟲害種類及防治措施（表4）。

5 無公害種植管理與藥材采收

依據(jù)興安升麻和大三葉升麻生長特點，應(yīng)采取有效的無公害種植管理措施，實現(xiàn)生產(chǎn)無公害中藥材的目的。春季根據(jù)氣候干燥程度要適量淋水保溫，鋤草的深度要淺，防止傷及根莖，在嫩芽出土前，培土2-3次，每次培土3 cm，有利于興安升麻和大三葉升麻地下部分的生長。2 年生植株種子質(zhì)量較差，不宜作為留種，可在初期剪去花蕾，以利根莖生長。7-8月份雨季到來前適當(dāng)培土，以防積水。干旱時要及時澆水，保持土壤濕潤，促進(jìn)植株生長。秋季植株干枯后，在畦上鋪10 cm 的有機(jī)肥，可起到施肥保溫的作用，有利于第二年提早返青。升麻藥材一般栽后4年采收。秋季將根莖挖出、除去泥土，晾曬至八成干，用火燎去須根，再曬至全干，裝袋包裝于通風(fēng)干燥處保存。

表4 無公害興安升麻和大三葉升麻病蟲害種類及防治方法

6 討論及展望

長期以來中藥材無序生產(chǎn)、農(nóng)藥化肥不規(guī)范使用、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)缺失等問題，嚴(yán)重影響升麻藥材的質(zhì)量。本文建立了升麻藥材無公害栽培體系，促進(jìn)升麻藥材無公害、標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

建立完善的升麻無公害種植技術(shù)體系，有利于升麻藥材生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化，有助于升麻種質(zhì)資源的保護(hù)，有利于該技術(shù)在道地產(chǎn)區(qū)的推廣，進(jìn)一步推動中藥材種植產(chǎn)業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。升麻種質(zhì)資源保護(hù)存在3 個方面問題：一是現(xiàn)階段市售升麻藥材全部來源于野生資源，且野生資源數(shù)量有限；二是市場需求量逐年增大，人們的資源保護(hù)意識淡薄，在利益的驅(qū)使下野生資源被亂采；三是目前升麻栽培技術(shù)還不成熟，未見大面積的升麻栽培基地。如不及時采取措施會使資源的再生能力無法恢復(fù)，導(dǎo)致升麻種質(zhì)資源遭到不可逆性破壞。

建立升麻藥材無公害栽培體系，首先對升麻種質(zhì)資源進(jìn)行保護(hù)，采用DNA 條形碼技術(shù)對升麻種質(zhì)資源進(jìn)行鑒定，根據(jù)基原分別進(jìn)行野生種質(zhì)資源保護(hù)。孫偉等[43]，運(yùn)用高分辨率溶解曲線技術(shù)對升麻藥材和混偽品進(jìn)行了檢測，結(jié)果表明，升麻正品藥材特異性強(qiáng)，不同物種能各自聚為一支，且正品升麻藥材與混偽品易于區(qū)分。本課題組曾運(yùn)用DNA 條形碼技術(shù)對升麻藥材及其混偽品進(jìn)行鑒定，研究結(jié)果表明升麻的3 個基原能夠明顯區(qū)分，并對購買的20份市售升麻藥材進(jìn)行了鑒定，發(fā)現(xiàn)市售藥材均為升麻正品，且其中19 份為興安升麻，1 份為升麻[44]。根據(jù)對市售藥材的分析推斷，目前升麻和大三葉升麻的野生資源較少，相比之下雖然興安升麻野生資源較多，但長此以往興安升麻野生資源也面臨枯竭的危險。因而，以無公害栽培標(biāo)準(zhǔn)研究升麻藥材的栽培技術(shù)將有助于其種質(zhì)資源的保護(hù)，有利于該技術(shù)在道地產(chǎn)區(qū)的推廣。

本研究采用藥用植物全球產(chǎn)地生態(tài)適宜性區(qū)劃信息系統(tǒng)（GMPGIS）對興安升麻和大三葉升麻野生環(huán)境生態(tài)因子進(jìn)行了分析，多因素指導(dǎo)藥材栽培基地的選址，保證藥材質(zhì)量。運(yùn)用DNA條形碼技術(shù)可對升麻藥材的種源進(jìn)行鑒定，從源頭保證升麻藥材質(zhì)量。在對升麻藥才病蟲害防治方面增加了生物防治、農(nóng)業(yè)防治的方法，保證了升麻藥材的無公害化。

判定無公害中藥材的重要標(biāo)準(zhǔn)就是在栽培中農(nóng)藥用量的多少、采收藥材的農(nóng)藥殘留以及重金屬含量。目前已進(jìn)行了冬蟲夏草[45]、人參[46]、黨參[47]、郁金[48]、麻黃[49]等[50-53]中藥材的無公害栽培研究，根據(jù)各藥材生長特性，有針對性的制定無公害栽培技術(shù)指導(dǎo)方案。根據(jù)目前升麻栽培技術(shù)中的實際問題，推動土壤改良和修復(fù)技術(shù)的研究，控制并降低土壤的農(nóng)藥殘留和各種致病因子、調(diào)整土壤結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)土壤肥力。在病蟲害防治方面，要從目前的以化學(xué)防治為主向以農(nóng)業(yè)、生物防治為主的無污染、低毒的多方面植物病蟲害防治體系轉(zhuǎn)變，積極研發(fā)適合施用的高效低殘留的農(nóng)藥種類，減少農(nóng)殘及重金屬污染。根據(jù)升麻的不同時期根部對土壤疏松程度的要求，在田間加裝半自動或全自動遮陰裝置，改進(jìn)田間給排水設(shè)施，改進(jìn)或引進(jìn)田間松土機(jī)械，優(yōu)化田間管理措施。在新品種選育方面，本草基因組學(xué)已推動中藥材優(yōu)良品種的篩選向分子水平邁進(jìn)，根據(jù)易受相關(guān)病蟲害的特點，可定向培育抗病蟲害、抗淹水的新品種，縮短選育時間，加快選育效率，從而提高升麻藥材品質(zhì)[54]。在對藥材進(jìn)行無公害種植的同時要更加注重藥材品質(zhì)的提升。進(jìn)一步加大對藥材有效成分含量與栽培技術(shù)相關(guān)性研究，通過優(yōu)化栽培技術(shù)進(jìn)而提升藥材品質(zhì)，使藥材品質(zhì)接近或等同于野生藥材。根據(jù)藥材品質(zhì)，制定升麻質(zhì)量等級劃分標(biāo)準(zhǔn)，滿足市場上的不同需求。