羅守萍,陳媛媛,張超,陶珊,彭芳*
1.成都市雙流區(qū)第一人民醫(yī)院 藥學(xué)部,四川 成都 610200;2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 經(jīng)濟(jì)作物育種栽培研究所,四川 成都 610300
麥冬是我國(guó)大宗常用中藥材,主要含有甾體皂苷、高異黃酮、多糖等活性成分[1],具有養(yǎng)陰生津、潤(rùn)肺清心之功效,可用于治療肺燥干咳、陰虛癆嗽、喉痹咽痛、津傷口渴、心煩失眠、腸燥便秘等癥狀?!吨腥A人民共和國(guó)藥典》(以下簡(jiǎn)稱《中國(guó)藥典》)2015 年版收錄的麥冬類藥材包括麥冬和山麥冬,前者來(lái)源是百合科沿階草屬植物麥冬Ophiopogon japonicus(L.f)Ker-Gawl.的干燥塊根,以主產(chǎn)地不同,常分為川麥冬(主產(chǎn)四川)和浙麥冬(主產(chǎn)浙江);后者來(lái)源是百合科山麥冬屬植物湖北麥冬Liriope spicata(Thunb.)Lour.var.proliferaY.T.Ma 和短葶山麥冬L.muscari(Decne.)Baily 的干燥塊根,分別稱為襄麥冬(主產(chǎn)湖北)和福建麥冬(主產(chǎn)福建)[2]。
川麥冬又稱綿麥冬,其栽培在清代即有記載,至今已有200 多年歷史[3],核心種植區(qū)為四川省綿陽(yáng)市三臺(tái)縣境內(nèi)的涪江流域兩岸,主要包括永明、花園、劉營(yíng)、里程、新德等鄉(xiāng)鎮(zhèn)。川麥冬具有生長(zhǎng)周期短、產(chǎn)量高、上市早的特點(diǎn),藥材品質(zhì)與其栽培技術(shù)密切相關(guān)。筆者對(duì)三臺(tái)縣花園、老馬、爭(zhēng)勝、里程、永明、光明6 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的川麥冬種植區(qū)進(jìn)行實(shí)地考察,結(jié)合近年來(lái)的麥冬類藥材栽培文獻(xiàn)進(jìn)行總結(jié)分析,以期為采用合理栽培模式提高川麥冬藥材品質(zhì)提供參考。
三臺(tái)縣栽培川麥冬的土壤可分為潮沙土、潮沙泥土和潮泥土3 類。其中,潮沙泥土是種植川麥冬最好的土壤,川麥冬產(chǎn)量更高,因其可耕性和通透性均較好、碳酸鈣含量較高、鉀含量豐富,保水保肥能力均較好[4]。筆者在調(diào)查中發(fā)現(xiàn),很多當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶都有利用河沙對(duì)潮泥土進(jìn)行改土的習(xí)慣,使土壤更疏松透氣,有利于川麥冬生長(zhǎng),同時(shí)也方便采收。另外,改土的行為降低了川麥冬連作障礙發(fā)生的幾率,可能與土壤中微生物的補(bǔ)充有關(guān)。
豐富的種質(zhì)資源是無(wú)性繁殖的有力后盾,是開(kāi)展優(yōu)良品種選育的基礎(chǔ)。川麥冬[5]和浙麥冬[5]的栽培品遺傳多樣性水平均較低,遺傳變異??;而其野生資源變異豐富[6],為選育出優(yōu)良品種進(jìn)而生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)種苗提供了可能。川麥冬按外觀形態(tài)可分為大葉型、小葉型、直立型、匍匐型4 種類型。核型[7]和同工酶[8]分析顯示,大葉型、小葉型和直立型之間存在差異,其進(jìn)化方向?yàn)橹绷⑿汀∪~型→大葉型。簡(jiǎn)單重復(fù)序列區(qū)間(ISSR)分子標(biāo)記顯示,直立型和匍匐型麥冬其遺傳基因中某幾個(gè)基因片段不同,導(dǎo)致了兩者的農(nóng)藝性狀出現(xiàn)差異[9],但兩者的核型分析顯示差異性不明顯[10]。有研究發(fā)現(xiàn),匍匐型麥冬的地上部分生長(zhǎng)旺盛,葉片寬短,葉片數(shù)顯著高于直立型麥冬,但兩者的產(chǎn)量、總皂苷、總黃酮、總糖及氨基酸含量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[11-12]。在實(shí)際生產(chǎn)中,直立型麥冬更受種植戶青睞,走訪的三臺(tái)縣6 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)中僅發(fā)現(xiàn)有1 戶種植匍匐型麥冬,因?yàn)橘橘胄望湺~片卷曲,栽種和采收均不方便。目前,已育成的2 個(gè)川麥冬品種川麥冬1 號(hào)和川麥冬2 號(hào)分別是從直立型和匍匐型材料里經(jīng)過(guò)系統(tǒng)選育得到的。川麥冬1 號(hào)的水溶性浸出物及總黃酮含量分別比傳統(tǒng)麥冬高20.89%和45.09%,川麥冬2 號(hào)的水溶性浸出物和總皂苷含量分別比對(duì)照川麥冬1 號(hào)高2.70%和29.35%。但目前藥材優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)的市場(chǎng)體系沒(méi)有形成,農(nóng)戶僅從降低生產(chǎn)成本考慮,均采用自繁自用的生產(chǎn)模式,因此,這2 個(gè)品種的推廣面積十分有限。
川麥冬傳統(tǒng)種植采用無(wú)性繁殖,在次年3 月采收麥冬的同時(shí)進(jìn)行栽種。選擇無(wú)病蟲(chóng)斑點(diǎn)的麥冬壯苗作為種苗,摘除塊根,橫切去除種苗根莖的下部,以根莖斷面出現(xiàn)白色菊花心且不散蘗為度,剪去葉尖,分單株栽種。但應(yīng)意識(shí)到無(wú)性繁殖的植株基因型單純,有遭到毀滅性病害侵襲的潛在危險(xiǎn),如筆者在調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn),多個(gè)田塊出現(xiàn)大面積川麥冬感染根腐線蟲(chóng)病死亡的情況。因此,在栽種前對(duì)種苗進(jìn)行處理可有效減少病原。蔣秋平等[13]研究發(fā)現(xiàn),川麥冬種苗栽種前用多抗霉素和惡霉靈處理,能有效防治根腐病的發(fā)生。
陶玲等[14]將川麥冬種苗分為3個(gè)等級(jí),一級(jí)種苗葉片數(shù)≥20 片,株高≥12 cm;二級(jí)種苗葉片數(shù)15~20 片,株高≥12 cm;三級(jí)種苗葉片數(shù)10~15 片,株高8~12 cm;《中國(guó)藥典》2015 年版指標(biāo)成分含量在3 個(gè)等級(jí)之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但種苗等級(jí)越高,麥冬的產(chǎn)量越高,提示在分株栽種時(shí),單株的葉片數(shù)應(yīng)≥20片為宜。陳菁瑛等[15]對(duì)短葶山麥冬研究也得出類似結(jié)論,即每叢分株越少,產(chǎn)量越高,以每株3~6 叢為宜。種植密度是影響產(chǎn)量的一個(gè)重要指標(biāo),短葶山麥冬[15]和湖北麥冬[16]的栽培密度試驗(yàn)均顯示,種植密度越大,產(chǎn)量越高。兩者的高產(chǎn)密度分別是12 cm×15 cm 和10 cm×15 cm。筆者在三臺(tái)縣走訪調(diào)查發(fā)現(xiàn),川麥冬栽種密度明顯高于其他麥冬類藥材,行距為10~12 cm,株距為8~10 cm,這也是其產(chǎn)量較高的重要原因之一。但栽培過(guò)密,其通風(fēng)透光較差,易引起病蟲(chóng)害爆發(fā)。因此,川麥冬適宜的栽培密度還有待進(jìn)一步研究。
川麥冬的傳統(tǒng)種植時(shí)間是在清明前后,即四月上旬。研究人員對(duì)浙麥冬、湖北麥冬及短葶山麥冬的種植時(shí)間研究也間接證明,在該時(shí)期其產(chǎn)量和主要活性成分含量均較高[17-19]。
川麥冬施肥需分次進(jìn)行,一般在4—5 月施苗肥,7—8 月施分蘗肥,10 月施越冬肥,最后施春肥。川麥冬對(duì)氮、鉀、銅、鋅、錳、鐵等元素需求高[20]。就產(chǎn)量而言,川麥冬與湖北麥冬[21-23]、短葶山麥冬[24]的需肥規(guī)律類似,即對(duì)氮和鉀的吸收較高,對(duì)鉀的吸收尤為重要。李思佳等[25]研究發(fā)現(xiàn),氮肥主要影響川麥冬地上部分生長(zhǎng),鉀肥和有機(jī)肥主要影響地下部分生長(zhǎng),磷肥對(duì)川麥冬生長(zhǎng)影響最小。就藥材的主要化學(xué)成分而言,邱佳妹[26]研究發(fā)現(xiàn),氮、磷、鉀(2∶3∶1)處理的麥冬總黃酮和魯斯可皂苷含量最高,單施銅、錳、鋅3 種微肥均能提高川麥冬各個(gè)部位的總黃酮和魯斯可皂苷含量。李銅[27]研究發(fā)現(xiàn),生物菌肥對(duì)川麥冬的水溶性和醇溶性浸出物、多糖、總黃酮、總皂苷含量都有提升效果。曾嘉等[28]設(shè)置了375、750、75 kg·hm-23個(gè)梯度的有機(jī)肥(有機(jī)肥中氮、磷、鉀的占比分別為1.527%、19.530%、3.399%)試驗(yàn),多糖和黃酮含量最高的施肥量為750 kg·hm-2。種植當(dāng)年的11 月至次年的3 月是川麥冬塊根的形成期,11 月和3 月又是塊根膨大的集中形成時(shí)期,因此,應(yīng)保證此時(shí)段充足的養(yǎng)分供應(yīng),以增加產(chǎn)量、提升品質(zhì)[29]。
水分虧缺對(duì)川麥冬生長(zhǎng)的影響目前還沒(méi)有相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。范海蘭[30]對(duì)短葶山麥冬研究表明,其對(duì)土壤水分有較強(qiáng)的適應(yīng)性,50%土壤田間持水量可提高塊根的產(chǎn)量,但嚴(yán)重的土壤水分虧缺不利于植株的養(yǎng)分吸收。
多效唑是一種三唑類植物生長(zhǎng)延緩劑,其能抑制赤霉素合成,抑制作物縱向伸長(zhǎng),使分枝增多、矮化、莖變粗、成熟期提前,提高作物產(chǎn)量等。目前,三臺(tái)縣川麥冬種植使用以多效唑?yàn)橹鞯纳L(zhǎng)延緩劑現(xiàn)象十分普遍[31],多效唑?qū)湺仓甑挠绊懼饕? 個(gè)方面:1)影響麥冬的生長(zhǎng)發(fā)育及產(chǎn)量。多效唑?qū)Φ厣喜糠值纳L(zhǎng)影響高于氮、磷、鉀[32],可使株高、葉長(zhǎng)和葉寬等地上部生長(zhǎng)受抑制;對(duì)地下部鮮質(zhì)量增加有明顯促進(jìn)作用,可使麥冬營(yíng)養(yǎng)根數(shù)目減少,塊根個(gè)數(shù)、長(zhǎng)度、質(zhì)量、植株根冠比、中大型塊根所占比例均有顯著的提升[33]。但同時(shí)塊根形狀出現(xiàn)明顯變異,由相對(duì)整齊的紡錘形變?yōu)閮啥蒜g圓的橢圓形等[34]。林秋霞等[33]發(fā)現(xiàn),多效唑與膨大素分段合用時(shí)效果最佳,增產(chǎn)可高達(dá)276.26%。占妮等[35]研究發(fā)現(xiàn),多效唑施用的增產(chǎn)效果與施用時(shí)間顯著相關(guān),9 月施用的增產(chǎn)效果(提高99.7%)明顯高于10 月和11 月。2)影響麥冬大部分有效成分的積累。研究表明,適時(shí)適量施用多效唑有利于總多糖的積累[34,36-37]。但總皂苷[36-38]、麥冬皂苷C和麥冬皂苷D[39]的積累明顯受多效唑的抑制??傸S酮[37-38,40]含量也是隨著多效唑施用量增加呈現(xiàn)正相關(guān)的抑制作用??梢?jiàn),過(guò)量施用多效唑?qū)湺闹饕煞趾糠e累均有抑制作用,進(jìn)而可能導(dǎo)致藥材的有效性降低。3)影響麥冬藥材的安全性。多效唑在土壤、水體及麥冬各部分中均有殘留,不僅對(duì)下一季作物產(chǎn)生影響,還可能降低麥冬藥材的安全性。余翠翠等[31]檢測(cè)三臺(tái)縣19 份川麥冬樣品發(fā)現(xiàn),53%的多效唑殘留量超過(guò)了《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中農(nóng)藥最大殘留限量》規(guī)定的0.5 mg·kg-1,而土壤中多效唑殘留為0.201~11.255 mg·kg-1。筆者在三臺(tái)縣走訪調(diào)查發(fā)現(xiàn),多效唑的使用量多為105~150 kg·hm-2,遠(yuǎn)超過(guò)45 kg·hm-2,如此大劑量的使用多效唑給麥冬藥材安全性帶來(lái)了隱患。
鑒于此,研究人員研究了以其他肥料替代多效唑或降解土壤中殘留的多效唑。李銅[27]發(fā)現(xiàn),生物菌肥對(duì)土壤中多效唑有降解作用,平均降解率為91.52%。陳興福團(tuán)隊(duì)研究提出2 個(gè)解決方法:一是找到合理的氮、磷、鉀肥配比,以減少多效唑的施用量[32],由于對(duì)麥冬塊根生長(zhǎng)的影響,氮肥的貢獻(xiàn)率>多效唑,因此,合理的氮、磷、鉀配施可在保證高產(chǎn)的同時(shí)使多效唑的施用量減小41%,減為44.25~58.95 kg·hm-2;二是用烯效唑代替多效唑[41],烯效唑更有利于麥冬次生代謝產(chǎn)物積累,且其施用量和在土壤中殘留遠(yuǎn)低于多效唑。
川麥冬由于長(zhǎng)期無(wú)性繁殖、種植密度較大,病蟲(chóng)害常有發(fā)生。其病蟲(chóng)害主要有炭疽病、黑斑病、根腐線蟲(chóng)病、蠐螬、螻蛄、地老虎等。據(jù)筆者實(shí)地考察,川麥冬發(fā)生地上部病害,若危害程度在經(jīng)濟(jì)閾值以下的,農(nóng)戶一般不噴施農(nóng)藥。目前,三臺(tái)縣川麥冬種植區(qū)域發(fā)生較嚴(yán)重的是根腐線蟲(chóng)病(當(dāng)?shù)胤N植戶習(xí)稱鐵銹?。?,其防治措施除上文提到的種苗處理和控制栽培密度外,還有水旱輪作、施用噻唑膦等藥劑處理土壤、選擇大葉麥冬等抗病品種[42]。有研究報(bào)道,麥冬塊根提取物能抑制鴨舌草、異型莎草和三葉鬼針草3 種雜草的生長(zhǎng),并從中分離出能抑制雜草的多酚類物質(zhì),但川麥冬栽培中大水漫灌的方式會(huì)引入大量雜草種子,完全抵消了麥冬自身的抑草效果[43-44]。三臺(tái)縣水資源豐富,當(dāng)?shù)胤N植戶在川麥冬種植地周圍開(kāi)溝引渠,大量的雜草種子隨水一起沖至川麥冬種植地。雜草和川麥冬的競(jìng)爭(zhēng)性生長(zhǎng)導(dǎo)致川麥冬產(chǎn)量降低。若能從源頭解決川麥冬地中的雜草防治問(wèn)題,避免水源中雜草種子進(jìn)入川麥冬地,以綠色環(huán)保的方法防治雜草,既可避免耗費(fèi)大量人力除草,也可避免除草劑的濫用。
由于多效唑的過(guò)量施用,川麥冬地的雜草一般較少,農(nóng)戶多進(jìn)行人工拔除,耗時(shí)耗力;雜草較多時(shí),通常直接噴灑除草劑,但并沒(méi)有固定的品牌和劑量。張定發(fā)等[45]發(fā)現(xiàn),二甲戊樂(lè)靈和氨氟樂(lè)靈對(duì)麥冬地的夏季雜草,尤其是梅雨季節(jié)的雜草具有較好防除效果,并且對(duì)麥冬安全;草酮雖防效也較好,但對(duì)麥冬有明顯的藥害作用,應(yīng)慎重使用。陸仟等[46]研究發(fā)現(xiàn),使用75%甲嘧磺隆水分散粒劑135 g·hm-2+24%乙氧氟草醚乳油337.5 g·hm-2總草防效達(dá)96.07%,對(duì)麥冬的抑制率為3.31%,適用于麥冬草坪雜草防除。藍(lán)鍵等[47]提出了麥冬的年度除草方案:4 月發(fā)芽前噴施闊葉凈,5 月生長(zhǎng)期人工除草,6 月雨季前期噴施草坪寶,8 月下旬噴施草坪隆1 號(hào)或草甘膦。以上對(duì)麥冬除草劑的研究都是針對(duì)其在園林景觀上的應(yīng)用,而在大田川麥冬藥材栽培上的應(yīng)用及其劑量殘留對(duì)藥材品質(zhì)和土壤質(zhì)量影響等,目前還未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。
川麥冬的傳統(tǒng)采收期是在栽種后次年清明至谷雨,即四月中上旬。目前生產(chǎn)上,川麥冬采收期略有提前,均在3 月下旬采收。研究也證明,在該時(shí)期其產(chǎn)量[48]和主要活性成分含量[49]均較高。已有多個(gè)麥冬機(jī)械化采收專利的報(bào)道[50-54],但實(shí)際生產(chǎn)中的麥冬機(jī)械化采收應(yīng)用還較少。主要是由于散戶小面積種植較多,各個(gè)地方種植模式不統(tǒng)一,沒(méi)有形成一種與機(jī)械化相適宜的規(guī)范化種植標(biāo)準(zhǔn)。農(nóng)機(jī)農(nóng)藝不適應(yīng),造成現(xiàn)有農(nóng)機(jī)裝備很難下田作業(yè)。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化和工業(yè)發(fā)展,農(nóng)村勞動(dòng)力普遍缺乏。筆者調(diào)查川麥冬種植區(qū)發(fā)現(xiàn),從事川麥冬種植的90%以上為50 歲以上老年人。隨著川麥冬種植規(guī)?;l(fā)展,其種植缺乏農(nóng)機(jī)裝備與技術(shù)的問(wèn)題將日趨嚴(yán)重。
采收后的川麥冬鮮果僅少部分會(huì)被種植戶直接曬干后出售,大部分被當(dāng)?shù)匦⌒偷拇湺r果加工作坊收購(gòu)。加工作坊對(duì)麥冬進(jìn)行淘洗、篩選、烘干等,最后出售川麥冬干品。已有研究表明,傳統(tǒng)干燥方式曬干不僅操作簡(jiǎn)便易行,得到的麥冬藥材外觀性狀、總黃酮等化學(xué)成分含量均較高[55-57]。而根據(jù)產(chǎn)地天氣的實(shí)際情況等,可考慮曬干和熱風(fēng)烘干相結(jié)合的干燥方式。已有研究表明,熱風(fēng)烘干以中等溫度(50~60 ℃)效果最好[58-60],同時(shí),多次搓揉也有利于甾體皂苷、高異黃酮、氨基酸、核苷酸類多個(gè)活性成分的保留[61]。
目前,三臺(tái)縣的川麥冬栽培已具備一定規(guī)模,有2 個(gè)栽培品種問(wèn)世,研究已明確了種苗等級(jí)劃分及不同生態(tài)型川麥冬的差異。無(wú)機(jī)元素(氮、磷、鉀、銅、錳、鋅)和有機(jī)肥對(duì)川麥冬產(chǎn)量和主要活性成分影響的研究也較多,基本探明了多效唑?qū)湺|(zhì)量影響并試驗(yàn)了一些改善措施。麥冬采收機(jī)械的研發(fā)是走在中藥材機(jī)械化的前列,但仍然有許多技術(shù)不夠成熟,亟待開(kāi)展研究。
針對(duì)川麥冬種苗前處理技術(shù)的缺乏,應(yīng)開(kāi)展藥劑種類和劑量的篩選研究,結(jié)合種植密度試驗(yàn)培育川麥冬優(yōu)質(zhì)壯苗。開(kāi)展川麥冬的動(dòng)態(tài)需肥規(guī)律研究,分區(qū)域進(jìn)行土壤營(yíng)養(yǎng)診斷,依據(jù)不同土質(zhì)配置川麥冬專用肥以替代多效唑的施用,在保證藥材安全性的同時(shí)也有效保障農(nóng)戶的收益,形成一種綠色環(huán)保的栽培方式。對(duì)川麥冬的病害和草害發(fā)生規(guī)律開(kāi)展調(diào)查,從栽培措施調(diào)整、物理防治和化學(xué)防治等多個(gè)角度有針對(duì)性地制定綜合防治方案。最終形成一套完整的川麥冬規(guī)范化栽培技術(shù)并大力推廣,以提高川麥冬藥材的品質(zhì)。
針對(duì)目前農(nóng)戶普遍反映麥冬收獲費(fèi)工的問(wèn)題,結(jié)合已有的麥冬收獲機(jī)械,應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)農(nóng)機(jī)農(nóng)藝的適應(yīng)性研究,讓川麥冬采收機(jī)械真正進(jìn)入生產(chǎn),從而推動(dòng)其他環(huán)節(jié)(包括栽種、施藥、產(chǎn)地加工等)的機(jī)械化研究。另外,隨著近年來(lái)水溶性肥料在中藥材上的廣泛應(yīng)用,開(kāi)展麥冬的水肥一體化研究勢(shì)在必行。這不僅能達(dá)到精確灌溉,還能減少因多效唑減施而導(dǎo)致的雜草生長(zhǎng),對(duì)降低病害的發(fā)生也有一定的作用。由于機(jī)械化研究投入較大,需要政府、企業(yè)與科研院所加強(qiáng)合作,從采收機(jī)械開(kāi)始對(duì)川麥冬栽培各個(gè)環(huán)節(jié)逐個(gè)突破,最終實(shí)現(xiàn)川麥冬栽培的全程機(jī)械化,實(shí)現(xiàn)川麥冬種植的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。