中草藥有機(jī)肥的應(yīng)用及研究進(jìn)展

張銘鑫，劉鑫涵，李寶通，韓雨桐，劉慧芹,

（1.天津農(nóng)學(xué)院 園藝園林學(xué)院，天津 300384；2.和田職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 和田 848000）

我國(guó)是人口大國(guó)，也是農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥、農(nóng)藥等生產(chǎn)資料發(fā)揮著重要的作用。自20世紀(jì)以來，我國(guó)化肥施用量逐年遞增，化肥可為作物提供營(yíng)養(yǎng)，但過度單一施用化肥，則會(huì)引起土壤酸化、板結(jié)、有機(jī)質(zhì)下降、土壤保水保肥能力降低等問題。減少化肥使用，恢復(fù)土壤自身供給植物生長(zhǎng)能力、綠色可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)今研制有機(jī)肥的主題。另外，植物源農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的研究及研發(fā)一直是關(guān)注的熱點(diǎn)，早在20世紀(jì)50年代我國(guó)醫(yī)藥工作者即開始了中草藥抑菌作用和成分的研究，將中草藥的抑菌作用與有機(jī)肥有效地結(jié)合起來，開展中草藥有機(jī)肥的研制，提高作物抗病能力，是一新的研究領(lǐng)域，具有良好的發(fā)展前景。

1 中草藥有機(jī)肥的特點(diǎn)

1.1 中草藥的特點(diǎn)

中草藥來源廣泛、種類繁多、歷史悠久，早在秦漢時(shí)期就有相關(guān)記載，還有《本草綱目》、《神農(nóng)本草經(jīng)》和《中華草本》等醫(yī)學(xué)著作問世。目前，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中草藥約分屬78個(gè)科196種。經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)，中草藥具有抗細(xì)菌作用的有131種、抗真菌50種、抗病毒23種，其中有的中草藥兼有抗真菌和抗細(xì)菌作用。中草藥具有美白、抗過敏、抗衰老、祛痘、保濕、修復(fù)、抑菌殺菌等復(fù)合功效。經(jīng)驗(yàn)證，中草藥中常見的有效成分主要是生物堿類、黃酮類、醌類、苷類化、木質(zhì)素以及萜類等化合物，并且中草藥提取物具有溫和、安全的特點(diǎn)，因此消費(fèi)者對(duì)中草藥資源的需求日益上升，在市場(chǎng)中漸成流行趨勢(shì)。

1.2 中草藥有機(jī)肥的特點(diǎn)

中草藥有機(jī)肥廣泛是指由中草藥植物或藥渣腐熟發(fā)酵而來的一種植物有機(jī)肥料。中草藥有機(jī)肥的優(yōu)點(diǎn)主要有4個(gè)方面：（1）天然性和低毒性。中草藥提取物隸屬于植物源，相比化學(xué)肥料，中草藥有機(jī)肥成分更加安全和綠色健康。有研究證明，中草藥有機(jī)肥中Pb、Cd、Cr的含量低于化學(xué)肥料，可降低植物中有害金屬含量；（2）復(fù)方優(yōu)勢(shì)和多功能性。中草藥作為添加劑可以是單味中草藥，也可以是經(jīng)配伍組方的復(fù)方中草藥。多功能性主要體現(xiàn)在其不但能為作物提供營(yíng)養(yǎng)，具有抑菌殺蟲的作用，并且還能夠改善土壤理化性質(zhì)，改良土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到土地的綠色循環(huán)利用；（3）不易產(chǎn)生抗藥性。中草藥能增強(qiáng)作物本身的免疫功能和抗病力，其抑菌殺蟲成分作用具有全面性而并非針對(duì)性，因此對(duì)病蟲害不易產(chǎn)生抗藥性；（4）維系微生態(tài)菌群平衡。相關(guān)文獻(xiàn)表明，中草藥可以直接作用于微生物的結(jié)構(gòu)和代謝，提高土壤微生物活性，促進(jìn)益生菌的生長(zhǎng)繁殖并有效抑制有害菌群發(fā)展，并且在中草藥腐熟發(fā)酵的過程中，可以改變有機(jī)肥發(fā)酵過程的優(yōu)勢(shì)菌落，平衡生態(tài)菌群的穩(wěn)定。

中草藥有機(jī)肥能夠促進(jìn)土壤養(yǎng)分循環(huán)，并且有利于作物根系生長(zhǎng)，提高作物抗病、抗蟲、抗旱能力，解決土壤養(yǎng)分缺失和連作障礙問題。中草藥有機(jī)肥是一種發(fā)展綠色農(nóng)業(yè)的理想用肥，是一種速效與長(zhǎng)效相結(jié)合的生態(tài)型植物源有機(jī)肥。

2 中草藥抑菌研究及應(yīng)用概況

中草藥用于防治疾病的歷史悠久且來源較廣泛，是研究抗菌藥物的重要資源。在中草藥抑菌活性的研究中，發(fā)現(xiàn)影響中草藥抑菌活性和效果的主要因素，一是中草藥的來源、生長(zhǎng)環(huán)境、采摘季節(jié)與用藥部位；二是中草藥有效成分的提取方法。

2.1 中草藥抑菌研究

目前，中草藥抗菌研究大多集中在單味中草藥。有學(xué)者研究中草藥乙醇提取物對(duì)合歡枯萎病菌的抑制作用，發(fā)現(xiàn)一定濃度的丁香提取物對(duì)合歡枯萎病菌的抑菌率可達(dá)100%。單味中草藥研究為中草藥在農(nóng)業(yè)應(yīng)用的發(fā)展奠定基礎(chǔ)，也是至關(guān)重要的研究方向。

根據(jù)中草藥“君臣佐使”的配伍原則，相使、相須的中草藥互相配合可以起到協(xié)同作用，藥效相同的中草藥能起到協(xié)同、增效、減毒等作用，從而提高單味中草藥抑菌效果。首先，篩選單味抑菌中草藥，根據(jù)抑菌特點(diǎn)，進(jìn)行中草藥組方研究，最終得到抑菌效果最佳的中草藥復(fù)方，從而篩選出可有效抑制致病菌而不抑制有益菌的生長(zhǎng)復(fù)方中草藥。目前，復(fù)方中草藥抑菌研究?jī)?nèi)容還較少。

2.2 中草藥抑菌應(yīng)用

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，中草藥抑菌主要應(yīng)用在糧食、水果以及蔬菜產(chǎn)業(yè)。通過研究，已從126種中草藥的乙醇提取物中篩選出能夠明顯抑制小麥赤霉病菌生長(zhǎng)的中草藥；發(fā)現(xiàn)雞冠花乙醇提取物對(duì)小麥赤霉病病菌的抑菌率到達(dá)100%；研究藥食同源中草藥提取物對(duì)葡萄采后貯藏病菌的抑制作用，結(jié)果表明魔芋精粉濃度與丁香提取物復(fù)合涂膜可以在葡萄常溫和低溫貯藏中起到良好的保鮮效果；通過研究中草藥對(duì)蔬菜某些病原菌的抑制作用，發(fā)現(xiàn)黃柏的乙醇提取物對(duì)番茄枯萎病病原菌和辣椒根腐病病原菌的抑菌率分別達(dá)到90%和66%，且在一定濃度范圍內(nèi)，提取物抑菌活性隨著藥液濃度的升高而增強(qiáng)。

3 中草藥抑菌有機(jī)肥研究及應(yīng)用概況

利用中草藥發(fā)酵有機(jī)肥主要有2種形式，一是將未經(jīng)溶劑提取的中草藥與其他有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)進(jìn)行發(fā)酵腐熟而成的有機(jī)肥；另一種是將經(jīng)提取有效成分后的中草藥藥渣進(jìn)行發(fā)酵腐熟而成的有機(jī)肥。兩種有機(jī)肥的應(yīng)用及研究皆有前人建樹，并且取得了一定的成果。

3.1 中草藥原藥有機(jī)肥

利用原藥生產(chǎn)中草藥有機(jī)肥主要有3種方式：第一，以中草藥作為添加劑制備的有機(jī)肥。有研究學(xué)者按照中藥成份5%、有機(jī)物質(zhì)95%的比例研發(fā)了一種多功能有機(jī)肥，具有適用范圍廣、防治效果和增產(chǎn)效果明顯的特點(diǎn)。中草藥輔以畜禽糞便、植物秸稈、包膜劑以及氧化鈣等元素研制一種具有防蟲抗病的有機(jī)肥，且還可以改善土壤理化性質(zhì)。第二，以中草藥為主要原料的復(fù)方有機(jī)肥料。有研究團(tuán)隊(duì)將蘄艾、青蒿、羅田蒼術(shù)、羅田金銀花經(jīng)水蒸餾和乙醇回流后，將藥渣進(jìn)行自然堆放發(fā)酵，在發(fā)酵后的固體殘?jiān)屑尤胙趸}，制備而成一種具有抑菌作用的中草藥有機(jī)肥。也有將中草藥、稻草秸稈、硼砂、竹炭顆粒等按照一定比例混合制成一種具有良好環(huán)保性能、并能改善土壤結(jié)構(gòu)以及促進(jìn)農(nóng)作物生長(zhǎng)等功能的中草藥復(fù)合有機(jī)肥。第三，專用型中草藥有機(jī)肥。指的是針對(duì)某種作物或某種病原菌而研發(fā)的有機(jī)肥。有學(xué)者將草藥、菜籽餅等有機(jī)物質(zhì)置于水中在革蘭氏陽性放線菌的存在下進(jìn)行發(fā)酵，然后將在酸性條件下，將河泥、鉀磷礦粉、硅藻土與發(fā)酵混合物進(jìn)行混合，最終制得用于提高藍(lán)莓結(jié)果率和品質(zhì)，并且能夠改善種植土壤的有機(jī)肥。另外，還有學(xué)者將中草藥與尿素等有機(jī)物與無機(jī)物按照一定的比例混合發(fā)酵，制得一種金桔中草藥有機(jī)肥，可提高金桔的產(chǎn)量，并減少病蟲害的發(fā)生。目前關(guān)于中草藥有機(jī)肥的研究并不多，在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用也比較少，研究還有待拓展。

3.2 中草藥藥渣有機(jī)肥

中草藥藥渣是中藥材經(jīng)煎煮或溶劑提取后剩余的殘?jiān)?。傳統(tǒng)中草藥有效成分提取方法的提取率一般為30%～70%，中藥渣經(jīng)常被當(dāng)做廢棄物堆放，造成二次污染。藥渣中含有大量的植物纖維、多糖、粗蛋白、粗脂肪以及氮、磷、鉀、鎂、鐵、鋅等無機(jī)元素和少量的維生素，因此中藥藥渣是較好的回收資源，極具開發(fā)利用價(jià)值。已有研究表明將中藥渣、雞糞、菌渣按比例混合，并加入自篩發(fā)酵菌劑進(jìn)行發(fā)酵，可獲得理化指標(biāo)合格并且能夠有效地提高生菜產(chǎn)量的中草藥有機(jī)肥；施用發(fā)酵藥渣有機(jī)肥可改善土壤酸化和板結(jié)，并可提高作物產(chǎn)量。

抑菌中草藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用形式除了生產(chǎn)有機(jī)肥，還可生產(chǎn)為農(nóng)藥、水果蔬菜保鮮劑以及食用菌栽培基質(zhì)等農(nóng)業(yè)資源。農(nóng)藥方面的應(yīng)用：有學(xué)者將白果、雄黃、黃連微波法提取物同農(nóng)藥進(jìn)行單施及復(fù)配液分別噴施于煙草葉片，結(jié)果表明，37%苯醚甲環(huán)唑WDG+黃連/白果粗提物混施后對(duì)煙草赤星病發(fā)病率的防效分別可達(dá)72%和75.36%。保鮮劑方面的應(yīng)用：經(jīng)相關(guān)試驗(yàn)研究表明，一定濃度的中草藥乙醇提取液與基質(zhì)液配伍成保鮮劑涂膜，果品貯藏可減少果實(shí)的失重率和腐爛率，減少果實(shí)品質(zhì)的劣變。食用菌生產(chǎn)上的應(yīng)用：1998年，國(guó)內(nèi)首次報(bào)道了利用中草藥藥渣進(jìn)行食用菌栽培。20世紀(jì)80年代后，我國(guó)食用菌的栽培發(fā)展極為迅速，姜國(guó)銀、金茜等利用藥渣栽種金針菇、平菇等，取得了良好的效果。綜上所述，中草藥是極具開發(fā)潛力的生物資源，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

4 展 望

中藥是中華文化的瑰寶，我國(guó)中草藥資源豐富，但目前大部分集中在醫(yī)藥方面的研發(fā)，而利用中草藥資源開發(fā)農(nóng)業(yè)防病蟲害產(chǎn)品的研究還不是很多。中草藥資源的科學(xué)利用是一項(xiàng)復(fù)雜而艱巨的任務(wù)，中草藥產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物有幾十萬種，從中草藥中分離出具有殺蟲、抗菌的代謝及次級(jí)代謝產(chǎn)物是中草藥資源研究的重點(diǎn)之一。中草藥抑菌有機(jī)肥的研發(fā)，需要針對(duì)中草藥來源的多樣性和安全性、有效成分分析以及生物發(fā)酵工藝的科學(xué)性和穩(wěn)定性等問題進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究，并且需要依據(jù)中草藥的化學(xué)、物理性質(zhì)進(jìn)行合理和綜合資源化利用，才能生產(chǎn)出具有高附加值的中草藥抑菌有機(jī)肥。中草藥抑菌有機(jī)肥是生物有機(jī)肥發(fā)展的又一新領(lǐng)域，具有很大的研究潛力和市場(chǎng)潛力。